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Optimierung der ökologischen Kartoffelproduktion

Böhm, Herwart; Buchecker, Kirsten; Dresow, Jana; Dreyer, Wilfried; Landzettel, Christian; Mahnke-Plesker, Sylvia and Westhues, Franz (2011) Optimierung der ökologischen Kartoffelproduktion. [Improvement of organic potatoe production.] Landbauforschung, no. Sonderheft 348. Johann Heinrich von Thünen-Institut, D-Braunschweig.

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PDF (Schlussbericht)
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Summary

Zusammenfassungen des Verbundvorhabens „Optimierung der ökologischen Kartoffelproduktion“
(FKZ 06 OE 125) "Aufarbeitung und Diskussion des aktuellen Wissens, Ableitung des weiteren Forschungsbedarfes unter Einbeziehung von Forschung, Beratung und Praxis".
Ziel des Gesamtprojektes war es, einen Beitrag zur Weiterentwicklung und Optimierung des ökologischen Kartoffelanbaus zu leisten. Das Gesamtvorhaben bestand aus drei Projekten und wurde durch das Institut für Ökologischen Landbau koordiniert.
Im Rahmen des Projektes wurden umfangreiche Literaturrecherchen, die neben produktionstechnischen Themen vor allem die Frage der Ausbildung des „Flavours“, d.h. des Geschmacks und Geruchs bei Kartoffeln sowie deren Beeinflussung durch anbautechnische Maßnahmen umfasste, durchgeführt und ausgewertet.
Weiterhin wurden projektbegleitende Workshops organisiert, die dazu dienten, aus dem vorhandenen Wissen weiteren Forschungsbedarf abzuleiten als auch aktuelle Themen wie die Pflanzgutqualität aufzugreifen und mit allen Beteiligten, d.h. vom Züchter bis zum Händler - Möglichkeiten zu diskutieren, die zu einer Verbesserung der Situation führen. In einem Abschlussworkshop wurden die Ergebnisse aus dem Gesamtprojekt vorgestellt und anschließend als Abschlussbericht in Form eines Sonderheftes der Landbauforschung (Sonderheft 348) veröffentlicht.
Die Gesamtauswertung der Projektergebnisse wurde koordiniert und zusätzlich mittels multipler Regressionsanalysen statistisch analysiert. Für den Ertrag konnte gezeigt werden, dass dieser wesentlich durch den Standort (Bodenart und Witterung), die zur Verfügung stehende Wachstumsphase (Anzahl Tage bis zum Befall mit Phytophthora infestans), die Beregnungsmenge und die Nährstoffversorgung der Böden sowie der Bodenbearbeitung bestimmt wird. Weniger eindeutig waren die Ergebnisse für die Bestimmungsfaktoren der Sensorik oder des Befalls mit Drahtwurm sowie Rhizoctonia.
Die Projektergebnisse fanden Eingang in die Überarbeitung des Merkblattes zum „Bio-Kartoffelanbau“, das vom FIBL, der Bioland Beratung, dem KÖN und Bio-Austria in Zusammenarbeit mit dem vTI, Institut für Ökologischen Landbau herausgegeben wurde und nun jedem Interessierten kostenfrei zur Verfügung steht.
(FKZ 06OE149) "Entwicklung und Etablierung eines Benchmarkings zur Optimierung des heimischen Kartoffelanbaus"
Der Anbau von Kartoffeln im ökologischen Landbau unterliegt hohen Anforderungen bei der Vermarktung im Hinblick auf die optische und sensorische Qualität. Für die betriebswirtschaftliche Rentabilität müssen die genannten Qualitäten sowie eine ausreichender Ertrag erreicht werden. Ca. 70 % der Kartoffeln aus ökologischem Anbau werden im Bereich des Lebensmitteleinzelhandels verkauft, meist in Discountern. Sie haben einen Anteil von ca. 8 % beim Gesamtverzehr von Speisefrischkartoffeln.
Mit der Entwicklung eines Benchmarking-Systems durch die Bioland Beratung GmbH und den Ökoring in einer internetbasierten Datenbank konnten Anbau- und Qualitätsdaten verknüpft werden, um daraus Empfehlungen für eine kontinuierliche Verbesserung im Kartoffelanbau im ökologischen Landbau ableiten zu können.
In der Laufzeit des Projektes zeigte sich, dass mit den eingesetzten Werkzeugen (Erfassung und Überprüfung von Qualitäts- und Anbaudaten, dem Benchmarking der Qualitätsdaten und anschließendem Beratungsgespräch) die Grundlage für eine fundierte Beratung zur Verbesserung der Kartoffelproduktion gelegt werden konnte.
