Institut für Gemüsebau

Laufzeit
2023 - 2026

Im März 2023 startet das Projekt QCuK (BMEL/BÖL) am Institut für Gemüsebau. In Zusammenarbeit mit Forschenden aus den Gartenbau- und Ernährungswissenschaften und mit biologisch-dynamischen Gemüsezüchterinnen und –züchtern werden Zucchinisorten auf ihre Trockentoleranz untersucht.

Der Klimawandel stellt die Landwirtschaft vor große Herausforderungen. Auftretende Wetterextreme bedeuten aktuell und auch zukünftig, dass insbesondere mit häufiger auftretenden und langanhaltenden Hitze- und Trockenphasen zu rechnen ist. Unter anderem auch bei Feldfrüchten, wie Zucchini, Kürbis oder Einlegegurke kann dies zu Ertragsverlusten führen. Auch die Qualität der Früchte kann sich verringern, indem durch Hitze- und Trockenphasen der Stoffwechsel und somit die inhaltsstoffliche Zusammensetzung der Früchte verändert wird. Eine solche und zumeist deutliche Veränderung des pflanzlichen Primär- und Sekundärstoffwechsels ist unter extremen Umweltbedingungen bekannt. Diese Reaktion könnte neben Effekten auf den Nährwert der Früchte auch den Geschmack beeinflussen, da bestimmte Pflanzeninhaltsstoffe angereichert oder verringert werden. Ein wichtiges Ziel des Projektes QCuK ist es daher Sorten zu identifizieren, die auch in Zukunft gute Erträge bei gleichbleibender Qualität ermöglichen und Verfahren zu entwickeln, die eine Züchtung neuer Sorten unter Klimastressbedingungen ermöglichen. Unter Förderung des BMEL/BÖL startet zum 01.03.2023 das Projekt QCuK – Qualität der Früchte von Cucurbitaceen im Klimawandel. In Zusammenarbeit mit Forschenden aus den Gartenbau- und Ernährungswissenschaften und mit biologisch-dynamischen Gemüsezüchterinnen und –züchtern sowie Gemüseproduzenten sollen in drei Projektjahren Zucchinisorten auf ihre Trockentoleranz untersucht werden. Dabei werden sowohl das Wachstum und der Ertrag als auch die Fruchtqualität u.a. in On-farm Verfahren untersucht. Besondere Schwerpunkte liegen dabei auf dem Geschmack der Früchte und auf einer Trockenstress bedingten Veränderung der Zusammensetzung von Pflanzeninhaltsstoffen.

Unter Koordination von Frau Dr. Simone Röhlen-Schmittgen an der Hochschule Geisenheim University wird das Projekt QCuK mit insgesamt fünf Partnern während einer Laufzeit von drei Jahre verschiedene Zuchtsorten und Hybridsorten auf ihre Trockentoleranz untersuchen. Am Institut für Gemüsebau, an der Hochschule Geisenheim, werden sowohl in Gewächshausversuchen als auch im Freilandanbau unterschiedliche Zucchinisorten und -linien unter guten und weniger guten Bewässerungsbedingungen charakterisiert. Ziel ist es an kontrastierenden Sorten physiologische Eigenschaften einer gesteigerten Trockenstressresilienz zu identifizieren. Dazu werden phänologische, spektrale und ertragsphysiologische Parameter erfasst und bewertet. Die Schritte der Versuchsanstellung von der Jungpflanzenanzucht bis zur Freilandproduktion erfolgen in einer ökologischen Bewirtschaftung nach EG-ÖKÖ-VO.

Am Forschungszentrum Jülich, IBG-4 Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG-4), Bioinformatik werden unter Leitung von Dr. Anika Wiese-Klinkenberg unterschiedliche Zucchinisorten im Jungpflanzenstadium auf ihre Trockentoleranz untersucht. Dabei liegt der Fokus auf den Auswirkungen von Trockenstress auf die Genexpression, insbesondere des Biosynthesewegs von sekundären Pflanzeninhaltsstoffen. So sollen Parameter identifiziert werden, die eine frühzeitige Selektion geeigneter Sorten ermöglichen. Zudem sollen Erkenntnisse darüber gewonnen werden, welche Zucchinisorten gegebenenfalls während der Ertragsbildung die Früchte stärker inhaltsstofflich verändern. Die dabei etablierten Verfahren zur nicht-invasiven Phänotypisierung von Wachstum, Morphologie und Physiologie im Jungpflanzenstadium, ermöglichen eine frühzeitige Charakterisierung für Züchtungsansätze.

