Gründe und Nutzen der Saatgutimpfung

Leguminosen benötigen die Symbiose zu Knöllchenbakterien, um ihr Potenzial der Stickstofffixierung zu entfalten. Diese Knöllchenbakterien sind jedoch nicht an jedem Standort in ausreichenden Mengen vorhanden. Gerade gebietsfremden Kulturen, wie Soja, mangelt es an Knöllchenbakterien. Die Impfung des Saatguts mit ebendiesen spezifischen Bakterien soll diesem Problem entgegenwirken. Erfolgreich geimpftes Sojasaatgut liefert 70-80 % des Gesamtstickstoffes. Damit nimmt die Impfung positiv auf die Hauptkultur und deren Ertrag sowie auf die Folgekultur Einfluss. Erfahre in diesem Artikel, wie eine Saatgutimpfung erfolgreich durchgeführt wird und welche ackerbaulichen Vorteile geimpftes Saatgut bieten kann.

Kernaussagen

• Effektive Stickstofffixierung durch Symbiose: Leguminosen wie Soja nutzen spezielle Knöllchenbakterien, um Stickstoff aus der Luft zu fixieren und so das Bodenstickstoffniveau zu erhöhen, was den Bedarf an mineralischen Düngemitteln reduziert und die Erträge steigert.

• Notwendigkeit der Impfung: An vielen Standorten fehlen die für Soja benötigten Knöllchenbakterien. Eine Impfung des Saatguts mit diesen Bakterien kann die Stickstofffixierung sicherstellen und so eine effektive und nachhaltige Bewirtschaftung ermöglichen.

• Praktische Vorteile und Ertragssteigerungen: Geimpftes Sojasaatgut kann deutliche Ertragssteigerungen erzielen und die Nachfrucht positiv beeinflussen. Die Impfung ist besonders wichtig bei der erstmaligen Soja-Anpflanzung oder auf Standorten mit geringem Bakterienvorkommen.
  
  

Leguminosen als Stickstofffixierer 

Leguminosen machen sich den zu etwa 78 % in der Atmosphäre enthaltenen Stickstoff zu Nutze, da sie, wie alle Lebewesen, auf Stickstoff als Baustein für Nukleinsäuren angewiesen sind. Sie nutzen ihn jedoch nicht ausschließlich für ihr eigenes Wachstum, sondern fixieren zusätzlich große Mengen Stickstoff im Boden. Von dieser Vorfruchtwirkung können Folgekulturen stark profitieren und N-Mineraldünger Gaben effektiv reduziert werden. 

Die Vorfruchtwirkung von Leguminosen zeigt sich deswegen vor allem durch den erhöhten Stickstoffgehalt im Boden, der nach deren Anbau zurückbleibt. Nach der Ernte und Zersetzung der Pflanzenreste wird dieser Stickstoff allmählich freigesetzt und steht den nachfolgenden Kulturen zur Verfügung. Dieser natürliche Stickstoffeintrag kann den Bedarf an mineralischen Stickstoffdüngern deutlich reduzieren, was sowohl ökologisch als auch ökonomisch von Vorteil ist. Inwiefern Leguminosen und nicht Leguminosen Einfluss auf die folgenden Kulturen nehmen, untersuchte eine Langzeitstudie im bayerischen Puch. Verglichen wurde ein Gemenge aus Erbsen und Wicken sowie Gelbsenf als nicht Leguminose. Folgende Erkenntnisse konnten gewonnen werden: 

Woher kommt dieses Potenzial? 

Leguminosen treten in eine Symbiose mit den Rhizobien, umgangssprachlich Knöllchenbakterien genannt, die innerhalb des Bodens leben. Diese sind als Prokaryonten (zelluläre Lebewesen ohne Zellkern) mit einem für die N2-Bindung erforderlichen Enzym ausgestattet. Jedes Rhizobium besitzt seinen spezifischen Wirt. Die Symbiose beider beruht auf der Versorgung des Bakteriums mit Kohlenstoffassimilaten seitens der Leguminose und der Versorgung der Pflanze mit etwa 90 % des assimilierten Luftstickstoffes. Sojabohnen konnten in Studien auf unterschiedlichen Standorten zwischen 165 kg Stickstoff pro Hektar und 288 kg Stickstoff pro Hektar fixieren. 

Generell lässt sich sagen: Unter optimalen Bedingungen und mit guter landwirtschaftlicher Praxis kann die Fixierung von Sojabohnen 150 -200 kg Stickstoff pro Hektar erreichen. 

Nicht jeder Ackerboden weist die für die angebaute Kultur benötigten und spezialisierten Knöllchenbakterien in ausreichender Form auf. Traditionelle Anbaugebiete für zum Beispiel Kichererbsen sind bakteriell auf den Anbau dieser abgestimmt. Mangelt es an den für die angebaute Kultur spezifischen Knöllchenbakterien, kann dies in einer verringerten oder ausbleibenden Stickstofffixierung und geringeren Erträgen resultieren. Eine mineralische N-Düngung wird in diesen Fällen notwendig, um das Ertragsniveau weiterhin halten zu können.

