Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charak¬ terisierung eines Pflanzenproduktionsträgers mit Hilfe von in einfacher Weise durchführbarer Biotests, sowie Biotest-Kits zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es sind verschiedene Möglichkeiten zur Charakterisierung von Böden, Erden, Substraten und Komposten bekannt. Die Mehrheit der bekannten Methoden betreffen die chemische Charakterisierung dieser Materialien. Neben aufwendigen Laborverfahren gibt es dafür auf dem Markt schon seit langem verschiedene Testkits, welche schnell Auskünfte über den Nährstoffgehalt von Substraten oder Böden liefern ('Evaluation of Commercial Soil Test Kits for Field Use', D.E. McCoy & S.J. Donohue, 1979, Communications in Soil Science and Plant Analysis 10(4) : 631-652) . Andere Kits können den Schwermetallgehalt in solchen Materialien charakteri¬ sieren ('MetPAD: A Bioassay Kit for the Specific Determination of Heavy Metal Toxicity in Sediment from Hazardous Waste Sites' , G. Bitton et al., 1992, Environmental Toxicology and Water Quality: An International Journal 7: 323-328) .

Zur Ermittlung der biologischen Qualität von Substraten, Komposten, Böden und Erden und deren Pflanzenverträglichkeit sind verschiedene Testverfahren bekannt. Diese liefern jedoch jeweils nur Informationen bezüglich einer einzigen Eigenschaft und sind daher für Anwender, wie Pflanzenproduzenten, sei es im Hobbybereich oder im professionellen Bereich, nur von geringem Nutzen. Als Beispiel sei auf den Linzer Substrat-Test verwiesen ('Linzer Substrat-Test, eine biologische Prüfung der Pflanzen¬ verträglichkeit von Komposten und Pflanzerden' , Gusenleitner J. et al., 1982, Bodenkultur 33(4) : 305-313) . Dieser Einzeltest liefert Auskünfte über die biologische Qualität von Komposten und Substraten. Er ist relativ aufwendig durchzuführen, und die

- 4 - chenden Pflanzenproduktionsträger,

(c) Mittel zur Durchführung einzelner Biotests,

(d) Mittel zur Auswertung der einzelnen Biotests,

(e) Mittel zur gesamthaften Auswertung der Ergebnisse der ein¬ zelnen Biotests.

Als Testorganismus kommen grundsätzlich alle Organismen in betracht, die in Kontakt mit dem Pflanzenproduktionsträger eine erkennbare Reaktion zeigen. Vorzugsweise werden in den einzel¬ nen Biotests Testorganismen verwendet, die aus der aus Pflanzen, bzw. deren Pflanzensamen, Mikroorganismen, Insekten und Würmern bestehenden Gruppe ausgewählt sind.

Als Referenzproben kommen die den üblicherweise zu untersu¬ chenden Arten von Pflanzenproduktionsträgern entsprechenden Materialien in Betracht. Vorzugsweise sind das Erden, Komposte, Torfe, Torfsubstrate, Steinwolle und Nährlösungen.

Mittel zur Durchführung der einzelnen Biotests umfassen alle zur Durchführung der Biotests erforderlichen Hilfsmittel wie Probenbehälter und Abdeckfolien, vorzugsweise Pflanzengefässe, wie Schalen und Blumentöpfe und Folien aus lichtdurchlässigen Kunststoffen, wie Polyethylen und Polyester. Als Probenbehälter können Töpfe oder Schalen aus Keramik, Glas oder Kunststoff dienen. Ebenso dazu gehören die Beschreibungen und Anleitungen zur Durchführung der einzelnen Biotests.

Als Mittel zur Auswertung der einzelnen Biotests können allge¬ mein einfache zu handhabende Geräte zur Längen-, Dicken- und Gewichtsbestimmung verwendet werden, vorzugsweise Messbänder, Waagen, insbesondere Federwaagen und Lochlehren. Ebenso dazu gehören die Beschreibungen und Anleitungen zur Auswertung der einzelnen Biotests.

