Ziel
Pulverschorf an Kartoffeln gilt als großes Problem für den Kartoffelanbau in Australien. Diese Krankheit wird durch einen protozoischen Erreger verursacht und führt zu Läsionen voller braunem Pulver, die die Kartoffelknolle bedecken (Lin et al. 2018). Dieser Pulverschorf verunstaltet nicht nur die Kartoffelknolle, sondern wirkt sich auch negativ auf das Wurzelsystem der Pflanze aus (O’Brien & Milroy 2017). Denn der Pulverschorf ist eine Wurzelinfektion, die die Wurzelfunktion stört und zu einer verminderten Aufnahme von Wasser und Nährstoffen führt.
Der Erreger des Echten Schorfs kann eine Reihe von Umweltbedingungen überleben. Hat sich der Erreger erst einmal im Boden etabliert, kann er auch noch Jahre nach der Abwesenheit von Kartoffeln eine Infektionsquelle bleiben (Lin et al. 2018). Im Inneren der erkrankten Wurzeln und Knollen werden zahlreiche Sporenballen gebildet, die bei der Ernte in den Boden verteilt werden. In der nächsten Saison dienen diese Sporenbälle als primäres Inokulum. Das Problem des Echten Schorfs ist also ein ständiges und ernstes Problem, denn es verursacht erhebliche wirtschaftliche Verluste, da infizierte Kartoffeln auf dem Markt nur schlecht angenommen werden. Vor diesem Hintergrund hat die Krankheit bei den Kartoffelzüchtern schon immer große Besorgnis ausgelöst.
Maßnahmen zur Bekämpfung des biotrophen Protozoen-Erregers, der den Pulverschorf verursacht, sind entscheidend für die Vermeidung wirtschaftlicher Verluste. Zu den derzeit angewandten Strategien gehören der Anbau nur gesunder Kartoffelknollen, Fruchtwechsel und die chemische Bekämpfung (O’Brien & Milroy 2017). Derzeit steht eine Vielzahl von Fungiziden zur Verfügung, die auf Saatknollen aufgetragen werden können, um pulverförmigen Schorf zu verhindern. Allerdings nimmt die Fungizidresistenz in der Erregerpopulation als Reaktion auf die Fungizidanwendung zu. Verschärft wird dieses Problem durch den Mangel an wirksamen Agrochemikalien und resistenten Kartoffelsorten gegen den Echten Schorf. Darüber hinaus macht die große genetische Vielfalt des Erregers die Entwicklung von Managementpraktiken, die ausschließlich auf dem Einsatz von Chemikalien basieren, zu einer schwierigen Aufgabe (Lin et al. 2018). Weitere Probleme, die durch den Einsatz von Chemikalien entstehen können, sind die Deregistrierung von Fungiziden und Bedenken im Zusammenhang mit dem Einsatz von chemischen Substanzen im Kartoffelanbau und in der Kartoffelproduktion (O’Brien & Milroy 2017). Abgesehen von diesen Problemen haben gängige Strategien zur Prävention der Krankheit das Potenzial, die Umwelt zu schädigen.
Die biologische Schädlingsbekämpfung gilt als vielversprechende und umweltfreundliche Maßnahme zur Vorbeugung von Pulverschorf an Kartoffeln. Der Einsatz von biologischen Bekämpfungsmitteln in Kombination mit Fungiziden kann ebenso wirksam sein wie der Einsatz von synthetischen Fungiziden (O’Brien & Milroy 2017). In dieser Studie wird die Wirkung einer Mischung aus biologischen Bekämpfungsmitteln und Chemikalien auf die Unterdrückung von Pulverschorf auf der Grundlage eines Screenings von endophytischen oder rhizosphärischen Bakterien und Pilzen zur Verhinderung des Erregerwachstums untersucht. Die Krankheitsbekämpfung durch biologische Bekämpfungsmittel wird untersucht, um festzustellen, welche Mittel die beständigsten und am besten kontrollierbaren Ergebnisse liefern. Verschiedene Methoden der Anwendung von biologischen Bekämpfungsmitteln (Knollendressing, Blattspray oder Bodenbewässerung) werden verglichen, und der richtige Zeitpunkt der Anwendung wird bestimmt. Kurz gesagt, das Projekt zielt darauf ab, eine Bewirtschaftungspraxis zu entwickeln, die biologische Bekämpfungsmittel einsetzt, um den Kartoffelschorf zuverlässig und vollständig zu bekämpfen. Die Ergebnisse werden weiter ausgewertet und mit denen verglichen, die durch den Einsatz von Fungiziden erzielt werden. Schließlich soll die richtige Kombination aus biologischen Bekämpfungsmitteln und Fungiziden ermittelt werden.
