Endlich möchte ich etwas über Bakterien und deren Hilfe bei der Einsparung von Kunstdünger schreiben, was ich schon länger vorhatte. Eigentlich bin ich noch dabei an der Klimatisierung von Kuhställen mit Hilfe eines Erdkollektors zu tüfteln, aber das wird auch noch eine Weile dauern, deswegen schiebe ich das mit den Bakterien einfach doch zwischen rein.
Es ist ein ziemlich langer Text (deshalb zwei Teile), der aber auch viele Informationen enhält, um zu zeigen, dass diese Bakterien nicht nur irgendeine Modeerscheinung sind.
Es geht um die biologische Stickstoffixierung (Biological Nitrogen Fixation = BNF), d.h. die Wirkungsweise der Knöllchenbakterien von Leguminosen wie Bohne oder Erbse, die von dem deutschen Agrikulturchemiker Hermann Hellriegel (
http://de.wikipedia.org/wiki/Hermann_Hellriegel ) 1886 entdeckt wurde.
Seit Jahren schon findet übrigens jährlich (oder zweijährlich?) ein Kongreß zum Thema BNF statt!
Der niederländischen Forscher Martinus Willem Beijerinck entdeckte 1925 das frei lebende Bakterium Spirillum lipoferum (leider nur auf Englisch:
http://www.biw.kuleuven.be/dtp/cmpg/ai.htm ).
Diese sensationelle Entdeckung (Einsparung von Kunstdünger!) ging aber wohl mehr oder weniger im Lauf der Geschichte unter.
Erst die brasilianische Agrar-Wissenschaftlerin Johanna Döbereiner ("Bakterien auf dem Vormarsch - Brasiliens Grüne Revolution und ihre stille Anstifterin"
http://www.topicos.net/fileadmin/pdf/2003/3/Bakterien_auf_dem_Vormarsch.pdf ) stieß wieder auf dieses Wissen als sie Anfang der 70er Jahre eine Wiese mit unglaublich intensivem Grün entdeckte. Bei der Analyse entdeckte sie, dass Bakterien, diazotrophe (d.h. stickstoffliefernde) Bakterien, dafür verantwortlich waren:
"Der Ernährer der Welt
...
Tatsächlich wurde die Wissenschaftlerin bald fündig: Bradyrhizobium japonicum nennt sich ein Bakterium, das sie durch Hornbrille und Mikroskop hindurch in einem der leuchtend grünen Blätter entdeckte. Ein Bakterium, mit dem sich das Blattgrün gierig den Stickstoff aus der Luft holt. Und wächst und wächst und wächst.
Die Forscherin brachte die Bakterien mit Sojasamen zusammen und konnte so dieselben Erträge wie bisher erzielen - ohne ein Gramm Dünger zu benutzen."
http://www.zeit.de/2006/19/Brasilien-Ernhrer?page=2Und das Beste kommt jetzt: Das geht auch bei allen möglichen anderen Nutzpflanzen!!!
Ganz wichtig und wohl in ein paar Wochen aktuell:
Die Kombination von Raps und einem bestimmten Bakterium (Azorhizobium caulinodans). Dies wurde in der folgenden Studie erfolgreich in einem Laborversuch untersucht:
"Effects of Glucosinolates and Flavonoids on Colonization of the Roots of Brassica napus by Azorhizobium caulinodans ORS571"
http://aem.asm.org/cgi/content/full/66/5/2185Diese Studie untersucht die Auswirkungen der Impfung von Rapspflanzen mit dem diazotrophen Bakterium Azorhizobium caulinodans sowie der Zugabe von Naringenin (ein Pflanzenfarbstoff, mit einem besonders großen Anteil in Tomaten; auch in Tomatenmark oder Tomatenpüree!!!) auf die Aufnahmebereitschaft der Nebenwurzeln (durch kleine Spaltöffnungen an den Wurzeln) für dieses Bakterium. Gleichzeitig wird untersucht wie sich die Konzentration von Glucosinolaten (GS), auch Senfölglykoside genannt, in den Wurzeln auf die Aufnahmebereitschaft auswirkt.
Isothiocyanate, zu deutsch Senföle, sind die am stärksten bioaktiv wirkenden Abbauprodukte der Glucosinolate in den Wurzeln von Raps, die das Wachstum und das Überleben von Bakterien negativ beeinflussen. In der Studie wurde gezeigt, dass das Flavonoid Naringenin die Wirkung dieser Glucosinolate vermindern kann.
Irgendwo habe ich gelesen (ich reiche das vielleicht noch nach), dass Naringenin von den Pflanzen selber ausgeschieden wird, um solche diazotrophen Bakterien anzulocken. D.h. dieser Pflanzenfarbstoff unterstützt quasi die Eigenbemühungen der Rapspflanzen noch.
