Saatgutimpfung mit Rhizobien – gute Voraussetzungen für eine leistungsfähige Symbiose schaffen

Leguminosen spielen eine wichtige Rolle in landwirtschaftlichen Fruchtfolgen. Neben ihrer Bedeutung als Kulturpflanzen hinterlassen sie stickstoffreiche Ernterückstände und können durch die Symbiose mit Knöllchenbakterien atmosphärischen Stickstoff nutzen.

Unter günstigen Bedingungen kann ein erheblicher Teil des Stickstoffbedarfs von Körnerleguminosen über die biologische Stickstofffixierung gedeckt werden. Voraussetzung dafür ist eine gut funktionierende Symbiose zwischen Pflanze und geeigneten Rhizobienbakterien.

Genau hier setzt die Inokulation des Saatguts an

Rhizobien gehen mit Leguminosen eine enge Symbiose ein. Der Prozess beginnt in der Rhizosphäre: Die Pflanzenwurzel gibt Stoffe ab, die von passenden Rhizobien erkannt werden. Die Bakterien reagieren darauf mit Signalmolekülen, die die Krümmung der Wurzelhaare und anschließend das Eindringen der Rhizobien in das Wurzelgewebe auslösen. Gleichzeitig wird die Bildung der typischen Wurzelknöllchen angeregt.

In den Wurzelknöllchen wandeln Rhizobien atmosphärischen Stickstoff (N₂) mithilfe des Enzymkomplexes Nitrogenase in pflanzenverfügbare Stickstoffverbindungen um. Für dessen Funktion sind insbesondere Molybdän, Eisen und Schwefel erforderlich, da sie zentrale Bestandteile des Enzymkomplexes und seiner Metall-Schwefel-Zentren sind. Die Pflanze nutzt den gebundenen Stickstoff anschließend unter anderem zur Bildung von Aminosäuren und Proteinen.

Da die Nitrogenase sehr sauerstoffempfindlich ist, wird der Sauerstoffgehalt im Knöllchen genau reguliert. Dabei spielt Leghämoglobin eine wichtige Rolle und verleiht aktiven Knöllchen ihre typische rosa bis rötliche Färbung.

Die Symbiose beruht auf einem direkten Stoffaustausch: Die Pflanze versorgt die Bakterien mit energiereichen Kohlenstoffverbindungen aus der Photosynthese, während die Rhizobien der Pflanze biologisch gebundenen Stickstoff bereitstellen.

Warum eine gezielte Inokulation sinnvoll sein kann

Rhizobien können natürlicherweise im Boden vorkommen. Ihre Anzahl, Aktivität und Eignung für die jeweilige Leguminosenart können jedoch je nach Standort und Bewirtschaftung deutlich variieren.

Trockenheit, ungünstige Temperaturen oder lange Anbaupausen von Leguminosen, können dazu führen, dass die natürlich vorhandene Rhizobienpopulation für eine schnelle und gleichmäßige Besiedlung junger Wurzeln nicht ausreicht. Bei nicht heimischen oder selten angebauten Leguminosen (z.B. Soja) kann zusätzlich das Problem bestehen, dass im Boden keine oder nur wenige kompatible Rhizobienstämme vorhanden sind.

Bei einer gezielten Saatgutimpfung werden geeignete Rhizobienstämme unmittelbar an das Saatgut gebracht. Dadurch stehen den jungen Pflanzen bereits während der Keimung und frühen Wurzelentwicklung Symbiosepartner zur Verfügung.

Ziel der Inokulation ist es, gute Voraussetzungen für eine gleichmäßige Knöllchenbildung und eine leistungsfähige Rhizobien-Leguminosen-Symbiose zu schaffen.

Rhizobien direkt an das Saatgut bringen

Für die Inokulation von Sojabohnen, Erbsen und anderen Leguminosen stehen spezielle Rhizobienpräparate zur Verfügung. Entscheidend sind dabei unter anderem die Auswahl geeigneter Bakterienstämme, eine ausreichend hohe Anzahl lebensfähiger Mikroorganismen und eine sachgerechte Behandlung des Saatguts.

Rizoline® ist ein mikrobielles Präparat zur Inokulation von Leguminosen. Es bringt spezifische Knöllchenbakterien unmittelbar an das Saatgut beziehungsweise in den Bereich der späteren Wurzelentwicklung.

