Mehr als nur Haftung: Liposam®

Exopolysaccharide (EPS) mikrobiellen Ursprungs stellen eine innovative, nachhaltige und wissenschaftlich belegte Möglichkeit dar, die Widerstandsfähigkeit von Kulturpflanzen gegenüber abiotischen Stressfaktoren wie Salz, Trockenheit und extremen Temperaturen zu erhöhen. Diese von Mikroorganismen gebildeten Makromoleküle bestehen vorwiegend aus komplexen Polysacchariden. Zusätzlich enthalten sie Proteinen, Lipiden und Nukleinsäuren. EPS wirken im Boden als „natürlicher Klebstoff“, mit dem sich Mikroorganismen an Bodenpartikel haften und gleichzeitig zur Bodenstabilisierung beitragen.

1. EPS – Funktionsweise und ökologische Bedeutung

EPS werden von Bodenbakterien und Pilzen aktiv in ihre Umgebung abgegeben. Dort übernehmen sie zentrale ökologische Funktionen. Sie fördern die Anhaftung nützlicher Mikroorganismen an Wurzeln und Bodenpartikeln und schaffen so mikrobiell besiedelte Schutzräume in der Rhizosphäre. Sie puffern pH-Schwankungen ab, schützen vor Austrocknung, wirken temperaturstabilisierend und binden Kationen wie Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺ und Na⁺, wodurch der Nährstoff- und Ionenhaushalt im Wurzelbereich reguliert wird. Durch die Verbindung primärer Bodenpartikel zu stabilen Aggregaten verbessern sie die Porosität, Wasserhaltefähigkeit und Luftzirkulation im Boden.

Bodenökologisch betrachtet spielt die Art der organischen Substanz im Boden eine zentrale Rolle für die EPS-Produktion. Untersuchungen zeigen, dass insbesondere labile Kohlenstoffquellen wie frische Pflanzenreste oder Mist die EPS-Bildung fördern, während stark zersetzte organische Substanzen wie Kompost geringere Effekte zeigen. Vor allem die Kohlenhydrat-Fraktion der EPS trägt entscheidend zur Bodenstabilität bei.

2. Schutz vor Salzstress

Salzbelastung beeinträchtigt das Pflanzenwachstum durch Ionentoxizität und osmotische Effekte. EPS in der Rhizosphäre binden überschüssiges Kationen (z.B. Na+) und verhindern dessen Transport in die Pflanze. Dadurch wird das Kalium-Natrium-Verhältnis stabilisiert, welches für Enzymaktivitäten und Zellfunktionen essenziell ist.

Eine Studie aus 2005 belegt, dass Sojapflanzen, welches mit EPS-produzierenden Bradyrhizobium- und Bacillus subtilis-Stämmen inokuliert wurden, eine signifikant höhere Salzstress-Toleranz aufwiesen.

In einer weiteren Studie aus 2016 konnte gezeigt werden, dass EPS selbst bei sehr hohen Salzgehalten eine deutliche Pufferwirkung entfalten und bis zu 200 mM NaCl wirksam binden können.

Durch die Bildung eines Biofilms an den Wurzeln und der Chelatisierung von überschüssigen Ionen können EPS in der Rhizosphäre die Wurzeln schützen und zu einem gesunden Pflanzenwachstum beitragen.

3. Trockenstress, Wasserspeicher und Extremtemperaturen

Trockenheit reduziert mikrobielle Aktivität und Nährstoffmobilität im Boden. EPS wirken dem entgegen, indem sie in der Rhizosphäre Wasser speichern und es langsam an die Wurzeln abgeben. Die gelartige Matrix verzögert die Austrocknung und sichert so eine kontinuierliche Wasserversorgung. Über Kationenbrücken und organisch-mineralische Bindungen stabilisieren EPS das Bodengefüge, wodurch die Infiltration und Wasserrückhaltefähigkeit verbessert werden.

Feldversuche zeigen, dass Liposam die Wasserspeicherkapazität von Schwarzerde signifikant erhöhen und Nährstoffverluste in tiefere Bodenschichten um bis zu 41 % reduzieren kann. In extremen Trockenphasen von bis zu 90 Tagen ohne Niederschlag konnte der Einsatz von Liposam® die Erträge von Sonnenblumen um bis zu 15 % im Vergleich zur Kontrolle steigern.

Zudem konnten weitere Versuche aus 2014 zeigen, dass Pflanzen, die mit Bakterien inokuliert wurden, mehr Antioxidantien produzierten und durch mikrobiell gebildete Osmolyte,den Zelldruck aufrechterhalten konnten.

Somit bieten EPS auch Schutz bei extremen Temperaturen. Die EPS-Biofilme hemmen die Verdunstung, verbessern die Wasserspeicherung und reduzieren Hitzeschäden an den Wurzeln. Auch bei Kälte stabilisieren mikrobielle EPS-Biofilme die Wurzelmembranen, reduzieren kältebedingte Dehydrierung und schützen das Ionengleichgewicht in den Zellen.

4.  Liposam® – EPS als Haft- und Netzmittel

Neben diesen bodenbiologischen Effekten verbessert Liposam®, welches aus EPS des Bakterium Paenibacillus polymyxae hergestellt wird, die Applikationseffizienz von Pflanzenschutzmaßnahmen und Blattapplikationen. Wirkstoffe haften länger auf der Pflanzenoberfläche und werden gleichmäßiger verteilt. Zusätzlich wird die Abwaschung durch Regen verhindert.

In Laborversuchen konnte nach simulierten Regenereignissen eine bis zu sechsmal höhere Wirkstoffmenge auf der Blattoberfläche nachgewiesen werden, wenn Liposam eingesetzt wurde. Dies ermöglicht eine reduzierte Aufwandmenge bei gleichbleibender Wirkung – dadurch werden Ressourcen und Umwelt entlastet.

Liposam® ist dabei mit Herbiziden, Fungiziden, Insektiziden, Spurennährstoffen und mikrobiellen Pflanzenhilfsstoffen problemlos kombinierbar und zu 100 % biologisch abbaubar.

5. Liposam® in der Anwendung

Liposam® wird in über 12 Ländern sowohl im integrierten als auch im ökologischen Landbau erfolgreich eingesetzt. Die hohe Flexibilität in der Anwendung, gepaart mit nachgewiesenen Stressschutz- und Bodenverbesserungseffekten, macht es zu einem wertvollen Baustein moderner, nachhaltiger Pflanzenbaustrategien. Für den praktischen Einsatz haben sich folgende Empfehlungen bewährt:

Saatgutbehandlung Getreide: 0,2 L /t Saatgut + 15 L Wasser / Nährstoffe / mikrobielle Pflanzenhilfsmittel

Blattapplikation:     0,5 L / ha + 300 L Wasser + Wirkstoffe

Bodenherbizide:      0,5-0,8 L /ha + 300 L Wasser + Bodenherbizid