DD284801A5

DD284801A5 - Verfahren zur stimulierung des wurzelwachstums von getreide, insbesondere gerste mit hilfe von arthrobacter spec.

Info

Publication number: DD284801A5
Application number: DD32940489A
Authority: DD
Inventors: Otto Jahn; Ingrid Pfleger; Ruth Schulze; Christof Herrmann; Guenter Ruhland; Horst Unger
Original assignee: Adl Der Ddr,Fz Fuer Bodenfruchtbarkeit Muencheberg,Dd
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1990-11-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stimulierung des Wurzelwachstums von Getreide, insbesondere Gerste mit Hilfe von Arthrobacer spec. Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem das Wurzelwachstum von Getreide, insbesondere Gerste ohne mechanische Eingriffe und ohne den Einsatz von chemischen Effektoren kostenguenstig und stabil stimuliert werden kann. Die Behandlung von Gerstesamen mit Arthrobacter spec. IMET 11359 bzw. mit Kulturfiltrat von Arthrobacter spec. IMET 11359 fuehrt zu einem Anstieg der Wurzeltrockenmasse, der Wurzellaenge, der Wurzelverzweigung, der Anzahl der Wurzeln in 20 cm Tiefe sowie zur Stimulierung des Sproszwachstums bzw. der Sprosztrockenmasse. Die positiven Effekte konnten sowohl im sterilen Labor- als auch im unsterilen Gefaeszversuch nachgewiesen werden.{Wurzel; Wurzelwachstum; Samenbehandlung; Gerste; Effektor; Kulturfiltrat; Boden; Getreide; Trockenmasse; Samenbehandlung}

Description

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dem das Wurzelwachstum von Getreide, insbesondere Gerste ohne mechanische Eingriffe und ohne den Einsatz von chemischen Effektoren kostengünstig und stabil stimuliert werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch den Einsatz von Arthrobacter spec, bei Gerste die Wurzeltrockenmasse, die Wurzellängensumme und die Anzahl der Wurzeln in der Tiefe des Bodens zu steigern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Samen von Gerste vor der Aussaat mit Arthrobacter spec. IMET 11359 behandelt wird. Die Applikation der Bakterien erfolgt als wäßrige Suspension. Arthrobacter spec. IMET11359 bewirkt eine Zunahme der Wurzellängensumme, eine Erhöhung der Anzahl von Wurzeln in tieferen Bodenschichten und einen Anstieg der Wurzeltrockenmasse. Darüber hinaus wird die Sproßtrockenmasse signifikant erhöht. Die Behandlung mit zellfreiem Kulturfiltrat von Arthrobacter spec. IMET11359 führt darüber hinaus bei Gerstensämlingen zu verbessertem Sproß- und Wurzelwachstum. Die Applikation von Arthrobacter spec. IMET11359 hat den Vorteil, daß ohne weitere Manipulation bzw. die Zugabe von Wirkstoffen oder Düngemitteln das Wurzelwachstum von Gerste signifikant verbessert werden kann.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll an Beispielen näher erläutert werden. Beispiel 1

20 Samen von Sommergerste 'Salome' werden nach Obersterilisation und Vorquellem in sterilem Leitungswasser auf mit

Glaskugeln (Durchmesser 1,6 bis 2,5mm) halbgefüllte Petrischalen (Durchmesser 9cm) ausgelegt. Die Petrischale enthält 15ml Kulturfiltrat von Arthrobacter spec. IMET11359. Das Kulturfiltrat wurde auf folgende Weise gewonnen: Zellen von Arthrobacter

spec. IMET11359 werden 5 Tage bei 23°C in 500ml Standrundkolben auf Schüttelsieben kultiviert. Jeder Kolben enthält 100ml

Nährlösung folgender Zusammensetzung:

5,0	g Glyzerin
2,5	g Pepton
1,0	g K₂HPO₄
0,4	g CaCO₃
3.0	gNaCI
0,25	g MgSO₄
0,01	g FeSO₄und
1 000 ml Aqua dest. (pH 7,0)

Nach Abbruch der Kultivierung wird die Zellmasse durch Zentrifugation abgetrennt und der Überstand mit Leitungswasser 5fach

verdünnt. Der pH-Wert wird auf 6,5 eingestellt. Der so vorbehandelte Überstand wird steril filtriert und bildet das zellfreie

Kulturfiltrat. Als Kontrolle dienen 5fach verdünnte sterilisierte Bakteriennährlösung bzw. Leitungswasser mit einem pH-Wert von Die Samen werden 24 Stunden bei 4°C im Dunkeln gehalten. Danach erfolgt die Keimung und weitere Entwicklung in einer Wachstumskammer (22°C, 6000 Lux, 14 Stunden hell). Nach 9 Tagen wird derVersuch abgebrochen. Die ermittelten Werte sind

in Tab. 1 zusammengefaßt.

