Forschungs- und Innovationsprojekt
Verticillium-Problematik bei Hopfen

Starke Welkesymptome an einer Hopfenrebe

Seit etwa 15 Jahren tritt in einigen Regionen der Hallertau verstärkt die Verticillium-Welke auf. Verursacht wird diese Krankheit im Hopfen vor allem durch den Bodenpilz Verticillium nonalfalfae (ehemals: Verticillium albo-atrum) und eher selten durch Verticillium dahliae.
Aufgrund dessen wurden 2008 die Forschungsarbeiten zur Welkeproblematik im Hopfen an der Landesanstalt für Landwirtschaft wieder aufgenommen. Bei diesen Arbeiten wurden neben den sogenannten milden Welkerassen von Verticillium nonalfalfae zum ersten Mal auch aggressive Rassen in der Hallertau nachgewiesen. Sie führen auch bei früher als Welke-tolerant eingestuften Hopfensorten zu deutlichen Welke-Symptomen und zum Absterben der Reben. Durch den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln kann der Pilz nicht direkt bekämpft werden, daher müssen andere Lösungen gefunden werden, um dem Hopfenbau in Deutschland mit der Welkeproblematik zu helfen.

Hopfengarten mit massiven Welkeschäden

Drohnenaufnahme Hopfengarten mit massivem Welkebefall

Zoombild vorhanden

Ausbreitung Verticillium in Hopfenpflanze

Biologie

Verticillium nonalfalfae ist ein Bodenpilz, der beim Hopfen die Welke-Krankheit verursacht. Der Pilz ist in lebenden und verrottenden Blättern, Reben und Wurzeln des Hopfens und im Boden zu finden. Sporen (Konidien) und die dunkel gefärbten Überdauerungsorgane (Myzelien) sind infektiöse Strukturen. Über sie erfolgt auch die Weiterverbreitung. Während Konidien nur 2 bis 4 Wochen überleben, bleibt das Infektionspotenzial des Dauermyzels bis zu 5 Jahre erhalten. Der Pilz verfügt über ein breites Wirtsspektrum, weshalb er zweikeimblättrige Unkräuter und Zwischenfrüchte befallen und sich in diesen vermehren kann. Damit stellen Verticillium-infizierte Pflanzen, abgestorbene Pflanzenteile wie auch verseuchte Böden über lange Zeit eine ständige Infektionsquelle dar.
Der Pilz dringt über die Wurzel in die Pflanze ein und wächst bis in die Leitungsbahnen (Xylem) des Hopfens weiter. Dort bilden sich Sporen, die einen schnellen Weitertransport des Pilzes über die wasserleitenden Gefäße bis in die oberen Teile der Rebe und in die Blätter ermöglichen. Die Konidien wachsen zu Pilzgeflechten aus und verstopfen so die Wasserleitungsbahnen der Pflanze. Zusätzlich werden zellwandabbauende Enzyme vom Pilz und auch toxische Stoffe ausgeschieden, die in der Pflanze Alterungsprozesse auslösen.

Symptome:

• gescheckte Blätter, Blattnekrosen von unten nach oben
• Blattränder krümmen sich nach oben.
• Abgestorbene Blätter fallen durch leichtes Antippen ab.
• Braunverfärbung der Leitungsbahnen (Xylem) ringförmig oder komplett

Milde Form: (in Deutschland seit Anfang der 1950er Jahre)

• Welke-Symptome ab dem 3. oder 4. Infektionsjahr
• großer Einfluss von Witterung und Stickstoffdüngung
• häufig nur eine Rebe einer Aufleitung befallen
• mögliche Verdickung der Rebenbasis
• kein Absterben des Stockes

Aggressive (letale) Form: (in Deutschland seit 2005)

• Welkesymptome treten bereits im 2. Infektionsjahr auf.
• keine Verbesserung durch reduzierte Stickstoffgaben
• Alle Triebe sind betroffen.
• Stock erholt sich nicht und stirbt meistens ab.
• Befällt gesamtes Sortenspektrum der Hallertau, auch bisher als Welke-tolerant eingestufte Sorten.

Vorbeugende Maßnahmen:

• Bodenverdichtungen vermeiden
• kein Ausbringen von frischem Rebenhäcksel (mindestens 4 Wochen ablagern lassen mit regelmäßigem Wenden)
• ausschließlich gesundes Pflanzmaterial mit Pflanzenpass verwenden; keine Pflanzen aus infizierten Gärten vermehren
• angemessene Stickstoffdüngung
• Arbeitsgeräte sorgfältig reinigen

Bei beginnendem Befall:

• Nulltoleranz-Strategie: so früh wie möglich bekämpfen
• Vollständiges Entfernen der infizierten Pflanzen (mit Wurzelwerk!) sowie der direkten Nachbarpflanzen, auch ohne Symptome kann eine Pflanze infiziert sein.
• befallenes pflanzliches Material verbrennen
• Wiederaustrieb bekämpfen
• Düngung:
  • reduzierte Stickstoffdüngung
  • N_min-Untersuchung
  • keine stark N-haltigen organischen Dünger (Gülle)
  • kein Rebenhäcksel ausbringen
• Anbau neutraler Zwischenfrüchte (Gräser oder Getreide), kein erneutes Anpflanzen mit Hopfen, sondern die gerodete Fläche mit einkeimblättrigen Pflanzen begrünen, um zweikeimblättrige Wirtspflanzen (Unkräuter) zu unterdrücken
  
• Feldhygiene beachten:
  • erst gesunde, dann befallene Gärten bearbeiten
  • Desinfektion der Bearbeitungsgeräte (Menno Florades)
  • Rebenhäcksel-Rückführung vermeiden
  • infizierten Rebenhäcksel mindestens 4 Wochen einer ausreichend thermischen Behandlung (durchgehende Heißrotte mit Wenden des Haufens) unterziehen
  • kein Fechsermaterial aus infizierten Hopfengärten entnehmen
  • gesundes Pflanzmaterial mit Pflanzenpass verwenden

Bei stärkerem Welke-Befall:

• Anbau Welke-toleranter Sorten
• Sanierung, Anbaupause von mindestens 3 Jahren:
  • Ansaat einer Welke-neutralen Kultur (Gräser, Getreide, Mais)
  • Unkraut bekämpfen: potentielle Welke-Wirtspflanzen
  • Wiederaustrieb bekämpfen
• bei nesterweisem Auftreten im Hopfengarten einen Umgriff von einer Reihe links und rechts des Befallherdes und jeweils mindestens 5 m in Längsrichtung roden, kein erneutes Anpflanzen mit Hopfen, sondern die gerodete Fläche mit einkeimblättrigen Pflanzen begrünen
  
• keine Erzeugung und Abgabe von Fechsermaterial im/aus dem Betrieb

Rodung von Verticillium-infizierten Einzelstöcken mithilfe einer Staplergabel. Im Hintergrund Entfernen des infizierten Materials

Mit Spindelroder gerodeter Hopfengarten; anschließend müssen die Wurzelstöcke vom Feld entfernt und dann verbrannt werden.

Verticillium-infizierter Wurzelstock nach dem Entfernen aus dem Hopfengarten

Zoombild vorhanden

Test von Hopfensorten und Stämmen auf Verticillium-Toleranz auf einer ehemaligen Praxisfläche mit sehr hohem Befallsdruck

Aktuelle Ergebnisse

Ab Mitte Mai werden in den Selektionsgärten regelmäßige Bonituren durchgeführt. Dabei wird jede einzelne Rebe auf die typischen Welke-Symptome hin überprüft und bewertet. Gegen Ende des Jahres kann so ein Welke-Index gebildet werden. Dieser zeigt die Welke-Toleranz der Sorte bzw. des Zuchtstamms auf dem jeweiligen Standort. Je nach Bodenart und Infektionsdruck ergeben sich dadurch unterschiedliche Welke-Toleranzen.
Die gewonnenen Ergebnisse bilden die Grundlage für weitere Forschungs- und Züchtungsarbeiten. So wurde beispielsweise die 2016 neu auf den Markt gekommene Hüller Aromasorte Ariana über dieses Feldselektionssystem geprüft und als deutlich toleranter gegenüber dem Verticillium-Pilz erkannt als bisher angebaute Sorten.

1. Kontrolle (ohne Rebenhäcksel-Zugabe)
2. nicht hygienisiert, fein
3. nicht hygienisiert, grob
4. nicht hygienisiert, Praxis (feines und grobes Material)
5. thermisch hygienisiert, fein
6. thermisch hygienisiert, grob
7. thermisch hygienisiert, Praxis

Projektziele:

• Evaluierung von verschiedenen Sanierungsmethoden
• Adaptation an den Hopfenbau

Vorgehensweise:

• Ausgangsbefall anhand der Symptome feststellen
• infizierten Bestand roden
• Sanierungsmaßnahmen durchführen:
  • Stilllegung
  • Anbau von Nicht-Wirtspflanzen: Fruchtfolge mit hohem Gräser-/Getreideanteil, Anbau von einkeimblättrigen Pflanzen, Unkraut bekämpfen
  • Biologische Bodenentseuchung: proteinhaltiges Granulat einarbeiten, Boden wässern und mit spezieller Folie abdecken, Sauerstoff-Gehalt sinkt unter 3 %, Abbau des Pilzes durch anaerobe Mikroorganismen
• Nullkontrolle:
  • Anbau des infizierten Bestandes als Nullkontrolle bis die Maßnahmen auf der Sanierungsfläche abgeschlossen sind
  • Roden des infizierten Bestandes
• danach: Anbau einer toleranten Sorte
• Bewertungshorizont: mindestens 3 Jahre

