Verarbeitungsqualität von Weizen für die Backwarenherstellung aus Sicht der Züchtung

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1 Saatzucht Schweiger, März 2007 Verarbeitungsqualität von Weizen für die Backwarenherstellung aus Sicht der Züchtung Dr. Hubert Kempf Saatzucht Schweiger 23. Getreide-Tagung in Detmold vom März 2007

2 Vielfalt der Zuchtziele bei Weizen Kornertrag das Maß aller Dinge Nährstoffeffizienz Ertragsstabilität - Winterhärte - Standfestigkeit - Strohstabilität - Saatzeitverträglichkeit - Mähdruschfähigkeit Ertragsstruktur Gesunde Pflanze ges. Nahrungsmittel Resistenz gegen Pilzkrankheiten auf Halm, Blatt, Ähre u. Korn - Fußkrankheiten (Cercosporella, Ophiobolus) - Mehltau, Gelb- u. Braunrost - Blattseptoria (DTR, S. tritici, S. nodorum) - Ährenfusarium u. Spelzenbräune Virosen Tierische Schädlinge Die Kombination der gewünschten Merkmale mit dem Ertrag ist entscheidend!! Qualität für vielerlei Verwendungszwecke Mahl und Backqualität (Brot u. Kekse) - Mehlausbeute - Kornhärte - Eiweiß (Menge u. Qualität) - Sedimentationswert - Fallzahl - Wasseraufnahme - Teigeigenschaften - Backvolumen Brauqualität Nahrungsund Futterqualität - Inhaltsstoffe Rohstoffqualität - Stärke - Ethanol Saatzucht Schweiger, Sept. 2005

3 Saatzucht Schweiger, März 2007 Beschreibungsschema für Qualitätseigenschaften bei Winterweizen Eigenschaften Ausprägungsstufen sehr niedrig sehr niedrig bis niedrig niedrig niedrig bis mittel mittel mittel bis hoch hoch hoch bis sehr hoch sehr hoch Fallzahl Diff. zu Batis < bis bis bis -22 Rohproteingehalt Batis = 100 < 91,6 91,6 94,3 94,4 97,1 97,2 99,9 Batis -21 bis bis bis bis +98 > +98 Batis ,7 102,8 105,5 105,6 108,3 108,4 111,1 > 111,1 Sedimentationswert Diff. zu Batis Volumenausbeute Batis = 100 < bis bis bis bis -9-8 bis -2 < 79,9 79,9 84,3 84,4 88,8 88,9 93,3 93,4 97,8 Batis -1 bis bis +12 > +12 Batis 97,9 102,3 102,4 106,8 106,9 111,3 > 111,3

4 Saatzucht Schweiger, März 2006 Anforderungen an WW-Sorten zur Einstufung in die einzelnen Qualitätsgruppen Quelle BSL 2006 Qualitätsgruppe Eigenschaften Qualitätsweizen Volumenausbeute (RMT) Elastizität des Teiges Oberflächenbeschaffenheit des Teiges E- Gruppe A- Gruppe B-Gruppe K-Gruppe C-Gruppe Eliteweizen Brotweizen Keksweizen sonstiger Weizen mind. 8 mind. 6 mind. 4 max. 4 - normal etwas zäh zäh feucht etwas feucht normal normal etwas kurz etwas zäh kurz feucht etwas feucht normal geschmeidig normal etwas kurz etwas zäh zäh feucht etwas feucht normal etwas trocken geschmeidig normal etwas kurz feucht etwas feucht normal etwas trocken - - Fallzahl mind. 6 mind. 5 mind. 4 mind. 6 - Rohproteingehalt mind. 6 mind. 4 mind. 3 max. 3 - Sedi.-wert mind. 7 mind. 5 mind. 3 max. 3 - Wasseraufnahme mind. 4 mind. 3 mind. 2 max. 3 - Mehlausbeute (T550) mind. 5 mind. 5 mind. 4 ² mind. 4 mind 3² mind. 5-2) bei Sommerweizen K-Gruppe seit 2004 nicht mehr beschrieben

5 Saatzucht Schweiger, März 2007 Backqualität - Weizen Deutschland: Das Backvolumen/ml im Rapid-Mix-Test als das entscheidende Qualitätsmerkmal, sowohl konventionell als auch ökologisch!?

