DE60021867T2

DE60021867T2 - Biologische Zusammensetzungen und Verfahren zur Förderung des Pflanzenwachstums und der Gesundheit und Herstellung immuner Pflanzen

Info

Publication number: DE60021867T2
Application number: DE60021867T
Authority: DE
Inventors: W. Joseph KLOEPPER; Rodrigo Rodrigues-Kabana; S. Donald KENNEY; Sadik Tuzun
Original assignee: Auburn University; Uniroyal Chemical Co Inc
Current assignee: Auburn University; Uniroyal Chemical Co Inc
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2020-03-01
Also published as: IL145131A; IL145131A0; DK1168922T3; AU3385500A; EP1168922B1; US6524998B1; JP2003529539A; TWI262764B; ATE301398T1; WO2000051435A1; EP1168922A1; AR029620A1; ES2246834T3; DE60021867D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei Pflanzen. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf verbesserte biologische Zusammensetzungen, die die Wachstumsgeschwindigkeit von Setzlingen beeinflussen und in Pflanzen eine systemische Immunität gegen Krankheiten entwickeln und Boden-Nematoden bekämpfen. Die Erfindung betrifft auch mit der Zusammensetzung behandelte Samen sowie behandelte Setzlinge und Pflanzen.
Organische Dünger und Chitin
Die natürlich auftretende Suppressivität gegenüber Nematoden ist für verschiedene Landwirtschaftssysteme berichtet worden (Stirling et al., 1979, Kerry, 1982, Kluepfel et al., 1993). Aber eine Suppressivität kann auch durch Wechselwirtschaft mit Hilfe von „gegnerischen" Pflanzen wie Rutenhirse (Panicum virgatum) (Kokalis-Burelle et al., 1995) und Samtbohne (Mucuna deeringiana) (Vargas et al., 1994) oder organischen Düngern induziert werden, die Kiefernrinde (Kokalis-Burelle et al., 1994), Hemizellulose (Culbreath et al., 1985) und Chitin (Mankau und Das, 1969, Spiegel et al., 1986, Rodríguez-Kábana und Morgan-Jones, 1987) einschließen. Es wird angenommen, dass ein Hauptbestandteil der Suppressivität von Chitindüngern biotisch ist, und verschiedene Untersuchungen bringen eine große Anzahl von „gegnerischen" Mikroorganismen der Nematoden mit Chitin-induzierten suppressiven Erden in Verbindung (Godoy et al., 1983, Rodríguez-Kábana et al., 1984). In letzter Zeit wurde viel mit Pilzen experimentiert, die mit Chitindüngern in Verbindung gebracht werden (Godoy et al., 1983, Rodríguez-Kábana et al., 1984), während viel weniger Informationen zum Gefüge bakterieller Kulturen und der Rolle von Bakterien bei der Chitin-induzierten Suppressivität erhältlich sind.
Chitin, ein Glukosamin-Polysaccharid, ist ein struktureller Bestandteil einiger Pilze, Insekten, verschiedener Schalentiere sowie der Eier von Nematoden. In den Eierschalen von tylenchoiden Nematoden liegt das Chitin zwischen der äußeren Vittelin-Schicht und der inneren Lipid-Schicht und kann mit Proteinen vergesellschaftet vorkommen (Bird und Bird, 1991). Die Aufspaltung dieses Polymers durch Chitinasen kann ein frühzeitiges Schlüpfen bewirken, was zur Abnahme der lebensfähigen Küken führt (Mercer et al., 1992). Im Boden werden Chitinasen durch einige Strahlenpilze (Mitchell und Alexander, 1962), Pilze (Mian et al., 1982) und Bakterien (Ordentlich et al., 1988, Inbar und Chet, 1991) produziert, aber Chitinasen werden auch durch viele Pflanzen als Teil ihres Schutzmechanismus gegen verschiedene Krankheitserreger (Punja und Zhang, 1993) und pflanzen-parasitische Nematoden (Roberts et al., 1992) abgegeben. Chitinasen zerlegen das Chitin-Polymer in N-Acetyl-Glukosamin und Chitobiose. Eine weitere mikrobielle Aktivität führt zur Deaminierung des Zuckers und zur Akkumulierung von Ammonium-Ionen und Nitraten (Rodríguez-Kábana et al., 1983). Die nematiziden Konzentrationen von Ammoniak im Zusammenhang mit einer neu entstandenen chitinolytischen Mikroflora bewirkt wahrscheinlich die Suppressivität gegenüber Nematoden (Mian et al., 1982, Godoy et al., 1983). Benharnou et al. (1994) haben bewiesen, dass Chitosan, die deacetylierte Form von Chitin, eine systemische Pflanzenresistenz gegen Fusarium oxysporum f. sp. radicislycopersici in Tomaten bewirkt, wenn es als Samenbehandlung oder als Bodendünger zum Einsatz kommt. Dies führt zur Annahme, dass die Schutzmechanismen von Pflanzen wahrscheinlich zur allgemeinen Suppression gegenüber Nematoden beitragen.
Veränderungen bei einem Bestandteil der Mikroflora in einer Kultur bewirkt oft andere Veränderungen, und kürzlich wurde berichtet, dass Bodendünger mit 1 Chitin zu Veränderungen der taxonomischen Struktur der Bakterienkulturen des Bodens, der Rhizosphäre und der Endorhiza bewirkten (Hallmann et al., 1998). Verschiedene Bakterienarten wurden in Chitin-gedüngten Böden und Baumwollrhizosphären gefunden, die weder in ungedüngten Böden noch in Rhizosphären beobachtet wurden. Außerdem wurde festgestellt, dass Chitin-gedüngte Böden das Kulturgefüge von endophytischen Bakterien in Baumwollwurzeln selektiv beeinflussten. Phyllobacterium rubiacearum war z.B. kein gewöhnlicher einer Chitindüngung folgernder Endophyt, obwohl seine Bodenkulturen durch Chitin stimuliert wurden. Burkholderia cepacia war der dominante einer Chitindüngung folgender Endophyt, wurde jedoch selten in der endophytischen Kultur ungedüngter Pflanzen vorgefunden. Somit werden Veränderungen in der Struktur mikrobieller Kulturen mit der Bekämpfung von Nematoden in Verbindung gebracht, die nach der Düngung des Bodens mit Chitin erfolgt.
Pflanzenwachstum fördernde Rhizobakterien (PGPR)
Pflanzliche Mikroorganismen wurden genau auf ihre Rolle in der natürlichen und induzierten Suppressivität gegenüber Bodenkrankheiten untersucht. Unter den zahlreichen Gruppen solcher Organismen befinden sich Wurzelbakterien, die im Allgemeinen eine Untergruppe von Bodenbakterien darstellen. Rhizobakterien sind eine Untergruppe aller Bakterien der Rhizosphäre, die nach ihrer Wiedereinführung in Samen bzw. vegetative Pflanzenteile (wie z.B. Teile von Kartoffelsamen) das heranwachsende Wurzelsystem in der Gegenwart der konkurrierenden Bodenflora besiedeln können. Die Besiedlung der Wurzel wird üblicherweise durch die mengenmäßige Bestimmung von Bakterienkulturen auf Wurzenoberflächen untersucht. Einige Rhizobakterien können jedoch auch in Wurzeln eindringen und zumindest eingeschränkt eine endophytische Phase bewirken. Daher kann die Wurzelbesiedlung als ein Übergang von der Rhizosphäre über die Rhizoplane zu den inneren Wurzelgeweben betrachtet werden.
Rhizobakterien, die auf die besiedelte Pflanze eine begünstigende Wirkung haben, werden als PGPR bezeichnet. PGPR können ihrem Wirt durch die Förderung des Pflanzenwachstums bzw. der biologischen Krankheitsbekämpfung nützen. Der gleiche PGPR-Stamm kann sowohl Wachstum fördern als auch eine biologische Kontrollfunktion übernehmen. Versuche, PGPR zur Bekämpfung bestimmter im Boden enthaltener, fungizider Krankheitserreger zu selektieren und einzusetzen, wurden zusammengefasst (Kloepper, 1993; Glick und Bashan, 1997). Unter den im Boden enthaltenen Krankheitserregern, die erwiesenermaßen durch PGPR beschädigt werden, sind Aphanomyces spp., Fusarium oxysporum, Gaeumannomyces graminis, Phytophthora spp., Phythium spp, Rhizoctonia solani, Sclerotium rolfsii, Thielaviopsis basicola und Verticillium spp. Meist kommt es durch die bakterielle Produktion von Metaboliten, die den Krankheitserreger direkt angreifen, zur biologischen Schädlingsbekämpfung. Zu diesen Metaboliten zählen Antibiotika, Blausäure, Eisen-chelatisierende Siderophore und zellwandabbauende Enzyme. Die Förderung des Pflanzenwachstums durch PGPR kann auch auf einen indirekten biologischen Kontrollmechanismus zurückzuführen sein, der die Wahrscheinlichkeit, dass eine Pflanze durch Schädlinge befallen wird, verringert, wenn die Förderung des Pflanzenwachstums zur Verkürzung der Zeit beiträgt, in der eine Pflanze in einem anfälligen Zustand ist. Dies ist z.B. der Fall, wenn PGPR die Entstehungsrate der Setzlinge beschleunigt und dadurch die Zeit, in der sie noch vor ihrem Sprießen gegen den Befall durch Schädlinge anfällig sind, verkürzt. Ein alternativer Mechanismus zur biologischen Schädlingsbekämpfung durch PGPR besteht in einem induzierten systemischen Widerstand.
Biologische Kontrollmittel gegen Nematoden
Zu den zahlreichen kürzlich veröffentlichten Beispielen zur biologischen Bekämpfung von Nematoden durch Antagonisten zählt der Einsatz des nicht kultivierbaren Krankheitserregers Pasteuria penetrans (zusammengefasst in Stirling, 1991 b). Die Kulturen des Krankheitserregers nehmen oft zu, wenn ständig Pflanzen gepflanzt werden, die gegen Nematoden anfällig sind, und könnten in diesen Fällen daher zur Suppressivität des Bodens gegenüber Nematoden beitragen. P. penetrans produziert ruhende Sporen, die sich an der Oberhaut der Nematoden festkleben, wo sie einen Pollenschlauch bilden, in den Wirt eindringen und den Wirt intensiv besiedeln und verdauen. Leider sind die Verfahren zur Herstellung ausreichender Sporen für Studien zur beimpfenden biologischen Kontrolle sehr zeitaufwendig und praktische Systeme zur Massenkultivierung sind nicht vorhanden (Ciancio, 1995). Pilze, die Nematoden einfangen, haben sich in Gewächshäusern als Schädlingsbekämpfer erwiesen, in der freien Natur konnte dies noch nicht durchgehend erreicht werden. Die Erklärung hierfür ist wahrscheinlich, dass die Fähigkeit der meisten Pilzarten, Nematoden einzufangen, nicht mit der Dichte der Nematoden zusammenhängt, was die Voraussetzung für eine wirtschaftliche Kontrolle wäre (Stirling, 1991 a). Bisher wurden mehrere Berichte über kultivierbare Rhizobakterien als biologische Kontrollmittel für Nematoden veröffentlicht (Becker et al., 1988, Hallmann, et al., 1997; Kloepper et al., 1992, Kluepfel, et al., 1993; Martinez-Ochoa et al., 1997; Oka et al., 1993; Sikora, 1988). Während nach der Einführung von Bakterien in diese Modellsysteme ein gewisser Rückgang von Beschädigungen durch Nematoden oder ihren Kulturen festgestellt wurde, bietet keine dieser Studien Feldeffizienz-Daten auf Ebenen, die einen wirtschaftlich praktikablen Schutz darstellen würden.
Induzierter Systemischer Widerstand (ISR) mit PGPR
