Nutzung von Rhizobakterien und Endophyten zur biologischen Bekämpfung von Unkräutern und Ungräsern

Abstract

Unkräuter und Ungräser tragen weltweit zu hohen Ertragseinbußen bei. Schätzungen zufolge kann mit einem Ertragsverlust von bis zu 34 % gerechnet werden (OERKE, 2006). Die größten Ertragsverluste entstehen durch die Konkurrenz zwischen der Feldfrucht und den Unkräutern für Licht, Nährstoffe und Feuchtigkeit. Invasive Pflanzen tragen teilweise noch zu weiteren Problemen bei. So ist der Pollen der eingeschleppten Ambrosia artemisiifolia L., (Beifußblättriges Traubenkraut, Familie Asteraceae) ein starkes Allergen und verlängert die Saison für europäische Pollenallergiker bis in den Oktober.

Traubenkraut ist heute in Europa am häufigsten in Ungarn, Frankreich und Italien anzutreffen. In Österreich sind Populationen vom Osten ausgehend auf landwirtschaftlichen Flächen und an Straßenrändern zahlreich.

Möglichkeiten zur Eindämmung der Populationen existieren kaum. Eine Pflanze produziert bis zu 6000 Samen, die im Boden 40 Jahre überleben. Eine Kontrolle mit Herbiziden ist in Sonnenblumenfeldern aufgrund der biologischen Verwandtschaft beider Pflanzen nicht möglich. Alternativ wird eine Bekämpfung mit biologischen Mitteln angestrebt. Auf Ambrosia artemisiifolia spezialisierte herbivore Insekten wurden allerdings nicht gefunden. Die Nutzung von pflanzenassoziierten Rhizobakterien und Endophyten als bioaktive Herbizide wäre eine neue Alternative. Direkt aus Ambrosia artemisiifolia isolierte Bakterien haben erhöhte Chancen, selektiv auf diese Pflanze zu wirken, so dass sie auch im Anbau von eng verwandten Kulturen und im biologischen Landbau angewendet werden könnten.

Stichwörter: AMBEL, Ambrosia artemisiifolia, Bakterien, Bio-Herbizide, selektive Wirkung

Use of rhizobacteria and endophytes for biological control of weeds

Abstract

Weeds cause severe yield losses in agriculture, with a maximum estimate of 34% of yield loss worldwide due to competition between the crops and the weeds for nutrition, light and humidity (OERKE, 2006). Invasive plants contribute partially to other problems. The pollen of common ragweed, Ambrosia artemisiifolia L., for example, is five times more allergenic than grass pollen; already ten pollen grains per m3 air can trigger allergy in sensitized patients, including rhinitis, conjunctivitis and asthma. This neophyte from America has extended the season of allergy in European patients to October.

Common ragweed is currently most frequent in Hungary, France and Italy. In Austria, ragweed populations along roads have increased dramatically since 2000.

The effective means to control this weed of the Asteraceae family are limited; a single plant can produce up to 6000 seeds which stay in the soil for 40 years. Control using selective herbicides is not possible within stands of the Asteraceae member sunflower. Efforts to use herbivore insects as biological control agents also failed due to the unavailability of insects specializing on this ragweed. The use of plant-associated rhizobacteria and endophytes as bio-herbicides offers a novel alternative to conventional methods. By analogy to experiences from other plant-microbe systems, the chances to find microbes of the desired characteristics are highest when isolating and testing specimens directly from ragweed plants. These organisms often have an extremely narrow host range that permits their use for the control of among several even closely related plant species growing together in a field.

Keywords: AMBEL, Ambrosia artemisiifolia, bacteria, bio-herbicide, common ragweed, selective function