Geeignete Mittel zur gesamthaften Auswertung der Ergebnisse der einzelnen Biotests sind allgemein solche, die das Zusammen-

Reaktionen um Vorgänge wie Keimung, Wachstum, das Überleben und dgl. handeln kann. Als einzelne Biotests können an sich bekannte Biotests verwendet werden, wie beispielsweise der Linzer Substrat-Test, der einfache Kressetest, der Wasserkressetest, der Erbsentest, der Salattest, der geschlossene Kressetest, der Bohnentest, der Rotschwingeltest, der Gurkentest, der Tomaten¬ setzlingstest, den Kohlhernietest und der Chinakohltest. Diese auf der Reaktion von Pflanzen basierenden Biotests können durch weitere Biotests ergänzt werden, die auf der Reaktion anderer Organismen beruhen, beispielsweise durch einen auf der Reaktion von Mikroorganismen, Insekten oder Würmer basierenden Biotest, wie z.B. der Tubifex-Test oder der Eisenia foetida-Test .

Die einzelnen Biotests werden in der Weise ausgeführt, dass jeweils gleichzeitig mit der zu untersuchenden Probe eine Refe¬ renzprobe untersucht wird, wobei dann das mit der zu untersu¬ chenden Probe erhaltene Ergebnis im Vergleich zu dem mit der Referenzprobe erhaltenen Ergebnis ausgewertet wird. Die ein¬ zelnen Biotests werden vorzugsweise so ausgewählt, dass sich die mit ihnen erhältlichen Einzelergebnisse zu einer Gesamtaussage ergänzen, welche die jeweils untersuchte Probe eines Pflanzen¬ produktionsträgers im Bezug auf einen bestimmten Verwendungs¬ zweck vollständig charakterisiert. Ferner sind solche Biotests bevorzugt, die mit geringem apparativem Aufwand durchgeführt werden können und deren Durchführung und Auswertung einfach ist und daher kein wissenschaftlich geschultes Personal erfordern.

Die Anzahl der im Einzelfall durchzuführenden Einzeltests wird durch die Natur des zu untersuchenden Pflanzenproduktions¬ trägers und den beabsichtigten Anwendungszweck bestimmt.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Biotest-Kits zur Ausführung des erfindungsgemassen Verfahrens. Ein Biotest-Kit gemäss vorliegender Erfindung enthält:

(a) Testorganismen für einen einzelnen Biotests,

(b) eine oder mehrere Referenzproben des oder der zu untersu-

- 6 - den verschiedenen Anwendungsgebieten, die später eingehender beschrieben werden .

3 . Einzelergebnisse zusammentragen

Damit eine aussagekräftige Beurteilung des Pflanzenproduk¬ tionsträgers gemacht werden kann, müssen die Ergebnisse der einzelnen Tests zusammengetragen werden, damit die Gesamtaus¬ wertung durchgeführt werden kann. Dies kann beispielsweise beim Vorliegen von wenigen Einzelergebnissen dadurch geschehen, dass diese in einer einfachen Tabelle aufgeführt werden, oder aber bei einer Vielzahl von Einzelergebnissen unter Verwendung eines Computers, der die Einzelergebnisse in Form von Datenreihen, Datenvektoren, usw. speichert und für die weitere Bearbeitung der Gesamtheit der Einzelergebnissen bereit hält. In der ein¬ fachsten Form geschieht das Zusammentragen von Einzel¬ ergebnissen dadurch, dass der Beobachter diese auf Grund der Beobachtung memoriert und das Ergebnis der Biotests ohne weitere Hilfsmittel unmittelbar auswertet.

