Die nachhaltige Entwicklung der Landwirtschaft zielt darauf ab, den Ertrag und die Qualität der Produkte zu steigern und gleichzeitig negative Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren (Casagrande et al. 2009). Diese sind von wesentlicher Bedeutung für die Backqualität und damit für den kommerziellen Wert der Produkte (Baresel et al. 2008; Linina et al. Die begrenzte Verfügbarkeit von Stickstoff ist für die größten Unterschiede in der Backqualität von biologisch und konventionell angebautem Weizen verantwortlich.
Bedeutung von Getreide und Weizen
Die Vorfahren des heutigen Weizens und der Gerste waren die ersten Getreidearten, die der Mensch bewusst anbaute (Lev-Yadun et al. 2000). Auch heute noch ist diese Art der Zubereitung vor allem in Afrika weit verbreitet (Belderok et al. 2000).
Geschichte des Getreideanbaus in Südtirol, Tirol und in den Alpen
Standortbezogen wurden in der Vergangenheit nur Sommerkulturen auf den höher gelegenen und unwirtlicheren Standorten und Sommerkulturen und Winterkulturen auf den günstigeren Standorten angebaut. In den rauen Lagen wurden Gerste, Hafer, Dinkel und Sommerroggen angebaut, in den mittleren Lagen Hafer, Gerste und Winterroggen und in den günstigen Lagen Weizen neben den anderen Getreidearten (Hein 2001).
Regiokorn – Südtiroler Brot aus heimischem Getreide
Ihr Verschwinden war leicht festzustellen, wobei in Südtirol von einer „Begrünung“ der Landschaft die Rede ist (Schilperoord 2004). Hierzu wurden die in den letzten Jahren teilweise in Vergessenheit geratenen Kenntnisse über den Getreideanbau aufgefrischt, die notwendigen Maschinen wie Mähdrescher organisiert sowie Qualitätskriterien und Preise besprochen.
Aufbau und Inhaltsstoffe des Getreidekorns
Der Embryo, der aus Lipiden, Proteinen und Mineralien besteht, macht nur etwa 4 % des Korngewichts aus (Rimbach et al. 2010). Der Rest, der hauptsächlich aus dem Endosperm und möglicherweise Teilen des Keims besteht, wird je nach Verwendungszweck weiter in unterschiedliche Korngrößen gemahlen (Belderok et al. 2000; Rimbach et al. 2010). Diese glutenbildenden Bestandteile werden im Getreidekorn als Reservestoffe gespeichert und versorgen die junge Pflanze ab der Keimung mit Aminosäuren und Stickstoff (Bekes et al. 2004).
Das Glutenprotein besteht zu etwa gleichen Teilen aus Gliadinen und Gluteninen, die für unterschiedliche Teigeigenschaften verantwortlich sind (Anjum et al. 2007; Rimbach et al. 2010). Glutenine sind für die Elastizität und Dehnbarkeit verantwortlich, Gliadine für die Teigviskosität und Dehnbarkeit (Belderok et al. 2000). In den letzten Jahren wurden genetische Züchtungsmethoden eingesetzt, um den Anteil von HMW-GS in verschiedenen Genotypen zu erhöhen (Anjum et al. 2007).
Das entstehende Dextrin wirkt sich positiv auf die Textur und das Mundgefühl der Krume aus und verzögert das Altbackenwerden (Belderok et al. 2000).
Messung qualitätsrelevanter Eigenschaften
Dieses kann bei der Teigverarbeitung durch α-Amylase leicht in Maltose und Dextrin zerlegt werden, die später durch Hefeenzyme in CO2 und Alkohol umgewandelt werden. Dadurch können nur begrenzte Aussagen über die Backqualität und das tatsächliche Verhalten des Mehls bei der Verarbeitung getroffen werden. Diese simulieren und untersuchen die bei der Verarbeitung auftretenden Bedingungen, wie etwa die Kneteigenschaften und die Teigdehnung, und ermöglichen so komplexere Aussagen (Seibel 2005).
Durch die Kneteigenschaften lässt sich das Wasseraufnahmevermögen der Mehlprobe ermitteln und daraus Rückschlüsse auf die Teigausbeute ziehen. Die Teigdehnung liefert Informationen über Dehnbarkeit und Dehnungswiderstand, die auch zur Charakterisierung von Gluteneigenschaften und Gashaltevermögen verwendet werden können (Seibel 2005). Ihre Forschung zeigt, dass im Labor gemessene Qualitätsparameter kaum eine Vorhersage effektiver Backergebnisse ermöglichen.
Im Labor gemessene Qualitätsparameter sollten daher als Richtwerte und nicht als absolute Kriterien betrachtet werden.