6 Saatzucht Schweiger, März 2006 Stabilität der Bezugssorte über die Jahre? Backvolumen der Sorte Batis in den Jahren Jahreswerte = Mittel aus WP1, WP2 u. WP3, 2006: WP3 Backvolumen / ml Mittel = 641 ml

7 Saatzucht Schweiger, März 2007 Stabilität von Sorten in Abhängigkeit von der Bezugssorte Backvolumen der Sorte Bussard in den Jahren Jahreswerte = Mittel aus WP1, WP2 u. WP3, 2006: WP3 Backvolumen / ml A7 E9 E9 E8 E8 E E8 E8 E9 E9 E9 E8 Batis Bussard

8 Stabilität von Sorten in Abhängigkeit von der Bezugssorte Backvolumen der Sorte Drifter in den Jahren Jahreswerte = Mittel aus WP1, WP2 u. WP3, 2006: WP3 Backvolumen / ml A7 A6 E9 A6 A6 B5 B5 A6 B5 B Batis Drifter Saatzucht Schweiger, März 2007

9 Saatzucht Schweiger, März 2007 Sortenrangfolge/ -einstufung rel. Backvolumen zu Batis Zugelassene WW-Sorten , Standardsorten und Zulassungssortiment 2007 Backvolumen rel. Batis E-Sorten A7/8-Sorten A6-Sorten B5/6-Sorten B4-Sorten C-Sorten A = A!? B = B!? E9 E8 A7 A6 B5 B4 C

10 Saatzucht Schweiger, März 2006 Beschreibung der Backqualität der Sorte Solitär = B und Tommi = A erzielte Ausprägungsstufen in der jeweiligen WP Ausprägungsstufe 10 Wo ist der Unterschied zwischen beiden Sorten? Fallzahl RP-Gehalt Sedi.-wert Wasseraufn. Mehlausb. Backvolumen Solitär = B Tommi = A = Mindestanforderung für E-Weizen = Mindestanforderung für A-Weizen

11 Saatzucht Schweiger, März 2007 Qualitätsindex Winterweizen als Grundlage zum Aufstieg WP2 zu WP3 Merkmal Berechnung Bussard Batis Hermann Fallzahl (X - Batis + 6,5) * 0,015 0,94 0,10 0,65 Rohproteingehalt (X rel. zu Batis - 101,4) * 0,2 2,10-0,28-1,42 Sedimentationswert (X - Batis + 12) * 0,04 1,24 0,48-0,44 Wasseraufnahme (X rel. zu Batis -93,3) * 0,1 1,00 0,67-0,24 Mehlausbeute T 550 (X rel. zu Batis -94,6) * 0,3 2,70 1,62 1,29 Volumenausbeute (X rel. zu Batis - 95,6) * 0,3 4,53 1,32-3,84 Summe 12,51 3,91-4,00 Spannbreite zugelassene Sorten : E: 8,59 12,14 A: 1,92 9,75 B: -1,04 3,79 bzw. 5,04 (= Solitär) C: -5,55 2,03

12 Saatzucht Schweiger, März 2007 Sortenvergleich über Qualitätsindex WP Zugelassene WW-Sorten , Standardsorten und Zulassungssortiment 2007 Qualitätsindex WP E-Sorten A7-Sorten A6-Sorten B5-Sorten B4-Sorten C-Sorten A = A!? B = B!?

13 Saatzucht Schweiger, März 2007 Beziehung zw. Kornertrag rel. Stufe D und Qualitätsindex Zugelassene WW-Sorten , Standardsorten und Zulassungssortiment 2007 Qualitätsindex WP Bussard Wenga y = -0,5506x + 60,627 R 2 = 0, Rel. Kornertrag St. D zu Batis/Drifter/Tommi, LS-Means WP

14 Saatzucht Schweiger, März 2007 Beziehung zw. Kornertrag rel. Stufe D und Qualitätsindex Zugelassene A-Sorten , Standardsorten und Zulassungssortiment 2007 Qualitätsindex WP A7-Sorten MW = 101,9%, 8,61 QI A = A!? MW = 106,0%, 4,31 QI 3 2 A6-Sorten Rel. Kornertrag St. D zu Batis/Drifter/Tommi, LS-Means WP