4. Gesamtheit der Einzelergebnisse beurteilen

Die Gesamtheit der Einzelergebnisse wird nun in einem weite¬ ren Schritt beurteilt. Dies geschieht vorzugsweise mit einem einfachen Expertensystem, welches bei einer grosseren Anzahl von Einzelergebnissen computerisiert werden kann. Jeder Test liefert Ergebnisse, welche durch die Kombination, bzw. die Koordination, mit den Ergebnissen der anderen Tests eine aussagekräftige Beurteilung des Pflanzenproduktionsträgers erlaubt. Meistens werden die Biotests so ausgewählt, dass jeder Biotest einen anderen Parameter des Pflanzenproduktionsträgers charakterisiert, oder dass dank unterschiedlicher Empfindlich¬ keit der Biotests die ganze Reaktionsskala des zu charakte¬ risierenden Parameters abgedeckt wird. Dadurch entsteht eine Möglichkeit der umfassenden Beurteilung der Qualität und der biologischen Verträglichkeit des Pflanzenproduktionsträgers, ein sogenanntes Qualitätsprofil. Mit dessen Vorliegen ergibt sich sodann auch ein entsprechendes Anwendungsprofil, d.h. das Expertensystem ist in der Lage, für die verschiedenen Quali-

stellen von einzelnen Versuchsdaten in übersichtlicher Weise ermöglichen. Bevorzugte Mittel zur gesamthaften Auswertung der Einzelergebnisse sind Tabellen, Taschenrechner, sowie Computer und Rechnerprogramme.

Das Prinzip der Erfindung wird nachstehend an Hand des Flussdiagraπunes (Fig. 1) erläutert, wobei in der Figur die allgemeinen Verfahrensschritte dargestellt sind.

1. Biotests durchführen

Mit der Probe eines Pflanzenproduktionsträger, dessen Quali¬ tät zu beurteilen ist, werden mehrere verschiedene Biotests durchgeführt, wobei die einzelnen Tests vorzugsweise so ausge¬ wählt werden, dass sich ihre Aussagen ergänzen, so dass eine Gesamtbeurteilung des Pflanzenproduktionsträgers in Bezug auf seinen beabsichtigten Anwendungszweck möglich ist. Die Anzahl der zur Anwendung gelangenden Biotests ist an sich nicht begrenzt. In der Praxis wird man jedoch nicht mehr Biotests durchführen, als zur im Bezug auf einen bestimmten Verwendungs¬ zweck vollständigen Charakterisierung des jeweiligen Pflanzen¬ produktionsträgers erforderlich sind.

2. Einzelergebnisse ermitteln

Für das erfindungsgemässe Verfahren werden bevorzugt solche Biotests verwendet, deren Auswertung einfach ist, sodass sie auch von angelerntem Personal durchgeführt werden kann. Bevor¬ zugt werden solche Biotests verwendet, deren Ergebnis durch einfache Beobachtungen (z.B. 'wächst/wächst nicht') oder durch einfache Messungen (z.B. Gewichterhebung, Längenmessung) beur¬ teilt werden können. Jeder Test liefert ein Einzelergebnis, bzw. eine Auskunft, über eine oder in Einzelfällen mehrere Eigenschaften des Pflanzenproduktionsträgers. Diese einzelnen Werte sind jedoch für sich betrachtet zu wenig aussagekräftig, um die Verwendbarkeit des Pflanzenproduktionsträgers für einen bestimmten Anwendungszweck zu beurteilen. Erst die gesamthafte Auswertung der Einzelergebnisse liefert eine Aussage über die Eignung des Pflanzenproduktionstragers für seinen Einsatz in

Anhand von vier Ausführungsbeispielen wird das Prinzip der Erfindung bezüglich seiner Anwendungsbereiche erläutert. Der erste Kit wird dabei ausführlich beschrieben, die weiteren Kits nehmen in Teilen Bezug auf den ersten.