Auch beim Weizen hat dieses Bakterium positive Auswirkungen. Es wurde in anderen Studien festgestellt, dass es nicht nur die Produktion von Stickstoff ist, die das Pflanzenwachstum bzw. das Wurzelwachstum fördert, sondern auch die Stoffe, die die Bakterien sonst noch produzieren, d.h. sonstige wachstumsfördernde Stoffe und auch chemische Stoffe zur Bekämpfung pathogener Mikroorganismen.
Leider habe ich noch keine Firma gefunden, bei der man das Bakterium Azorhizobium caulinodans einfach bestellen kann. Eventuell muß man sich hierfür an die "Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ)" in Braunschweig wenden (
http://www.dsmz.de/ ).
Irgendwo habe ich auch noch eine Studie, die beschreibt wieviel man vom Naringenin bzw. von Tomatenpürre oder Tomatenmark pro Gewichtseinheit oder Ackerfläche benötigt, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Das liefere ich noch nach.
Hier ein Link zu einem (englischen) Artikel über die Kombination von Weizen und Azospirillum lipoferum in einer Ausgabe der Zeitschrift "Plant and Soil":
"Yield increases in spring wheat (Triticum aestivum L.) inoculated withAzospirillum lipoferum under greenhouse and field conditions of a temperate region "
(Ertragssteigerungen bei Frühjahrsweizen(?) (Triticum aestivum L.) unter Gewächshaus- und Freilandbedingungen aufgezogen wurde und mit Azospirillum lipoferum geimpft (gebeizt) wurde.)
http://www.springerlink.com/content/w75024561477/Hier eine Liste der möglichen Kombinationen von Nutzpflanzen und Bakterienarten:
"Assoziationen stickstoffbindender Bakterien mit tropischen Gramineen"
http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d34/t1.htm Und eine Tabelle mit dem möglichen N-Gewinn bei verschiedenen Nutzpflanzen in unterschiedlichen Klimazonen:
"Stickstoffgewinne nach Bilanzuntersuchungen beim Anbau von Gramineen"
http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d34/t2.htm Klee und Reis in Ägypten
"For over seven centuries rice rotation with clover has significantly benefited rice production in Egypt. Clover is normally associated with Rhizobium leguminosarum bv. trifolii that forms N2-fixing nodules in the root of this plant. Surprisingly, strains of this bacterium also were encountered inside the rice plant with around 104-106 rhizobia per gram of fresh weight of root. "
("Über sieben Jahrhunderte lang hat der Fruchtwechsel von Reis mit Klee die Reisproduktion in Ägypten deutlich verbessert. Klee lebt normalerweise mit Rhizobium leguminosarum bv. trifolii zusammen, das N2-bildende Knötchen in den den Wurzeln dieser Pflanze bildet. Überraschenderweise wurden Unterarten dieses Bakteriums innerhalb der Reispflanze mit ungefähr 104-106 Rhizobien pro Gramm Wurzel-Frischgewicht gefunden.")
Aus "Dinitrogen-Fixing Bacteria" (Distickstoff-fixierende Bakterien):
http://141.150.157.117:8080/prokPUB/chaphtm/022/COMPLETE.htmDer Boden muß für eine optimale Arbeitsweise der Bakterien ein neutrales Milieu haben (aus
http://www.bio-gaertner.de/ ):
"Nährstoffmangel /-überschuss
1) Hauptnährstoffe.
Kalzium - Wichtig für Enzyme und Zellteilung. Die Stickstoffbindung wird verstärkt, Vergiftungen im Zellgewebe aufgehoben. Fast für alle Pflanzen notwendig. Das Calcium steuert die Spaltöffnungen der Blätter, es festigt das Pflanzengewebe (Zellwände), regt das Bodenleben an, bindet Säuren, baut den Humus ab, sorgt für Krümelstruktur: Der positiv geladene Phosphorkalk wird von den negativ geladenen Humus-, Kieselsäure- und Tonteilchen absorbiert. Dadurch entstehen durch Ausflockung Krümel mit neutraler Reaktion, der Boden wird locker.
Ausserdem entstehen bei neutraler Bodenreaktion besonders günstige Verhältnisse für die Bildung von Stickstoff in Form von leicht löslichem Salpeterstickstoff durch stickstoffersammelnde Bodenbakterien (Azotobacter). Deren Aktivität führt dazu, dass in den Boden bis zu 2,5 g Stickstoff je Quadratmeter aus der Luft eingebracht werden. Andererseits werden dem Boden durch Auswaschung und Aufnahme durch die Pflanzen bis zu 60 g/qm entzogen, bei Ausschluss von sauren Düngern (schwefelsaures Kali, Superphosphat, Volldünger) und bei naturnaher Düngung ist der Verlust an Kalk allenfalls halb so hoch."