Ausgabe
Das Ergebnis wird die Bestimmung einer Mischung aus biologischen Bekämpfungsmitteln und Chemikalien sein, die eine stabile und kontrollierbare Unterdrückung der Wurzel- und Knolleninfektion zeigt. Es wird erwartet, dass nach der Behandlung von Saatknollen mit biologischen Bekämpfungsmitteln eine deutliche Verringerung des Schorfbefalls zu beobachten sein wird. In Kombination mit chemischen Bekämpfungsmitteln wird dieses Verfahren einen zuverlässigen Schutz während der gesamten Vegetationsperiode bieten. Neben der Ermittlung der besten Bewirtschaftungsmethode sollen auch die Mechanismen der Krankheitsunterdrückung durch biologische Bekämpfungsmittel allein und in Kombination mit Fungiziden untersucht werden. Neben der Bestimmung der wirksamsten biologischen Bekämpfungsmittel werden auch deren Eignung für verschiedene Produktionsumgebungen und wirksame Anwendungsmethoden untersucht. Die Integration der Anwendungsweise von biologischen Bekämpfungsmitteln mit anderen Chemikalien wird es ermöglichen, eine einzige Bewirtschaftungsmethode zu finden, die für verschiedene Umgebungen und klimatische Bedingungen geeignet ist. Die im Rahmen der Forschungsarbeiten gesammelten Daten werden bei der Ausarbeitung neuer Ansätze zur Vorbeugung von Pulverschorf sowie von Mechanismen, mit denen biologische Bekämpfungsmittel die Krankheit kontrollieren können, weiterverwendet.
Adoption
Obwohl das vorliegende Projekt auf die Ausweitung wirksamer und ökologischer Techniken zur Bekämpfung des Kartoffelschorfs abzielt, können die erzielten Ergebnisse für viele Interessengruppen von Bedeutung sein. Vor allem Kartoffelanbauer, Forscher, Hersteller von Kartoffelprodukten und Verbraucher können von diesem Projekt profitieren. Die Untersuchung von biologischen Bekämpfungsmitteln, ihrer Kombinationen und der additiven Wirkung von Fungiziden ist für Kartoffelanbauer von Bedeutung, für die der Pulverschorf eine ernsthafte Herausforderung darstellt, die den Marktwert ihrer Ernte mindert. Das vorliegende Projekt zielt auf eine gründliche Untersuchung biologischer Wirkstoffe und deren weitere Nutzung zur Unterdrückung der Krankheit auf eine im Vergleich zum Einsatz von Fungiziden umweltfreundlichere Weise ab. Die erwarteten Ergebnisse werden es den Kartoffelanbauern ermöglichen, die Krankheitsentwicklung zu unterdrücken, den Marktwert der Ernte zu erhalten und wirtschaftliche Verluste zu vermeiden. Außerdem können die Kartoffelanbauer die Verschlechterung der Qualität von Pflanzkartoffeln verhindern und die Produktivität der Ernte steigern, indem sie das Auftreten von Pulverschorf und den Pulverschorfindex verringern.
Darüber hinaus kann der Einsatz ökologischer Komponenten in Kombination mit Chemikalien zu einer Steigerung des Marktwerts der Ernte beitragen. In Anbetracht der Tatsache, dass sich die Resistenz des Erregers gegen Fungizide dramatisch entwickelt, verspricht die Kombination von biologischen Bekämpfungsmitteln und Fungiziden ein wirksameres Mittel gegen den pulverförmigen Kartoffelschorf zu sein als Fungizide allein. So können die Kartoffelanbauer beispielsweise auf Strategien verzichten, die den Boden schädigen (insbesondere die Bodenverbesserung durch Veränderung des pH-Werts mit chemischen Mitteln und die Bodenbehandlung mit Chlorpikrin).