Kit 1: Beurteilung der Kompostqualität und Anwendungsmöglich¬ keiten für den Hobbygärtner

Dieser Kit ist für die Durchführung von fünf verschiedenen Biotests ausgestattet. Vier Tests davon sind Pflanzenverträg¬ lichkeitstests: einfacher Kressetest, Salattest, und Erbsentest (Wachstumsfähigkeit von Kresse, Salat und Erbsen im Kompost, verglichen mit einem Referenzsubstrat) , der geschlossene Kres¬ setest (Wachstum von Kresse im Kompost in einem luftdicht ver¬ schlossenen Glas, verglichen mit einem Referenzsubstrat) . Der fünfte Test dient der Beurteilung der An- oder Abwesenheit der Kohlhernieerreger. Kohlhernie ist bekanntlich eine sehr gefähr¬ liche Krankheit der Kohlgewächse. Die Pflanzenverträglichkeit- tests sind unterschiedlich empfindlich auf die Kompostqualität, sodass die Beurteilung im Vergleich mit Referenzproben bezüglich dem Kriterium 'Pflanzen wachsen/wachsen nicht' jedes einzelnen Tests genügt, um die Kompostqualität und deren Anwen¬ dungsmöglichkeiten zu beurteilen: ist das Ergebnis des ersten Tests negativ, so ist der Kompost von sehr schlechter Qualität und nicht anzuwenden; fällt dieser Test positiv aus, die anderen aber negativ, kann der Kompost bei Sträucher, Kürbis¬ gewächsen und Tomaten eingesetzt werden; fällt auch der zweite Test positiv aus, so ist ein Gebrauch des Kompostes im Garten allgemein möglich, ausser bei empfindlichen Pflanzen, wie etwa Bohnen, Petersilie, u.a.m.; ist das Ergebnis des dritten Tests auch positiv, so kann der Kompost im ganzen Garten eingesetzt werden; ist der letzte Pflanzenverträglichkeitstest auch positiv, so kann der Kompost auch für die Anzucht der Pflanzen Verwendung finden. Wenn Kohlhernie beim Kohlhernietest gefunden wird, soll der Kompost nicht mit Kohlgewächsen in Verbindung gebracht werden.

tätsprofile die optimalen Anwendungsprofile vorauszusagen. Es ist klar, dass im Falle des Einsatzes eines Expertensystems die optimalen Anwendungsprofile praktisch simultan verfügbar sind. Im einfachen Expertensystem können, je nach Qualität des Pflanzenproduktionsträgers, und in Relation zu den Ergebnissen von verschiedenen Biotests, Anwendungsempfehlungen für den Pflanzenproduktionsträger erarbeitet werden.

Zusammengefasst kann diese Erfindung mit einem Ameisenvolk- system verglichen werden: Jedes einzelne Element der Gruppe ist einfach und für sich allein betrachtet nicht sehr nützlich. Die Kombination aller Elemente jedoch ergibt ein hochintelligentes System mit der Fähigkeit, komplizierte Fragestellungen zu lösen. Selbstverständlich kann die Auswahl der Biotests und die Auswertungsskalen für die Ausgestaltung von Biotest-Kits in Zahl und Art beliebig variert werden. Die Auslegung richtet sich nach den vorgegebenen Anwendungsmöglichkeiten.

Als Anwender dieses Kits kommen beispielsweise Pflanzen¬ produzenten im Obst-, Wein-, Gemüse und Gartenbau, in Land- und Forstwirtschaft, Hobbygärtner, Berater in Bereichen des Pflan¬ zenbaus und der Oekologie, Substratproduzenten und Hersteller von Dünger, Pestizide und andere Hilfsstoffe jeglicher Art für die Pflanzenproduktion, Fachleute der Abwassertechnologie bei der Untersuchung der Qualität des Abwassers und dessen Einsatz¬ möglichkeiten; Industrien und Baufirmen bei der Beurteilung des Wiedergebrauchs von Erden, bei der Beurteilung des Einflusses von Immissionen auf das Pflanzenwachstum und die Oekologie, Nebenwirkungen von Produkten auf die Pflanzenproduktion und Oekologie in Betracht. Im weiteren kann dieser Kit in Gemeinden und Behörden bei der Problembearbeitung und bei Routinetests im Bereich Pflanzenbau, Oekologie und Abwassertechnologie, sowie in Schulen und Ausbildungsorganisationen bei praktischen Übungen und Demonstrationen im Bereich Pflanzenproduktion und Oekologie Verwendung finden. Mit diesen Angaben wird die Verwendbarkeit dieses Biotests lediglich angedeutet, ist aber keineswegs auf diese Anwendungsmöglichkeiten beschränkt.