Der induzierte Widerstand, wobei der natürliche Widerstand einer Pflanze durch ein physikalisches, chemisches oder biologisches Mittel ausgelöst wird, wurde ausgiebig erforscht und untersucht (Kuc, 1982; Ross, 1961; Ryals et al., 1996; Sticher et al. 1997; van Loon, 1997). Biologische Mittel, die Widerstand hervorrufen, lassen sich in zwei allgemeine Arten unterteilen: jene, die bei der Pflanze eine nekrotische Läsion hervorrufen und somit eine inkompatible Wechselwirkung zwischen Krankheitserreger und Wirt anzeigen und jene, die die Pflanze (meist ihre Wurzeln) ohne sichtbare Nekrose besiedeln. Einige Rhizobakterien besiedeln erwiesenermaßen die Wurzeln von Pflanzen und beschleunigen somit ihr Wachstum bzw. verhindern Krankheiten auf biologische Weise (zusammengefasst in van Loon et al., 1998). Einige PGPR-Stämme, wie z.B. Nekrose-induzierende biologische Mittel und chemische Induktionsmittel aktivieren den natürlichen Widerstand der Pflanze als Reaktion auf den Angriff des Krankheitserregers. Im Gegensatz zu Nekrose-induzierenden biologischen Mitteln und chemischen Induktionsmitteln, die für eine kurze Induktionsperiode sorgen, besiedeln PGPR die Wurzeln der Pflanzen und sorgen so für eine verlängerte Induktionsperiode. Die meisten dieser veröffentlichten Systeme benutzen fluoreszierende Pseudomonaden und ihr Mechanismus scheint sich vom induzierten systemischen Widerstand (ISR), der durch Krankheitserreger oder Chemikalien hervorgerufen wird, insofern zu unterscheiden, dass mit der Pathogenese zusammenhängende Proteine (PR) gewöhnlich nicht akkumulieren und dass der systemische Schutz typischerweise nicht von der Aktivierung von Salicylsäure abhängt (Press et al., 1998; zusammengefasst in van Loon et al., 1998).
Forschungen, die zu Gunsten der vorliegenden Erfindung angestellt wurden und den durch PGPR vermittelten systemischen Widerstand näher untersucht haben, ergaben folgende Ergebnisse. Ausgewählte PGPR-Stämme, die zu unterschiedlichen Gram-positiven und Gram-negativen Gattungen gehören (darunter Pseudomonas, Serratia und Bacillus), können nach einer Samenbehandlung oder Boden-Beregnungsbehandlung des Wurzelsystems der Pflanze, die Häufigkeit von Krankheitserregern, die Pflanzen aus der Ferne befallen, vermindern. Vereinzelte PGPR-Stämme haben erwiesenermaßen den Befall durch Krankheitserreger genauso minimiert wie Symptome mehrerer Krankheiten bei Gurken und Tomaten. Zu den Krankheiten bei Gurken, die in letzter Zeit sowohl im Gewächshaus als auch in der freien Natur auftraten, zählen Blatterkrankungen (eckige Blattfleckenkrankheit, verursacht durch Pseudomonas syringae pv. lachrymans [Liu et al., 1991 a & b] und Blattbräune [Wei et al., 1996], verursacht durch Colletotrichum orbiculare), systematische Welkkrankheiten (Kürbis-Welke, verursacht durch Erwinia tracheiphila [Zehnder et al., 1997 a & b] und Fusarium-Welke, verursacht durch Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum [Liu et al. 1991 c]), und die systemische Viruskrankheit, die durch das Gurken-Mosaik-Virus (CMV) verursacht wird (Raupach et al., 1996; Yao et al., 1997). In dem Fall der Kürbis-Welke ist die Kontrolle der Erkrankung mit PGPR-vermittelten Reduktionen bei der Pflanzenbevorzugung durch die Insekten-Vektoren verbunden, wie z.B. die gestreiften und gepunkteten Gurkenkäfer. In Feld- und Gewächshausuntersuchungen führten PGPR-Behandlungen zu einer wesentlichen Verringerung bei dem Käferbefall (Zehnder et al., 1997 a), der mit PGPR-vermittelten Reduktionen des Cucurbitacin C, einem Fresslockstoff, verbunden war. Bei der Tomate ist ein Schutz im Gewächshaus oder auf dem Feld gegen CMV, bakterielle Fleckenerkrankung (bacterial spot), beobachtet worden, die durch Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria verursacht wird; Tomaten mottle Geminivirus und bakterielle Fleckenerkrankung (bacterial speck), die durch P. syringae pv. tomato verursacht wird. Die internationale Patentanmeldung WO 97/31879 offenbart ein Verfahren zum konservieren eines flüssigen mikrobiellen Präparats, das das Hinzufügen eines mikrobiellen Präparats zu einer Lösung umfasst, die eine kolloidale Natur besitzt und Huminsäure, saure Cellulose, Kohlenhydrate und Aminosäuren enthält. Vorteilhafterweise kann das in der WO 97/31879 offenbarte mikrobielle Präparat Bakterien, Pilze, Hefen und Mischungen davon enthalten.
Der Artikel von Ehteshamul-Haque et al., 1997, "Use of crustacean chitin and plant growth promoting bacteria for the control of Meloidogyne javanica root knot nematode in chickpea", Pak. J. Nematol., Vol. 15, Seiten 89–93 offenbart die Auswirkung von Schalentier-Chitin auf die Wirksamkeit von PGPR-Bakterien, um eine Wurzelknoten-Nematode zu kontrollieren. Dieses Dokument offenbart Zusammensetzungen, die Schalentier-Chitin (0,1% Chitin) alleine, jeden Bakterienstamm alleine (Pseudomonas aeruginosa oder Bacillus subtilis) oder einen Bakterienstamm mit Schalentier-Chitin enthalten.
Die Patentanmeldung EP 0354491 offenbart Mikroorganismen, die aus Chitin- oder Kollagen-angereicherter Erde isoliert wurden und ihre Verwendung als biologische Kontrolle von landwirtschaftlichen Schädlingen und offenbart genauer die Präparation von Reinkulturen nematizider Mikroorganismen. Diese europäische Patentanmeldung offenbart Pflanzenbehandlungen (Tomaten-Behandlungen) unter Verwendung dieser Reinkulturen. Nichtsdestotrotz testet die Patentanmeldung EP 0354491 in Beispiel 11 die Behandlung unter Verwendung der Stämme von sowohl 20M, der zu der Gattung Pseudomonas gehört, als auch 2F, der die Spezies Aeromonas hydrophyla ist, unter Zugabe zu Chitin. Die in diesem Test verwendete Menge an Chitin beträgt 0,05%.
Das Patent US 5360608 offenbart antimykotische Zusammensetzungen aus einem Pilzzellwand-abbauendem Enzym und Pilzzellwand-bindenden antimykotischen Bakterien und ihre Verwendung bei Pflanzenbehandlungen gegen Pilze. Dieses US-Patent offenbart, dass die erhaltenen Ergebnisse besser sind (höhere bakterielle Zelldichte), wenn ein chitinartiges Substrat, wie z.B. Chitin, den Zusammensetzungen beigemengt wird (Beispiel III).
Das Patent US 5628144 offenbart ein Verfahren zum Beimpfen von Samen während der Vorkeimung, das die folgenden Schritte umfasst: (i) Beimischen eines Materials aus einer festen Teilchenmatrix und einer Wassermenge zur Samenvorkeimung und (ii) Hinzugeben von vorteilhaften Mikroorganismen.
Artomatische Pflanzenverbindungen
Ein weiterer Ansatz zur Kontrolle von Nematoden, der zu einer wenigstens beschränkten Induktion von Suppressivität durch mikrobielle Aktivität führen könnte, besteht in der Verwendung von ausgewählten "aromatischen Pflanzenverbindungen". "Aromatische Pflanzenverbindungen" stellen niedermolekulare, flüchtige Pflanzen-Metabolite dar, von denen viele in essenziellen Ölen von Pflanzen gefunden werden. Bei der Aufnahme in den Boden veranlasst die flüchtige Natur der aromatischen Pflanzenverbindungen, dass die Verbindungen als Benebler wirken. Furfural (2-Furfuraldehyd), das der Erde bei Gewächshausuntersuchungen beigemischt wurde, unterdrückte anfängliche Populationen der Wurzelknoten-Nematode Meloidogyne arenaria und die Anzahl von nachfolgenden Flecken auf der Kürbispflanze. Ein ähnlicher Schutz wurde gegen M. incognita (Wurzelknoten-Nematode) und Heterodera glycines (Zysten-Nematode) auf Sojabohnen beobachtet (Rodríguez-Kábana et al., 1993). Furfural verringerte ferner den Wurzelknotenschädigung von Okra und steigerte die Ausbeuten in einer Mikroplot-Untersuchung (Rodríguez-Kábana et al., 1993). Canullo et al. (1992) zeigten, dass Bodenbehandlungen mit Furfural den Schaden an dem krankheitserregenden Pilz Sclerotium rolfsii auf Linsen verringerten, obwohl Populationen von Trichoderma spp. und bakterielle Antagonisten gegen S. rolfsii anstiegen.
In einer getrennten Studie mit Baumwolle verringerte die Verwendung der aromatischen Pflanzenverbindungen Furfural, Benzaldehyd und Citral die Populationen von M. incognita juveniles in dem Boden und auf Wurzeln (Bauske et al., 1994). Diese drei gleichen aromatischen Pflanzenverbindungen (Furfural, Citral und Benzaldehyd) haben ein Potenzial zur Kontrolle von sowohl mykotischen Krankheitserregern als auch phytoparasitischen Nematoden gezeigt (zusammengefasst in Bauske et al., 1997). Anwendungen von Furfural und Benzaldehyd auf Erde verursachen sowohl quantitative als auch qualitative Verschiebungen in der Zusammensetzung der Bakterienkulturen des Bodens (zusammengefasst in Bauske et al., 1997). Nach einer Abnahme in den ersten 24 h nach der Anwendung stiegen die Bakterienpopulationen um 1 Woche nach der Anwendung und blieben für 7 Wochen höher als in nicht behandelten Kontrollböden. Ein entsprechender Anstieg war in der Häufigkeit von Burkholderia cepacia in behandelten Böden vorhanden.
Soler-Serratosa et al. (1996) berichteten, dass Anwendungen von Thymol auf den Boden vor der Pflanzung anfängliche und endgültige Populationen von M. incognita und H. glycines auf Sojabohnen verringerten. Bei der Kombination von Thymol mit Benzaldehyd trat ein synergistischer Effekt auf Nematoden-Populationen auf. Die Auswirkungen von Thymol auf Nematoden wurden mit Veränderungen in der bodenständigen Mikroflora des Bodens im Anschluss an die Behandlung und spezifisch mit einem Anstieg bei Pseudomonas spp. in Verbindung gebracht (Soler-Serratosa et al., 1994).
Beitrag der Erfindung
Trotz dieser umfangreichen Arbeit ist eine adäquate Strategie entwickelt worden, die zufriedenstellende Zusammensetzungen bereitstellt, die für die Behandlung von Pflanzen von einem sehr frühen Stadium (z.B. Samen oder Setzlinge) geeignet sind, um schnell wachsende Pflanzen zu ergeben, die einen systemischen Widerstand gegen Blattkrankheitserreger aufweisen und die Bodenmikroflora verändern, um effektiv Nematoden zu kontrollieren. Weitere Alternativen zu chemischen Pestiziden und der Bodenbenebelung mit Methylbromid zur Kontrolle von Pflanzenerkrankungen sind erforderlich. Die Verringerung des Druckes und der Abhängigkeit der Kontrolle der Pflanzenerkrankungen von chemischen Pestizidlösungen ist sehr erwünscht.
Deshalb besteht sowohl ökologisch als auch ökonomisch eine dringende Nachfrage nach derartigen Zusammensetzungen und Verfahren der Behandlung ohne Pestizide und pestizidähnliche Elemente. Es ist aus dem Stand der Technik offensichtlich, dass weder eine vorherige Offenbarung noch Veröffentlichung die Erfindung dahingehend genannt hat, dass es möglich ist, eine synergistische Förderung des Pflanzenwachstums und einen induzierten systemischen Widerstand mit der vorliegenden Erfindung des PGPR und eines organischen Düngers zu erzielen, wodurch Pflanzen mit einer erhöhten Wachstumsgeschwindigkeit und einer systemischen Krankheitsimmunität erzeugt werden. Diese Erfindung trägt zu der Lösung dieser Nachfrage und den Problemen bei, die dieses Gebiet der Technik konfrontieren.
ZUGEHÖRIGE TECHNIK
