Wenn du dich in der Natur umsiehst, siehst du niemanden mit Nährstoffflaschen oder der Bewässerung von Wald, Gras oder Bäumen. Der Grund dafür ist, dass die Pflanzenwelt seit Millionen von Jahren symbiotische Beziehungen mit den Mikroben und Pilzen im Boden eingegangen ist.
In diesem Artikel erklären wir, was symbiotische Beziehungen sind, wie Pflanzen davon profitieren, die wichtigsten Arten von Mikroorganismen, wie sie Nahrung umwandeln, wie du dein Kultursubstrat beimpfst und vieles mehr.
Was ist ein symbiotischer Mikroorganismus?
Symbiotische Mikroorganismen sind lebende Organismen wie Bakterien und Pilze, die mit Pflanzen eine für beide Seiten vorteilhafte Beziehung eingehen. Im Gegensatz zum Parasitismus, bei dem der eine Organismus dem anderen schadet, ermöglicht die Symbiose beiden ein gutes Gedeihen.
Bei Pflanzen findet diese Verbindung oft im Boden statt, wo Mikroorganismen eng mit den Wurzeln zusammenarbeiten. Die Mikroorganismen helfen den Pflanzen beim Zugang zu wichtigen Nährstoffen, während die Pflanzen sie mit Energie in Form von Kohlenhydraten versorgen, die bei der Photosynthese entstehen.
Wie interagieren symbiotische Mikroorganismen mit Pflanzen?
Pflanzen und Mikroorganismen gehen ihre Verbindung über Wurzelexsudate ein. Pflanzen geben eine Mischung aus Zuckern, Aminosäuren und organischen Säuren in den Boden ab, die nützliche Mikroben wie Mykorrhizapilze und stickstofffixierende Bakterien anlocken.
Sobald sich diese Mikroben an den Wurzelhaaren festsetzen, beginnt ein symbiotischer Austausch:
• Die Aufnahme von Nährstoffen:
o Mykorrhizapilze breiten ihre Hyphen im Boden aus, vergrößern die Wurzeloberfläche und helfen den Pflanzen, schwer zugängliche Nährstoffe wie Phosphor und Stickstoff aufzunehmen.
Stickstofffixierende Bakterien wie Rhizobium wandeln atmosphärischen Stickstoff in Ammonium um, eine Form, die Pflanzen nutzen können.
• Verteidigung gegen Krankheitserreger:
o Einige Mikroben bilden eine Barriere um die Wurzeln und schützen sie so vor schädlichen Krankheitserregern. Andere produzieren antimikrobielle Verbindungen, um krankheitsverursachende Organismen zu unterdrücken.
• Verbesserte Bodengesundheit:
o Mikroorganismen bauen organisches Material in einfachere Nährstoffe ab, reichern den Boden an und fördern ein gesundes Ökosystem für das zukünftige Pflanzenwachstum
Was sind die Vorteile des Anbaus von Pflanzen mit symbiotischen Mikroorganismen?
1. Schnellerer Abbau von organischem Material
Die Forschung zeigt, dass Mikroorganismen die Zersetzungsrate um bis zu 30 % erhöhen können, wodurch wichtige Nährstoffe für die Pflanzenaufnahme freigesetzt werden.
2. Nährstoffzufuhr durch mikrobielle Aktivität
Mikroben und Pilze verarbeiten Nährstoffe aus dem Boden und stellen sie der Pflanze zur Verfügung, um eine konstante Versorgung zu gewährleisten. Dieser dynamische Austausch fördert ein konstantes Wachstum.
3. Umwandlung von Nährstoffen für den Pflanzenbedarf
Bestimmte Bakterien können Nährstoffe in Formen umwandeln, die Pflanzen leicht aufnehmen können. Stickstofffixierende Bakterien wie Rhizobium wandeln zum Beispiel Luftstickstoff in Ammonium um, eine Form, die für Pflanzen zugänglich ist.
4. Trichoderma zur Abwehr von Krankheitserregern
Der Trichoderma-Pilz fungiert als biologischer Bekämpfungsstoff, der schädliche Krankheitserreger bekämpft. Er ist besonders wirksam gegen anaerobe Krankheitserreger und fördert gesündere Wurzelsysteme.
5. Erhöhte Wurzelmasse und -größe
Symbiotische Interaktionen können die Wurzelentwicklung erheblich steigern. Mykorrhizapilze zum Beispiel erweitern das Wurzelgeflecht der Pflanze um bis zu 500% und verbessern den Zugang zu Wasser und Nährstoffen.
Warum sind symbiotische Mikroorganismen wichtig für die Landwirtschaft?
Symbiotische Mikroorganismen spielen eine Schlüsselrolle in der nachhaltigen Landwirtschaft. Ihre natürlichen Prozesse verringern die Abhängigkeit von synthetischen Inputs und fördern die langfristige Gesundheit des Bodens.
• Nachhaltiger Nährstoffkreislauf: Mikroorganismen verbessern die Nährstoffverfügbarkeit und verringern den Bedarf an chemischen Düngemitteln.
• M Verbesserte Widerstandsfähigkeit der Pflanzen: Pflanzen mit symbiotischen Mikroorganismen sind widerstandsfähiger gegen Stressfaktoren wie Trockenheit, Salzgehalt und Schädlinge.