- 10 - vorgeschlagen. Dieser Kit ist für den Gemüseproduzenten sehr interessant und liefert ihm günstig wertvolle Informationen. Einen ähnlichen Kit gibt es auch für die Landwirtschaft.

Kit 4 : Untersuchung der Eignung einer Bewässerungslösung und deren Wirkung auf die Bodenbiologie und Bodenaktivität.

Verschiedene biologische Tests helfen dem Pflanzenproduzen¬ ten, die biologische Eignung einer Bewässerungslösung zu unter¬ suchen. Boden oder Substratprobe werden mit und ohne Zusatz der zu testenden Bewässerungslösung vorbereitet. Ein Wurmtest (Überleben und Aktivität von Eisenia foetida) , ein Zellulose¬ abbautest (Zellulosefilterpapierstückchen werden in Bodenproben gelegt und deren mikrobiologischen Abbau optisch bewertet) und ein Pflanzenverträglichkeitstest (geschlossener Kressetest) werden parallel angelegt. Dazu wird die Wirkung des Bewässe¬ rungswassers auf ein Bakterium (Pseudomonas fl uorescens Stamm Tl) getestet. P . fluorescens sind wichtige Bodenbakterien, die für das biologische Bodengleichgewicht und die Pflanzengesund¬ heit wichtig sind. Dieser Test enthält vier Fläschchen mit gefriergetrockneten Bakterien; in zwei Fläschchen werden je 10 ml Referenzlösung gegeben, und in die zwei anderen werden je 5 ml Referenzlösung und je 5 ml Bewässerungslösung gegeben. Die Wachstumfähigkeit des Bakteriums in diesen Lösungen wird nach 1, 2, 3 und 5 Tagen visuell bewertet (wenn das Bakterium wächst, wird die Lösung trüb) . Die Gesamtauswertung kann man entweder mit Hilfe einer Tabelle oder mit einem einfachen Expertensystem per Computer durchführen. Die biologische Eignung der getesteten Bewässerungslösung für die verschiedenen Anwendungsbereiche des Produktes kann somit einfach, schnell und günstig ermittelt werden. Anwendungsempfehlungen, wie z.B. der nötige Verdünnungsfaktor der Bewässerungslösung, werden gegebensfalls gemacht. Das Zielpublikum dieses Kits sind Pflanzenproduzenten, sowie auch Berater und Firmen, welche Hilfsstoffe für die Pflanzenproduktion, wie Dünger, Pestizide, usw. anbieten.

Aus diesen vier Beispielen ist ersichtlich, dass die Anwen-

Kit 2: Beurteilung der Möglichkeiten, einen Kompost für Pflan¬ zenanzucht einzusetzen

Dieser Kit richtet sich an professionnelle Kompostproduzen¬ ten und Anwender. Wie für Kit 1 werden verschiedene Pflanzen- verträglichkeittests eingesetzt, sowie ein Test für die Un¬ krautfreiheit des Kompostes. Die ausgewählten Pflanzenver¬ träglichkeitstests sind zum Teil empfindlicher als diejenigen im Kit 1 beschriebenen: offener Kressetest, geschlossener Kressetest, Salattest, Bohnentest und Rotschwingeltest. Als Auswertung werden auch Pflanzengewichte erhoben. Mit diesem Kit kann man einfach und schnell voraussagen, wieviel Kompost in Saaterdemischungen für welche Pflanzenarten eingesetzt werden kann. Die Gesamtauswertung kann mit Hilfe einer Tabelle oder mit einem einfachen Expertensystem per Computer erfolgen. Weiter kann auch die Eignung und Qualität der handelsüblichen Saaterden charakterisiert werden.

