Einflussfaktoren der Proteinbildung beim Weizen

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1 Einflussfaktoren der Proteinbildung beim Weizen Kontakt Dr. Helge Stephan, Landwirtschaftskammer S-H Abteilung: Pflanzenbau, Pflanzenschutz, Umwelt Tel / , Dr. H. Stephan Gliederung Einführung Physiologische Grundlagen Einflussfaktoren auf die Proteinbildung Fazit 1

2 Einführung Warum ist der Rohproteingehalt wichtig in der Winterweizenproduktion? Rohproteingehalt ist ein entscheidender Faktor bei der (ersten) Qualitätsbewertung durch die aufnehmende Hand Beeinflusst den monetären Erlös für Weizen Ist durch geeignete Methoden ein schnell zu bestimmendes Merkmal (NIR/NIT) Korreliert mit der Volumenausbeute Indirektes Merkmal für Backfähigkeit Einführung Eigentliches Qualitätskriterium Backfähigkeit Aber: Nur (zeit)aufwendig zu bestimmendes Merkmal (RMT) Sortenreinheit/-anteile lassen sich nur aufwendig bestimmen Bis (kostengünstige) Schnellbestimmungsmethoden gefunden sind, wird der Rohproteingehalt als Qualitätsmerkmal erhalten bleiben Für die Weizenerzeuger daher weiter wichtiges Merkmal 2

3 Physiologische Grundlagen Wie kommt Stickstoff ins Korn? Physiologische Grundlagen N N N 3

4 Physiologische Grundlagen N NO - 3 N NH + 4 N Physiologische Grundlagen 200 kg N/ha gedüngt 19 kg N/ha aufgenommen BBCH % 15 % % 6 % 2 % 17 % N Nach Barraclough et al. 20 4

5 Physiologische Grundlagen 200 kg N/ha gedüngt 2 kg N/ha aufgenommen Ca. % N nach der Blüte aufgenommen 2 % BBCH 95 N N N 9 % 40-5 % laut Literatur 1 % 1 % 4 % 3 % Nach Barraclough et al. 20 Physiologische Grundlagen Wurzelanlage Nährgewebe Blattanlage Keimling Scutellum/Keimblatt Endosperm (Mehlkörper) Aleuronschicht Frucht- und Samenschale Haarschopf Quelle: 5

6 Physiologische Grundlagen Anteil am Rohprotein Proteinarten (nach Osbourne 1907) Keimling (6%) Endosperm (2%) Aleuronschicht (%) Wasser lösliches Protein = Albumine und Globuline Wasser unlösliches Klebereiweiß = Prolamine Wasser lösliches Eiweiß = Albumine und Globuline Quelle: Status quo in der Praxis 6

7 1 0 MV 90 SH Ertrag [dt/ha] 0 BRD 6 Rohprotein [% TS] Quelle: BEE y = -0,0546x + 17,437 R² = 0,6394 MV SH BRD Rohprotein [% TS] y = -0,0517x + 16,74 R² = 0,6397 y = -0,043x + 16,203 R² = 0, Ertrag [dt/ha] Quelle: BEE

8 Welche Witterungsereignisse beeinflussen den Rohproteingehalt? Datengrundlage: Landessortenversuch Winterweizen Futterkamp Konstantes N-Niveau 220 kg N/ha Wechselnde Sorten/Qualitätsgruppenanteile Rohprotein als Mittelwert der B-Sorten Quelle: BEE Rohproteingehalt (%i. TS) Ertrag (dt/ha) Nach Triboi et al.2006

9 16 WW LSV Futterkamp Rohprotein (% i. TS) y = 0,0066x + 5,6599 R² = 0, Summe Temperatur ab BBCH 65 bisernte ( C) 16 WW LSV Futterkamp Rohprotein (% i. TS) Summe Temperatur ab BBCH 65 bis Ernte ( C) 9

10 Hohe Temperatur/ Wasserdefizit Rohproteingehalt (%i. TS) Ertrag (dt/ha) Nach Triboi et al.2006 WW LSV Futterkamp Rohprotein (% i. TS) y = 0,0007x + 3,1556 R² = 0, Summe Strahlung ab BBCH 65 bis Ernte (W/m²)

11 Hohe Temperatur/ Wasserdefizit Rohproteingehalt (%i. TS) Hohe Strahlung/ Hohe CO 2 -Konzentration Ertrag (dt/ha) Nach Triboi et al Weizenertrag Deutschland Ertrag (dt/ha) Quelle: FAO

12 Proteingehalt [% TS] Sedimentationswert [ml] Quelle: Münzing. MRI Hohe Temperatur/ Wasserdefizit Rohproteingehalt (%i. TS) Niedriger Sink Unter N-Defizit Hohe Strahlung/ Hohe CO 2 -Konzentration Ertrag (dt/ha) Nach Triboi et al.2006

13 Was kann der Landwirt tun? Durchschnittliche Rohproteingehalte 16 LSV Futterkamp Rohprotein in % TM E A B C

14 WW LSV Futterkamp Rohprotein in % TM 9 y = -0,0534x + 1,924 R² = 0, Ertrag6% TM [dtha -1 ] 15 WW LSV Futterkamp Rohprotein in % TM E A B C Ertrag 6% TM [dt ha -1 ]

15 290 WW LSV Futterkamp N-Entzug (kg N/ha) E A B C Ertrag 6% TM [dt/ha] Blattentwicklung Schossen Ährenschieben Keimung Bestockung Ährenschwellen Blüte Milchreife Teigreife Zunahme 2.N-Gabe N-Aufnahme 1.N-Gabe 3.N-Gabe Ährentragende Halme Körner je Ähre TKG 4.N-Gabe? Dr. H. Stephan BBCH-Stadium 15

16 N-Steigerungsversuch Futterkamp Ertrag (dt/ha)/ N min (kgn/ha) Ertrag Nmin Ernte Protein 6 4 Rohprotein (% i.ts) Düngung (kg N/ha) 16 WW Futterkamp N-Versuch (A/B-Weizen) 15 Rohproteinin % TM 220 kg N/ha 260 kg N/ha Ertrag 6% TM [dt ha -1 ](Parzellenertrag minus 15%) 16

17 WW Futterkamp N-Versuch (A/B-Weizen) 220 kg N/ha 260 kg N/ha Differenz Ertrag [dt ha] Rohprotein [%TM] 2,2 3,3 1,1,7,3 0,7 N-Bilanz [kg N ha] 24, 52,3 27,5 Fazit Der Proteingehalt wird von den Umweltfaktoren maßgeblich bestimmt Einfluss auf die Kornfüllungsphase Zwischen Proteingehalt und Ertrag besteht ein Verdünnungseffekt Ziel des Weizenerzeugers muss es sein, die Balance zwischen Ertrag und Qualität zu finden Sortenwahl, N- Düngung Unterstützende Maßnahmen zur Verbesserung der N-Effizienz sollten ausgenutzt werden 17