Eine Bibliographie von zugehörigen Publikationen erscheint vor dem Abschnitt der Ansprüche dieses Dokuments.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Pflanzenzüchtung und -entwicklung, insbesondere auf Verfahren und Zusammensetzungen für die Unterstützung des Pflanzenwachstums und des Widerstandes gegen Erkrankungen. Die Erfindung bezieht sich auf die Initiierung und Förderung des Pflanzenwachstums unter Verwendung einer Kombination mehrere Taktiken der biologischen Kontrolle im Boden oder in einem erdlosen Pflanzenwachstumsmedium zur Kontrolle der Nematoden und der Blattkrankheitserreger.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine neuartige Zusammensetzung eines Pflanzenwuchsmediums, das Chitin und nicht chitinolytische pflanzenwuchsfördernde Rhizobakterien (PGPR) umfasst, die eine Synergie beim Pflanzenwachstum und beim Widerstand gegen Erkrankungen erzeugt. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein neuartiges synergistisches Verfahren der Verwendung von entweder einer Samenbehandlung oder der Anwendung auf eine erdlose Zusammensetzung eines Pflanzmediums eines chitinartigen Elements und Bakterienelemente für die Vorbereitung und Entwicklung von Pflanzen und Umpflanzungen.
Die Erfindung bezieht sich auf verschiedene Pflanzenprodukte, wie z.B. Tomaten- und Gurkenpflanzen, die aus der Erfindung erhalten wurden. Die Erfindung bezieht sich ferner auf verschiedene andere Zusammensetzungen und Pflanzen, die weiter unten beschrieben sind.
Die Erfindung stellt mehrere nützliche Ausführungsformen bereit.
Die Erfindung stellt eine Zusammensetzung bereit, die wenigstens zwei PGPR-Bakterienstämme und eine chitinartige Verbindung, die aus Chitin, geflocktem Chitin, Chitosan und Vorläufern davon ausgewählt ist, in einem Umfang von 0,1% bis 10% oder eine Verbindung mit einer äquivalenten Wirkung umfasst. Die pflanzenwachstumsfördernden Rhizobakterien (PGPR) umfassen wenigstens einen Bakterienstamm, der einen systemischen Pflanzenwiderstand gegen Pflanzenkrankheiten induzieren kann. Die Zusammensetzung umfasst ferner eine chitinartige Zusammensetzung, die eine Kontrollaktivität gegen Nematoden aufweisen kann. Wenigstens einer der PGPR-Bakterienstämme in einer bevorzugten Ausführungsform in nicht chitinolytisch. Die chitinartige Verbindung ist vorzugsweise entweder eine aminierte organische Verbindung oder ein aminiertes Polysaccharid.
Andere Zusammensetzungen der Erfindung können optionale Inhaltsstoffe einschließen, wie z.B. wenigstens eine aromatische Pflanzenverbindung. Gewöhnlich besitzt eine aromatische Pflanzenverbindung für die vorliegende Erfindung ein niedriges Molekulargewicht und ist von einem flüchtigen Pflanzen-Metaboliten, wie z.B. Citral, Furfural oder Benzaldehyd. Zahlreiche andere Verbindungen, die die Funktion der chitinolytischen Verbindung und des PGPR nicht schädlich beeinflussen, können in der Zusammensetzung eingeschlossen werden.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Aussetzen von Samen und zum Aufziehen von Umpflanzungssetzlingen im Boden oder in einem erdlosen Medium bereit, das die biologische Zusammensetzung der Erfindung einschließt. Danach werden die Samen und/oder Pfropfen weiterhin in entweder dem Feld oder in einer Umgebung ausgesetzt und/oder aufgezogen, die zu denen eines Gewächshauses ähnliche Bedingungen aufweist. Diese Bedingungen, ähnlich wie Gewächshäuser, können ökologisch hinsichtlich der Temperatur, des Lichts, der Feuchtigkeit und desgleichen gesteuert werden. Alternativ können diese Bedingungen von derartigen ökonomischen Steuerungen frei sein. Das Wachstum schreitet unter diesen Bedingungen fort, bis ein vorbestimmtes Wachstum und eine Größe erzielt wurden. Danach wird die resultierende Pflanze auf Feldbedingungen umgesetzt, um das Wachstum normal fortzusetzen. Es wurde festgestellt, dass die resultierenden Pflanzen, aus entweder Samen oder Pfropfen, einen systemischen Widerstand gegen Krankheiten, eine gesteigerte Wachstumsvitalität und andere wünschenswerte Eigenschaften entwickelten.
Das Verfahren der Erfindung stellt unterschiedliche Mittel zur Behandlung eines Umpflanzungssetzlings oder eines Samens einer Zielpflanze mit der Zusammensetzung der Erfindung bereit. Ein solches Mittel besteht vorzugsweise darin, den Zielsetzling mit einer wässrigen Zusammensetzung der Erfindung zu besprühen, um die Aussetzung und das Durchdringen der Bestandteile der Zusammensetzung in die Zielpflanze zu fördern. Ein weiteres Mittel besteht in der Aussetzung von Setzlingen oder Samen der Zielpflanze gegenüber der Zusammensetzung der Erfindung.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf die verbesserten Pflanzen, die durch die Erfindung erhalten wurden, die Pflanzen einschließt, die einen systemischen Widerstand gegen infektiöse Krankheiten aufweisen, wobei es sich entweder um die Infektion des Wurzelsystems, der Blätter oder weiterer Teile der Pflanzen handelt.
Pflanzen, die gemäß der Erfindung behandelt und erhalten werden können, schließen sowohl monocotyledonische als auch dicotyledonische Pflanzenspezies ein, die folgendes einschließen: Gerste, Hafer, Reis, Mehl, Sojabohnen, Mais; Melonen einschließlich Gurken, Warzenmelone, Honigmelone und Wassermelone; Gemüse einschließlich Bohnen, Erbsen, Erdnuss; Ölfrüchte einschließlich Canola und Sojabohnen; Nachtschattenpflanzen einschließlich Tabak; Knollenfrüchte einschließlich Kartoffeln; Gemüse einschließlich Tomaten, Paprika, Gurken, Brokkoli, Kohl, Blumenkohl, Salat und Rettich; Früchte einschließlich Erdbeeren; Faserfrüchte einschließlich Baumwolle; andere Pflanzen einschließlich Kaffee, Freilandpflanzen, mehrjährige Pflanzen, Waldpflanzen, Gräser und Schnittblumen einschließlich Nelken und Rosen; Zuckerrohr; im Container kultivierte Baumkulturen; immergrüne Bäume einschließlich Fichte und Kiefer; laubwechselnde Bäume einschließlich Ahorn und Eiche; und Obstbäume einschließlich Kirsch, Apfel, Birne und Orange. Im Allgemeinen kann eine beliebige Pflanze, die für Pflanzenerkrankungen empfänglich ist und auf die Zusammensetzung der Erfindung tatsächlich anspricht, gemäß der Erfindung behandelt werden.
Andere Ausführungsformen der Erfindung werden hiernach ersichtlich.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf verschiedene Kombinationen der Taktik von biologischer Kontrolle, die auf den Boden oder Pflanzenwachstumsmedien zusammen angewendet werden, die für die Aufzucht von Pflanzen oder Umpflanzungspfropfen verwendet werden. Die "Taktiken" können Mischungen von zwei oder mehreren PGPR-Stämmen einschließen, in denen einer oder mehrere einen Pflanzenwiderstand induzieren kann/können. Diese "Taktiken" können ferner organische Dünger einschließen, die eine Kontrollaktivität gegen Nematoden aufweisen können, und "Selektier-Verbindungen", wie z.B. aromatische Pflanzenverbindungen (einschließlich Thymol, Benzaldehyd, Citral, Furfural, Menthol und alpha-Terpineol), die die Bodenmikroflora verändern, um die Aktivität von bodenständigen antagonistischen Mikroorganismen zu verbessern. Die Erfindung kann ferner aus der Verwendung von zwei dieser drei Taktiken bestehen, d.h. PGPR-Mischungen zusammen mit organischen Düngern aber ohne den Zusatz von Selektier-Verbindungen. Die Erfindung stellt andere Ausführungsformen bereit, die hiernach weiter diskutiert werden.
Gemäß der Erfindung ist eine neuartige Synergie der Taktiken biologischer Kontrolle einer bisher nicht identifizierten Zusammensetzung erfunden worden. Die Zusammensetzung gemäß der Erfindung initiiert und fördert das Pflanzenwachstum und induziert synergistisch einen systemischen Widerstand gegen Krankheiten in Pflanzen. Die Eigenschaften der Zusammensetzung sind sowohl neuartig als auch synergistisch. Die Erfindung stellt eine Zusammensetzung bereit, die chitinolytische und nicht chitinolytische Bestandteile für das Pflanzenwachstum und den Widerstand gegen Krankheiten beinhaltet. Die Zusammensetzung resultiert in einer Synergie aus Bestandteileigenschaften, die die Initiierung und Förderung des Pflanzenwachstums und die Induktion des systemischen Widerstands gegen Pflanzenkrankheiten einschließen.
Die Zusammensetzung der Erfindung
Die Zusammensetzung beinhaltet zwei PGPR-Stämme und einen organischen Dünger. Die biologische PGPR-Mischung umfasst vorzugsweise Sporen-Präparate der Bakterien. Zusätzlich kann in der PGPR-Mischung wenigstens ein PGPR-Stamm einen systemischen Pflanzenwiderstand gegen Krankheiten induzieren. Die Gegenwart der Bakterien in der Mischung ist allgemein in der Größenordnung von 10³ bis 10¹⁰ Bakterien pro Samen oder pro Liter der erdlosen Mischung. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, in der die Bakteriengegenwart annähernd 1 × 10¹⁰ Bakterien pro Liter der erdlosen Mischung und 1 × 10⁸ Bakterien pro Samen beträgt.
Beispiele der zwei formulierten PGPR-Stämme schließen den Bacillus subtilis Stamm GB03 (als Kodiak^® von Gustafson LLC., Plano, Texas erhältlich) und den Bacillus amyloliquefaciens Stamm IN937a ein. Weitere Arten von nicht chitinolytischen Bakterien, die für die Zusammensetzung geeignet sind, schließen folgende ein: wurzelbesiedelnde Bakterien, die die Familie der Bacilliaceae einschließen, die sporenbildend ist und die folgenden Gattungen umfasst: Bacillus, Paenibacillus, Brevibacillus, Virgibacillus, Alicyclobacillus und Aneurinibacillus; fluoreszierende Pseudomonaden; Isolate von Pseudomonas spp., Serratia spp., Cornynebacterium spp., Enterobacter spp., Arthrobacter spp. und Burkholderia spp.; und vorteilhafte Pilze, wie z.B. Trichoderma spp., Gliocladium spp. und weitere; Hefen und Aktinomyzeten. Zusätzliche Beispiele der Gruppe von Bazillen und ihrer sporenbildenden Gattungen, die Bacillus einschließen, sind in dem "ATCC catalogue of Bacteria" zusammengefasst, der von der American Type Culture Collection veröffentlich wurde.
Der organische Dünger ist ferner als eine chitinartiger Bestandteil bekannt, weil er eine Kontrollaktivität gegen Nematoden aufweist. Der chitinartige Bestandteil in der Zusammensetzung liegt in einer Menge vor, die ausreichend ist, um einen chitinartigen Effekt zu bewirken. Die Menge des vorhandenen chitinartigen Bestandteils reicht von 0,1 % bis 10,0%. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist, in der die Zusammensetzung annähernd 2,5% des chitinartigen Bestandteils beinhaltet.