Kit 3: Eignung der Bodenqualität eines Feldes für Problemkultu¬ ren im Gemüsebau

Die Kulturen verschiedener Pflanzen, wie etwa Bohnen, Erbsen, Kohl, u.a.m. sind u.a. wegen phytopathologischen Problemen auf gewissen Feldern schwer anzubauen. Anhand gezielter Pflanzentests mit speziell ausgewählten Pflanzen¬ varietäten kann dank diesem Test vorausgesagt werden, welche Kultur auf einem Feld möglich oder unmöglich ist. Die zu untersuchenden Bodenproben werden in zwei Hälften geteilt. Eine Hälfte wird ohne Zusatz untersucht, in die zweite Hälfte wird Glukose gegeben. Ein Kresse-, Bohnen-, Erbsen-, Gurken-, Toma¬ tensetzlings- und Chinakohltest werden mit jeder Probenhälfte durchgeführt. Daneben wird ein Wasserkressetest durchgeführt, indem ein Wasserextrakt des Bodens erstellt wird, und die Wachstumseigenschaften der Wasserkresse beobachtet werden. Die verschiedenen Pflanzentests zeigen verschiedene (spezifische und unspezifische) Pflanzenerreger an. Bei der Gesamtauswertung wird die Eignung des Feldes für die verschiedenen Kulturen ermittelt, und Empfehlungen für die optimalsten Anbaumethoden

- 12 - Patentansprüche:

1. Verfahren zur Charakterisierung eines Pflanzenproduk¬ tionsträgers mit Hilfe von in einfacher Weise ohne grossen apparativen Aufwand durchführbarer Biotests, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass mit einem Pflanzenproduktionsträger eine Reihe von Biotests durchgeführt wird (Schritt 1), dass jeder einzelne Biotest ausgewertet wird, wobei Einzelergebnisse ermittelt werden (Schritt 2) , dass die Einzelergebnisse zu einer Gesamtheit von Einzelergebnissen zusammengetragen werden

(Schritt 3) , und dass die Gesamtheit der Einzelergebnisse beur¬ teilt werden (Schritt 4) , wodurch die Charakterisierung des Pflanzenproduktionsträgers erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Biotest über eine Reaktion von Pflanzen oder anderen Orga¬ nismen im Kontakt mit dem Pflanzenproduktionsträger oder im Kontakt mit einem Extrakt des Pflanzenproduktionsträgers beob¬ achtet und/oder quantifiziert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Biotests so ausgewählt wer¬ den, dass sich die mit ihnen erhältlichen Einzelergebnisse zu einer Gesamtaussage ergänzen, welche die jeweils untersuchte Probe eines Pflanzenproduktionsträgers in Bezug auf den jewei¬ ligen Verwendungszweck vollständig charakterisiert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Auswertung der Gesamtheit der Einzel¬ ergebnisse in einem Expertensystem erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Charakterisierung ein Qualitätsprofil und ein Anwendungsprofil des Pflanzenproduktionsträgers liefert.

6. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in der Pflanzenproduktion und in der Oekologie.

7. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis

dungsbreite dieser Erfindung in der Agronomie und sogar Oekolo¬ gie gross ist. Sie schliesst eine Lücke und ermöglicht es, ohne intensive und teure Laboruntersuchungen, Pflanzenproduktions¬ träger beurteilen zu können. Routinemässige Kontrollen der zu testenden Produkte können in einem akzeptablen finanziellen Rahmen durchgeführt werden, ohne zu grosse Einbussen der Aus¬ sagekraft der Ergebnisse zu erhalten.