Untersuchungen zur Bestimmung von Qualitätseigenschaften bei Weizen durch Wiederbefeuchtung trockener Kornproben

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1 Untersuchungen zur Bestimmung von Qualitätseigenschaften bei Weizen durch Wiederbefeuchtung trockener Kornproben Christian Erdmann, Franz-Ferdinand Gröblinghoff, Bernhard Carl Schäfer, FH Südwestfalen, FB Agrarwirtschaft, Lübecker Ring 2, Soest, Tel: 02921/ , 1 Einleitung In Jahren mit längeren Schlechtwetterperioden während der Ernte ist die Einhaltung der Qualitätsparameter für die Backweizen- bzw. Qualitätsweizenerzeugung meist problematisch. Dies gilt insbesondere für die Fallzahl, die Hinweise auf die α-amylase-aktivität im Korn und damit auf beginnenden Auswuchs gibt. Eine hohe α-amylase-aktivität wirkt sich negativ auf das Backverhalten aus. Für die Beurteilung der Auswuchsfestigkeit und damit der Fallzahlstabilität von Winterweizensorten gibt es kein reproduzierbares, einheitliches Verfahren. Wenn es Benotungen hinsichtlich der Fallzahlstabilität gibt, dann beruhen diese auf Erfahrungen aus Feldversuchen. In dieser Arbeit soll ein Schritt in Richtung der Möglichkeit auf Untersuchung der Fallzahlstabilität unter Laborbedingungen gemacht werden. Des Weiteren wird auch das Verhalten des Hektolitergewichtes beobachtet. Dazu wurden Winterweizenproben von mehreren Sorten zweimal für 24 Stunden auf 30 % Feuchtigkeitsgehalt angefeuchtet und danach wieder rückgetrocknet. Vor und jeweils nach den Befeuchtungen wurden die Fallzahl und das Hektolitergewicht gemessen. 2 Material und Methoden 2.1 Auswahl der Weizensorten Um einen möglichst großen Unterschied an Qualitäten und Qualitätsveränderungen zu erreichen, wurden acht Weizensorten aus den vier Qualitätssegmenten ausgewählt. Dabei handelt es sich um die Sorten: Kerubino (E); JB Asano, Julius, Linus, Meister (alle A); Matrix, Tobak (beide B) und Hermann (C). Für alle verwendeten Sorten, außer der Sorte Kerubino, stand überdies noch eine Einstufung der Fallzahlstabilität durch die Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen aus den Landessortenversuchen zur Verfügung.

2 2.2 Probenmaterial Das Probenmaterial stammt aus zwei Sortenversuchen aus dem Erntejahr 2011 des Versuchsgutes Merklingsen der FH Südwestfalen, Agrarwirtschaft Soest. Dabei handelt es sich einerseits um einen Saatzeitenversuch mit frühem Saattermin T1 (Aussaat ) und spätem Saattermin T2 (Aussaat ) und einen Stoppelweizenversuch. Jede Sorte wurde mit vier Wiederholungen je Saattermin bzw. im Stoppelweizenversuch angebaut, (Ausnahme: die Sorten Kerubino und Tobak standen nicht im Stoppelweizenversuch). Von der Sorte Hermann fehlte eine Wiederholung aus dem Stoppelweizenversuch. Die Untersuchungen wurden auf der Basis der einzelnen Parzellen durchgeführt. Daraus ergaben sich 87 Einzelproben. Die dargestellten Ergebnisse beziehen sich auf Mittelwerte der Sorten aus beiden Versuchen. Die Proben wurden nach der Ernte bei Raumtemperatur in Papierbeuteln gelagert. 2.3 Versuchsdurchführung Angewandte Messverfahren Für die Fallzahlmessung wurde das ICC Standardverfahren Nr.107/1 angewendet. Aufgrund der relativ geringen Weizenmenge der einzelnen verwendeten Rückstellproben, wurden jeweils für die Fallzahlmessung nur 45 g Korn vermahlen. Es wurden immer Doppelmessungen durchgeführt und daraus der Mittelwert als Ergebnis angenommen. Die Feuchtigkeit wurde über die Wäge-Trocknungsmethode ICC Standard Nr.110/1 ermittelt. Das Hektolitergewicht wurde mit Hilfe eines Getreideprobers in der ¼ Liter Ausführung bestimmt Durchführung der Befeuchtung Zu Beginn der Versuchsdurchführung wurden die Winterweizenproben mit einem Windsichter gereinigt, um das Korn von Spelzen, Halmen und anderen Verunreinigungen zu trennen. Daraufhin wurde mit dem Getreideprober das Hektolitergewicht jeder Probe bestimmt. Für die Feuchtigkeitsmessung wurden von jeder Probe ca. 45 g Weizen in eine Pappschale ein-