Der chitinartige Bestandteil wird aus folgendem ausgewählt: Chitin, geflockter Chitin, Chitosan und dessen Vorläufer, die nach einer Hydrolyse oder einer anderen chemischen oder biochemischen Aufspaltung den chitinartigen Bestandteil ergeben. Vorzugsweise ist der organische Dünger ein Glukose-Polysaccharid. Derartige Vorläufer sind natürliche organische Verbindungen wie Kiefernrinde, Krabben- oder Schrimpschalen, Sojabohnenmehl, Baumwollsamenmehl und Kasein.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist eine Zusammensetzung, die wenigstens zwei PGPR-Stämme, einen organischen Dünger und eine optionale aromatische Pflanzenverbindung umfasst. Der optionale Zusatz einer aromatischen Pflanzenverbindung, die ferner als eine Selektier-Verbindung bekannt ist, zu der primären Zusammensetzung führt ferner ein Benebelungsmittel zur Veränderung der Bodenmikroflora ein. Das Vorhandensein des Benebelungsmittels verringert die parasitischen Nematoden und erhöht Antagonisten. Ein Beispiel der aromatischen Pflanzenverbindung schließt Benzaldehyd ein, ist aber nicht darauf beschränkt. Weitere Arten aromatischer Pflanzenverbindungen, die für die Zusammensetzung geeignet sind, schließen Citral ein. Weitere optionale Bestandteile schließen Bestandteile ein, die die Funktion der zwei Hauptbestandteile der Zusammensetzung nicht negativ beeinflussen, die als nicht essenzielle Bestandteile bezeichnet werden.
Das Verfahren der Erfindung
Eine Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Förderung des Pflanzenwachstums und zur synergistischen Induktion des Widerstands gegen Krankheiten in Pflanzen. Das Verfahren umfasst das Aussetzen von Samen gegenüber der neuartigen biologischen Zusammensetzung oder die Aufzucht von Setzlingen in einem erdlosen Pflanzmedium, das die neuartige biologische Zusammensetzung enthält, für eine ausreichende Zeitspanne, um ein verbessertes Wachstum und krankheitsunterdrückende Eigenschaften zu initiieren. Ein Samen wird in die Erde oder in das erdlose Medium gepflanzt und in einem Gewächshaus unter zuvor diskutierten Bedingungen gezüchtet. Beispielhaft kann die biologische Zusammensetzung in ein erdloses Medium inkorporiert werden, wie z.B. in eine Umpflanzungsplatte aus Styro(por)schaum, und anschließend wird gepflanzt. Während dieser Wachstumsphase, falls erwünscht, werden zusätzliche Behandlungen der Zusammensetzung der Pflanze in vorbestimmten Mengen zu vorbestimmten Zeiten bereitgestellt. Wenn die Setzlinge an ein Alter von annähernd vier bis sechs Wochen vorangeschritten sind, oder wenn die Pflanzen für eine Umpflanzung bereit sind, dann wird, falls erwünscht, die Pflanze in Feldbedingungen oder Gewächshausbedingungen umgesetzt, unter denen beobachtet wurde, dass die Pflanze das normale Wachstum fortsetzt. Weiterhin werden die Pflanzen dann optional mit der Zusammensetzung behandelt, in der die Zusammensetzung entweder in einer flüssigen oder einer festen Form ist. Vorzugsweise ist diese Behandlung in der Form einer Blattbesprühung, Beregnungsanwendung, Beträufelungsanwendung oder durch eine Berieselung, wobei beobachtet worden ist, dass die Pflanzen einen größeren Widerstand gegen Krankheiten erzielen. Diese optionale Behandlung kann ferner zu einer beliebigen Zeit während der Wachstumsphase ausgeführt werden. Ferner werden unbehandelte Samen beschichtet, indem der Samen gegenüber der Zusammensetzung entweder in einer flüssigen oder festen Form, vorzugsweise in einer Blattbesprühung, Beregnungsanwendung, Beträufelungsanwendung oder durch eine Berieselung ausgesetzt wird. Diese Behandlung kann optional sein, und kann zusätzlich zu einer beliebigen Zeit an unbehandelten und behandelten Samen ausgeführt werden.
Insbesondere stimuliert und fördert dieses Verfahren das Pflanzenwachstum in den frühen Setzlingsstadien, die bekanntlich ein schwieriges Stadium des Pflanzenwachstums für die alleinige Stimulation mit PGPR ist. Das Verfahren induziert ferner systemisch einen Widerstand gegen Krankheiten in Pflanzen in einem größeren Ausmaß als zuvor in dem Stand der Technik erzielt wurde. Die Erfindung ermöglicht ferner synergistisch sowohl die Stimulation als auch die Förderung des Pflanzenwachstums in Verbindung mit dem systemischen Schutz einer Pflanze vor Krankheiten, indem sie der biologischen Zusammensetzung ausgesetzt wird.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung stellen Verfahren zur Inhibierung des Wachstums des Krankheitserregers Phytophtora infestans (ein kausaler Erreger der späten Mehltauerkrankung), Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (ein kausaler Erreger der bakteriellen Fleckenkrankheit), Pseudomonas syringae pv. lachrymans (ein kausaler Erreger der eckigen Blattfleckenkrankheit) und Fusarium spp. bereit, indem sie das oben diskutierte Verfahren verwenden und die Pflanze mit einer Behandlung des Krankheitserregers konfrontieren. Der konfrontierte Setzling wird dann untersucht und das Auftreten und die Schwere einer Erkrankung werden bestimmt. Es wurde beobachtet, dass Pflanzen, die gemäß der vorliegenden Erfindung gezüchtet und mit der Krankheit konfrontiert wurden, eine wesentlich größere Fähigkeit zeigten, der Erkrankung zu widerstehen.
Der Samen, Setzling und die Pflanze der Erfindung
Eine zusätzliche Ausführungsform der Erfindung ist eine Pflanze, die der Zusammensetzung ausgesetzt worden ist, und die synergistischen Effekte eines verbesserten Wachstums in Verbindung mit dem systemischen Schutz gegen Krankheiten zeigt. Die Samen, Setzlinge und Pflanzen, die gemäß der Erfindung behandelt und erhalten werden können, schließen sowohl monocotyledonische als auch dicotyledonische Pflanzenspezies einschließlich Gerste, Hafer, Reis, Mehl, Sojabohnen, Mais; Melonen einschließlich Gurken, Warzenmelone, Honigmelone und Wassermelone; Gemüse einschließlich Bohnen, Erbsen, Erdnuss; Ölfrüchte einschließlich Canola und Sojabohnen; Nachtschattenpflanzen einschließlich Tabak; Knollenfrüchte einschließlich Kartoffeln; Gemüse einschließlich Tomaten, Paprika, Gurken, Brokkoli, Kohl, Blumenkohl, Salat und Rettich; Früchte einschließlich Erdbeeren; Faserfrüchte einschließlich Baumwolle; andere Pflanzen einschließlich Kaffee, Freilandpflanzen, mehrjährige Pflanzen, Waldpflanzen, Gräser und Schnittblumen einschließlich Nelken und Rosen; Zuckerrohr; im Container kultivierte Baumkulturen; immergrüne Bäume einschließlich Fichte und Kiefer; laubwechselnde Bäume einschließlich Ahorn und Eiche; und Obstbäume einschließlich Kirsch, Apfel, Birne und Orange ein. Allgemein kann jeder Samen, Setzling oder jede Pflanze, die gegen Pflanzenkrankheiten anfällig ist und tatsächlich auf die Zusammensetzung der Erfindung anspricht, gemäß der Erfindung behandelt werden.
Die resultierende Pflanze der vorliegenden Erfindung zeigt ein verbessertes Pflanzenwachstum in den frühen Setzlingsstadien, die bekanntlich ein schwieriges Stadium des Pflanzenwachstums für die alleinige Stimulation mit PGPR ist. Die Pflanze weist ferner messbar verbesserte pflanzenphysikalische Eigenschaften, wie z.B. eine größere Höhe, Gewicht, Vitalität, Blätter und Blätteroberflächenbereich, bei früheren Wachstumsstadien als nicht behandelte Kontrollpflanzen auf. Ähnlich entwickelt die Pflanze weniger Erkrankungen als unbehandelte Kontrollpflanzen.
Andere Ausführungsformen der Erfindung
Weitere Ausführungsformen der Erfindung schließen verschiedene Medien zum Kultivieren der Pflanzen unter Verwendung der Zusammensetzung, insbesondere Tomaten, Gurken und zuvor diskutierte Klassen und Teile davon ein, die gemäß der Erfindung entwickelt worden sind.
Andere Ausführungsformen der Erfindung werden in der weiteren detaillierten Beschreibung von bevorzugten und anderen Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich.
Der Begriff "Umpflanzung", wie er hierin verwendet wird, ist ein Begriff der Technik, der verwendet wird, um eine Pflanze eines beliebigen Alters und beliebiger Art zu bezeichnen, die von einer Aufzuchtstelle zu einer anderen bewegt wurde.
Der Begriff "Umpflanzungssetzling", wie er hierin verwendet wird, ist eine Pflanze eines beliebigen Alters, die sich in einem umfassenden Aufzuchtmedium befindet, in der die Pflanze für die Umpflanzung oder den Transport von einer Stelle zu einer anderen vorbereitet wird.
Der Begriff "erdloses Medium", wie er hierin verwendet wird, ist ein Aufzuchtmedium, das Torf-basierte Produkte umfasst, die Perlit, Wurmstein, einen Düngemittelbestandteil und andere Inhaltsstoffe enthalten können. Beispiele eines erdlosen Mediums schließen fertig erhältliche Produkte ein, wie z.B. "Pro-mix", "Redi-Gro" und "Speedling Mix".
Der Begriff "Setzling", wie er hierin verwendet wird, ist ein Begriff der Technik, der verwendet wird, um eine Pflanze eines Alters zu bezeichnen, das sich von dem Tag des Erscheinens zu einem Jahr nach dem Pflanzen oder einem Alter erstreckt, in dem die Umpflanzung der Pflanze erfolgt, und ist auf oder wird durch irgendeine Pflanzenklasse nicht beschränkt. Der Begriff schließt ferner "Waldsetzlinge" ein, die ein Jahr alt sein können.
Der Begriff "Synergie", wie er hierin verwendet wird, wird verwendet, um die resultierende Wirkung von zwei oder mehreren Substanzen zu bezeichnen, um eine Wirkung zu erzielen, zu dessen Erzielung jede einzeln nicht in der Lage ist.
BEISPIEL I
SYNERGIE DER TAKTIKEN
A. Wachstumsförderung der Tomate
Als das erste Beispiel der Erfindung wurde ein biologisches Präparat gemacht, das zwei PGPR-Stämme zusammen mit Chitin enthält. Spezifisch enthielt das biologische Präparat (als LS213 bezeichnet), das öffentlich erhältlich ist, den Bacillus subtilis Stamm GB03, der erwiesenermaßen manche Erkrankungen durch die Produktion von Iturin-Antibiotika kontrollierte, und den Bacillus amyloliquefaciens Stamm IN937a, der für die Aktivierung des induzierten Widerstandes ausgewählt wurde. Mit beiden dieser Bakterien wurden industrielle Formulierungen von Sporen vorbereitet und mit geflocktem Chitin vermischt. Das biologische Präparat wurde dem erdlose Pflanzmedium hinzugefügt, das für die Vorbereitung der Tomaten-Umpflanzungspfropfen verwendet wurde. Zusätzliche Behandlungen bestanden aus jedem Bakterienstamm alleine mit und ohne Chitin, Chitin alleine, und einer nicht behandelten Kontrolle. Die Umpflanzungspfropfen wurden in Umpflanzungsschalen in dem Gewächshaus aufgezogen und die Auswirkungen auf das Wachstum der Setzlinge wurden aufgezeichnet. Die Ergebnisse sind in der Tab. 1 dargestellt.
Durch alle drei Messungen (Vitalität, frisches Gewicht des Austriebs und Blattoberflächenbereich) zeigte sich ein wesentlich größeres Setzlingswachstum mit LS213 als mit den verschiedenen einzelnen Bestandteilen. Das zeigt eine deutliche Synergie bei der Förderung des Pflanzenwachstums durch die Kombination von Chitin und den beiden PGPR-Stämmen.
Tabelle 1

