Trichoderma harzianum: viefältige Wirkungsweisen und Einsatzgebiete

Wir erforschen und entwickeln innovative, nachhaltige und biologische Pilz-Kulturen zum Schutz von Bäumen, Stauden, Sträuchern sowie Zier- bzw. Nutzpflanzen und Holz. Unsere Produkte eignen sich insbesondere zur Prävention und zur kurativen Behandlung von Schädlingspilzen.

Die Trichoderma harzianum Produkte von MycoSolutions finden ihren Einsatz in der Baumpflege, Rasenbehandlung, im Garten- und Landschaftsbau sowie für die Verlängerung der Standdauer von Holzmasten.

Natürlicher Antagonist

Unter einem Antagonisten wird eine Art verstanden, welche in Konkurrenz zu einer anderen Art steht. Trichoderma harzianum stellt einen natürlichen Gegenspieler zu vielen im Boden vorkommenden Organismen und damit auch anderen Pilzarten dar.

Stark konkurrierende Kraft

richoderma harzianum zeichnet sich durch einen kurzen Reproduktionszyklus und hohe Wachstumsraten bei optimalen Bedingungen von bis zu 2 cm/Tag aus. Im Vergleich dazu liegen die Wachstumsraten von z. B. Basidiomyzeten (Ständerpilze, Abteilung welche die häufigsten Schaderreger an Bäumen vorweist) in der Regel bei 1 bis 2 mm/Tag und die Lebenszyklen erstrecken sich von 1 bis zu mehreren Jahren.

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

Chlamydosporen 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.

Effiziente Nutzung 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). Die optimale Temperatur für Wachstum und Keimung liegt bei 20-25 °C. Die Konidien (asexuelle Sporen, sind grün-pigmentiert und können kühlere Temperaturen überdauern (wie sie z. B. im Winter vorkommen) indem sie in eine Art Ruhestarre verfallen und dann wieder auskeimen, sobald die Temperaturen wärmer sind (ab ca. 12 °C).

Wachstumsverhalten von Trichoderma harzianum im Vergleich zu einem holzzersetzenden Pilz über 4 Wochen

Mykoparasitismus

Trichoderma harzianum hält sich bevorzugt in den oberen 20-30 cm im Boden und in der Streuschicht auf, wo genügend Nahrung und Licht vorhanden sind. Trichoderma harzianum ernährt sich von toter organischer Substanz, von Substanzen, die von der Wurzel ausgeschieden werden oder durch Parasitierung von Schadpilzen. Dabei winden sich die Hyphen von Trichoderma harzianum um die Hyphen des Schaderregers und durch das Absondern von lytischen Enzymen werden die Zellwände des Gegenspielers abgebaut und von Trichoderma harzianum als Nahrung genutzt.

Unterstützt Wachstum und fördert Nährstoffaufnahme

Ein weiterer positiver Effekt von Trichoderma harzianum ist die Anregung des Wurzel- und Pflanzenwachstums. Trichoderma selbst produziert Auxine, die es an die Pflanze weitergibt. Zudem ist Trichoderma harzianum in der Lage im Boden vorhandene Nährstoffe (vor allem interessant bei nährstoffarmen Böden) für die Pflanze besser verfügbar zu machen. Durch das Produzieren von organischen Säuren, wir lokal der ph-Wert reduziert und die Löslichkeit von Phosphaten, Mikronährstoffen und z. B. Eisen etc. erhöht. Dadurch werden die vorhandenen Nährstoffe besser pflanzenverfügbar.

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: Die in der Pflanze ausgelöste Präimmunisierung durch Trichoderma harzianum führt dazu, dass in der Pflanze Botenstoffe 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 erhöht die Stresstoleranz

Pflanzen leiden in Zeiten des Klimawandels in unseren Breitengraden immer öfters an Trockenstress. Durch die Stimulierung des Wachstums von Adventiv- und Feinwurzeln kann die Pflanze in Trockenperioden auch weiter unten im Boden noch Wasser erreichen, kann in Summe mehr Wasser aufnehmen und auch speichern.

Viele weitere Stressfaktoren beeinflussen die Vitalität von Bäumen in urbanen Gegenden. Diese Art von Bäumen werden oft geschnitten, müssen mit wenig Platz, unzureichendem Nährstoffangebot, Bodenverdichtung, Schadstoffen und mikrobiellem Ungleichgewicht im Boden klar kommen.

Trichoderma harzianum unterstützt Pflanzen bei diesen Sorten von Stress und kann einen wertvollen Beitrag im Bereich der Baumpflege, des GaLa Baus und der Grünflächenbewirtschaftung 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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