Der erfolgreiche anbau von tomaten beginnt bereits bei der aussaat und der wahl des richtigen substrats. Während gärtner traditionell auf konventionelle erden setzen, rückt eine innovative methode zunehmend in den fokus professioneller züchter: substrate, die mit mykorrhiza-pilzen angereichert sind. Diese mikroskopisch kleinen helfer versprechen nicht nur kräftigere pflanzen, sondern auch geschmackvollere früchte bei gleichzeitig reduziertem düngemitteleinsatz. Forscher des leibniz-instituts für pflanzenbiochemie und des leibniz-instituts für pflanzengenetik und kulturpflanzenforschung haben ein substrat entwickelt, das diese natürliche symbiose optimal nutzt und bereits beeindruckende ergebnisse im tomatenanbau erzielt hat.
Einführung in die mykorrhiza: eine vorteilhafte symbiose für tomaten
Was sind mykorrhiza-pilze ?
Mykorrhiza-pilze bilden seit millionen von jahren symbiotische beziehungen mit pflanzenwurzeln. Der begriff stammt aus dem griechischen und bedeutet wörtlich „pilzwurzel“. Diese mikroorganismen besiedeln das wurzelsystem von pflanzen und erweitern es durch ein feines netzwerk von pilzfäden, die sogenannten hyphen. Dadurch vergrößert sich die effektive wurzeloberfläche um ein vielfaches, was der pflanze zugang zu nährstoffen und wasser verschafft, die sonst unerreichbar wären.
Die natürliche verbreitung dieser symbiose
Etwa 80 prozent aller landpflanzen gehen natürlicherweise partnerschaften mit mykorrhiza-pilzen ein, darunter auch tomaten und viele andere nutzpflanzen. In natürlichen böden ist diese symbiose selbstverständlich, doch in sterilisierten oder nährstoffarmen substraten fehlen diese wichtigen partner häufig. Die pflanze muss dann ohne diese unterstützung auskommen, was sich negativ auf wachstum und vitalität auswirken kann.
Funktionsweise der symbiose bei tomaten
Die beziehung zwischen tomaten und mykorrhiza-pilzen basiert auf gegenseitigem nutzen. Die pflanze versorgt die pilze mit kohlenhydraten, die durch photosynthese produziert werden. Im gegenzug erschließen die pilze nährstoffe aus dem substrat, insbesondere phosphor, der für pflanzen in vielen böden schwer zugänglich ist. Diese partnerschaft stärkt das immunsystem der tomate und verbessert ihre widerstandsfähigkeit gegen stressfaktoren wie trockenheit oder krankheitserreger.
Diese grundlegenden erkenntnisse über mykorrhiza bildeten die basis für die entwicklung spezialisierter substrate, die diese symbiose gezielt fördern.
Die studie der universität hohenheim über mykorrhiza-substrate
Hintergrund und förderung des forschungsprojekts
Das innovative forschungsprojekt wurde von der förderinitiative „KMU-innovativ“ des bundesministeriums für bildung und forschung unterstützt. Die zusammenarbeit zwischen dem leibniz-institut für pflanzenbiochemie und dem leibniz-institut für pflanzengenetik und kulturpflanzenforschung ermöglichte eine umfassende untersuchung der praktischen anwendung von mykorrhiza im erwerbsgartenbau. Die ersten versuche begannen bereits im jahr 2020 und konzentrierten sich speziell auf den tomatenanbau.
Methodisches vorgehen und herausforderungen
Eine der größten herausforderungen bestand darin, die geeigneten mykorrhiza-pilzstämme zu identifizieren, die optimal mit kommerziellen tomatensorten wie picolino und brioso zusammenarbeiten. Der pilzstamm rhizophagus irregularis erwies sich dabei als besonders vielversprechend. Die forscher entwickelten ein substrat, das sowohl die bedürfnisse der jungpflanzen als auch die anforderungen der pilze an besiedlung und wachstum erfüllt. Zahlreiche testläufe waren notwendig, um die richtige zusammensetzung und die optimalen bedingungen zu ermitteln.