¹Biologische Behandlungen wurden in erdloser Mischung bei 1:40 (v/v) inkorporiert, in Styroporschaum-Umpflanzungsplatten gesetzt und dann mit Tomaten der Sorte Solar Set besät. Es gab 4 replizierte Platten pro Behandlung. GB03 und IN937a sind PGPR-Stämme.
²Setzlingsvitalität wurde 3 Wochen nach Säen auf einer Skala von 1–5 eingestuft; 1 = schwach, 2 = mittel, 3 = gut, 4 = sehr gut und 5 = ausgezeichnet. Mittelwerte von 4 Replizierungen.
³Frisces Gewicht des Austriebs. Mittelwert von 4 Replizierungen, 10 Setzlinge pro Replizierung.
⁴Größter Blattoberflächenbereich (gewöhnlich aus dem 4. oder 5. tatsächlichen Blatt). Mittelwert von 4 Replizierungen, 10 Blätter pro Replizierung.

Die von unterschiedlichen Buchstaben gefolgten Mittelwerte sind im Wesentlichen gemäß dem geschützten Test des kleinsten signifikanten Unterschieds (LSD) bei P = 0,05 unterschiedlich.
B. Induzierter Widerstand bei der Tomate
Bestimmte Umpflanzungspfropfen aus dem obigen Experiment, und zwar diejenigen, die mit der Kontrolle, dem Chitin alleine und dem LS213 behandelt wurden, wurden unmittelbar nach Erstellung der Messungen des Wachstums, die in der Tab. 1 gezeigt sind, in größere Töpfe umgesetzt. Zehn Pflanzen von jeder Behandlungs-Art wurden dann mit Phytophthora infestans (kausaler Erreger der späten Mehltauerkrankung) oder mit Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (kausaler Erreger der bakteriellen Fleckenkrankheit) konfrontiert. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne wurden die Pflanzen nach dem Widerstand gegen Krankheit vermessen. Die Ergebnisse der Erkrankungsentwicklung sind in der Tab. 2 gezeigt.
Das höchste Ausmaß des Erkrankungsschutzes gegen beide Krankheitserreger trat mit LS213 ein. Bei der bakteriellen Fleckenkrankheit war der durch LS213 gebotene Schutz wesentlich größer als sowohl die nicht behandelte Kontrolle als auch die alleinige Chitin-Behandlung. Das zeigt, dass die Synergie bei der Förderung des Pflanzenwachstums, die in der Tab. 1 aufgezeichnet ist, sich in die Synergie bei dem Schutz gegen Krankheit überträgt.
Tabelle 2

¹Mittelwert von 10 Replizierungen, eine Pflanze pro Replizierung.
²Mittelwert von 10 Replizierungen, 6 Blätter pro Pflanze.

BEISPIEL ZWEI
SYNERGIE DER TAKTIKEN
A. Wachstumsförderung der Tomate und Gurke
Ein zu dem in Beispiel 1 beschriebenen ähnliches Experiment wurde durchgeführt. Die Bestandteile Chitin, GB03 und IN937a wurden in erdlosem Pflanzenwuchsmedium nach Auswirkungen auf das Setzlingswachstum unter Verwendung der Tomate und Gurke getestet. Zusätzliche Messungen des Pflanzenwachstums wurden durchgeführt, wie in den Tab. 3 und 4 gezeigt ist. Die Ergebnisse sind in der Tab. 3 und der Tab. 4 gezeigt.
Die Ergebnisse mit sowohl der Tomate (Tab. 3) als auch der Gurke (Tab. 4) zeigen wieder, dass es eine deutliche Synergie der Taktiken für die Wachstumsförderung gibt. Zum Beispiel hatte bei der Tomate (Tab. 3) Chitin alleine eine gewisse Wachstumsförderung, die in Bezug auf die Kontrolle wesentliche Anstiege bei der Höhe, Anzahl von Blättern und dem Blattoberflächenbereich verursachte; aber wesentliche Anstiege bei der Vitalität, dem Gewicht oder Chlorophyllgehalt nicht verursachte. Im Gegensatz dazu resultierte die LS213-Behandlung in Bezug auf die Kontrolle in wesentlichen Anstiegen bei sämtlichen dieser Parameter. Ähnlich verursachte LS213 auf der Gurke (Tab. 4) wesentliche Anstiege bei sämtlichen Parametern im Vergleich sowohl zu der nicht behandelten Kontrolle als auch zu Chitin alleine.
B. Induzierter Widerstand
Nach der Erstellung der oben beschriebenen Wachstumsmessungen wurden Pflanzen aus drei Behandlungen der Tomate und Gurke in Töpfe umgesetzt. Die getesteten Behandlungen waren die nicht behandelte Kontrolle, Chitin alleine und LS213. Die Tomatenpflanzen wurden mit dem Fleckenkrankheitserreger der Tomate (wie in Beispiel 1B beschrieben ist) geimpft und die Gurkenpflanzen wurden mit Pseudomonas syringae pv. lachrymans geimpft, dem kausalen Erreger der eckigen Blattfleckenkrankheit. Die Ergebnisse sind in der Tab. 5 gezeigt.
Die in der Tab. 5 gezeigten Ergebnisse zeigen, dass Setzlinge, die aus LS213-Behandlungen vorbereitet wurden, einen induzierten Widerstand gegen Krankheit besaßen. Interessanterweise waren die Setzlinge, die aus einer Behandlung mit Chitin alleine vorbereitet wurden, die gewisse wesentliche Anstiege im Pflanzenwachstum verursachte, nicht resistent. Das Fehlen eines induzierten Widerstands mit Chitin, während eine wesentliche Wachstumsförderung auftrat, zeigt ferner, dass die Vorteile von LS213 synergistisch sind.
Tabelle 3

¹Biologische Behandlungen wurden in erdloser Mischung bei 1:40 (v/v) inkorporiert, in Styroporschaum-Umpflanzungsplatten gesetzt und dann mit Tomaten der Sorte Solar Set besät. Es gab 4 replizierte Platten pro Behandlung.
²Setzlingsvitalität wurde 3 Wochen nach Säen auf einer Skala von 1–5 eingestuft; 1 = schwach, 2 = mittel, 3 = gut, 4 = sehr gut und 5 = ausgezeichnet. Mittelwerte von 4 Replizierungen.
³Höhe des Setzlings von der Bodenebene zu der Spitze. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Setzlinge pro Replizierung.
⁴Frisches Gewicht des Austriebs des Setzlings. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Setzlinge pro Replizierung.
⁵Anzahl der Blätter pro Pflanze. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Pflanzen pro Replizierung.
⁶Größter Blattoberflächenbereich (gewöhnlich aus dem 4. oder 5. tatsächlichen Blatt). Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Pflanzen pro Replizierung.
⁷Chlorophyllgehalt aus dem größten Blatt entweder aus dem 4. oder 5. tatsächlichen Blatt. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Pflanzen pro Replizierung.