Am Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abt. Qualität und Sensorik pflanzlicher Erzeugnisse an der Georg-August-Universität Göttingen wird unter Leitung von Prof. Dr. Susanne Neugart die Produktqualität und Lebensmittelsicherheit der Zucchinisorten charakterisiert. Begleitet von Dr. Tobias Pöhnl sollen die Auswirkungen von stress- bzw. witterungsbedingter Einflüsse auf die Qualität und insbesondere auf den Geschmack der Zucchinifrüchte untersucht werden. Analysiert und bewertet werden diesbezüglich Pflanzeninhaltsstoffe, wie beispielsweise wertgebende Vitamine, und Flavonoide oder bittere Cucurbitacine. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der zukünftigen Lebensmittelsicherheit und der Gewährleistung schmackhafter, gesunder, bekömmlicher und bitterfreier Früchte.

An der Versuchs- und Lehranstalt Queckbrunnerhof des Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinpfalz findet unter Leitung von Dr. Sebastian Weinheimer ein groß angelegter Sortenvergleich unter Praxisbedingungen des Erwerbsgemüsebaus statt. Es werden unter zwei unterschiedlichen Bewässerungsregimen phänotypische und physiologische Merkmale verschiedener Sorten und Linien auf Blatt- und Fruchtebene erfasst. Die komplette Versuchsanstellung erfolgt nach den Vorgaben des Bioland-Anbauverbandes, nach dessen Richtlinien der Versuchsbetrieb seit mehr als 25 Jahren zertifiziert ist. Ziel ist es eine Sortenempfehlung für Erzeuger zu erstellen, der sowohl die Produktqualität unter Trockenstress als auch den nachhaltigen Einsatz von Ressourcen einschließt.

An den drei biologisch-dynamisch arbeitenden Standorten Bingenheim (Hessen), Sudershausen (Niedersachsen) und   Oldendorfer Saatzucht (Niedersachen) von Kultursaat e.V. erfolgt unter Leitung von M.Sc. Michael Fleck eine Anbauprüfung von Sorten- und Zuchtlinien. Zudem werden unter zwei Bewässerungsregimen on-farm vorhandene Züchtungspopulationen charakterisiert und selektiert. Neben phänotypischen Eigenschaften auf Blatt- und Fruchtebene werden sowohl agronomische Merkmale, wie z.B. Ertrag, Erntbarkeit, Gesundheit, als auch qualitative Merkmale, wie z.B. Optik, Lagerfähigkeit und Geschmack der Früchte, erfasst. Die Schritte der Anzucht und Versuchsanstellung erfolgen nach den Richtlinien des Demeter-Verbandes und damit gleichzeitig nach den EU-Rechtsvorschriften für den Ökologischen Landbau. Ziel ist die Weiterentwicklung von Zuchtpopulationen unter Trockenstress induzierten Bedingungen, um in biologisch-dynamisch bewirtschafteten Zuchtgärten neue Sorten für den Ökolandbau bereitzustellen, die in zukünftigen Klimaszenarien stabile Ernteerträge mit guter Produktqualität ermöglichen.

Zur Evaluierung der Erkenntnisse findet ein Austausch zur ökologischen Erwerbsgemüsebaupraxis statt. QCuK soll so die Züchtung von zukunftsfähigen samenfesten Sorten unterstützen, gute Erträge von Gemüsesorten sowie schmackhafte, gesunde, bekömmliche und bitterfreie Früchte auch in zukünftigen Klimaszenarien sicherstellen und Qualitätsveränderungen unter prognostizierten Witterungsbedingungen rechtzeitig abschätzen helfen.

Die Förderung des Vorhabens erfolgt aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Die Projektträgerschaft erfolgt über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) im Rahmen des Bundesprogramm Ökologischer Landbau.