15 Saatzucht Schweiger, März 2007 Züchtungsfortschritt bei Qualitätsweizen? - Proteinproblematik Problem: Ertragssteigerung durch Züchtungsfortschritt bei gleichbleibender bzw. reduzierter N-Düngung (Umweltschutz) Folge: verdünnte und damit reduzierte Proteingehalte im Korn Reaktion des Züchters: Steigerung des Rohproteinertrages/Flächeneinheit erhöhte N-Effizienz Selektion auf qualitativ höherwertiges Protein, das bei geringeren Proteingehalten gleiche Backvolumina ermöglicht

16 Züchtungsfortschritt Kornertrag Stufe 2, Mittelwerte WP1 3 des jeweiligen Jahres Ertrag dt/ha y = 0,6843x ,3 R 2 = 0, Saatzucht Schweiger, März 2007

17 Saatzucht Schweiger, März 2007 Entwicklung des Rohproteingehaltes % Stufe 2, Mittelwert WP1 3 des jeweiligen Jahres Rohproteingehalt % 14 13,8 13,6 13,4 13, ,8 12,6 12,4 y = -0,032x + 77,1 12,2 R 2 = 0,

18 Saatzucht Schweiger, März 2007 Beziehung zw. Kornertrag rel. Stufe 2 und RP-Gehalt Zugelassene WW-Sorten , Standardsorten und Zulassungssortiment 2007, n= 73 RP-Gehalt%, LS-Means WP ,4 14, ,8 13,6 13,4 13, ,8 12,6 12,4 12, ,8 Bussard Wenga y = -0,110x + 23,94 R 2 = 0, Rel. Kornertrag St. 2 zu Batis/Drifter/Tommi, LS-Means WP

19 Beziehung zwischen Kornertrag und Rohproteingehalt, 21 Winterweizensorten, Öko-LSV Deutschland Rohproteingehalt % 12,8 12,6 y = -0,118x + 16,907 12,4 R 2 = 0, , ,8 11,6 11,4 11, ,8 10, Kornertrag dt/ha Saatzucht Schweiger, Mai 2005

20 Saatzucht Schweiger, März 2007 Rohproteinerträge, Mittel über jeweilige WP Zugelassene WW-Sorten , Standardsorten und Zulassungssortiment 2007 Rohproteinertrag rel., 100% = MW Batis u. Bussard Folgerung: Ausreichende Variabilität für Züchtungsfortschritt im Rohproteinertrag (N-Effizienz) vorhanden! Spannbreite ca. 25 kg N/ha

21 Einstufung Kornertrag, Stufe 2 und Rohproteingehalt Zugelassene Sorten , BSL 2006 APS Rohproteingehalt E A B C 8 Akteur E Naturastar A Cetus E Enorm E SW Topper E Privileg E SW Maxi E Magister E Quebon E Akzento A Milvus A Skagen E Solitär B Toras A Lucius A Tommi A Torrild A Tukan A Noah A Lahertis A Capnor C Ellvis A Impression A Leiffer A Meteor A Mirage A8, RP Potenzial A Türkis A8, RP Zobel A Sobi A Striker B Champion B6, RP Mandub C Akratos A Alitis A Campari B Limes B Tulsa B Buteo B Koch C Schamane A Brilliant A Elegant B Paroli A Boomer A Cubus A Manager B Mulan B Tuareg A Anthus B Carenius B Hermann C Heroldo B Winnetou C Actros B Opus B6 2 Skalmeje C5 1 Manhattan C APS APS Kornertrag Saatzucht Schweiger, März 2006

22 RMT-Backvolumen ml Beziehung zw. RP-Gehalt und Backvolumen NP-Sorten Zulassungsjahrgänge WW-Wertprüfungen , 177 Genotypen nach Zimmermann 2005 y = 51,9x - 37,1 R 2 = 0,37 11,4 11,6 11, ,2 12,4 12,6 12, ,2 13,4 13,6 13, ,2 14,4 14,6 Rohproteingehalt % HP-Sorten Saatzucht Schweiger, März 2007