Konkrete versuchsergebnisse
Die ergebnisse der versuche übertrafen die erwartungen in mehreren bereichen. Pflanzen, die in dem mykorrhiza-angereicherten substrat kultiviert wurden, zeigten eine verbesserte nährstoffaufnahme und entwickelten ein robusteres wurzelsystem. Der ertrag blieb dabei auf dem niveau konventionell angebauter tomaten, während die qualität der früchte deutlich zunahm. Besonders bemerkenswert war die möglichkeit, den phosphatdüngereinsatz um etwa 30 prozent zu reduzieren, ohne einbußen bei wachstum oder fruchtqualität hinnehmen zu müssen.
Neben der effizienzsteigerung bei der nährstoffnutzung zeigten sich auch positive effekte auf die sensorischen eigenschaften der früchte.
Wie mykorrhizen den geschmack von tomaten verbessern
Erhöhter zuckergehalt in den früchten
Einer der bemerkenswertesten effekte der mykorrhiza-symbiose ist die verbesserung des geschmacks. Die in mykorrhiza-substraten angebauten tomaten wiesen einen signifikant höheren zuckergehalt auf, was zu einem süßeren und intensiveren geschmack führte. Diese geschmacksverbesserung lässt sich auf die optimierte nährstoffversorgung zurückführen, die es der pflanze ermöglicht, mehr energie in die fruchtqualität zu investieren.
Einfluss auf aromastoffe
Neben dem zuckergehalt beeinflusst die mykorrhiza-symbiose auch die bildung von aromastoffen in den tomaten. Die verbesserte phosphorversorgung und die allgemein bessere nährstoffverfügbarkeit ermöglichen der pflanze eine ausgewogenere stoffwechselaktivität. Dies führt zu einer komplexeren aromenpalette, die von verbrauchern und professionellen verkostern gleichermaßen positiv bewertet wird.
Bedeutung für den erwerbsanbau
Für professionelle tomatenproduzenten stellt die geschmacksverbesserung einen erheblichen marktvorteil dar. In zeiten, in denen verbraucher zunehmend wert auf qualität und geschmack legen, können sich produzenten mit aromatischeren früchten deutlich von der konkurrenz abheben. Die kombination aus gleichbleibendem ertrag und verbesserter qualität macht mykorrhiza-substrate zu einer wirtschaftlich attraktiven option.
Die vorteile beschränken sich jedoch nicht nur auf den geschmack, sondern erstrecken sich auch auf die allgemeine pflanzengesundheit.
Auswirkungen von mykorrhizen auf die gesundheit und das wachstum von tomaten
Stärkung des wurzelsystems
Die symbiose mit mykorrhiza-pilzen führt zu einer deutlichen vergrößerung und verbesserung des wurzelsystems. Das pilzgeflecht erweitert die reichweite der wurzeln und ermöglicht der pflanze, ein größeres bodenvolumen zu erschließen. Dies resultiert in einer stabileren wasserversorgung und einer besseren verankerung der pflanze, was besonders bei größeren tomatenpflanzen von vorteil ist.
Erhöhte widerstandsfähigkeit gegen stress
Mykorrhizierte tomatenpflanzen zeigen eine deutlich höhere toleranz gegenüber verschiedenen stressfaktoren. Bei trockenperioden können die pflanzen durch das erweiterte wurzelnetzwerk länger auf wasserreserven zugreifen. Auch die resistenz gegen bodenbürtige krankheitserreger verbessert sich, da die pilze eine art schutzbarriere bilden und das pflanzliche immunsystem aktivieren.
Optimiertes wachstum der jungpflanzen
Bereits in der anzuchtphase profitieren tomaten von der mykorrhiza-symbiose. Die jungpflanzen entwickeln sich kräftiger und gleichmäßiger, was zu einer höheren erfolgsquote bei der anzucht führt. Die pflanzen sind zum zeitpunkt der auspflanzung robuster und können sich schneller an die neuen bedingungen anpassen, was den gesamten kulturzyklus positiv beeinflusst.
Diese gesundheitlichen vorteile gehen hand in hand mit einer deutlichen reduzierung des düngemittelbedarfs.