3 gewogen. Anschließend kamen die Proben für 24 h bei 105 C in den Trockenschrank. Nach der Trocknung wurden die Proben zurückgewogen und der Trockenmassegehalt der Proben errechnet. Für die Fallzahlmessung wurden ebenfalls ca. 45 g Weizen entnommen, in der Getreidemühle gemahlen und in Papiertüten gefüllt. Die Fallzahlmessung wurde später en bloc durchgeführt. Für die erste Befeuchtung wurden je 550 g der Weizenproben in Gefrierbeutel gefüllt. Um auf die angestrebte Feuchtigkeit von 30 % zu kommen, wurde mithilfe des vorher ermittelten Trockenmassegehaltes die dazu benötige Menge Wasser errechnet. Für einen Trockenmassegehalt von zum Beispiel 87,7 % ergab sich folgende Rechnung: 550 g FM * 87,7 % / 100 = 482,35 g TM 482,35 g TM / 70 % * 100 = 689,07 g FM (bei 30 % H 2 O) 689,07 g FM (30 % H 2 O) 550 g FM (12,3 % H 2 O) 139 g H 2 O Die errechnete Menge Wasser wurde in einem Messbecher auf einer Digitalwaage abgewogen und in die Gefrierbeutel zu den abgewogenen Proben hinzugegeben. Danach wurden die Beutel mit Heftklammern verschlossen, auf Dichtigkeit geprüft und einige Male durchgeknetet um das Wasser gleichmäßig zu verteilen. Anschließend wurden die Proben flach 24 Stunden abgelegt. Nach etwa drei bis vier Stunden hatten die Weizenkörner das zugegebene Wasser fast vollständig aufgenommen. Nach den 24 Stunden Verweildauer in den Gefrierbeuteln wurden die durchfeuchteten Weizenproben in Crispac-Beutel umgefüllt. Flach auf Gitterrosten ausgebreitet, wurde die Probe bei 30 C für 72 Stunden im Trockenschrank zurückgetrocknet. Auf die Rücktrocknung folgten dann wieder die Feuchtebestimmung im Trockenschrank, die Messung des Hektolitergewichtes und die Mahlung der Fallzahlprobe. Für die zweite Befeuchtung wurde der gesamte Vorgang, mit einer nun durch die Entnahme der Weizenmengen für Feuchte-

4 und Fallzahlmessung auf 450 g reduzierten Einwaage in den Gefrierbeuteln, analog wiederholt. 3 Ergebnisse 3.1 Fallzahlen Bei der Betrachtung der Ergebnisse erkennt man, dass bei allen Sorten die Fallzahl nach den einzelnen Befeuchtungen signifikant sinkt (siehe Abb. 1). Die größten Rückgänge der Fallzahlen weisen nach der ersten Befeuchtung mit einem Minus von 29,3 % bzw. 29,1 % die Sorten Linus und JB Asano auf (siehe Tab. 1). Die geringsten Rückgänge verzeichnen die Sorten Tobak und Meister mit jeweils -8,3 % bzw. -9,9 %. Nach der zweiten Befeuchtung fallen die Sorten Hermann und Julius mit jeweils über 27 % am stärksten ab, wiederum weisen die Sorten Tobak und Meister mit etwa 12 % die geringsten Verluste bei den Fallzahlen auf. Insgesamt betrachtet verlieren die Sorten Linus, Hermann und Kerubino mit über 50 % von ihrer Ausgangsfallzahl am meisten über die beiden Befeuchtungen. Die Sorten JB Asano, Julius und Matrix haben Verluste zwischen 40,4 und 48,9 %. Tobak (-20,6 %) und Meister (-21,9 %) zeigen einen deutlich geringeren Rückgang der Fallzahl als die anderen Sorten und scheinen damit auch weniger zu Auswuchs zu neigen. 450 GD5% = 15 sec Fallzahl in sec Hermann Julius JB Asano Matrix Kerubino Meister Linus Tobak vor 1.Befeuchtung nach 1. Befeuchtung nach 2.Befeuchtung

5 Abb. 1: Einfluss der Befeuchtung und Rücktrocknung auf die mittleren Fallzahlen verschiedener Sorten (Mittelwerte aus allen Versuchen) Tab. 1: Prozentuale Veränderung der Fallzahlmittelwerte und Einstufung der Fallzahlstabilität nach den LSV 2011 der LWK Nordrhein-Westfalen (1 sehr niedrig, 9 sehr hoch) LWK Sorte vor 1.Bf. - nach 1.Bf. nach 1.Bf. - nach 2.Bf. gesamt NRW Hermann -24,7 % -27,7 % -52,4 % 2 Julius -17,7 % -27,4 % -45,1 % 7 JB Asano -29,1 % -19,8 % -48,9 % 4 Matrix -20,7 % -19,7 % -40,4 % 1 Kerubino -25,6 % -25,8 % -51,4 % - Meister -9,9 % -12,0 % -21,9 % 7 Linus -29,3 % -24,4 % -53,7 % 1 Tobak -8,3 % -12,3 % -20,6 % Hektolitergewichte 82,0 GD5% = 2,62 kg/hl 80,0 79,5 78,3 Hektoliter-Gewicht in kg/hl 78,0 76,0 74,0 72,0 70,0 73,1 69,9 68,6 74,8 73,0 75,1 73,7 74,8 71,2 69,9 76,7 74,2 72,8 76,1 72,7 71,1 75,2 72,0 70,7 74,6 71,3 69,9 68,0 66,0 64,0 62,0 Hermann Julius JB Asano Matrix Kerubino Meister Linus Tobak vor 1.Befeuchtung nach 1. Befeuchtung nach 2.Befeuchtung Abb. 2: Einfluss der Befeuchtungen und Rücktrocknungen auf das Hektolitergewicht verschiedener Sorten (Mittelwerte aus allen Versuchen) Bei den Hektolitergewichten sind die Veränderungen nach der ersten Befeuchtung größer als nach der zweiten Befeuchtung (siehe Abb. 2). Den größten Rückgang hat die Sorte Julius mit einem Minus von insgesamt 6,5 kg/hl,