Auch die Erzeuger von Kartoffelerzeugnissen können von den Ergebnissen des Projekts profitieren. Die Anwendung eines ökologischeren Ansatzes beim Anbau von Kartoffeln für die weitere Verarbeitung und Herstellung von Kartoffelerzeugnissen wird nicht nur deren Qualität verbessern, sondern auch mehr Verbraucher anziehen. Ökonomisch gesehen bedeutet dies, dass der Kundennutzen beim Kauf solcher Produkte steigt. Infolgedessen ist davon auszugehen, dass die Wettbewerbsfähigkeit dieser Kartoffelerzeuger erheblich steigen wird. Auch die Verbraucher werden von dem vorgeschlagenen Projekt profitieren, da sie Kartoffelerzeugnisse von höherer Qualität wählen können, die aus Kartoffeln hergestellt werden, die geringeren Konzentrationen von Chemikalien ausgesetzt waren. Es ist zu erwarten, dass der Nährwert von Kartoffeln, die mit einer begrenzten Menge an Fungiziden angebaut werden, höher sein wird als der von Kartoffeln, die nur mit Fungiziden behandelt werden.
Die Ergebnisse dieses Projekts werden für Forscher im Bereich der Landwirtschaft und Biologie von professionellem Interesse sein. Bislang wurde der Einsatz von biologischen Bekämpfungsmitteln in der Landwirtschaft kaum erforscht. Dieses Projekt wird daher einen Beitrag zum wissenschaftlichen Bereich leisten, indem es die Mechanismen der biologischen Bekämpfung aufdeckt, biologische Antagonisten identifiziert und die additive Wirkung von Fungiziden bewertet. Die Durchführung des vorgeschlagenen Projekts wird auch zu einem besseren Verständnis der Vielfalt des Erregers und der genetischen Unterschiede zwischen den Kartoffelsorten beitragen.
Ergebnis
Die Möglichkeit, den Erreger wirksamer und umweltfreundlicher zu bekämpfen, wird dazu führen, dass schlechte Kartoffelerträge und ein geringer Marktwert in Verbindung mit einer schlechten Produktqualität vermieden werden können. In der Praxis wird der australische Gartenbau von einer Verringerung der Kartoffelertragsverluste im Zusammenhang mit dem Schorf profitieren. Auch die durch den Einsatz von Chemikalien verursachten ökologischen Störungen und die Verschmutzung des Bodens werden zurückgehen. Alle Vorteile des Projekts werden den Gartenbaubetrieben nach einer Saison der Anwendung der vorgeschlagenen Bewirtschaftungspraktiken zugute kommen. Darüber hinaus wird die Versorgung der Verbraucher mit Lebensmitteln, die weniger Rückstände von synthetischen Chemikalien enthalten, zu einer höheren Kundenzufriedenheit führen. Da biologische Schädlingsbekämpfungsmittel vor der Aussaat ausgebracht werden können, ist dies für die Landwirte angesichts des geringeren Zeitaufwands von Vorteil. Die Kartoffelerzeuger können eine bewährte Bewirtschaftungsmethode anwenden, die eine wirksame und umweltfreundliche Alternative zum Einsatz von chemischen Insektiziden darstellt. Eine solche Verbesserung der kommerziellen Aspekte der Kartoffelproduktion wird bessere wirtschaftliche Möglichkeiten für andere Sektoren in der Wertschöpfungskette schaffen.
Referenzen
Lin, C, Tsai, C, Chen, P, Wu, C, Chang, Y, Yang, Y & Chen, Y 2018, ‘Biological control of potato common scab by Bacillus amyloliquefaciens Ba01’, PLOS One, vol. 13, no. 4, p. e0196520.
O’Brien, P & Milroy, S 2017, ‘Towards biological control of Spongospora subterranea f. sp. subterranea, the causal agent of powdery scab in potato’, Australasian Plant Pathology, vol. 46, no. 1, pp. 1-10.