6021: Gezielte Belichtung von Kartoffelknollen – Ein umweltschonendes Verfahren zur Produktion von gesundem Pflanzgut im ökologischem Anbau [Light treatment of potato tubers - an environmentally sound method for ecological production of healthy seed potatoes]

Benker, Marianne and Peters, Rolf (2004) Gezielte Belichtung von Kartoffelknollen – Ein umweltschonendes Verfahren zur Produktion von gesundem Pflanzgut im ökologischem Anbau [Light treatment of potato tubers - an environmentally sound method for ecological production of healthy seed potatoes]. Report, Institut für Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz, Georg-August-Universität Göttingen.

Summary

Als ein richtungsweisender Ansatz zur Verbesserung der Pflanzkartoffelproduktion im ökologischen Anbau ist die Nutzung der natürlichen Abwehrkräfte der Kartoffeln anzusehen. Die in Kartoffelknollen vorkommenden Glykoalkaloide können antibiotische Reaktionen sowie eine Anti-Fraß-Wirkung auslösen. Durch eine Belichtung von Kartoffelknollen ist eine verstärkte Akkumulation von Glykoalkaloiden in den Knollen möglich. Der Schwerpunkt dieses Projektes wurde deshalb auf die Verbesserung der Pflanzgutqualität durch eine Belichtung der geernteten Knollen während bestimmter Phasen der Lagerperiode gelegt. Lichtbehandlungen mit verschiedenen Lichtspektren unter Berücksichtigung von Belichtungsdauer, Terminen und Sortenunterschieden sowie dem Vergleich von natürlicher Infektion und künstlicher Inokulation wurden durchgeführt. Im Projekt wurden dabei zwei grundlegende Versuchsansätze verfolgt. Zum einen wurde eine Nach-Ernte-Belichtung der Knollen zur Verbesserung der Lagerqualität durchgeführt. Zum anderen erfolgte im Frühjahr eine Vor-Legen-Belichtung, um so den Entwicklungsverlauf der Pflanzen positiv zu unterstützen und damit auch die Quantität und Qualität des Erntegutes zu erhöhen.
In den Versuchen führte die gezielte Belichtung von Kartoffelknollen neben dem Ergrünen zu einer Erhöhung des Glykoalkaloidgehaltes. Ein steigender Glykoalkaloidgehalt reduzierte den Erregerbefall auf den Knollen, wobei die Varianten Hochdruck-Quecksilberdampf-Lampe und Hochdruck-Natriumdampf-Lampe die besten Ergebnisse erzielten. Eine 14-tägige Belichtung mit einer Hochdruck-Quecksilberdampf-Lampe bewirkte eine deutliche Reduzierung der Rhizoctonia-Sklerotien auf der Knollenoberfläche sowie der Knollenanzahl mit Sklerotien und dry core-Symptomen. Die Belichtung von Kartoffelknollen mit einer Hochdruck-Natriumdampf-Lampe oder einer Hochdruck-Quecksilberdampf-Lampe führte ebenfalls zu einer deutlichen Reduzierung der Befallsstärke von Helminthosporium solani, während die Befallshäufigkeit nicht beeinflusst wurde. Zur Kontrolle von Erwinia spp. wirkte sich ein Lichtspektrum mit einem höheren Blauanteil (Hochdruck-Quecksilberdampf-Lampe) besonders befallsmindernd auf die Knollensymptome aus.
Die bisher erzielten Ergebnisse zeigen, dass durch eine gezielte Belichtung die natürliche Abwehr von Kartoffelknollen gegenüber bestimmten Schaderregern gefördert werden kann. Obwohl die erzielten Ergebnisse sehr erfolgversprechend sind, müssen weitere Versuche zur Optimierung dieses Verfahrens durchgeführt werden, um den Wirkungsgrad der Belichtungsmethoden zu erhöhen.

Additional Summary

A trend setting approach to improve the ecological seed potato production is to use the natural defence mechanism of potatoes. Potato plants and tubers are containing glykoalkaloids which could induce antibiotic and anti-feeding effects against pathogens. With a light treatment of potato tubers the glykoalkaloid content in the tubers increased. In the project light treatments with different light spectra and duration at two appointments with different varieties were carried out. The experiments were done with natural infected and artificial inoculated tubers. Two fundamental research approaches were realized. To improve the storage quality of seed potatoes harvested tubers were illuminated before storage. To improve the plant development in the field next spring and likewise the quantity and quality of the daughter tubers, light treatments were performed at the end of the storage period.
In the experiments the illumination caused the greening of the tubers and likewise the glykoalkaloid content increased. An increasing glykoalkaloid content reduced the disease severity on the tubers. An illumination with high-pressure mercury lambs und high-pressure sodium lambs achieved the best results. A light treatment with high-pressure mercury lambs for 14 days decreased significant the Rhizoctonia sclerotia infestation on the tubers, as well the number of tubers with sclerotia and dry core symptoms was reduced. Silver scurf (Helminthosporium solani) infestation on the tubers was significant reduced with high-pressure sodium lambs or high-pressure mercury lambs. An illumination with high-pressure mercury lambs although decreased the number of tubers with soft rot (Erwinia spp.).
The results of the experiments indicated that a specific light treatment could improve the natural defence mechanism of potato tubers against pathogens. Even though the results are promising, it is possible to optimise the methods to improve the efficiency of the different light treatments.

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