23 Saatzucht Schweiger, März 2006 Beziehung zwischen Rohproteingehalt und Backvolumen Batis und Stamm BRGD 2713 WP Backvolumen ml RMT BRGD 2713 y = 29,4x + 303,9 R 2 = 0,30 BRGD 2713 APS: RP 2, BV 7 Mittelwert Mittelwert Batis APS: RP 5, BV 6 Batis y = 30,3x + 242,6 R 2 = 0,49 10,8 11,2 11, ,4 12,8 13,2 13, ,4 14,8 15,2 Rohproteingehalt % Frage: Werden Sorten mit geringen Rohproteingehalten vom Markt akzeptiert?

24 Einstufung Kornertrag, Stufe 2 und Backvolumen Zugelassene Sorten , BSL 2006 E 9 8 Cetus Privileg SW Topper Akteur Enorm SW Maxi Magister Quebon Skagen Mirage A8/RP,Sedi Türkis A8, RP APS Backvolumen A B Naturastar Noah Lahertis Toras Akzento Champion B6/RP Milvus Sobi Solitär Meteor Potenzial Torrild Tukan Zobel Akratos Alitis Ellvis Impression Leiffer Lucius Tommi Buteo Campari Schamane Boomer Brilliant Cubus Elegant B6/FZ Paroli Tuareg Anthus Carenius Heroldo Manager Mulan Opus B6.RP Skalmeje C5 4 Striker Limes Madrid Tulsa Actros 3 Manhattan C 2 Mandub Capnor Hermann 1 Koch Winnetou APS APS Kornertrag Saatzucht Schweiger, März 2007

25 Saatzucht Schweiger, März 2007 Beziehung zw. RP-Gehalt und Backvolumen Zugelassene WW-Sorten , Standardsorten und Zulassungssortiment 2007, n= 73 RMT Backvol. ml, LS-M. WP C Skalmeje B Opus A 1 B Champion Mirage Türkis y = 1,0728x - 8,6179 R 2 = 0, E 2 E A B C Rohproteingehalt, rel. zu Batis, LS-Means WP

26 Saatzucht Schweiger, März 2007 Sortenspezifische Beziehung Rohproteingehalt - Backvolumen Vergleich zweier Stämme zur Standardsorte Batis, WP RMT-Backvolumen ml Batis: y = 67,4x - 202,4 R 2 = 0,80 Stamm 1: y = 52,5x + 7,2 R 2 = 0,60 Stamm 1: MW = 637 ml Batis: MW = 630 ml Stamm2: MW = 662 ml Stamm 2: y = 34,7x + 189,6 R 2 = 0, , , , ,5 15 Jeweiliger Rohproteingehalt %, WP-Orte

27 Saatzucht Schweiger, März 2007 Beziehung Rohproteingehalt Sorte Rohproteingehalt (N-Verfügbarkeit) Standort Vergleich zweier Stämme zur Standardsorte Batis Rohproteingehalt % Stamm 2: y = 1,10x - 0,21 R 2 = 0,87 Stamm 2: MW = 13,6% Batis: MW = 12,3% Stamm 1: MW = 12,0% Stamm 1: y = 0,71x + 3,05 R 2 = 0,68 Batis: y = 1,20x - 3,07 R 2 = 0,83 11,2 11,4 11,6 11, ,2 12,4 12,6 12, ,2 13,4 13,6 13,8 14 Ortsmittel Rohproteingehalt %, WP-Orte

28 Saatzucht Schweiger, März 2007 Beziehung Backvolumen Sorte Rohproteingehalt (N-Verfügbarkeit) Standort Vergleich zweier WP-Stämme zur Standardsorte Batis Backvolumen ml Stamm 2: y = 40,675x + 150,52 R 2 = 0,406 Stamm 2: MW = 662 ml Batis: MW = 630 ml Stamm 1: MW = 637 ml Stamm 1: y = 39,6x + 140,0 R 2 = 0,38 Batis: y = 53,1x - 37,8 R 2 = 0,69 11,2 11,4 11,6 11, ,2 12,4 12,6 12, ,2 13,4 13,6 13,8 14 Ortsmittel Rohproteingehalt %, WP-Orte