Bei der Auswertung der Anbaudaten konnten u.a. positive Auswirkungen von Beregnung, Vorkeimen und gutem Bodenzustand auf den Ertrag belegt werden.
Die Stickstoffversorgung als wesentliche Grundlage der Ertragsbildung wurde auf einem Teil der Betriebe durch Blattuntersuchungen und Stängelsaftnitratmessungen ermittelt.
Bei den Sorten wurden charakteristische Unterschiede festgestellt. So hatte Nicola die höchsten Werte bei den Beschädigungen, bei Ditta war der Anteil der verformten Knollen am größten und Princess hatte durchweg die niedrigsten Stärkegehalte.
In der Projektlaufzeit zeigten sich deutlich die negativen Auswirkungen auf die optische Qualität durch Drahtwurmbefall und Rhizoctonia. Die Drahtwurm-Befallswerte waren mit durchschnittlich bis zu 7,3 % über alle beteiligten Betriebe im Jahre 2009 sehr hoch. Bei trockenen Böden in der Zeit nach der Abreife bis zur Ernte waren die Schäden höher als bei feuchten Bodenverhältnissen. Die komplexen Ursachen des Drahtwurmbefalles lassen eine eindeutige Zuordnung des Schadens zu dem Vorkommen von Kleegras in der Fruchtfolge nicht zu.
Bei Rhizoctonia wurde ein Zusammenhang von einem steigendem Anteil des Dry Core-Symptoms bei höherem Drahtwurmbefall nachgewiesen. Ebenfalls wurde die Beziehung deutlich, dass mit höherem Befall des Pflanzgutes mit Rhizoctonia-Sklerotien auch der Besatz an den Tochterknollen stieg.
Das Kartoffel-QM hat sich in den vergangenen Jahren als wertvolles Instrument in der Fachberatung, aber auch als Schnittstelle zwischen Wissenschaft, Beratung und Praxis erwiesen. Dementsprechend ist die weitere Arbeit mit diesem System als fester Bestandteil der Fachberatung vorgesehen.
(FKZ 06OE295) "Optimierung von Anbauparametern zur Steigerung der sensorischen Qualität von Öko-Kartoffeln".
Ziel des Projektes war es, ein Verfahren zu entwickeln, dass zur Identifikation von Partien mit sensorischen Fehlern genutzt werden kann. Durch die Verknüpfung der sensorischen Mängel mit Anbau- und Lagerungsdaten sowie Stärke, Nitrat und Alkaloidgehalt sollte versucht werden, die Ursachen der sensorischen Abweichung zu identifizieren. Untersucht wurden im Mittel 30 Partien der Sorten Ditta, Princess und Nicola aus Nord- und Süddeutschland in den Jahren 2007 bis 2009.
Da bestehende Methoden der deskriptiven Analyse eher für verarbeitete Lebensmittel als für Rohwaren geeignet sind, musste die Methode an das Produkt Kartoffel angepasst werden.
Die Quantitative Deskriptive Analyse war als Methode für die Kartoffelprofilierung nicht geeignet, da sie zu Messungenauigkeiten führte, bedingt durch die sensorischen Unterschiede zwischen den Knollen einer Partie. Als sensorische Methode wurde daher das Konsensprofil eingesetzt (DIN 10967-2). Jeder Panelist erhält eine Kartoffel, um für sich die Intensitäten der verschiedenen sensorischen Attribute zu ermitteln. Aus der Festlegung der einzelnen Intensitäten pro Panelist wurde im Konsens eine Intensität pro Attribut und Sortenpartie festgelegt.
Die sensorischen Attribute wurden zu den Merkmalen Aussehen, Pellfähigkeit, Geruch, Geschmack, Mundgefühl, Textur und Nachgeschmack entwickelt sowie Referenzen festgelegt. Es konnten für die Sorten unterschiedlichen Sortenprofile abgeleitet werden.
Nicola und Ditta wiesen ähnliche Profile auf. Die Sorte Princess zeigte deutliche sensorische Unterschiede im Sortenvergleich gab es insbesondere in der Ausprägung bitter, welches durch Witterungseinflüsse bedingt war. Eine erste Vermutung in 2007, dass der bittere Geschmack mit Nitrat zusammenhängt, konnte in den Folgejahren nicht bestätigt werden.
Signifikante Korrelationen gab es zwischen Ertrag und Parametern der Sensorik. Mit längerer Wachstumszeit und dadurch bedingten höheren Ertrag wird die Kartoffel süßer und weniger bitter. Sie hat genügend Zeit ihren "typischen" Geschmack zu entwickeln. Inwieweit Alkaloide für den bitteren Geschmack verantwortlich sind, konnte nicht abschließend geklärt werden.