Düngung bei Backweizen
Der N-Bedarf für die Bestandesgründung im Herbst ist relativ gering, so dass der Nmin-Gehalt im Boden in der Regel ausreicht, um den Bedarf aufgrund der Nachwirkungen der Vorernte zu decken (Farack et al. 2011). Erst am Ende des Frühlings und Sommers sinkt der Nmin-Gehalt im Boden auf ein niedriges Niveau (Baresel et al. 2008). Beim konventionellen Anbau wird die Erzielung geeigneter Backeigenschaften durch eine mineralische N-Spätdüngung sichergestellt (Hildermann et al. 2009).
Dies bedeutet, dass Hofmist nicht nur zur Düngung der Pflanzen mit wertvollen Nährstoffen, sondern teilweise auch zur Entleerung der Mistgrube verwendet wird (Nicholson et al. 1999). Beträgt der Anteil von Ammonium am Gesamtstickstoff im Rohmist 40–50 %, steigt dieser bei der Vergärung auf ca. 55–70 %, was kurzfristig zu einer Steigerung der Stickstoffdüngungswirkung führt (Reinhold et al. 2012). Korrosionsschäden können reduziert werden, da die Gülle schneller von der Anlage abtropft und der pH-Wert der Gülle ansteigt (Reinhold et al. 2012).
Darüber hinaus führt die anaerobe Vergärung zu einer Reduzierung pathogener Organismen, keimfähiger Unkrautsamen und einer geringeren Geruchsbelästigung (Smith et al. 2010).
Pflanzenmaterial
Düngung
Versuchsanlage
Bei der Düngung wurde die entsprechende Menge Biogasdünger mittels Gießkannen gleichmäßig auf der jeweiligen Parzelle verteilt. Auf den geteilten Parzellen wurde die Hälfte der Düngermenge zu Beginn der Vegetation und die andere Hälfte zu Beginn des Schießens (17.) ausgebracht
Indirekte Qualitätsmerkmale
- Proteingehalt und -ertrag
- Fallzahl
- Sedimentationswert nach Zeleny
- Kneteigenschaften
- Teigdehnungseigenschaften
Aus dem Gesamtertrag jeder Parzelle werden mit einem Wellenscheider 100 g Getreide entnommen und mit einer Breter Maxi-Labormühle gemahlen. Eine repräsentative Probe von 3,2 g wurde vom Sockel der Mühle entnommen und in ein 100-ml-Gefäß überführt. 50 ml Sedi 1-Lösung (4 ml Bromphenolblau, gelöst in 1 l destilliertem Wasser) wurden zugegeben und der Timer auf 5 Minuten eingestellt.
Die Probenahme ergab für jede weitere Probe automatisch eine Dauer von 5 Minuten für jede Phase. Die Wasseraufnahmekapazität bei einer maximalen Konsistenz von 500 PU (Promilograph-Einheiten) wurde durch manuelle Titration mit einer 2%igen Natriumchloridlösung bestimmt. Die Teigdehnungseigenschaften wurden durch Teigzugtests mit dem Texturanalysator TA.XT2i (Kieffer-Teig- und Gluten-Streckgerät; Stable Micro Systems Ltd., Godalming, UK) bestimmt.
Die Rillen der Teflonform wurden zuvor mit Lamettastreifen ausgekleidet und mit Mineralöl bestrichen, um eine spätere Entformung des Teiges zu gewährleisten.
Statistische Auswertung
Klima und Witterung
Im Jahr 2014 entsprachen die Niederschlagsmengen im März, April, Mai und Juli in etwa dem langjährigen Mittel. Im Jahr 2015 waren April und Juni recht trocken, während es im Mai und Juli viel regnete. Betrachtet man die Niederschläge, fällt auf, dass in den Wintermonaten des ersten Anbaujahres mehr Niederschläge fielen als in den Wintermonaten des zweiten Anbaujahres, was bedeutet, dass der Boden zu Beginn der Vegetation im ersten Anbaujahr wahrscheinlich feuchter war.
Die Temperaturen von März bis Juni 2015 entsprachen in etwa dem langjährigen Mittel, während die Temperaturen im Juli deutlich höher waren. Diese klimatischen Unterschiede können dafür verantwortlich gemacht werden, dass der Jahrgang 2015 bei allen analysierten Parametern besser abgeschnitten hat als der Jahrgang 2014.
Indirekte Qualitätsmerkmale
Proteingehalt und -ertrag
Hinsichtlich des Proteingehalts gibt es keine signifikanten Unterschiede zwischen 100 % und 125 % Düngung in der Vorfruchtkartoffel (11,23 % bzw. 11,18 % Protein); Düngungsgrad 75 % und 0 %. Bei Mais als Vorfrucht stieg der Proteingehalt mit zunehmender Düngung deutlich an; Nur zwischen 75 % und 100 % Befruchtungsgrad ist der Anstieg des Proteingehalts nicht signifikant (P = 0,064). Bei der Aufteilung der Dosen gab es signifikante Unterschiede zwischen den Befruchtungsniveaus von 0 % und 75 % (P = 0,001) und zwischen den Befruchtungsniveaus von 75 % und 100 %.
