Sortenfinder
Alle Getreidearten leben in Symbiose mit Pilzen, ohne dass diese ausgebracht werden mussten, jedoch ist der Nutzen der Symbiose bei Weitem nicht einheitlich. Prof. Christel Baum, Universität Rostock, erläutert diese gar nicht so einfache Handelsbeziehung, die seit Jahrtausenden besteht und die über die Ertragsbildung auch uns nutzt.
Generell gilt, dass die Symbiose mit Pilzen besonders die Phosphorversorgung der Pflanzen verbessern kann, da die Pilzhyphen mehrere Meter Distanz überwinden können und hiermit den Einzugsbereich der Pflanze vervielfachen.
Abb. 2: Feinwurzelwachstum unter Weizen
Getreide nimmt sehr viel Phosphor mithilfe der Pilze auf
Bis zu 90 % der P-Aufnahme von Getreidepflanzen kann über den Zwischentransport durch die vergesellschafteten Pilze erfolgen, jedoch kann dieser Anteil sehr stark reduziert sein, insbesondere in Böden mit hoher P-Verfügbarkeit. Neben dem Phosphor wird besonders auch die Aufnahme von Zink und Kupfer durch die Pilze gefördert.
Die vergesellschafteten Pilze in dieser Symbiose zählen zu den arbukulären Mykorrhizapilzen, deren Bezeichnung auf die pilzlichen Strukturen (Arbuskeln) in den Zellen der Pflanzen zurückzuführen ist (Abb. 1). Sie beziehen ihrerseits von den Wirtspflanzen Assimilate für ihre Kohlenstoffernährung. In den meisten Ackerböden sind ca. 15 bis 25 Arten arbuskulärer Mykorrhizapilze verbreitet. Da sie nicht wirtsspezialisiert sind, können sie alle geeigneten Wirtspflanzen besiedeln und durch ihre Hyphennetze im Boden selbst Pflanzen unterschiedlicher Arten miteinander verbinden. In Vergesellschaftung mit Leguminosen kommt es hierbei über die pilzlichen Netzwerke auch zu einem N-Transfer von den Leguminosen zum Getreide.
Die pflanzliche Mykorrhizierungsneigung und die daraus abgeleitete Mykorrhizierungsabhängigkeit unterscheiden sich zwischen den Getreidearten und selbst zwischen den Sorten der gleichen Art mitunter erheblich. Weizen ist ebenso wie Mais in der Regel sehr stark mykorrhiziert, während Roggen und Hafer moderat mykorrhizierungsgeneigt sind und Gerste den geringsten Nutzen unter den Getreidearten aus dieser Vergesellschaftung zieht.
Zunächst wird der Pilz als Feind angesehen und abgewehrt
Zusätzlich hat Wintergetreide in der Regel einen größeren Nutzen von der Mykorrhizierung als Sommergetreide. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Symbiosebildung nicht während der gesamten Entwicklung für beide Partner von Nutzen ist. In der pilzlichen Besiedlungsphase reagieren selbst Wirtspflanzen anfänglich mit einer Verstärkung der Bildung von Sekundärmetaboliten für die Abwehr. Dies kann zu induzierter Resistenz gegenüber einem späteren Befall mit pathogenen Pilzen führen. Der Pilz umgeht jedoch die Abwehr und auf die Besiedlungsphase folgt während der gesamten Vegetationsperiode dann ein gegenseitiger Stoffaustausch. Während der Reifung des Korns erhöhen die Pilzpartner abschließend den Stofftransfer auch aus der Wirtspflanze in den Boden und bilden verstärkt Sporen. Diese Sporen bleiben mehrjährig keimfähig. Daher benötigen Ackerböden keine Mykorrhizapilzimpfung.
Bodenimpfung nur auf Rekultivierungsböden und im Gemüseanbau sinnvoll
Mykorrhizapilzimpfung ist hingegen auf Böden ohne eigenen Sporenbesatz, zu denen teilweise Rekultivierungsböden gehören, vorteilhaft. Da den vielfältigen Potenzialen der Mykorrhizapilze die schwierige Regulierung der Symbiose im Freiland entgegensteht, hat die gezielte Mykorrhizanutzung bisher ihre Schwerpunkte eher im Gemüsebau unter kontrollierten Umweltbedingungen.
Achtung: Die Folgen sind alle dauerhaft eingestellt, also auch zu viel späteren Terminen noch abrufbar!
Bodenökologische Bedeutung ist nicht zu unterschätzen
Mykorrhizapilze haben jedoch neben ihrem Wert für die Wirtspflanzen auch eine erhebliche bodenökologische Bedeutung. Sie tragen wesentlich zur Stabilisierung des Krümelgefüges im Oberboden bei, reduzieren die Auswaschung von Nitrat und Phosphat durch die labile Speicherung in ihren Hyphen und fördern durch ihre Hyphennetzwerke die Rückführung von Phosphaten aus dem Unterboden.
Mykorrhizierung kann KEINE Düngung ersetzen!
Unter verringerter P-Verfügbarkeit steigt der Nutzen der Mykorrhizapilze für den Getreidebestand. Jedoch kann Mykorrhizierung grundsätzlich keine Düngung ersetzen, da sie keine Nährstoffe in den Boden einbringt und nur zu einer erhöhten Nutzungseffizienz beitragen kann. Da besonders P-Düngung die Mykorrhizierung reduziert, ist die P-Düngung von Gerste im Getreidebau aus Sicht der Symbiosenutzung am vorteilhaftesten, da Gerste eine ohnehin geringe Symbiosenutzung aufweist.
In der Fruchtfolge ist aus Sicht der P-Nutzungseffizienz ein Wechsel von mykorrhizierten (z. B. Getreide) und nicht-mykorrhizierten (z. B. Raps) Pflanzen sinnvoll, da dies die Erschließung aus dem Bodenpool diversifiziert. Zwischenfruchtanbau und organische Düngung tragen ebenfalls zu erhöhter Biodiversität bei und wirken sich ebenfalls förderlich auf die Besiedlung mit Mykorrhizapilzen aus. Pfluglose Bodenbearbeitung verbessert den Erhalt und die Nutzung der pilzlichen Netzwerke im Boden und die Verbindung von Ober- und Unterboden.
Forschung sucht nach Optimierungsmöglichkeiten für die Nutzung von Mykorrhizierung im Pflanzenbau
Aktuelle internationale Mykorrhizaforschung befasst sich darüber hinaus auch mit der Einbeziehung von genetisch bedingter Mykorrhizierungsneigung, besonders in der Weizenzüchtung. Hierbei liegt ein wesentliches Ziel in der Mykorrhiza-basierten Steigerung der Trockenstresstoleranz. Diese Wirkung basiert auf dem Wassertransport im Hyphennetzwerk.
Da Mykorrhizapilze immer in Interaktion mit Bakterien, auch sogenannten Mykorrhiza-Helferbakterien, wirksam sind, wird auch auf diesem Wege nach Optimierungsmöglichkeiten für die Nutzung von Mykorrhizierung im Pflanzenbau geforscht.
Schnell gelesen (Kurzfassung):
Die Symbiose zwischen Getreide und Mykorrhizapilzen ist entscheidend für die Phosphorversorgung der Pflanzen. Diese Pilze können den Einzugsbereich von Getreide erheblich vergrößern, wodurch bis zu 90 % des Phosphors über sie aufgenommen werden kann. Die Symbiose verbessert auch die Aufnahme von Zink und Kupfer. Es gibt verschiedene Arten von mykorrhizierenden Pilzen, die nicht spezialisiert sind und somit viele Pflanzenarten miteinander verbinden können. Die Mykorrhizierungsneigung unterscheidet sich erheblich zwischen Getreidearten: Weizen und Mais sind oft stark mykorrhiziert, während Gerste am wenigsten Nutzen zieht.
Wintergetreide profitiert mehr von Mykorrhizierung als Sommergetreide, da in der Anfangsphase der Besiedlung eine Abwehrreaktion der Pflanzen gegen den Pilz auftritt. Obwohl Mykorrhizapilze keine Düngung ersetzen können, erhöhen sie die Effizienz der Nährstoffaufnahme. Auf Böden ohne eigene Sporen kann eine Pilzimpfung vorteilhaft sein. Die Mykorrhizapilze sind auch bodenökologisch wichtig, da sie das Krümelgefüge stabilisieren und Nährstoffe im Boden halten.
Forschung beschäftigt sich mit der Optimierung von Mykorrhizierungen im Pflanzenbau, insbesondere in der Weizenzüchtung, um die Trockenstresstoleranz zu erhöhen und die Funktionen effizient zu nutzen.