Trichoderma harzianum – ein natürlich vorkommender Antagonist im Boden

MycoSolutions entwickelt mit der Hilfe von Pilzen konditionierte Lösungen für die Baumpflege, Garten- und Landschaftsbau, Obst-, Wein- und Hopfenbau und die Agrarwirtschaft. Wir entwickeln Pflanzenhilfsmittel mit Trichoderma zur nachhaltigen, umweltfreundlichen Bodenverbesserung und für ein verbessertes Pflanzenwachstum.

Vorteile der Trichoderma-Produkte von MycoSolutions in der Übersicht

  • Konditionierte, hochwirksame, umweltfreundliche und nachhaltige Produkte
  • Nutzung natürlicher Regelmechanismen
  • Einsatz an Standorten, an denen chemische Schutzmittel nicht angewendet werden dürfen
  • Vorhandene Nützlinge werden geschont!
  • Keine anwendungsbeschränkenden Auflagen: z. B.: Grundwasserschutz, Gewässerschutz, Bienen
  • Keine Resistenzentwicklung

Pilzarten der Gattung Trichoderma sind in der Umwelt und vor allem im Boden allgegenwärtig. Dort spielen sie als natürlicher Antagonist eine wichtige Rolle als effiziente Nutzer von wachstumsfördernden Faktoren wie Nahrung und Raum. Dabei wird unter einem Antagonisten eine Art verstanden, welche in Konkurrenz zu einer anderen Art steht. Pilzarten der Gattung Trichoderma und insbesondere Trichoderma harzianum stellen damit einen natürlichen Gegenspieler zu vielen im Boden vorkommenden Organismen und damit auch anderen Pilzarten dar.

Trichoderma harzianum

Trichoderma harzianum zeichnet sich durch einen sehr kurzen Lebenszyklus und hohe Wachstumsraten von bis zu 2 cm/Tag unter optimalen Bedingungen aus. Ein besonderes Merkmal von Trichoderma harzianum sind die grün-pigmentierten Sporen. Im Boden ernährt sich Trichoderma harzianum von toter organischer Substanz oder anderen Pilzarten.

Wichtige Strukturen von Trichoderma harzianum

Konidien

Die grün-pigmentierten Sporen von Trichoderma harzianum werden durch die Umbildung von speziellen Hyphen asexuell gebildet. Sie dienen als Verbreitungsorgane der asexuellen Vermehrung. Quelle: Empa.

Chlamydosporen und Konidien

Chalmydosporen sind die dickwandigen (im Foto blau angefärbt) Überdauerungsformen von Trichoderma harzianum. Im Vergleich dazu sind die grün-pigmentierten Sporen viel kleiner. Quelle: Empa.

Hyphen

Fadenförmige Zellen von Trichoderma harzianum, welche durch Trennwände (Septen) in Abschnitte eingeteilt sind. Dabei bezeichnet das Myzel die Gesamtheit aller Hyphen eines Pilzes. Quelle: Empa.

Phialiden und Hyphen

Phialiden (Einzahl Phialidus) sind flaschenförmige Zellen an denen die Konidien von Trichoderma harzianum gebildet werden. Quelle: Empa.

Trichoderma harzianum hilft Pflanzen, sich vor Krankheitserregern zu schützen, indem es eine Präimmunisierung in der Wirtspflanze auslöst

Trichoderma-Stämme sind seit langem als biologische Wirkstoffe für ihre Fähigkeit das Wurzelwachstum und die -entwicklung, die Pflanzenproduktivität, die Resistenz gegen abiotische Belastungen sowie die Aufnahme und Nutzung von Nährstoffen zu erhöhen, anerkannt. Ein aktuelles Forschungsfeld beschäftigt sich mit der induzierte Resistenz welche durch Trichoderma ausgelöst wird. Dabei zeigten verschiedene Pflanzen (sowohl mono- als auch zweikeimblättrige Arten) bei der Vorbehandlung mit Trichoderma eine erhöhte Resistenz gegenüber Krankheitserregern (Harman et al., 2004) (Abbildung 1).

Abbildung 1: Die in der Pflanze ausgelöste Präimmunisierung durch Trichoderma harzianum führt dazu, dass in der Pflanze Botenstoffe (wie z.B. Salicylsäure, Abscisinsäure und Jasmonsäure) produziert werden, welche die Produktion von Abwehrstoffen auslöst sobald ein Schaderreger auftritt.