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Impfung mit sojaspezifischen Knöllchenbakterien

Um das im vorherigen Absatz thematisierte Problem zu umgehen, kann das Saatgut kurz bevor es zur Aussaat kommt, mit den benötigten Bakterien in Verbindung gebracht werden, das sogenannte Impfen. Hier gibt es für jede Kultur spezifische Präparate. Wird die Kultur erstmals angebaut, sollte das Saatgut immer geimpft werden. Andernfalls kann bei Anbaupausen von bis zu vier Jahren auf eine Impfung verzichtet werden. Eine zusätzliche Impfung würde in diesen Fällen jedoch keine Nachteile bieten. Ein zu geringer Anteil an Knöllchenbakterien im Boden äußert sich durch geringe Eiweißgehalte innerhalb der Pflanze, eine laue Blattfarbe und geringe Mengen an gespeichertem Stickstoff im Boden. Soja ist eine der Kulturen, die oftmals vor jeder Aussaat geimpft werden, da der Bakterienstamm in unseren Böden im Gegenteil zu dem einheimischer Leguminosen besonders rar ist. 

Saatgutimpfung

Bei der direkten Impfung des Saatgutes sollten einige Hürden beachtet werden: 

1. Auf für die Kultur spezifische Knöllchenbakterien zurückgreifen

2. Bei Anfeuchten des Saatgutes eine homogene Benetzung und im Nachhinein gute Vermischung

3. Viele Präparate sind UV empfindlich, daher sollte das Saatgut nach dem impfen nicht dem Sonnenlicht ausgesetzt und zeitnah gedrillt werden

4. Bereits durch den Saatguthersteller geimpfte Präparate sollten nach UV-Kontakt nochmal nachgeimpft werden

5. Wahl der Aussaatmaschine: 

• Mechanische Drillmaschine = Präparat auf Torfbasis

• Pneumatische Drillmaschine = Präparat mit “Kleber”, da sonst die Gefahr einer Absaugung des Präparates vom Saatgut besteht

Auswirkungen auf den Ertrag

Die Leistungsfähigkeit der Kultur steigt in Form von höheren Erträgen und einer verbesserten Vorfruchtwirkung. In Untersuchungen der Uni Göttingen auf einem nährstoffarmen und sandigen Lehm konnte im Sojaanbau eine Impfung mit den dementsprechenden Knöllchenbakterien eine Ertragssteigerung um +87 % erwirken. 

Bedeutung für die Praxis

Eine intensive Ausprägung der Knöllchenbakterien ist elementar für eine erfolgreiche Ernte und macht eine zusätzliche mineralische Stickstoffdüngung in vielen Fällen überflüssig. Dies entlastet wiederum Gewässer, den Boden und die Umwelt. Die hohe Vorfruchtwirkung macht die Leguminose in vielen Fruchtfolgen zu einem wichtigen Baustein. Ein Verzicht auf die Impfung fordert mehr Verluste, als eine prophylaktische Impfung auf einem Standort mit ausreichend Bakterienvorkommen. Ob die Etablierung gelungen ist, kann durch zwei Maßnahmen überprüft werden: 

1. Anhand der Blattfarbe: Bestände mit wenig aktiven Knöllchenbakterien hellen nach der Blüte zügiger auf

2. Knöllchenbonitur: Bei vorzugsweise feuchtem Boden werden mehrere Pflanzen samt Wurzel ausgegraben und der Wurzelkörper mit Wasser abgespült und gesäubert. Anschließend kann die Anzahl und Farbe der Knöllchenbakterien beurteilt werden. Aktive Bakterien äußern sich hier rötlich. Allerdings gilt zu beachten, dass die Knöllchenbakterien nach der Kornfüllung absterben und eine braune Färbung annehmen. 

Fazit

Die Impfung von Soja-Saatgut mit spezifischen Knöllchenbakterien stellt eine zentrale Methode dar, um den Stickstoffbedarf der Pflanzen effizient zu decken und gleichzeitig den Einsatz mineralischer Düngemittel zu reduzieren. Diese Praxis ermöglicht nicht nur höhere Erträge, sondern trägt auch zur langfristigen Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit bei. In Zukunft kann diese Methode nicht nur Ihre Ernteergebnisse verbessern, sondern auch einen wichtigen Beitrag zum Schutz unserer natürlichen Ressourcen leisten.

FAQs

Wie beeinflusst das Klima die Wirksamkeit der Knöllchenbakterien? 

Extreme Umwelteinflüsse wie hohe Temperaturen oder starke Niederschläge können die Symbiose zwischen Soja und Bakterien stören. Die Effektivität der Stickstofffixierung wird somit eingeschränkt. Ein gemäßigtes Klima und ausreichend Bodenfeuchtigkeit hingegen bieten ideale Bedingungen. 

Welche Bodenbeschaffenheiten unterstützen die Etablierung der Knöllchenbakterien?

• optimaler pH-Wert: zwischen 6 und 7

• Ausbalancierte Makronährstoffverhältnis, das die Stickstofffixierung unterstützt 

• Keine tiefen oder starken Verdichtungen, um ein gutes Wurzelwachstum zu ermöglichen

• Diverse Fruchtfolge, die Faktoren wie die Leguminosenmüdigkeit und den Humusaufbau berücksichtigt

Können Knöllchenbakterien von einer Sojakultur auf eine folgend angebaute Sojakultur übertragen werden? 

Auch wenn die Knöllchenbakterien wirtsspezifisch sind, können sie von Soja- zu Sojakultur weitergegeben werden, indem sie nach dem Anbau mit erfolgreicher Impfung im Boden verbleiben. Voraussetzung ist hierfür eine ausreichend hohe Etablierung der Bakterien durch die zuvor geimpfte Kultur und ein ausgeglichenes Bodenklima. Um dem Risiko fehlender Bakterien im Boden zu entgehen kann gegebenenfalls auch die Impfung der folgenden Sojakultur reduziert werden.