• Bodenfruchtbarkeit: Indem sie das Nahrungsnetz im Boden im Gleichgewicht halten, tragen Mikroorganismen dazu bei, dass die Böden fruchtbar sind und die Ernten langfristig mehr Ertrag bringen.
Die 3 wichtigsten Arten von symbiotischen Mikroorganismen
Es gibt drei Haupttypen von symbiotischen Mikroorganismen, die mit Pflanzen interagieren und von denen jeder eine einzigartige Rolle für die Pflanzengesundheit und das Bodengleichgewicht spielt:
1. Rhizo bakterien: Wurzelbakterien.
Rhizobakterien sind nützliche Bakterien, die in enger Verbindung mit den Pflanzenwurzeln leben. Sie tragen zur Pflanzengesundheit bei, indem sie Stickstoff binden, Wachstumshormone produzieren und die Pflanzen vor Krankheitserregern schützen. Die häufigsten Gattungen sind:
• Azotobacter
• Pseudomonas
• Bacillus
• Rhizobium
• Serratia
• Burkholderia
2. Arbuskuläre Mykorrhizapilze (AMF)
AMF gehen mit den meisten Landpflanzen eine symbiotische Beziehung ein. Sie helfen den Pflanzen, Phosphor zu absorbieren, schützen die Wurzeln bei Trockenheit und verbessern die Toleranz gegenüber Hitzestress. Die wichtigsten Gattungen sind:
• Glomus mosseaeç
• Glomus aggregatum
• Gigaspora margarita
AMF sind besonders wichtig in nährstoffarmen Böden, wo ihre ausgedehnten Hyphennetze die Nährstoff- und Wasseraufnahme verbessern.
3. Trichoderma: Die Torwächter
Trichoderma-Pilze sind für ihre aggressive Besiedlung von Wurzeln und Boden bekannt und helfen den Pflanzen, indem sie:
• Organisches Material abbauen, um Nährstoffe freizusetzen.
• Sie konkurrieren mit schädlichen Mikroben, um ein günstiges mikrobielles Gleichgewicht zu erhalten.
• Sie verbessern das Wurzelwachstum und die Widerstandsfähigkeit gegen Krankheitserreger.
Zu den in der Landwirtschaft häufig verwendeten Arten gehören:
• Trichoderma harzianum
• Trichoderma asperellum
• Trichoderma viride
Was ist mit probiotischen Bakterien im Boden?
Obwohl sie nicht symbiotisch sind, spielen probiotische Bakterien eine ergänzende Rolle im Bodenökosystem. Sie bauen organisches Material ab und setzen dabei Nährstoffe frei, die Pflanzen und andere Mikroorganismen ernähren. Einige wichtige Beispiele sind:
• Bacillus subtilis
• Laktobazillus
• Bifidobacterium
• Saccharomyces
Diese Bakterien tragen zum Nahrungsnetz des Bodens bei, indem sie komplexe organische Verbindungen abbauen und die mikrobielle Vielfalt fördern.
Was fressen symbiotische Mikroorganismen?
Symbiotische Mikroorganismen sind auf kohlenstoffreiche Verbindungen angewiesen, die von Pflanzen und organischen Stoffen stammen. Welche Nahrungsquellen das sind, verraten wir dir im Folgenden:
• Wurzelexsudate
Pflanzen scheiden Kohlenhydrate, Aminosäuren und organische Säuren in den Boden aus, die nützliche Mikroben ernähren.
• Bodenzusatzstoffe
o Melasselösungen liefern den Mikroben Einfachzucker und regen ihre Aktivität an.
o Biokohle dient als langfristige Kohlenstoffquelle und schafft einen Lebensraum für die Mikroben.
o Fisch- oder Algenemulsionen füllen die Nährstoffe auf und fördern die Mikrobenpopulationen.
o Düngemittel und Komposte, die reich an organischer Substanz sind.
• Organische Substanz zersetzen
Mikroorganismen zersetzen Pflanzenreste und setzen dabei Humin- und Fulvosäuren frei, die für die Bodengesundheit wichtig sind.
Durch die Bereitstellung dieser Nahrungsquellen können die Landwirte die mikrobielle Aktivität ankurbeln und so die Bodenfruchtbarkeit und die Pflanzengesundheit verbessern.
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Unser letzter Gedanke
Ohne die Milliarden von Mikroorganismen im Nahrungsnetz des Bodens würde das Pflanzenreich nicht so gut gedeihen.
Mutter Natur hat einen nie endenden Prozess geschaffen, in dem altes Pflanzenmaterial und organische Stoffe zu einer Nahrungsquelle für nützliche Mikroorganismen und Pflanzen werden. Dieser Kreislauf, der seit Tausenden von Jahren besteht, wird auch ohne den Menschen fortbestehen.
Für den Gartenbau hat der Einsatz von Mikroben, Pilzen und Probiotika viele Vorteile, vom erhöhten Schutz vor Krankheitserregern oder erhöhter Widerstandsfähigkeit bis hin zu verbesserter Pflanzengesundheit, Ernährung und Ertrag.
Ausgelaugte und unproduktive Böden oder Kultursubstrate können durch die Beimpfung mit symbiotischen Mikroorganismen oder durch die Zugabe von mehr organischem Material wieder fruchtbar und voller Leben gemacht werden.
Es spricht nichts dagegen, diese kleinen Helfer in deinem Garten einzusetzen und sie die Arbeit für dich und deine Pflanzen erledigen zu lassen.