Gegrubberte Teilfläche einer Hopfenanlage mit Welkebefall

Anbau von einkeimblättrigen Pflanzen zur Sanierung des Hopfengartens

Ausbringung von speziellem Granulat zur biologischen Bodenentseuchung

Abdeckung mit Folie für 6 bis 8 Wochen für die biologische Bodenentseuchung

Drohnenaufnahme von der Folienabdeckung zur biologischen Bodenentseuchung

Zoombild vorhanden

Hopfengarten mit leichtem Welkebefall

Die LfL bietet in den Sommermonaten ein Welke-Monitoring an. Es wird unter anderem die betroffene Fläche besichtigt und mithilfe von Drohnenbildern die Befallsverteilung im Hopfengarten bewertet. Dabei steht der Erfahrungsaustausch im Mittelpunkt.

Der Rebenabschnitt innerhalb des roten Rahmens zeigt den idealen Rebenabschnitt (Teil der Pflanze/Rebe, ca. 15 cm) zur Probennahme.

Details zur Probennahme

Zum Nachweis von Verticillium und anderer pathogener Pilze wird ein sogenannter Wachstumstest durchgeführt. Bei diesem Nachweis ist der Zustand des Probenmaterials ausschlaggebend. Um aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen, muss bei der Probennahme auf folgende Punkte geachtet werden:
Die Probennahme sollte nicht vor dem Auftreten der optisch festzustellenden Welke-Symptome durchgeführt werden. Zeitraum: Juni bis September
Die Auswahl der Pflanzen und der Probe ist der wichtigste Schritt beim Nachweis von Verticillium. Die beprobte Pflanze darf noch nicht abgestorben sein, da andere Pilze und Bakterien ansonsten den Nachweis erschweren oder das Ergebnis negativ beeinflussen können. Die optimale Ausgangspflanze hat bereits Symptome entwickelt, ist aber noch überwiegend lebensfähig. Die Rebe 15 cm oberhalb des Bifangs stellt das beste Ausgangsmaterial dar. Die Rebenstücke (10 bis 20 cm) werden in eine saubere Plastiktüte verpackt und verschlossen. Dabei muss auf möglichst geringen Erdanhang geachtet werden. Der Wurzelstock ist für den Nachweis von Verticillium in der Praxis nicht geeignet.
Die optimale Probennahme erleichtert die Arbeit im Labor immens. Bei Verunreinigungen durch Erde oder Fäulnisvorgängen kann der Verticillium-Pilz überwachsen werden und Sie erhalten eine falsches, negatives Ergebnis.
Beschriften Sie die Proben-Tüte mit den notwendigen Informationen (z. B. Name, Sorte, Datum) und geben Sie mit der Probe einen Probenbegleitschein ab, der Ihre Kontaktdaten (Adresse, Tel. etc.) sowie Details zu Ihrer zu untersuchenden Probe enthält. Dieser Probenbegleitschein kann unter folgendem Link heruntergeladen werden:

Probenbegleitschein 95 KB

Laborwachstumstest auf Verticillium

Petrischale mit weißem Pilzmyzel zur mikroskopischen Identifizierung von Verticillium

Vorteile der Realtime-PCR-Nachweismethode:

• sehr spezifisch
• ohne Verwechslungsgefahr mit anderen Pilzinfektionen
• Selbst geringste Pilzmengen werden erfasst.
• Simultaner Nachweis von Verticillium nonalfalfae und Verticillium dahliae in einem sogenannten Multiplex-PCR-Lauf. Des Weiteren wird dabei das Funktionieren der PCR-Reaktion stets durch eine sogenannte interne Kontrolle sichergestellt, um "falsch negative" Ergebnisse auszuschließen.
• Ergebnis liegt nach 2 Tagen vor.

Nachteil der Realtime-PCR-Nachweismethode:

• Nachweis beruht auf der vorhandenen DNA, die auch während des Verrottungsvorgangs noch nachweisbar sein kann. Die Realtime-PCR gibt daher keine klare Aussage, ob der Verticillium-Pilz noch infektiös wäre oder bereits abgestorben ist.

Vorteil des Pilz-Wachstumstests auf Selektionsmedium:

• Nachweis von lebendem und infektiösem Verticillium-Pilz

Nachteile des Pilz-Wachstumstests auf Selektionsmedium:

• Geringer Pilzbefall wird nicht erfasst, weil oftmals die langsam wachsenden Verticilliummyzelien von anderen schnell wachsenden Pilzen, die häufig im Hopfen zu finden sind, überwuchert werden.
• Verwechslungsgefahr mit anderen Pilzen
• Erst nach 7 bis 10 Tagen liegt das Testergebnis vor.

Gesellschaft für Hopfenforschung e.V.

Erzeugermeinschaft Hopfen HVG e.G.