Bei Aufteilung der Dosen stieg der Proteinertrag mit zunehmender Befruchtung deutlich an; lediglich gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen 100 % und 125 % Befruchtungsgrad. Die gemessenen Unterschiede im Proteingehalt zwischen den Sorten stimmen mit den Ergebnissen verschiedener Studien überein. Das Zusammenspiel zwischen Sorte und Erntejahr zeigt, dass der Unterschied im Proteingehalt in den Jahren 2014 und 2015 bei der Sorte Wiwa am größten ist.
Betrachtet man den Proteinertrag und -gehalt, so zeigt sich, dass die Unterschiede zwischen den im Proteingehalt gemessenen Befruchtungsniveaus beim Proteinertrag noch deutlicher ausgeprägt sind.
Fallzahl
In einem Sortenversuch der Landwirtschaftskammer Niedersachsen wies die Sorte Wiwa in sieben Anbaugebieten die höchsten Fallzahlen auf, während Capo und Pireneo im gleichen Versuch mit unterdurchschnittlichen Fallzahlen abschnitten (Meyercordt et al. 2012). Capo wird als eher frühreif beschrieben und weist daher bei späterer Ernte Schwächen in der nachlassenden Bestandesstabilität auf. Die österreichische Sortenliste stuft die Herbstzahlstabilität von Pireneo als geringer ein als die von Capo, was durch die Ergebnisse des Jahrgangs 2015 bestätigt wird (AGES 2015).
Wechselwirkungen zwischen Sorte und Erntejahr sind vergleichbar mit Wechselwirkungen zwischen Genotyp und Umwelt, die auch von anderen Autoren beschrieben wurden (Wrigley & Batey 2003; Ross & Bettge 2009). Die Sorten Capo und Pireneo wurden im pannonischen Klima (heiße und trockene Sommer) selektiert, während Wiwa im deutlich feuchteren Gebiet im Nordosten der Schweiz selektiert wurde.
Sedimentationswert nach Zeleny
Diese wirken sich auch negativ auf die Kornhärte aus, was sich auch auf den Sedimentationswert auswirkt. 2012) korrelieren Kornhärte, Proteingehalt und Sedimentationswert und bestätigen diese Annahmen.
Kneteigenschaften
2011) messen im Farinographen hauptsächlich den Einfluss der Sorte auf die Qualitätszahl, begründen dies jedoch mit der Verwendung von Sorten mit unterschiedlichsten Backeigenschaften. Eine vergleichbare Studie von Rozbicki et al. 2015) zeigt im Farinogramm einen signifikanten Einfluss von Jahr und Sorte auf die Entwicklung und Stabilität des Teiges. In der Ernte 2014 lagen drei Sorten und in der Ernte 2015 zwei Sorten auf gleichem Niveau und unterschieden sich daher nicht wesentlich voneinander.
Diese Ergebnisse zeigen, dass neben dem Proteingehalt auch die Proteinqualität und die Proteinzusammensetzung einen wesentlichen Einfluss auf die Testeigenschaften haben; Gute Proteineigenschaften können niedrigere Proteinspiegel ausgleichen.
Teigdehnungseigenschaften
Casagrande M, David C, Valantin-Morison M, Makowski D, Jeuffroy M-H (2009 ) Factors limiting grain protein content of organic winter wheat in south-eastern France: a mixed model approach. David C, Jeuffroy M-H, Henning J, Meynard J-M (2005 ) Yield variation in organic winter wheat: a diagnostic study in south-east France. Eckert B, Amend T, Belitz HD (1993) Course of SDS and Zeleny sedimentation tests for gluten quality and related phenomena studied using light microscopy.
Grausgruber H, Schöggl G, Ruckenbauer P (2002) Investigations on the validity of the microextension method to measure rheological properties of wheat dough. Hildermann I, Thommen A, Dubois D, Boller T, Wiemken A, Mäder P (2009) Yield and baking quality of winter wheat cultivars in different farming systems of the DOK long-term trial. Koga S, Böcker U, Uhlen AK, Hoel B, Moldestad A (2016) Investigating environmental factors causing extreme gluten quality deficiencies in winter wheat (Triticum aestivum L.).
Linina A, Ruza A, Kunkulberga D, Rakcejeva T (2014) The influence of environmental conditions on whole wheat flour protein content and rheological properties. Rozbicki J, Ceglinska A, Gozdowski D, Jakubczak M, Cacak-Pietrzak G, Madry W, Golba J, Piechocinski M, Sobczynski G, Studnicki M, Drzazga T (2015) Influence of cultivar, environment and management on grain yield and breadmaking quality in winter wheat. In: Marques dos Santos Cordovil SC, Ferreira L (eds), Treatment and Use of Organic Residues in Agriculture: Challenges and Opportunities for Sustainable Management, Proceedings of the 14th Ramiran International Ramiran Conference of the FAO ESCORENA Network on the Recycling of Agricultural, Municipal and Industrial Residues in Agriculture Sep, Lisboa, Portugal, 0171.