Die von unterschiedlichen Buchstaben gefolgten Mittelwerte sind im Wesentlichen gemäß dem geschützten Test des kleinsten signifikanten Unterschieds (LSD) bei P = 0,05 unterschiedlich.
Tabelle 4

¹Biologische Behandlungen wurden in erdloser Mischung bei 1:40 (v/v) inkorporiert, in Styroporschaum-Umpflanzungsplatten gesetzt und dann mit Tomaten der Sorte Solar Set besät. Es gab 4 replizierte Platten pro Behandlung.
²Setzlingsvitalität wurde 3 Wochen nach Säen auf einer Skala von 1–5 eingestuft; 1 = schwach, 2 = mittel, 3 = gut, 4 = sehr gut und 5 = ausgezeichnet. Mittelwert von 4 Replizierungen.
³Höhe des Setzlings von der Bodenebene zu der Spitze. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Setzlinge pro Replizierung.
⁴Frisches Gewicht des Austriebs des Setzlings. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Setzlinge pro Replizierung.
⁵Anzahl der Blätter pro Pflanze. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Pflanzen pro Replizierung.
⁶Größter Blattoberflächenbereich (gewöhnlich aus dem 4. oder 5. tatsächlichen Blatt). Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Pflanzen pro Replizierung.
⁷Chlorophyllgehalt aus dem größten Blatt entweder aus dem 4. oder 5. tatsächlichen Blatt. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Pflanzen pro Replizierung.

Die von unterschiedlichen Buchstaben gefolgten Mittelwerte sind im Wesentlichen gemäß dem geschützten Test des kleinsten signifikanten Unterschieds (LSD) bei P = 0,05 unterschiedlich.
Tabelle 4 (fortgesetzt)

Die von unterschiedlichen Buchstaben gefolgten Mittelwerte sind im Wesentlichen gemäß dem geschützten Test des kleinsten signifikanten Unterschieds (LSD) bei P = 0,05 unterschiedlich.
Tabelle 5

¹Biologische Kontrollprodukte als Bodendünger vor dem Setzling angewendet.
²Werte für X. axonopodis pv. vesicatoria stellen den Mittelwert der Anzahl von Läsionen pro Blatt auf jedem Tomatensetzling aus 4 Replizierungen, 5 Pflanzen pro Replizierung pro Behandlung dar.
³Werte für P. syringae pv. lachrymans stellen den Mittelwert der Anzahl der gesamten Blattfleckensymptome pro Blatt aus 4 Replizierungen, 5 Pflanzen pro Replizierung pro Behandlung dar.

BEISPIEL DREI
SYNERGIE DER TAKTIKEN
MEHRERE FELDFRÜCHTE; WACHSTUMSFÖRDERUNG
Ein Experiment wurde durchgeführt, um zu bestimmen, ob die synergistischen Effekte auf das Pflanzenwachstum des Setzlings, die in den Beispielen 1 und 2 angemerkt wurden, mit zusätzlichen Feldfrüchten auftraten. In diesem Experiment wurden eine nicht behandelte Kontrolle, Chitin alleine und LS213-Behandlungen vorbereitet, wie in dem Beispiel 1 beschrieben ist, und für die Aufzucht von Setzlingen der Tomate (Sorte Solar Set), Gurke (Sorte SMR 48), Paprika (Sorte California Wonder) und Tabak (Sorte TN90) verwendet. Das Setzlingswachstum wurde durch die Messung der in der Tab. 6 aufgelisteten Parameter verfolgt. Bei der Tomate und Gurke wiederholten sich die zuvor gesehenen Ergebnisse, in denen eine LS213-Behandlung im Allgemeinen in einer wesentlichen Wachstumsförderung im Vergleich zu sowohl der nicht behandelten Kontrolle als auch der Behandlung mit Chitin alleine (Tab. 6) resultierte. Dieser gleiche synergistische Effekt auf das Wachstum wurde bei Paprika und Tabak beobachtet.
BEISPIEL VIER
VERSCHIEDENE MISCHUNGEN VON PGPR MIT CHITIN
Ein Experiment wurde durchgeführt, um zu bestimmen, ob einer der in LS213 verwendeten PGPR-Stämme mit einem weiteren Stamm ersetzt werden könnte.
Spezifischer wurde der PGPR-Stamm IN937a aus LS213 durch 8 verschiedene Bazillen ersetzt, von denen jeder eine Widerstandsaktivität von sich selbst aus induziert hatte. Die Bakterien wurden mit dem PGPR-Stamm GB03 und Chitin vor der Inkorporierung in das erdlose Pflanzenaufzuchtsmedium vermischt. Die Auswirkungen auf das Wachstum der Setzlinge von Kirschtomaten (Sorte RX 335) wurden zusammen mit Auswirkungen auf einen induzierten Widerstand gegen die bakterielle Fleckenerkrankung getestet. Die in der Tab. 7 gezeigten Ergebnisse zeigen, dass LS213 eine wesentliche Förderung des Pflanzenwachstums und eine Induktion des Widerstands in Vergleich zu der Kontrolle mit dieser Tomatensorte bewirkte, die zu der zuvor bei der Tomate "Solar Set" beobachteten ähnlich war. Andere Kombinationen von Bakterien und Chitin verursachten allgemein wesentliche Verbesserungen bei dem Wachstum im Vergleich zu der Kontrolle; jedoch nicht sämtliche davon verursachten eine wesentlichen Schutz gegen die bakterielle Fleckenerkrankung. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass die vorteilhaften Effekte der Erfindung von dem Bakterienstamm abhängig sind, aber dass verschiedene Mischungen von Bakterien verwendet werden können, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen.
Tabelle 6

¹Biologische Behandlungen wurden in erdloser Mischung bei 1:40 (v/v) inkorporiert. Es gab 4 replizierte Platten pro Behandlung.
²Setzlingsstand wurde 3 Wochen nach Säen bewertet. Die Werfe stellen den Mittelwert von 4 Replizierungen pro Behandlung dar.
³Setzlingsvitalität wurde 3 Wochen nach Säen auf einer Skala von 1–5 eingestuft; 1 = schwach, 2 = mittel, 3 = gut, 4 = sehr gut und 5 = ausgezeichnet. Mittelwert von 4 Replizierungen.
⁴Höhe des Setzlings von der Bodenebene zu der Spitze. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Setzlinge pro Replizierung.
⁵Frisches Gewicht des Austriebs des Setzlings. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Setzlinge pro Replizierung.
⁶Anzahl der Blätter pro Pflanze. Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Pflanzen pro Replizierung.
⁷Größter Blattoberflächenbereich (gewöhnlich aus dem 4. oder 5. tatsächlichen Blatt). Mittelwert von 4 Replizierungen, 5 Pflanzen pro Replizierung.

Tabelle 7

¹Biologische Behandlungen wurden in erdloser Mischung bei 1:40 (v/v) inkorporiert, in Styroporschaum-Umpflanzungsplatten gesetzt und dann mit Tomaten der Sorte Cherry RX 335 besät. Es gab 2 replizierte Platten pro Behandlung.
²Setzlingsvitalität wurde 4 Wochen nach Säen auf einer Skala von 1–5 eingestuft; 1 = schwach, 2 = mittel, 3 = gut, 4 = sehr gut und 5 = ausgezeichnet. Mittelwert von 2 Replizierungen.
³Höhe des Setzlings von der Bodenebene zu der Spitze. Mittelwert von 2 Replizierungen, 10 Setzlinge pro Replizierung.
⁴Anzahl der Blätter pro Pflanze. Mittelwert von 2 Replizierungen, 10 Pflanzen pro Replizierung.
⁵Stammdurchmesser ist der Mittelwert von 2 Replizierungen, 10 Setzlinge pro Replizierung.
⁶Frisches Gewicht des Austriebs des Setzlings. Mittelwert von 2 Replizierungen, 10 Setzlinge pro Replizierung.
⁷Größter Blattoberflächenbereich (gewöhnlich aus dem 4. oder 5. tatsächlichen Blatt). Mittelwert von 2 Replizierungen, 10 Blätter pro Replizierung.

Die von unterschiedlichen Buchstaben gefolgten Mittelwerte sind im Wesentlichen gemäß dem geschützten Test des kleinsten signifikanten Unterschieds (LSD) bei P = 0,05 unterschiedlich.
Tabelle 7 (fortgesetzt)