29 Saatzucht Schweiger, März 2006 Backvolumen RMT / ml 700 Drifter = A Beziehung zwischen RP-Gehalt und Backvolumen der Sorten Batis und Drifter Jahresmittelwerte der einzelnen WP-Sortimente, Batis , Drifter , Glutenine Batis: 1, 7+9, 5+10 Glutenine Drifter 0, 7+8, ,2 12,4 12,6 12, ,2 13,4 13,6 13,8 14 Rohproteingehalt % Drifter = B Drifter B5 y = 15,68x r² = 0,06 Batis A6, y = 29,75x r² = 0,31

30 Beziehung (Trendlinien) zwischen sortenspez. RP-Gehalt und Backvolumen der Sorten Batis, Bussard, Naturastar und Aszita Ergebnisse aus konv. WP und Öko -WP, Backvolumen RMT / ml Öko - Bedingungen Aszita B5?, b=-2,8 konv. - Bedingungen Bussard E9, b=33,3 Batis A6, b=40, Sortenspezifischer Rohproteingehalt % Naturastar A7?, b=27,7 Saatzucht Schweiger, Mai 2005

31 Saatzucht Schweiger, Mai 2005 Vorhersage des Backvolumens ein altes und trotzdem immer noch aktuelles Problem! Problem: Untersuchung des Backvolumens sehr teuer und aufwändig Gesucht: Eine möglichst günstige, einfache indirekte Methode zur genauen Schätzung des Backvolumens an großen Serien sowohl für den Züchter als auch die aufnehmenden Handel

32 Saatzucht Schweiger, März 2006 Schätzung des RMT-Volumens Quelle: Zimmermann LSV Bayern Umwelten Konstante Regr. Koeffizienten R R R 69 Sorten Protein Sedi. Kornhärte Protein Sedi. gesamt Alle Sorten Alle Sorten E+A-Sorten B+C-Sorten B+C-Sorten RMT Sorte XY = x Protein x Sedi Bolling-Formel: A-Sorten: x Protein + 3 x Sedi B-Sorten: x Protein + 3 x Sedi

33 Vorhersage des Backvolumens über Rohproteingehalt und Sedimentationswert an den Zulassungsjahrgängen , Mittelwerte über Orte Bez. RP u. Sedi zum Backvolumen Bestimmheitsmaß/r² Merkmal WP n = 24 WP n = 23 WP n = 24 WP n = 19 WP n = 23 WP n = 21 WP n = 22 WP n = 23 WP n = 19 Gesamt n = 177 Rohprotein - Gehalt 0,54 0,53 0,38 0,48 0,47 0,44 0,67 0,49 0,53 0,37 Sedi- Wert 0,63 0,58 0,34 0,77 0,83 0,36 0,53 0,25 0,38 0,46 Saatzucht Schweiger, März.2007

34 Zusammenfassung Die Qualitätsbeschreibung nach den vier Klassen E, A, B, C kann, bei nur oberflächlicher Betrachtung aller Qualitätseigenschaften, Sorten die jeweils im oberen Bereich der A- und B-Gruppe liegen benachteiligen. Im Gegensatz zur Einstufung nur nach dem RMT-Backvolumen wird zur Klassifizierung ein Qualitätsindex, der alle Merkmale berücksichtigt, zur Diskussion vorgeschlagen. Züchterischer Ertragsfortschritt bedingt bei gleichbleibender N-Düngung reduzierte bzw. verdünnte Eiweißgehalte im Korn. Die vorliegende Variabilität im Rohproteinertrag ermöglicht gewisse, wenn auch schwierig zu erreichende Züchtungsfortschritte in der Merkmalskombination Kornertrag Rohproteingehalt. Zunehmend treten Sorten auf, die hohe Backvolumina bei geringen Rohproteingehalten erzielen. Diese Kombination wird durch Selektion auf qualitativ besseres Rohprotein ermöglicht und steht in Zusammenhang mit den Teigeigenschaften sowie den einzelnen Proteinfraktionen. Die Marktakzeptanz solcher Sorten ist noch offen. Saatzucht Schweiger, März 2007

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit