Bodenorganismen fördern Pflanzengesundheit

Pflanzen schützen sich gegen Krankheitserreger, indem sie die Konzentration spezieller Mikroorganismen im Boden fördern.

Im Boden leben Millionen von Mikroorganismen. Einige dieser Organismen schaden Pflanzen (Pathogene). Andere hingegen verhindern auf natürliche Weise die Ausbreitung dieser  Pflanzenpathogenen. Diese sogenannten Antagonisten oder biokontrollaktiven Mikroorganismen helfen Pflanzen auf diese Weise, gesund zu bleiben. Sie lassen sich jedoch schwer kultivieren, so dass ihr gezielter Einsatz als natürlicher Pflanzenschutz derzeit noch Zukunftsmusik ist. Forscher des Helmholtz-Zentrums München haben nun entdeckt, wie Pflanzen diesen Mechanismus für sich nutzen.

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Die Wissenschaftler aus München untersuchten zusammen mit Kollegen in Lyon in Frankreich die Konzentration bestimmter Bakterien im Wurzelraum (Rhizosphäre) von Gerste und die Anfälligkeit der Pflanzen gegenüber dem Schadpilz Gaeumannomyces graminis, dem Auslöser der Schwarzbeinigkeit. Diese bei diversen Getreidesorten häufige Krankheit stört das Wachstum und die Funktion der Wurzeln und damit besonders die Wasser und Nährstoffaufnahme der Pflanze. Dies führt zum Absterben der Pflanze und damit zu Ertragseinbußen.

Ihr Ergebnis: Pflanzen können sich gegen Krankheitserreger schützen, indem sie Antagonisten im Boden rund um die Wurzeln fördern. Im Kleinversuch konnten die Forscher zeigen, dass der Anbau von Gerste als Monokultur zu einer spezifischen Zusammensetzung der Mikroflora im Wurzelraum führt, die so einen besonders wirksamen Schutz gegen den Schadpilz bietet. Diese natürliche Biokontrolle wurde unabhängig vom Auftreten der Krankheit beobachtet. Daher ist anzunehmen, dass nicht der Schadpilz Vorkommen und Aktivität der Antagonisten beeinflusst – wie bisher angenommen. Sondern dass die Pflanze selbst die Zusammensetzung der Mikroflora in der Rhizosphäre verändert und kontrolliert.

Alternativen zum herkömmlichen chemischen Pflanzenschutz sind ein aktuelles Thema der modernen Landwirtschaft. Bereits heute sind viele Erreger von Pflanzenkrankheiten gegen Pestizide resistent. Zudem könnte die natürliche Biokontrolle helfen, landwirtschaftliche Produktionsverfahren umweltschonender zu gestalten und die Ausbringung chemischer Pflanzenschutzmittel zu reduzieren. Die Studie liefert wichtige Anhaltspunkte zur Funktionsweise pflanzlicher Abwehrmechanismen. Weitere Forschungen müssen nun zeigen, wie Biokontrollpopulationen durch geeignete Fruchtfolgen so gesteuert werden können, dass sie als natürlicher Pflanzenschutz in der landwirtschaftlichen Praxis angewendet werden können.