Reduzierung des düngemittelbedarfs durch mykorrhiza
Einsparung von phosphatdüngern
Die forschungsergebnisse zeigen, dass der einsatz von mykorrhiza-substraten eine reduzierung des phosphatdüngers um etwa 30 prozent ermöglicht. Phosphor ist ein essentieller nährstoff für pflanzen, dessen verfügbarkeit in vielen böden jedoch eingeschränkt ist. Die mykorrhiza-pilze können durch ihre hyphen auch schwer lösliche phosphatverbindungen erschließen und der pflanze zur verfügung stellen, wodurch der bedarf an zusätzlicher düngung sinkt.
Ökologische und ökonomische vorteile
Die reduzierung des düngemitteleinsatzes bringt sowohl ökologische als auch ökonomische vorteile mit sich. Phosphatdünger werden energieaufwändig hergestellt und ihre übermäßige anwendung kann zu umweltproblemen wie gewässereutrophierung führen. Durch den geringeren bedarf sinken nicht nur die produktionskosten für die erzeuger, sondern auch die umweltbelastung durch die landwirtschaftliche produktion.
Beitrag zur nachhaltigen landwirtschaft
In zeiten, in denen nachhaltige produktionsmethoden immer wichtiger werden, bieten mykorrhiza-substrate einen vielversprechenden ansatz. Die natürliche symbiose ersetzt teilweise synthetische düngemittel und trägt zu einem geschlosseneren nährstoffkreislauf bei. Dies entspricht den zielen einer ressourcenschonenden landwirtschaft, die qualität und umweltverträglichkeit miteinander verbindet.
Die bisherigen erfolge legen nahe, dass mykorrhiza-substrate auch in anderen bereichen der landwirtschaft großes potenzial haben.
Zukunftsperspektiven für den einsatz von mykorrhizen in der landwirtschaft
Erweiterung auf andere kulturen
Die erfolgreiche anwendung bei tomaten bildet die grundlage für die übertragung auf andere gemüse- und nutzpflanzen. Viele kulturpflanzen wie paprika, gurken oder erdbeeren könnten ebenfalls von mykorrhiza-substraten profitieren. Die forschung konzentriert sich darauf, für verschiedene pflanzenarten die jeweils optimalen pilzstämme und substratmischungen zu entwickeln.
Weiterentwicklung der substrate
Bis zum jahr 2026 und darüber hinaus wird die forschung an der optimierung von mykorrhiza-substraten fortgesetzt. Ziel ist es, die besiedlungsraten zu verbessern, die haltbarkeit der substrate zu verlängern und die anwendung für verschiedene anbausysteme anzupassen. Auch die kombination mit anderen nützlichen mikroorganismen wird untersucht, um synergieeffekte zu nutzen.
Integration in die erwerbsgärtnerei
Für eine breite akzeptanz in der praxis müssen mykorrhiza-substrate wirtschaftlich und praktikabel sein. Die entwicklung benutzerfreundlicher produkte und die schulung von gärtnern sind wichtige schritte zur verbreitung dieser technologie. Erste betriebe setzen bereits erfolgreich auf mykorrhiza-substrate und berichten von positiven erfahrungen, was andere produzenten ermutigt, diese methode ebenfalls zu testen.
Die erkenntnisse aus der mykorrhiza-forschung zeigen eindrucksvoll, wie traditionelles wissen über natürliche symbiosen mit moderner wissenschaft kombiniert werden kann. Die entwicklung spezialisierter substrate markiert einen wichtigen schritt in richtung einer nachhaltigeren und qualitätsorientierteren landwirtschaft. Die reduktion von düngemitteln bei gleichzeitiger verbesserung von geschmack und pflanzengesundheit macht diese methode besonders attraktiv für professionelle erzeuger. Die positiven ergebnisse im tomatenanbau dienen als vorbild für weitere kulturen und lassen erwarten, dass mykorrhiza-substrate künftig eine größere rolle in der pflanzenproduktion spielen werden. Der weg zu einer umweltschonenderen landwirtschaft führt über solche innovativen ansätze, die natürliche prozesse nutzen und verstärken, statt sie durch synthetische mittel zu ersetzen.