Tab. 1 Beeinflussung von Sproß· und Wurzelwachstum bei Sommergerste 'Salome' durch Behandlung mit Kulturfiltrat von Arthrobacter spec. IMET11359

Behandlung	Sproßlänge (cm)	(%)	Wurzellänge (cm)	(%)	Wurzelverzweigung (Anzahl) (%)	100 678··
Kontrolle Arthrobacter spec. IM ET11359	10,5 11,3	100 108	7,0 8,2	100 117»	0,7 4,8

Beispiel 2

Glasröhren (Durchmesser 2,7cm, Länge 20cm) werden mit 90cm³ Glaskugeln (Durchmesser 1,6 bis 2,5mm) gefüllt und sterilisiert. Drei Tage vorgekeimte Samen von Gerste werden im Tauchverfahren mit einer Suspension von Arthrobacter spec. IMET11359 behandelt und jeweils 1 Korn in eine Glasröhre überführt. Nach Zugabe von Nährlösung nach OPITZ von Boberfeld (1978) werden die Pflanzen in einer Wachstumskammer (22°C, 14 Tage hell, 6000 Lux) für 3 Wochen kultiviert. Eine Prüfvariante umfaßt 30 Gefäße mit jeweils einer Pflanze. Erfaßt werden die Länge der längsten Wurzeln, die Wurzelverzweigung sowie Wurzel- und Sproßtrockenmasse (Tabelle 2).

Tab. 2 Einfluß von Arthrobacter spec. IMET11359 auf Wurzel- und Sproßparameter von Sommergerste 'Salome' Behandlung längste Wurzelver- Wurzeltrocken· Sproßtrocken- Wurzel zweigung masse masse

(cm) (%) (Anzahl) (%) (mg/Pflanze) (%) (mg/Pflanze) (%)

Kontrolle iÜä 100 114,2 löÖ 203 IM) 9βϋ 100

Arthrobacter spec.

IMET11359 10,97 111 139,1* 122 25,3» 125 105 109

Beispiel 3

Nach den Ausführungen unter Beispiel 2 werden 3 Tage vorgekeimte Samen von Gerste ohne weitere Vorbehandlung in sterilisierte Glasröhren überführt und nach einwöchiger Kultivierung mit Kulturfiltrat von Arthrobacter spec. IMET11359 (siehe Beispiel 1) behandelt. Die Anwendung des Filtrates erfolgt als Blattapplikation. Eine Prüfvariante umfaßt dabei 30 Gefäße mit jeweils einer Pflanze. Der Einfluß der Behandlung auf Sproß- und Wurzelparameter zeigt sich nach 3 Wochen (Tab. 3).

Tab.3 Einfluß einer Blattapplikation von Athrobacter spec. IMET11359 - Kugelfiltrat auf Sproß- und Wurzelparameter von Sommergerste 'Salome'

Behandlung längste Wurzelver- Wurzeltrocken- Sproßtrocken- Wurzel zweigung masse masse

(cm) (%) (Anzahl) (%) (mg/Planze) (%) (mg/Pflanze) (%)

Kontrolle 12,95 100 110,9 100 21,08 100 103,6 100

Arthrobacter spec.

IMET11359 13,02 101 142,5** 129 26,96* 128 122,4* 118

Beispiel 4

Nach den Angaben im Beispiel 1 werden Zellen einer 24-Stunden-Kultur von Arthrobacter spec. IMET11359 zur Stimulierung des Wachstums von Gerste verwendet. Vorgekeimte Samen von Gerste werden 2 Stunden mit einer Bakteriensuspension von Arthrobacter spec. IMET11359 behandelt. Die Kultivierung der so vorbehandelten Pflanzen erfolgt im Laborglasröhrenversuch (PFLEGER und JAHN, 1988) in einem Löß-Fahlerde-Oberboden und Quarzsand (Mischungsverhältnis 4:1) als Substrat über einen Zeitraum von 45 Tagen. Zu diesem Zeitpunkt erfolgte der Vergleich von Sproß- und Wurzelparametern der behandelten Pflanzen mit denen der unbehandelten Kontrollpflanzen (Tab.4).

Tab. 4 Einfluß von Arthrobacter spec. IMET11359 auf Wurzel- und Sproßparameter von Sommergerste 'Salome'

Behandlung	Wurzellängen	45 d	Wurzeltrocken	Sproßtrocken'	Wurzelanzahl	45 d
	summe	0,577	masse	masse	in 20 cm	38
	(cm · cm"²¹		(mg/Gefäß)	(mg/Gefäß)	Tiefe
	3Od	0,589	45 d	45 d	30d	63·*
Kontrolle	0,691	51,6	360,4	33
Arthrobacter spec.
IMET11359	0,733	69,9	426,9	45

Beispiel 5

Nach den Angaben im Beispiel 4 werden vorgekeimte Samen von Gerste mit Arthrobacter spec. IMET11359 behandelt und in Laborglasröhren mit unsterilisiertem Boden als Substrat überführt. Zusätzlich zur Samenbehandlung erfolgte als Aussaattermin im wöchentlichen Abstand dreimal eine Applikation von Arthrobacter spec. IMET11359 in den Boden im Gießverfahren. Nach 33 Tagen wurde der Versuch abgebrochen. Die Ergebnisse sind in Tab. 5 zusammengefaßt.