6 sie hat aber auch den höchsten Ausgangswert. Den geringsten Verlust hat die Sorte Kerubino mit einem Gesamtrückgang von 3,9 kg/hl. Die Dichteverluste bei den Sorten nach der ersten Befeuchtung sind in allen Fällen signifikant, nach der zweiten Befeuchtung sind sie gegenüber den Werten nach der ersten Befeuchtung dagegen nicht mehr abzusichern. 4 Diskussion Die Fallzahlen zeigen erwartungsgemäß einen deutlichen Rückgang durch die Befeuchtung. Die Größenordnungen unterscheiden sich dabei nach der ersten und zweiten Befeuchtung im Mittel über alle Sorten nur geringfügig. Das Absinken der Fallzahlen ist vemutlich auf eine weitere Aktivitätssteigerung der α-amylase nach der erneuten Wiederbefeuchtung zurückzuführen. Zwischen den Sorten zeigen sich beim Rückgang der Fallzahlen deutliche Unterschiede, die auf eine genetisch bedingte Differenzierung bei der Fallzahlstabilität hindeuten. Allerdings decken sich die hier erzielten Ergebnisse nur teilweise mit Einstufungen durch die Landwirtschaftskammer Nordrhein- Westfalen auf der Basis der Landessortenversuchsergebnisse von 2011 (Tab. 1). Während sich die gute Fallzahlstabilität der Sorte Meister in den eigenen Untersuchungen nachvollziehen ließ, gelang dies bei Julius nicht. Die geringe Stabiliät bei Hermann, Linus und Matrix konnte in den eignen Analysen bestätigt werden, wohingegen JB Asano schlechter und Tobak besser als erwartet abschnitten. Über die Ursachen kann nur gemutmaßt werden. Die vorgestellten Analysen wurden etwa Wochen nach der Ernte durchgeführt. Bekanntlich werden Veränderungen der Fallzahlen auch bei trocken eingelagerten Partien beobachtet. Diese Veränderungen könnten sich daher auf die weitere Entwicklung der Fallzahlen auswirken. Über die Abnahme des Hektolitergewichtes nach regenbedingten Ernteunterbrechungen wird aus der Praxis vielfach berichtet. Die eigenen Untersuchungen bestätigen diese Beobachtung, die vermutlich auf das Quellen nach der Wasseraufnahme und ein dann nicht mehr vollständiges Zurückschrumpfen der Körner zurückzuführen ist. Die Reaktion der Sorten ist dabei, ausgehend von den genetisch bedingten Unterschieden in der absoluten Höhe des Hek-

7 tolitergwichtes, sehr einheitlich ausgerichtet. Dies legt den Schluss nahe, dass eine Bewertung der Hektolitergewichtsstabiltät der einzelnen Sorten wenig sinnvoll ist. 5 Zusammenfassung An acht verschiedenen Winterweizensorten wurde zweimal eine Befeuchtung auf 30 % Kornfeuchtigkeit mit anschließender Rücktrocknung durchgeführt. Es ließen sich signifikante Unterschiede zwischen den Sorten bei der Abnahme der Fallzahlen und des Hektolitergewichtes erkennen. Die dabei beobachtete Fallzahlstabilität deckte sich in der Mehrzahl der Fälle mit Einstufungen aus den Landessortenversuchen der LWK NRW. Bei drei der acht geprüften Sorten kam es allerdings zu gravierenden Abweichungen, die möglicherweise auf physiologische Veränderungen infolge der Einlagerung der Proben nach der Ernte zurückzuführen sind. Weitere Untersuchungen müssen zeigen, inwieweit mit dieser Methode die Fallzahlstabilität verschiedener Winterweizensorten genauso zuverlässig wie unter Feldbedingungen beurteilt werden kann. Beim Hektolitergewicht war die Reaktion der Sorten im Mittel sehr einheitlich ausgerichtet, weshalb eine weitere Untersuchungen zu einer Hektolitergewichtsstabiltät auf der Basis der hier gezeigten Daten wenig sinnvoll erscheinen.