Das Produkt wird seit mehr als zehn Jahren eingesetzt. Seine Anwendung wurde in insgesamt 72 Feldversuchen in acht Ländern untersucht. Rizoline® ist zudem in der deutschen FiBL-Betriebsmittelliste für den ökologischen Landbau geführt und ebenfalls bei Demeter International, Bioland und Naturland gelistet.

Die enthaltenen Rhizobienstämme wurden für die Symbiose mit verschiedenen Leguminosen ausgewählt. Bei Sojabohnen kommen unter anderem vier Stämme von Bradyrhizobium japonicum zum Einsatz, welche an unterschiedliche Klimazonen angepasst sind und eine Wirkung bei verschiedenen Witterungsbedingungen sicherstellen.

Die gezielte Inokulation unterstützt den frühen Kontakt zwischen Pflanze und passenden Rhizobien und schafft damit günstige Voraussetzungen für die Ausbildung von Wurzelknöllchen und die anschließende symbiotische Stickstofffixierung.

Schutz der Rhizobien während der Saatgutbehandlung

Neben Rhizobien können auch Mykorrhizapilze eine wichtige Rolle im Wurzelraum spielen.

Bei einer Mykorrhiza gehen bestimmte Pilze eine Symbiose mit Pflanzenwurzeln ein. Das feine Pilzmyzel erschließt Bodenbereiche außerhalb des unmittelbaren Wurzelraums und kann dadurch die effektive Aufnahmeoberfläche des Wurzelsystems erweitern.

Diese Symbiose kann insbesondere für die Erschließung von Wasser und schwer beweglichen Nährstoffen wie Phosphor von Bedeutung sein.

BTU-CENTER untersuchte gemeinsam mit der Nationalen Agraruniversität Winnyzja die kombinierte Anwendung von Rizoline® und Mycofriend ® bei Sojabohnen.

Ergebnisse eines Feldversuchs

Im untersuchten Versuch führte die Behandlung des Sojasaatguts mit

Rizoline® – 2 l/t

zu einem Mehrertrag von 4,5 dt/ha gegenüber der unbehandelten Kontrolle.

Bei zusätzlicher Anwendung von

Mycofriend® – 1,5 l/t

lag der Mehrertrag in diesem Versuch bei 5,8 dt/ha gegenüber der Kontrolle.

Die Ergebnisse zeigen das Potenzial einer kombinierten mikrobiellen Saatgutbehandlung. Die tatsächlich erzielbaren Effekte können jedoch je nach Standort, Witterung, Boden, Sorte und Bewirtschaftung variieren.

Unterschiedliche Mikroorganismen – unterschiedliche Funktionen

Mycofriend® enthält ein Konsortium verschiedener Mikroorganismen zur Unterstützung der Mykorrhiza-Symbiose und biologischer Prozesse im Wurzelraum. Mykorrhizapilze bilden ein weit verzweigtes Hyphennetz im Boden. Dadurch kann sich die effektiv erschlossene Bodenoberfläche des Wurzelsystems vergrößern. Zusätzlich enthält es Phosphor und Kalium mobilisierende Bakterien, welche schwer verfübgare Nährstofffraktionen pflanzenverfügbar machen.

Die Kombination verschiedener funktioneller Mikroorganismen zielt damit auf unterschiedliche Prozesse im Wurzelraum:

• Rhizobien unterstützen die Ausbildung der Symbiose zur biologischen Stickstofffixierung
• Mykorrhizapilze erweitern den von der Pflanze erschließbaren Bodenraum
• Nährstoffmobilisierende Mikroorganismen erhöhen die Verfügbarkeit im Boden gebundener Nährstoffe

Ein guter Start für Leguminosen

Eine erfolgreiche Stickstofffixierung beginnt mit einer funktionierenden Symbiose zwischen Leguminose und Rhizobien.
Durch die Inokulation gelangen geeignete Knöllchenbakterien direkt an das Saatgut.
So stehen sie der jungen Pflanze frühzeitig zur Verfügung.
Weitere funktionelle Mikroorganismen können zusätzlich Prozesse im Wurzelraum unterstützen. Die Kombination von Rizoline® und Mycofriend® trägt dazu bei, das natürliche Ertragspotenzial der Sojabohne zu erreichen.
Gezielte mikrobielle Anwendungen schaffen damit gute Voraussetzungen für eine effiziente Nährstoffversorgung und Pflanzenentwicklung.

Mikrobielle Anwendungen unterstützen natürliche Prozesse im Wurzelraum und helfen, das Ertragspotenzial der Leguminosen besser auszuschöpfen.