Tab. 5 Einfluß von Arthrobacter spec. IMET11359 auf Wurzel- und Sproßparameter von Wintergerste 'Borwina'

Behandlung	Wurzellängen	Wurzeltrocken	Sproßtrocken	Wurzelanzahl	22 d	33 d
	summe	masse	masse	in 20 cm	21,0	32,9
	(cm-cm"²)	(mg/Gefäß)	(mg/Gefäß)	Tiefe
	10d 33d	33 d	33 d	15d	35,3·*	61,5·*
Kontrolle	0,189 0,404	69,5	316,8	13,9
Arthrobacter spec.
IMET11359	0,251* 0,760»	100,8	353,8·	23,9·»·

Claims

Verfahren zur Stimulierung des Wurzelwachstums von Getreide, insbesondere Gerste mit Hilfe von Arthrobacter spec, dadurch gekennzeichnet, daß der Samen von Gerste vor der Aussaat mit Arthrobacter spec. IMET 11359 behandelt wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stimulierung des Wurzelwachstums von Getreide, insbesondere Gerste mit Hilfe von

Arthrobacter spec.

Sie kann in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion angewendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Neben der mechanischen Tieflockerung des Bodens, die äußerste Energieaufwendung und mitunter nur kurzzeitig

ertragswirksam ist, sucht man weltweit nach alternativen Lösungen, um Schadverdichtungen des Bodens entgegenzuwirken.

Eine aussichtsreiche Lösung besteht darin, die Pflanzenwurzel auf geeignete Weise so zu beeinflussen, daß sie ohne

mechanische Hilfe in der Lage ist, Sperrschichten im Boden zu überwinden bzw. ein optimal entwickeltes Wurzelsystemauszubilden.

Pflanzen mit einem gut entwickelten Wurzelsystem finden, insbesondere auf Böden mit Schadverdichtungen, günstigere

Wachstumsbedingungen. Sie können durch eine verbesserte Tiefenausbreitung der Wurzel im Unterboden vorhandene Wasser-

und Nährstoffreserven zusätzlich nutzen und so Trockenstreß mit geringerer Ertragsdepression überstehen.

Es liegen Untersuchungsergebnisse vor, wonach durch Zugabe von Wachstumsregulatoren in den Boden ein deutlicher

Stimulierungseffekt auf die Tiefenausbreitung und Verzweigung von Luzernewurzeln ausgeübt werden kann (SAINI, 1978,1979).

Daneben gibt es eine Reihe von Verfahren, bei denen man durch die Applikation von Mikroorganismen das Wachstum von

Pflanzenwurzeln beeinflußt.

Es ist bekannt, daß es zwischen höheren Pflanzen und Mikroorganismen Wechselwirkungen gibt, in denen auf die eine oder

andere Weise das Pflanzenwachstum gefördert wird.

Neben der biologischen Stickstoffixierung in der Symbiose Rhizobium-Leguminosen, der wohl am besten untersuchten

Interaktion zwischen Mikroorganismus und Pflanze, existiert eine Reihe weiterer Wechselwirkungen, die mehr oder weniger das

Pflanzenwaschstum beeinflussen.

STROBEL et al. (1984,1985) konnten nach Inokulation mit Hr-Plasmid tragenden Agrobacterium-Bakterien feststellen, daß das

Wurzelwachstum einer Reihe von Kulturpflanzen gegenüber der unbehandelten Kontrolle signifikant verbessert war.

TENZER (1985) beschreibt ein Verfahren zur Stimulierung des Wurzelwachstums von Tomatenpflanzen mit Hilfe eines

Präparates, das Bakterien der Gattung Escherichia bzw. Bacillus und Grünalgen der Gattung Chlorella enthält.

Aspergillus flavus-oryzae NRRL 458 (A. wentii, A. tamari) bewirkt bei verschiedenen Kulturpflanzen neben einem deutlichen

Ertragsanstieg auch eine verbesserte Wurzelentwicklung (LEISTNER, 1987). DOMMERGNES et al. (1979) beschreibt eine

Methode zur Beeinflussung des Pflanzenwachstums mit Hilfe eines mikrobenhaltigen Präparates. Bei der Mehrzahl der geprüften

Varianten lag das Trockengewicht der Wurzel deutlich über dem der unbehandelten Kontrollpflanzen.

BERSTETSKII et al. (1985) konnten mittels eines Arthrobacter mysorens-7 Nr. 164 haltigen Bakteriendüngers den Ertrag und den

Proteingehalt von Futtergräsern deutlich steigern.

Zur Zeit ist kein Patent bekannt, bei dem mit Bakterien der Gattung Arthrobacter das Wurzelwachstum von Gerste verbessert

werden kann.