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Obstbäume leben in Symbiose mit vielen verschiedenen Lebewesen im Boden. Das sogenannte Mikrobiom beeinflusst auch, wie vital Streuobstbäume sind. Wir haben mit dem Forscher Prof. Dr. Marcel van der Heijden vom Institut Agroscope und der Universität Zürich gesprochen, der das Mikrobiom untersucht.

• Der Wissenschaftler: Prof. Dr. Marcel van der Heijden
• Sein Fachwissen: Biologe und Bodenwissenschaften insbesondere das Thema Mikrobiom und Mykhorriza-Pilze
• Das schriftliche Interview führte Sophia Philipp.

Was ist das Mikrobiom und Mykhorriza?

Um die Forschung von Marcel van der Heijden zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf zwei Schlüsselbegriffe in der Bodenbiologie: das Mikrobiom und die Mykorrhiza.

• Das Boden-Mikrobiom beschreibt die Gesamtheit aller Mikroorganismen im Erdreich. Eine hochkomplexe Wohngemeinschaft aus Milliarden von Bakterien, Pilzen, Viren und Urzeitbakterien. Dieses Mikrobiom steuert als unsichtbarer Motor nahezu alle lebenswichtigen Prozesse im Boden, vom Humusaufbau über den Nährstoffkreislauf bis hin zur Wasserspeicherung.
• Die Mykorrhiza-Pilze sind spezialisierte „Mitarbeiter“ innerhalb des Mikrobioms. Sie gehen eine direkte Symbiose mit den Wurzeln verschiedener Nutzpflanzen, z. B. auch unserer Obstbäume ein: Der Pilz dringt in die Feinwurzeln des Baumes ein, spannt ein riesiges, unterirdisches Geflecht auf und versorgt den Baum hocheffizient mit Wasser, Phosphor und Stickstoff. Im Gegenzug liefert der Baum dem Pilz lebenswichtigen Kohlenstoff in Form von Zucker und Fettsäure.

Das Entscheidende für die Praxis: Ein Mykorrhiza-Pilz lebt nicht isoliert. Er ist eingebettet in das restliche Mikrobiom und benötigt im Boden ein stabiles Netzwerk aus „Helfer-Bakterien“, um optimal zu funktionieren. Für Streuobstbewirtschafterinnen und -bewirtschafter bedeutet das: Wer den Baum stärken will, darf nicht nur einen einzelnen Pilz impfen, sondern muss durch eine schonende, regenerative Bewirtschaftung das gesamte Mikrobiom des Bodens lebendig halten.

Streuobst-News (SN): Herr van der Heijden, fast alle Obstbäume leben in einer Symbiose mit Mykorrhiza-Pilzen. Was genau machen diese Pilze, z. B. auf einer Streuobstwiese?

Prof. Dr. Marcel van der Heijden (MH): Streuobstbäume bilden hauptsächlich eine Symbiose mit einer Gruppe von Mykorrhiza-Pilzen, die arbuskulären Mykorrhiza-Pilze. Eine andere Gruppe von Mykorrhiza-Pilzen, die Ecto-Mykorrhiza leben mit vielen Waldbäumen zusammen (Fichte, Eiche, Buche usw.). Der Pilz besiedelt die Wurzeln und liefert Nährstoffe, vor allem Phosphate, auch Stickstoff und auch diverse Spurenelemente wie Kupfer, Eisen und Zink. Auch bieten Mykorrhiza-Pilze Schutz gegen Stress wie beispielsweise Pathogene und auch Trockenheit, was in einem Hitzesommer wie diesem sehr wichtig ist. Diese Pilze besiedeln die Wurzeln und sie bilden ein großes Pilznetzwerk im Boden. Mit dem Pilznetzwerk nehmen sie Nährstoffe auf. Auch verbessern sie die Bodenstruktur, indem sie in den Pilznetzwerken Bodenaggregate bilden und Kohlenstoff im Boden speichern.

SN: Was bringt dieses Pilznetzwerk einer Streuobstwiese in Zeiten des Klimawandels?

MH: Es gibt diverse Studien, welche zeigen, dass Mykorrhiza-Pilz-Netzwerke durch ihre ausgezeichnete Bindung zur Erde, den Pflanzen helfen, zusätzliches Wasser aufzunehmen und sie so vor Trockenheit zu schützen. Es gibt viele Studien, die dies zeigen, aber die Effekte sind variabel. Inwieweit Streuobst in dieser Beziehung von Mykorrhiza-Pilzen profitiert, ist noch nicht gut bekannt. Wenn es aber kein Wasser mehr gibt, hilft der Pilz auch nicht mehr. Baummerkmale wie die Tiefe des Wurzelwerkes sind natürlich äußerst wichtig.