Trichoderma-Stämme, die in der Lage sind eine Verbindung mit den Wurzeln der Pflanze einzugehen (wie Trichoderma harzianum), lösen metabolische und genomische Veränderungen in dieser Pflanze aus (Mastouri, 2010; Singh et al., 2011). Diese Veränderungen führen dazu, dass die Resistenz der Wirtspflanze gegen ein breites Spektrum von pflanzenpathogenen Mikroorganismen und Viren erhöht ist. Dazu wurden zwei Beobachtungen gemacht: (1) Trichoderma reduzierte den Befall am Ort wo Trichoderma und der Schaderreger inokuliert wurden, (2) eine Reduktion des Befalls wurde ebenfalls erreicht, wenn Trichoderma zu verschiedenen Zeiten sowie an unterschiedlichen Orten wie der Schaderreger inokuliert wurde. Die zweite Reaktion der Pflanze wird auch induzierte systemische Resistenz oder Präimmunisierung genannt. Bei der Präimmunisierung der Pflanze durch Trichoderma werden Botenstoffe produziert, welche zur Produktion von Abwehrstoffen in der Pflanze führen, sobald der Schaderreger auftritt (Abbildung 2).

Laut Harman und Co-Autoren (2004) sind die direkten Auswirkungen auf Pflanzenpathogene nur ein Mechanismus der biologischen Kontrolle von Trichoderma und wahrscheinlich weniger wichtig als induzierte Resistenzen. Sie kamen auch zu dem Schluss, dass Stämme die eine Verbindung mit Pflanzenwurzeln eingehen können, so wie Trichoderma harzianum, eine systemische Resistenz langfristig erhalten können.

Abbildung 2: Trichoderma ist in der Lage, innerhalb der ersten beiden Zellschichten der Wirtswurzel zu wachsen. Durch die Produktion von Proteinen und Enzymen wird die Produktion von Signalmolekülen angeregt, die für die Übertragung von Signalen bei einem Erregerangriff verantwortlich sind und Abwehrreaktionen in der Pflanze auslösen. Darüber hinaus können durch Trichoderma Zellwandfragmente in der Wurzel der Wirtspflanze freigesetzt werden, was wiederum zu einer Abwehrreaktion der Pflanze führt (Auszug aus Harman et al. 2004).

Hinweis: Wenn nicht anders angegeben, wurden Textabschnitte aus dem folgenden Buch entnommen: „Biotechnology and Biology of Trichoderma“ (2014): Kapitel 40 „Trichoderma: A Silent Worker of Plant Rhizosphere“ geschrieben von A. Singh, B.K. Sarma, H.B. Singh und R.S. Upadhyay. Herausgeber: Elsevier.

Trichoderma harzianum – ein effizienter Nutzer von Raum und Nahrung

Trichoderma harzianum weist eine hohe Konkurrenzkraft um Nahrung und Raum auf, da es schnell wachsen kann und Nahrungsquellen effizient nutzt. Anderen, ebenfalls bodenbürtigen Organismen, werden somit Raum und Wachstumsfaktoren genommen, die sie für ihre Entwicklung brauchen. Zusätzlich zeigt sich die hohe Konkurrenzkraft von Trichoderma harzianum in der hohen Produktion von Konidien und Chlamydosporen (Überdauerungsstadium des Pilzes).

Wachstumsverhalten von Trichoderma harzianum im Vergleich zu Armillaria mellea (Honiggelber Hallimasch) über 4 Wochen

Trichoderma harzianum unterstützt die Nährstoffaufnahme und fördert das Wachstum von Pflanzen

Trichoderma harzianum stärkt nicht nur die Widerstandskraft von Pflanzen gegen ungünstige Umweltbedingungen, sondern erhöht auch die Verfügbarkeit von im Boden vorhandenen Nährstoffen und unterstützt damit die Pflanze in ihrer Nährstoffaufnahme und Wachstum. Gleichzeitig konnte in verschiedenen Studien gezeigt werden, dass Trichoderma harzianum die Bildung von neuen Wurzeln (Adventivwurzeln) anregt und damit die Pflanze in ihrer Wasser- und Nährstoffaufnahme zusätzlich unterstützt. Damit kann Trichoderma harzianum, sofern rechtzeitig angewandt, einen Beitrag zu vermindertem Trockenstress leisten.

Bildung von Adventivwurzeln (I)

Das Erdreich von der Chinesischen Feige (Ficus microcarpa) wurde mit Trichoderma harzianum behandelt. Nach zwei Wochen haben sich bereits zahlreiche Adventivwurzeln gebildet. Quelle: Ribera Regal, J., Tang, A., Schubert, M., Schwarze, F.W.M.R. (2015). Journal of Tropical Forest Science.

Bildung von Adventivwurzeln (II)

Diese Adventivwurzeln der Banyan Feige in Brisbane wurden nach 12 Wochen nach dem der Boden mit Trichoderma harzianum behandelt wurde. Quelle: Schwarze, F.W.M.R., Jauß, F., Spencer, C., Hallam, C., Schubert, M. (2012). Biological Control 61, 160-168.

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