Summary translation

(FKZ: 06OE125) "Review and discussion of current knowledge, derivation of further research requirements taking into account research, consulting and practice".
The overall objective of the project was to make a contribution to the further development and optimization of organic potato farming. The project comprised three sub-projects and was coordinated by the Institute of Organic Farming.
In the framework of the project, comprehensive literature searches were implemented and evaluated, which addressed, apart from production technology topics, above all the question of how flavour develops, i.e. the taste and smell of potatoes, as well as how these are influenced by production measures.
Workshops were organized parallel to the project, which served to derive further research requirements from existing knowledge as well as to take up current topics such as seed quality, and to discuss possibilities with all the players concerned, i.e. from growers to retailers, which will lead to an improvement in the situation. The overall project results were presented in a final workshop and then published as a final report in the shape of a special issue of the Landbauforschung series (special issue no. 348).
The overall evaluation of the project results was coordinated and also statistically analyzed by means of multiple regression analyses. For the yield, it was possible to show that this is determined to a significant extent by location (soil type and weather), available growth period (number of days until infestation by Phytophthora infestans), amount of irrigation and nutrient supply in the soil, as well as soil cultivation. Less clear were the results for sensory determinants and wireworm infestation, as well as Rhizoctonia.
The project results were incorporated in the revision of the pamphlet on “Organic Potato Farming” published by the FiBL (Research Institute of Organic Agriculture), Bioland Beratung, KÖN (Centre of Competence for Organic Farming in Lower Saxony) and Bio-Austria, in cooperation with the vTI, Institute of Organic Farming, and is now available freeof-charge to interested parties.
(FKZ 06OE149) "Development and Establishment of a benchmarking system to optimize the production of potatoes in organic farming"
The production of potatoes in organic farming is subject to high demands at the marketing stage with regard to optical and sensory quality. To be commercially profitable, the quality factors mentioned as well as a sufficient yield must be achieved. About 70 % of organically produced potatoes are sold by food retailers, most of them discounters. Organic potatoes represent about 8 % of total fresh potato consumption.
Through the development of a benchmarking system by Bioland Beratung GmbH and the Ökoring in an Internet-based database, it was possible to link cultivation and quality data in order to be able to derive recommendations for continuous improvement in potato production in organic farming.
It became evident over the course of the project that a foundation could be laid with the tools used (recording and checking of quality and production data, benchmarking of quality data and subsequent consultation session) for providing reliable recommendations for the improvement of potato production.
An analysis of production data verified, amongst others, the positive impact of irrigation, presprouting and good soil structure on the yield.
By examining the leaves and measuring nitrate content in the stems on some of the farms, nitrogen supply was identified as the key basis for a successful yield.
Characteristic differences were found between the various varieties. Nicola displayed the highest level of damage whilst Ditta had the highest percentage of misshapen tubers and Princess consistently had the lowest starch content.
Over the course of the project, the negative effect on optical quality as a result of wireworm infestation and Rhizoctonia was clearly seen. With an average infestation rate of up to 7.3 % across all the farms participating in the project, the wireworm damage in 2009 was extremely high. Damage was worse if the soil was dry in the period between ripening and harvesting than if the soil was wet. There are a number of unanswered questions regarding the biology and characteristics of wireworms. As a consequence, it is not possible to draw a clear correlation between wireworm damage and clover grass in the crop rotation.
In the case of Rhizoctonia, a clear link was established between an increase in dry core symptoms and a higher level of wireworm infestation. It also became evident that the tubers display more Rhizoctonia sclerotia if these were already present on the seed potatoes.
Over the past years, the Potato-QM has proven to be a valuable instrument in the provision of technical advice, but also an interface between science, consulting and practice.
Continuing to work with this system is thus foreseen as an integral component of technical support.
(FKZ 06OE295) "Optimization of cultivation-parameters to improve the sensory quality of organic potatoes".
It was the aim of the project to develop a procedure to identify batches with sensory blemishes. By linking the sensory blemishes with cultivation- and storage-data as well as as the content of starch, nitrate and alkaloid the intention is to identify the cause for the sensory deviation. On average 30 batches of the varieties Ditta, Princess and Nicola from northern and southern Germany in the years 2007 to 2009 were tested.
Since existing methods of descriptive analysis are more appropriate for processed food rather than raw materials, the method had to be adapted especially for the potato. The quantitative descriptive analysis was inappropriate as a test method to create a profile for the potatoes since it led to measuring inaccuracies caused by the sensory differences between the potato tubers of a batch.
Thus, the concensus-profile was used as a sensory method (DIN 10967-2). Every panelist receives a potato and evaluates individually the intensity of the respective sensory characteristics. From the evaluation of each panelist a consensus was reached regarding the intensity for each characteristic and batch.
Sensory attributes were developed for the characteristics Appearance, Peelability, Smell, Taste, Mouthfeel, Texture, and Aftertaste and references were established. For the different varieties, profiles were established. Ditta and Nicola showed similar profiles.
The variety Princess showed significant sensory differences in comparison, particularly, there was the characteristic bitter caused by climatic influences. The initial assumption made in 2007 that the bitter taste has to do with nitrate could not be verified in the following years.
There were significant correlations between the harvest and the sensory parameters. A longer period of growth and the resulting higher yield lead to a sweeter less bitter taste. The potato has time to develop its "typical" taste. To what extend alkaloids are responsible for the bitter taste could not be established conclusively.

