Synthetische mikrobielle Gemeinschaften (SynComs) erweisen sich als mächtige Verbündete im Kampf gegen Unkraut. Diese sorgfältig zusammengestellten Ansammlungen von Mikroorganismen, wie z. B. kompatible Pseudomonas-Stämme, sind darauf ausgelegt, bestimmte Unkräuter zu bekämpfen und gleichzeitig das Pflanzenwachstum zu fördern.
Die Anwendung von Herbiziden mit SynComs wird von entscheidender Bedeutung sein, um ihre synergistischen Wirkungen bei der Bekämpfung von Unkraut und der Förderung des Weizenwachstums zu verstehen und so eine nachhaltige und umweltfreundliche Strategie zur Unkrautbekämpfung bereitzustellen. Durch die Nutzung der kollektiven Stärke von Pseudomonas SynComs bringt uns diese Forschung einer deutlichen Reduzierung des Herbizidverbrauchs näher.
Dieser Ansatz verspricht somit eine bessere und grünere Zukunft für die Landwirtschaft, in der Unkräuter effizient und ohne den starken Einsatz von Chemikalien bekämpft werden. Die Forscher‘ Ergebnisse erschien am 19. Dezember 2023 in Briefe zur Bodenökologie.
Das Forschungsteam von Prof. Peng Cai am National Key Laboratory of Agriculture Microbiology der Huazhong Agriculture University hat eine bahnbrechende Strategie für die Unkrautbekämpfung vorgestellt, die auch das Pflanzenwachstum fördert.
Unter Gewächshausbedingungen testete das Team verschiedene SynComs, darunter C1, C2, C3 und C4, um ihr Potenzial zur Unkrautunterdrückung zu bewerten. Unter diesen erwies sich C4 als Spitzenreiter, insbesondere in Kombination mit einem niedrig dosierten Herbizid.
Bemerkenswerterweise steigerte C4 auch ohne Herbizidunterstützung das Weizenwachstum deutlich. Dieser Befund unterstreicht die zentrale Rolle nützlicher Rhizobakterien, die die Unkrautdichte reduzieren und durch die Produktion verschiedener Metaboliten für robuste Ernteerträge sorgen können.
In umfangreichen Feldversuchen unterdrückte C4 SynCom in Verbindung mit 50 % und 75 % Axial-Herbizid nicht nur das Wachstum und den Ertrag des lästigen Unkrauts P. Minor, sondern steigerte auch die Produktion von befallenem Weizen erheblich. Diese Synergie zwischen Rhizobakterien und Weizenwachstum birgt ein enormes Potenzial für eine wirksamere Unkrautbekämpfung.
Die Auswirkungen von Unkräutern auf den weltweiten Getreideertrag sind enorm und führen weltweit zu einem erheblichen Rückgang – größer als bei jedem anderen Schädling. Die Verbreitung von Unkrautsamen verschlimmert die Probleme Jahr für Jahr und führt zu mehr Anpflanzung, geringeren Erntequalitäten und steigenden Kosten für die Saatgutreinigung und -ernte.
Um dieses kritische Problem anzugehen, wählte das Team von Prof. Peng Cai sorgfältig einen Feldstandort aus, der über mehrere Jahre hinweg von anhaltendem P.-minor-Befall heimgesucht wurde. Diese Wahl lieferte eine klare Grundlage für das Verständnis, wie das bemerkenswerte SynCom C4 effizient mit einem niedrig dosierten Herbizid zusammenarbeiten kann und eine innovative Lösung für die Unkrautbekämpfung und die Verbesserung der Weizenernte bietet.
Sie fanden heraus, dass Unkrautbefall dafür bekannt ist, den Getreideertrag zu dezimieren, was bei Herbiziddosen von 50 % und 75 % zu Reduzierungen von 16 % und 25 % führt. In Kombination mit C4 kam es bei diesen Herbiziddosen jedoch zu einer bemerkenswerten Umkehrung: 8 % bzw. 22 % des verlorenen Getreideertrags konnten unter unkrautbefallenen Bedingungen im Vergleich zur alleinigen Anwendung von Herbiziden eingespart werden.
Diese Ergebnisse unterstreichen die synergistischen Effekte der Kombination von Herbiziden mit SynComs – einer umweltfreundlichen Strategie, die nicht nur P. minor wirksam bekämpft, sondern auch ein robustes Weizenwachstum fördert. Dieser Ansatz läutet eine neue Ära der nachhaltigen Unkrautbekämpfung und der Steigerung der Ernteerträge ein.
Mehr Informationen:
Amina Hadayat et al.: Die integrierte Anwendung der synthetischen Gemeinschaft reduziert den Verbrauch von Herbiziden bei der Bekämpfung von Phalaris-Minor im Feld. Briefe zur Bodenökologie (2023). DOI: 10.1007/s42832-023-0207-1
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