SN: Sie erforschen die Vielfalt des Bodenlebens. Können gesunde Mikroben im Boden die Bäume tatsächlich widerstandsfähiger gegen Schädlinge und Krankheiten machen?

MH: Diverse Studien zeigen, dass gut entwickelte mikrobielle Gemeinschaften Pflanzen widerstandsfähiger gegen Schädlinge und Krankheiten machen. Einerseits ist es schwieriger für Schädlinge sich zu etablieren, wenn es viele Mikroben gibt, anderseits bekämpfen Mikroben andere Mikroben und unterdrücken damit Krankheiten. Die Identität und Aktivität der unterschiedlichen Mikroben ist natürlich sehr wichtig. Im Waldboden fanden wir zum Beispiel eine höhere mikrobielle Diversität im Vergleich zu Ackerland. Aber im Waldboden gab es viel weniger Mikroben, welche Krankheiten verursachen.

SN: Welche messbaren Ergebnisse haben Ihre Feldversuche mit Obstbäumen geliefert? Können die Pilze das Wachstum oder den Ertrag wissenschaftlich nachweisbar steigern?

MH: Wir haben zwei Versuche mit Apfelbäumen in der Schweiz durchgeführt. Wir haben Neuanpflanzungen mit Rhizoglomus irregularis, einem arbuskulären Mykorrhiza-Pilz, inokuliert (Anmerkung der Redaktion: geimpft bzw. eingebracht). Nach circa einem Jahr haben wir Wurzeln entnommen, um zuerst zu verifizieren, ob der Pilz die Bäume kolonisiert und eine Symbiose gebildet hat. Leider konnten wir keine Kolonisierung feststellen. Wir haben eventuell den falschen Pilz inokuliert - er funktioniert sehr gut mit Mais und Sonnenblumen im Ackerbau. Es kann sein, dass dieser Pilz nicht für Streuobst geeignet ist, auch weil da der Boden kaum gestört wird. Weitere Forschung, mit anderen Pilzen oder Konsortia, d.h. Mischungen von diversen Pilzen, ist notwendig.

SN: Wie genau bringen wir die Pilze in den Boden? Oder sind sie schon da?

MH: Es gibt diverse Möglichkeiten: Kürzlich haben wir Granulate (Pellets), welche mit Mykhorriza angereichert sind, entwickelt und erforscht. Diese Granulate kann man wie Dünger mit der Saatgutmaschine ausbringen. Es funktioniert sehr gut mit Mais und Sonnenblumen. Wir haben nun über fünfzig Äcker untersucht. Und es ist auch wirtschaftlich. Die Kosten der Inokulum-Zubereitung (Anmerkung der Redaktion: Zubereitung mit der Starterkultur) sind durchschnittlich deutlich geringer als der extra Ertrag/Gewinn durch den Mehrertrag (+7 Prozent). Ob es mit Streuobstbäumen ebenfalls funktioniert, haben wir noch nicht erforscht.

Zudem lässt sich Erde von einer gesunden Streuobstwiese unter die Erde der neuen Setzlinge mischen. So werden nützliche Mykorrhiza-Pilzsporen direkt eingebracht. Es ist wichtig, dass der Bewirtschafter keine Erde von Parzellen nimmt, wo Krankheiten aufgetreten oder sichtbar sind, z. B. alte Bäume mit Hallimasch). Außerdem kann man Mykorrhiza-Inokulum, d. h. sterilisierte Erde, in der eine oder bestimmte Mykorrhiza-Pilz-Arten vermehrt sind, im Pflanzloch einmischen.

SN: Sie haben herausgefunden, dass Mykorrhiza-Pilze bestimmte Helfer-Bakterien im Boden brauchen, um optimal zu arbeiten. Wie können wir diese „Teamarbeit“ unterstützen, z. B. in der Bewirtschaftung oder durch Präparate?

MH: Dies ist noch kaum für die Praxis erforscht. Teilweise werden Mykorrhiza-Pilze solche Bakterien selbst anziehen und selektieren. Diese Bakterien sind oft auch im Boden vorhanden. Dies ist ein neues Forschungsgebiet und vieles ist noch unbekannt.

SN: Ganz großen Dank für Ihre Antworten!