EPrint Type:Book
Keywords:BÖL, BOEL, BÖLN, BOELN, FKZ 06OE125, FKZ 06OE149, FKZ 06OE295, ökologische Kartoffelproduktion, Ertrag, Standortbedingungen, Pflanzengesundheit, Phytophthora infestans, Sensorische Qualität, Sorten
Subjects: Food systems > Food security, food quality and human health
Crop husbandry > Crop health, quality, protection
Crop husbandry > Production systems > Root crops
Research affiliation: Germany > Bioland
Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Food > Quality
Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenbau
Germany > Federal Research Institute for Rural Areas, Forestry and Fisheries - VTI > Institute of Organic Farming - OEL
Germany > Other organizations
ISSN:0376-0723
ISBN:978-3-86576-074-6
Related Links:http://www.bundesprogramm-oekolandbau.de/, http://www.bundesprogramm.de/fkz=06OE125, http://orgprints.org/perl/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=06OE125&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen, http://orgprints.org/cgi/saved_search?savedsearchid=1360
Deposited By: Böhm, Dr. Herwart
ID Code:19415
Deposited On:22 Sep 2011 09:08
Last Modified:14 Mar 2012 09:28
Document Language:German - Deutsch
Status:Published
Refereed:Not peer-reviewed
Additional Publishing Information:Gefördert vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft.
Projektleitung (FKZ 06OE125): Dr. Herwart Böhm , Johann Heinrich von Thünen-Institut, Institut für Ökologischen Landbau.
Projektleitung (FKZ 06OE149): Jan Plagge, Bioland Beratung GmbH, Geschäftsstelle Augsburg
Projektleitung (FKZ 06OE295): Dipl. Ing. Franz Westhues, Marktgenossenschaft der Naturland Bauern e.G.
Das hier vorliegende Sonderheft 348 der Landbauforschung wurde als Schlussbericht zum Verbundvorhaben "Optimierung der ökologischen Kartoffelproduktion" (FKZ 06OE125, FKZ 06OE149 und FKZ 06OE295) im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft erstellt und kann im Volltext unter http://orgprints.org/19415/ abgerufen werden.

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