Die von unterschiedlichen Buchstaben gefolgten Mittelwerte sind im Wesentlichen gemäß dem geschützten Test des kleinsten signifikanten Unterschieds (LSD) bei P = 0,05 unterschiedlich.
BEISPIEL FÜNF
FELDVERSUCH AN DER TOMATE
Schutz gegen mehrere Krankheiten
Zwei der biologischen Präparate, die in dem Beispiel 4 (LS213 und LS254) verwendet wurden, wurden in einem Feldversuch getestet. Die Tomatensetzlinge (Sorte "Solar Set") wurden vorbereitet, wie zuvor beschrieben wurde, indem sie in einer erdlosen Mischung aufgezogen wurden, das mit den biologischen Präparaten behandelt wurde. Eine nicht behandelte Kontrollgruppe von Pflanzen wurde ebenfalls vorbereitet. Die Umpflanzungen wurden in eine zufällig angeordnete geschlossene Blockausgestaltung mit 10 Pflanzen pro Replizierung und 5 Replizierungen von jeder Behandlung gegeben. Das Experiment wurde viermal für die Bewertung von folgendem gepflanzt: 1) Wurzelknoten-Nematoden, 2) Fusarium Kronen- und Wurzelfäule mit Methylbromid-Benebelung des Bodens, 3) Fusarium Kronen- und Wurzelfäule ohne Bodenbenebelung und 4) bakterielle Fleckenkrankheit. Die in der Tab. 8 gezeigten Ergebnisse zeigen, dass die biologischen Präparate zu einer verringerten Entwicklung sämtlicher der getesteten Krankheiten unter Feldbedingungen führten.
BEISPIEL SECHS
FELDVERSUCH AN DER TOMATE
Auswirkung von verschiedenen Bakterienmischungen mit und ohne Blätterbesprühung
Zwei Feldversuche wurden an der Tomate durchgeführt, um zu bestimmen, ob unterschiedliche Formen des biologischen Präparats (die sich in einem der Bakterienbestandteile unterscheiden) gegen Wurzelknoten-Nematoden und bakterielle Fleckenkrankheit schützen würde, wie es die Behandlung mit LS213 in dem Beispiel 5 getan hat. Die in der Tab. 9 gezeigten Ergebnisse zeigen, dass andere Formen des biologischen Präparats tatsächlich einem Schutz der Pflanzen gegen die zwei getesteten Krankheitserreger führten.
Eine Aufgabe bestand darin, zu bestimmen, ob vorteilhafte Auswirkungen der biologischen Behandlung durch die Kombination der Standardbehandlung des erdlosen Pflanzmediums mit einer Blätterbesprühung der Bakterienbestandteile des biologischen Präparats in einem mittleren Stadium verbessert werden könnten. Die Ergebnisse zeigen, dass es einen gewissen zusätzlichen Schutz gab, der durch die Kombination der Standardbehandlung mit einer Blätterbesprühung gesehen wurde. Zum Beispiel verursachte ohne Blätterbesprühung das LS254 einen wesentlichen Schutz gegen die Wurzelknoten-Nematode aber nicht gegen die bakterielle Fleckenkrankheit, während bei der Blätterbesprühung ein Schutz gegen beide Krankheitserreger auftrat.
BEISPIEL SIEBEN
FELDVERSUCH AN DER GURKE
Auswirkung von verschiedenen Bakterienmischungen mit und ohne Blätterbesprühung
Ähnlich dem Beispiel 6 wurden zwei Feldversuche an der Gurke durchgeführt, um die Aktivität der Krankheitskontrolle von verschiedenen Formen des biologischen Präparats mit und ohne Blätterbesprühungen zu bewerten. Die bewerteten Krankheiten waren beide natürlich vorkommende Wurzelknoten-Nematoden und Anthracnose, eine Pilzerkrankung der Blätter. Die in der Tab. 10 dargestellten Ergebnisse zeigen, dass der Wechsel des PGPR-Stammes IN937a mit unterschiedlichen PGPR in einer Schutzaktivität gegen Krankheit auf dem Feld resultieren kann. Die Ergebnisse zeigen ferner, dass die vorteilhaften Auswirkungen der biologischen Präparate nicht auf eine einzige Gurkensorte beschränkt sind, weil einige Rückgänge des Auftretens von sowohl Wurzelknoten-Nematoden als auch Anthracnose bei jeder getesteten Sorte auftraten.
Ein Vergleich der Ergebnisse in der Tab. 10 aus dem Feld mit und ohne Blätterbesprühung zeigt, dass diese "Booster"-Behandlung mit dem gleichen PGPR, das in dem biologischen Präparat enthalten ist, das in der erdlosen Setzlingsmischung verwendet wird, eine zusätzliche Wirksamkeit für den Schutz gegen Krankheiten bereitstellt. Das kann durch Vergleiche der Häufigkeit einer wesentlichen Verringerung der Erkrankung für eine Behandlung mit und ohne Blätterbesprühung gesehen werden. Zum Beispiel waren mit LS213, mit Blätterbesprühung, 3 von den 4 Häufigkeitsmittelwerten der Krankheit im Vergleich zu der Kontrolle wesentlich verringert, während ohne Blätterbesprühung, 2 von den 4 Mittelwerten wesentlich verringert waren. Mit LS260 stieg diese "Häufigkeit der Signifikanz" von 2 von 4 ohne Blätterbesprühung auf 4 von 4 mit Blätterbesprühung.
Tabelle 8

^aExperiment war ein zufällig angeordneter geschlossener Block mit 5 Replizierungen von jeder Behandlung; 10 Pflanzen pro Replizierung.
^bGezeigte Werte sind Mittelwerte von 9 Wurzelsystemen zur Erntezeit.
^cSchwere Symptome wurden durch das Vorhandensein von großen, zusammenhängenden Flecken in dem Großteil des Wurzelsystems bestimmt.
^dWurzelknoten-Index basierte auf einer Skala von 0 (keine Flecken) bis 10 (vollständig befleckt bei schwachem Wurzelsystem).
^eMeBr = Methylbromid.
^fFusarium Kronen- und Wurzel-Index wurde unter Verwendung einer Skala von 0 (keine Symptome) bis 3 (schwere und ausgedehnte Verfärbung) bestimmt.
^gAnzahl von grünen Tomatenfrüchten (aus 20 gepflückten pro Auftragung) mit 2 oder mehreren Läsionen.
^hBasierend auf 10 gesammelten Blättern pro Auftragung.

Tabelle 9

¹Mittelwert von 3 Replizierungen, 3–5 Pflanzen pro Replizierung. Schwere der Wurzelknoten wurde auf einer 0–10 Skala pro gesamtes Wurzelsystem gemessen; 0 = keine Flecken; 10 = vollständig befleckt.
²Mittelwert von 3 Replizierungen, 10–15 Blätter pro Replizierung. Bakterielle Fleckenkrankheit wurde auf eine 0–10 Skala bewertet; 0 = keine Läsionen; 10 = maximale Läsionen.
*Zeigt einen wesentlichen Unterschied von der passenden Kontrolle bei P = 0,05 an.

¹Mittelwert von 3 Replizierungen, 3–5 Pflanzen pro Replizierung.
²Mittelwert von 3 Replizierungen, 3–5 Pflanzen pro Replizierung.
*wesentlich verschieden von der Kontrolle bei P = 0,05.

Es ist verständlich, dass viele Variationen in den für die Zusammensetzung beschriebenen Prozeduren vorgenommen werden können, während die Verfahren und die Pflanzenprodukte der vorliegenden Erfindung noch innerhalb des Schutzumfangs und des Geistes der Erfindung verbleiben.
LITERATUR
Sämtliche der in diesem Dokument angegebenen Publikationen werden hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme inkorporiert:

Bauske, E.M., Backman, P.A., Harper, K.M., Brannen, P.M., Rodríguez-Kábana, R., und Kloepper, J.W. 1997. Effect of botanical aromatic compounds and seed-surface pH on growth and colonization of cotton plant growth-promoting rhizobacteria. Biocontrol Science and Technology 7, 415–421.
Bauske, E.M., Rodríguez-Kábana, R., Esaun, V, Kloepper, J.W., Robertson, D.G., Weaver, C.F., und King, P.S. 1994. Management of Meloidogyne incognita on cotton by use of botanical aromatic compounds. Nematropica 24:143–150.
Becker, J.O., Zavaleta-Meija, E., Colbert, S.F., Schroth, M.N., Weinhold, A.R., Hancock, J.G., und Van Gundy, S.D. 1988. Effects of rhizobacteria on root-knot nematodes and gall formation. Phytopathology 78:1466–1459.
Benhamou, N., Lafontaine, P.J. und Nicole, M. (1994) Induction of systemic resistance to Fusarium crown and root rot in tomato plants by seed treatment with chitosan. Phytopathology 84, 1432–1444.
Bird, A.F. und Bird, J. (1991) The Structure of Nematodes. Academic Press, San Diego.
Canullo, G.C., Rodríguez-Kábana, R., und Kloepper, J.W. 1992. Changes in soil microflora associated with control of Sclerotium rolfsii by furfuraldehyde. Biocontrol Science and Technology 2:159–169.
Ciancio, A. 1995. Density-dependent parasitism of Xiphinema diversicaudatum by Pasteuria penetrans in a naturally infested field. Phytopathology 85:144–149.
Culbreath A.K., Rodríguez-Kábana, R. und Morgan-Jones, G. (1985) The use of hemicellulosic waste matter for reduction of the phytotoxic effects of chitin and control of root-knot nematodes. Nematropica 15, 49–75.
Glick, B.R, und Bashan, Y. 1997. Genetic manipulation of plant growth-promoting bacteria to enhance biocontrol of phytopathogens. Biotechnology Advances 15, 353–378.
Godoy, G., Rodríguez-Kábana, R., Shelby, R.A. und Morgan-Jones, G. (1983) Chitin amendments for control of Meloidogyne arenaria in infested soil. II. Effects on microbial population. Nematropica 13, 63–74.
Hallmann, J., Rodríguez-Kábana, R., und Kloepper, J.W. 1998. Chitin-mediated changes in bacterial communities of the soil, rhizosphere and within roots of cotton in relation to nematode control. Soil Biology and Biochemistry. In Druck.
Hallmann, J., Rodríguez-Kábana, R., und Kloepper, J.W. 1997. Nematode interactions with endophytic bacteria. S. 243–245 in: Plant Growth-Promoting Rhizobacteria-Present Status and Future Prospects. Verl. A. Ogoshi, K. Kobayashi, Y Homma, F. Kodama, N. Kondo, und S. Akino. Nakanishi Publishing, Sapporo.
Inbar, J. und Chet, I. (1991) Evidence that chitinase produced by Aeromonas caviae is involved in the biological control of soil-borne plant pathogens by this bacterium. Soil Biology and Biochemistry 23, 973–978.
Kerry, B. R. (1982) The decline of Heterodera avenae populations. European Plant Protection Organization Bulletin 12, 491–496.
Kloepper, J.W. 1993. Plant growth-promoting rhizobacteria as biological control agents. In 'Soil Microbial Ecology – Applications in Agricultural and Environmental Management,' Verl. F.B. Metting, Jr., S. 255–274 (Marcel Dekker, Inc., New York).
Kloepper, J.W., Rodríguez-Kábana, R., McInroy, J.A., und Young, R.W. 1992. Rhizosphere bacteria antagonistic to soybean cyst (Heterodera glycines) and root-knot (Meloidogyne incognita) nematodes: Identification by fatty acid analysis and frequency of biological control activity. Plant and Soil 139:75–84.
Kluepfel, D.A., McInnis, T.M. und Zehr, E.I. (1993) Involvement of root-colonizing bacteria in peach orchard soils suppressive of the nematode Criconemella xenoplax. Phytopathology 83, 1240–1245.
Kokalis-Burelle, N., Rodríguez-Kábana, R., Weaver, C.F. und King, P.S. (1994) Evaluation of powdered pine bark for control of Meloidogyne arenaria and Neterodera glycines on soybean. Plant and Soil 162, 163–168.
Kokalis-Burelle, N., Rodríguez-Kábana, R., Robertson, D.G., Mahaffee, W.F., Kloepper, J.W. und Bowen, K.L. (1995) Effects of forage grass rotations on soil microbial ecology and nematode populations. Phytopathology 85, 1124.
Kuć, J. 1982. Induced immunity to plant disease. Bioscience 32:854–60.
Liu, L., Kloepper, J.W., und Tuzun, S. 1995a. Induction of systemic resistance in cucumber against bacterial angular leaf spot by plant growth-promoting rhizobacteria. Phytopathology 85:843–847.
Liu, L., Kloepper, J.W., und Tuzun, S. 1995b. Induction of systemic resistance in cucumber by plant growth-promoting rhizobacteria: duration of protection and effect of host resistance on protection and root colonization. Phytopathology 85:1064–1068.
Liu, L., Kloepper, J.W., und Tuzun, S. 1995c. Induction of systemic resistance in cucumber against Fusarium wilt by plant growth-promoting rhizobacteria. Phytopathology 85:695–698.
Mankau, R. und Das, S. (1969) The influence of chitin amendments on Meloidogyne incognita. Journal of Nematology 1, 15–16.
Martinez-Ochoa, N., Kloepper, J.W., Rodríguez-Kábana, R., und Ji, P. 1997. Induced resistance and phenotypic characteristics of several PGPR compared to biocontrol activity against the root knot nematode Meloidogyne incognita. S. 296–300 in: Plant Growth-Promoting Rhizobacteria-Present Status and Future Prospects. Verl. A. Ogoshi, K. Kobayashi, Y. Homma, F. Kodama, N. Kondo, und S. Akino. Nakanishi Publishing, Sapporo.
Mercer, C.F., Greenwood, D.R. und Grant, J.L. (1992) Effect of plant and microbial chitinases on the eggs and juveniles of Meloidogyne hapla Chitwood. Nematologica 8, 227–236.
Mian, I.H., Godoy, G., Shelby, R.A., Rodríguez-Kábana, R. und Morgan-Jones, G. (1982) Chitin amendments for control of Meloidogyne arenaria in infested soil. Nematropica 12, 71–84.
Mitchell, R. und Alexander, M. (1962) Microbiological processes associated with the use of chitin for biological control. Soil Science Society of America, Proceedings 26, 556–558.
Oka, Y., Chet, I., und Spiegel, Y 1993. Control of the rootknot nematode Meloidogyne javanica by Bacillus cereus. Biocontrol Science and Technology 3:115–126.
Ordentlich, A., Elad, Y. und Chet, I. (1988) The role of chitinase of Serratia marcescens in biocontrol cf Sclerotium rolfsii. Phytopathology 78, 84–88.
Press, C.M., Wilson, M., Tuzun, S., Kloepper, J.W. 1997. Salicylic acid produced by Serratia marcescens 90–166 is not the primary determinant of induced systemic resistance in cucumber or tobacco. Molec. Plant-Microbe Interactions 10:761–768.
Raupach, G.S., Liu, L., Murphy, J.F., Tuzun, S., und Kloepper, J.W. 1996. Induced systemic resistance in cucumber and tomato against cucumber mosaic cucumovirus using plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). Plant Dis. 80:891–894.
Punja, Z.K. und Zhang, Y.-Y. (1993) Plant chitinases and their roles in resistance to fungal diseases. Journal of Nematoiogy 25, 526–540.
Roberts, C.A., Marek, S.M., Niblack, T.L. und Karr, A.L. (1992) Parasitic Meloidogyne and mutualistic Acremonium increase chitinase in tall fescue. Journal of Chemical Ecology 18, 1107–1116.
Rodríguez-Kábana, R., Godoy, G., Morgan-Jones, G. und Shelby, R.A. (1983) The determination of soil chitinase activity: Conditions for assay and ecological studies. Plant and Soil 75, 95–106.
Rodríguez-Kábana, R., Kloepper, J.W., Weaver, C.F., und Robertson, D.G. 1993. Control of plant parasitic nematodes with furfural_a naturally occurring fumigant. Nematropica 23:63–73.
Rodríguez-Kábana, R. und Morgan-Jones, G. (1987) Biological control of nematodes: Soil amendments and microbial antagonists. Plant and Soil 100, 237–247.
Rodríguez-Kábana, R., Morgan-Jones, G. und Gintis, B.O. (1984) Effects of chitin amendments to soil on Heterodera glycines, microbial populations, and colonization of cysts by fungi. Nematropica 14, 10–25.
Ross, A.F. 1961. Systemic acquired resistance induced by localized virus infection in plants. Virology 14:340–58.
Ryals, J., Neuenshwander, U.H., Willits, M.G., Molina, A., Steiner, H.Y., et al. 1996. Systemic acquired resistance. Plant Cell 8:1809–19.
Sikora, R.A. 1988. Interrelationship between plant health promoting rhizobacteria, plant parasitic nematodes and soil microorganisms. Med. Fac. Landouww. Rijksuniv. Gent 53:867–878.
Soler-Serratosa, A., Kokalis-Burelle, Rodríguez-Kábana, R., Weaver, C.F., und King, P.S. 1996. Allelochemicals for control of plant-parasitic nematodes. 1. in vivo nematicidal efficacy of thymol and thymol/benzaldehyde combinations.
Soler-Serratosa, A., Rodríguez-Kábana, R., und Kloepper, J.W. 1994. Selective enrichment of Pseudomonas spp. in soils treated with thymol for control of phytoparasitic nematodes. In: M.H. Ryder, P.M. Stevens, und G.D. Bowen, Verl. Improving Plant Productivity with Rhizobacteria. CSIRO Press, Adelaide, Australia., S. 198.
Spiegel, Y, Cohn, E. und Chet, I. (1986) Use of chitin for controlling plant-parasitic nematodes. I. Direct effects on nematode reproduction and plant performance. Plant and Soil 95, 87–95.
Sticher, L., Mauch-Mani, B. Métraux, J.P. 1997. Systemic acquired resistance. Annu. Rev. Phytopathol. 35:235–70.
Stirling, G.R. 1991a. Mass production and release of biological control agents. Chapter 6 in: Biological Control of Plant Parasitic Nematodes-Progress, Problems and Prospects. CAB International, Wallingford, Oxon, UK.
Stirling, G.R. 1991b. Naturally occurring biological control. Chapter 5 in: Biological Control of Plant Parasitic Nematodes-Progress, Problems and Prospects. CAB International, Wallingford, Oxon, UK.
Stirling, G.R., McKenry, M.V. und Mankau, R. (1979) Biological control of root-knot nematodes (Meloidogyne spp.) on peach. Phytopathology 69, 806–809.
Van Loon, L.C., 1997. Induced resistance in plants and the role of pathogenesisrelated proteins. Eur. J. Plant Pathol. 103:753–65.
Van Loon, L.C., Bakker, P.A.H.M., und Pieterse, C.M.J. 1998. Systemic resistance induced by rhizosphere bacteria. Annu. Rev. Phytopathol. 36:453–83.
Vargas, R., Rodríguez-Kábana, R. und Kloepper, J.W. (1994) Study of microbial ecology in a crop rotation program with soybean, velvetbean, and winter crops. Phytopathology 84, 1084.
Wei, G., Kloepper, J.W., und Tuzun, S. 1996. Induced systemic resistance to cucumber diseases and increased plant growth by plant growth-promoting rhizobacteria under field conditions. Phytopathology 86:221–224.
Yao, C.-B., Zehner, G.W., Sikora, E., Murphy, J., und Kloepper, J.W. 1997. Evaluation of induced systemic resistance and plant growth promotion in tomato with selected PGPR strains. In 'Plant Growth-Promoting Rhizobacteria-Present Status and Future Prospects' Verl. A. Ogoshi, K. Kobayashi, Y. Homma, F. Kodama, N. Kondo, und S. Akino, S. 285–288. (Nakanishi Printing, Sapporo).
Zehnder, G., Kloepper, J., Tuzun, S., Yao, C. Wei, G., Chambliss, O., und Shelby, R. 1997a. Insect feeding on cucumber mediated by rhizobacteria-induced plant resistance. Entomologia Experimentalis et Applicata 83:81–85.
Zehnder, G., Kloepper, J., Yao, C., und Wei, G. 1997b. Induction of systemic resistance in cucumber against cucumber beetles (Coleoptera: Chrysomelidae) by plant growth-promoting rhizobacteria. J. Econ. Entomol. 90:391–396.

Claims

Eine Zusammensetzung zur Beeinflussung von Pflanzenwachstum und/oder zur Verleihung eines Widerstands gegen Krankheiten, die wenigstens zwei pflanzenwachstumsfördernde Rhizobakterien-(PGPR)-Stämme und einen chitinartigen Bestandteil, der aus Chitin, geflocktem Chitin, Chitosan und Vorläufern davon ausgewählt ist, in einem Bereich von 0,1% bis 10% umfasst, wobei wenigstens eines der PGPR aus den folgenden Gattungen ausgewählt ist: Bacillus, Paenibacillus, Brevibacillus, Virgibacillus, Alicyclobacillus und Aneurinibacillus.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung ferner wenigstens eine aromatische Pflanzenverbindung umfasst, die aus der Gruppe von Benzaldehyd, Citral, Thymol, Furfural, Menthol und alpha-Terpineol ausgewählt ist.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Widerstand ein systemischer Widerstand ist.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 3, wobei Pflanzenkrankheiten, die durch Pflanzenkrankheitserreger hervorgerufen werden, wenigstens eine der folgenden umfassen: Bakterien-, Pilz-, Virus- und Nematoden-Krankheiten.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 4, wobei wenigstens eines der PGPR nicht chitinolytisch ist.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 5, wobei wenigstens eines der PGPR aus den folgenden ausgewählt ist: wurzelbesiedelnde Bakterien, Pilze, Hefen und Aktinomyzeten.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 6, wobei wenigstens eines der PGPR aus den folgenden ausgewählt ist: Bacillus subtilis und Bacillus amyloliquefaciens.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 7, wobei wenigstens eines der PGPR ein Pilz ist, der aus Trichoderma spp. und Gliocladium spp. ausgewählt ist.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 6, wobei wenigstens eines der PGPR chitinolytisch ist.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 6, wobei wenigstens eines der PGPR ein sporenbildendes Bakterium ist.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 6, wobei wenigstens eines der PGPR ein nicht sporenbildendes Bakterium ist.
Ein Verfahren, um Pflanzenwachstum zu beeinflussen und/oder Pflanzen oder Samen einen Widerstand gegen Krankheiten zu verleihen, das die Schritte der Behandlung eines Samens oder Setzlings einer Zielpflanze mit einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Verfahren die Wiederholung der Aussetzung umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei das Verfahren ferner das Einsammeln eines behandelten Samens oder Setzlings umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei das Verfahren ferner die Umpflanzung eines behandelten Samens oder Setzlings wenigstens einmal umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12 bis 14, wobei das Verfahren ferner das Pflanzen eines behandelten Samens oder Setzlings in Erde umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12 bis 16, in dem die Zusammensetzung in einem sammelfähigen Behälter enthalten ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12 bis 17, wobei die Behandlung den behandelten Samen oder Setzling der Zusammensetzung durch Blattbesprühungs-, Beregnungs-, Beträufelungs- oder Berieselungsbehandlung aussetzt.
Ein Samen, Setzling oder eine Pflanze, die mit einer Zusammensetzung zur Beeinflussung von Pflanzenwachstum und/oder zur Verleihung eines Widerstands für Pflanzen oder Samen gegen Krankheiten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 behandelt wurde.
Der Samen, Setzling oder die Pflanze gemäß Anspruch 19, wobei die Pflanzenkrankheiten, die durch Pflanzenkrankheitserreger hervorgerufen werden, wenigstens eine der folgenden umfassen: Bakterien-, Pilz-, Virus- und Nematoden-Krankheiten.
Der behandelte Samen, Setzling oder die Pflanze gemäß Anspruch 19 oder 21, die mit der Zusammensetzung durch Eintauchen, Besprühen, Pudern, Beregnen, Beträufeln oder Berieseln behandelt wurde.
Der Samen, Setzling oder die Pflanze gemäß Anspruch 19 bis 21, wobei der Samen, Setzling und die Pflanze aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus monocotyledonischen und dicotyledonischen Pflanzenspezies besteht.
Der behandelte Samen gemäß Anspruch 19 bis 22, der in Erde gepflanzt ist.