Forschungsreport
Innere Fruchtfleischverbräunungen und Kavernenbildung bei der CA-Lagerung von ‘Elstar’-Äpfeln

Auftragnehmer: Kompetenzzentrum für Obstbau – Bodensee (KOB), Schuhmacherhof 6, 88213 Ravensburg

Projektbearbeiter: Dr. Josef Streif

Zeitlicher Rahmen:  01.07.2002 –30.06.2005

Kurzfassung:

Problemstellung

Die Apfelsorte ‘Elstar’ ist bei Lagerung unter CA-Bedingungen gegenüber inneren Fleischbräunungen mit Kavernenbildung empfindlich, besonders in wärmeklimatisch bevorzugten Gebieten wie der Oberrheinebene. Erste sichtbare Krankheitssymptome werden bereits nach einem Monat Lagerdauer als hell- bis mittelbraune, weiche Stellen im inneren Fruchtfleischbereich um das Kernhaus herum sichtbar. Im Verlauf der folgenden zwei Monate wird meist ein Befallsmaximum erreicht, die Verbräunungen werden intensiver und dehnen sich über die Leitbündelzone hinaus aus. Zusätzlich entstehen durch teilweises oder vollständiges Eintrocknen verbräunter Gewebeteile sogenannte Kavernen. Das tückische an der Erkrankung ist, dass meist die qualitativ besser entwickelten und besser gefärbten Früchte befallen werden, und der Schaden von außen nicht erkennbar ist.

Ziele

1. Prüfung unterschiedlicher Vorernteeinflüsse wie Standort und Witterungs-bedingungen, Bewirtschaftung der Obstanlage, Erntetermin auf ihre Bedeutung bei der Entstehung der Erkrankung.
2. Evaluierung von Lagerfaktoren und des Lagerregimes auf deren Einflüsse bei der Entstehung der Erkrankung.
3. Entwicklung einer Strategie für die Ernte und Lagerung von anfälligen Partien zur Reduzierung des Befallsrisikos.

Untersuchungsmethoden

Die Untersuchungen erfolgten während drei aufeinanderfolgenden Ernte- und Lagerperioden von 2002 bis 2005 in Zusammenarbeit mit der Obstbaufachberatung des Obstgroßmarktes Mittelbaden (OGM) in Oberkirch. Die Früchte wurden von unterschiedlich bewirtschafteten und bekanntermaßen unterschiedlich anfälligen Obstanlagen im Einzugsgebiet des Marktes zu bestimmten Terminen geerntet und unmittelbar danach zur Durchführung von speziellen Behandlungen, Lagerversuchen und Fruchtanalysen zum Kompetenzzentrum für Obstbau (KOB) nach Ravensburg-Bavendorf gebracht. Die Lagerung erfolgte während fünf Monaten in einer speziellen Versuchslagereinrichtung unter unterschiedlichen CA-Bedingungen, wobei in regelmäßigen Abständen das Auftreten der Fruchterkrankung sowie die Veränderungen von Reife und Qualitätsmerkmalen untersucht wurden.
Alle Fruchtphysiologische Untersuchungen zur Fruchtatmung und Ethylenabgabe der Früchte wurden in einer speziellen Respirationsmessanlage und nach gaschroma-tographischen Verfahren durchgeführt. Messungen des Energiestoffwechsels erfolgten durch ATP/ADP Bestimmungen beruhend auf der quantitativen Messung einer stabilen Biolumineszenz aus dem gefriergetrocknetem Material. Mineralstoffe wurden mit Atomabsorptionsspektrometer bzw. nach kolorimetrischen Verfahren bestimmt.

Ergebnisse

Die Ursache für das Auftreten der Fleischverbräunungen besteht in einem ganzen Faktorenkomplex von Vor- und Nachernteeinflüssen. Da das Auftreten der Erkrankung von Jahr zu Jahr stark wechselt, ist die Hauptursache der Erkrankung wahrscheinlich in klimatischen Bedingungen zu suchen, die die Anfälligkeit der Früchte (Prädisposition) erhöhen und gegenüber dem CA-Lagerstress (erhöhte CO₂- und verminderte O₂-Konzentrationen) empfindlicher machen. Die für die Krankheit entscheidende Periode liegt möglicherweise unmittelbar nach der Blüte, in der Zeit der Zellteilung. Hohe Temperaturen verkürzen die Zellteilungsphase, wodurch es in der Wachstumsphase zu relativ wenigen aber großen Zellen mit geringere Stabilität im Lager kommen könnte. Diese Theorie muss durch anatomisch-mikroskopische Untersuchungen noch weiter gesichert werden.
Zusätzlich bewirken ungünstige Wachstumsbedingungen wie schwacher Behang bei starkem Triebwachstum, ungünstige Mineralstoffversorgung oder ein später Erntetetermin mit großen und gut gefärbten Früchten eine verstärkte Anfälligkeit gegenüber Fleischverbräunungen. Allerdings besteht zwischen der Mineralstoffversorgung, speziell dem Calcium-Kalium-Verhältnis, keine besonders enge Korrelation, wie dies für einige andere physiologische Erkrankungen nachgewiesen wurde.
Während die Erkrankung bei kühlgelagerten Früchten nur selten beobachtet wurde, bewirken CA-Lagerbedingungen, besonders höhere CO₂-Konzentrationen, schon bald nach Lagerbeginn (innerhalb der ersten zwei Monate) ein Auftreten der Erkrankung. Im späteren Verlauf kam es durch Wasserverlust und Schrumpfen der geschädigten Gewebepartien zur Bildung von Kavernen. Die Konzentration von Sauerstoff in der Lageratmosphäre war für das Auftreten der Erkrankung nur von untergeordneter Bedeutung.
Fruchtphysiologische Untersuchungen zum Atmungsverhalten und Energiestoffwechsel der Früchte ergaben weitere Hinweise, dass bei schneller Einlagerung der Äpfel in CA-Bedingungen die Atmung zu stark abfällt, so dass zu wenig Energie für ein geordnetes Aufrechterhalten der Lebensfunktionen und der Stressabwehr-Mechanismen der Zellen zur Verfügung steht. Durch eine verzögerte Einstellung der CA-Lagerbedingungen konnte der Krankheitsbefall deutlich vermindert werden, allerdings auf Kosten eines schnelleren Weichwerdens der Äpfel im Lager. Bei zusätzlichem Einsatz von 1-MCP blieben die Äpfel dagegen auch mit drei Wochen CA-Verzögerung fest und zeigten keinen höheren Verbräunungsbefall.

Konsequenzen für die Praxis

Obwohl der klimatische Einfluss für das Auftreten innerer Fleischverbräunung in den kommenden Jahren noch weiter abgeklärt werden muss, ist es gelungen, eine Ernte- und Lagerungsstrategie zu entwickelt, mit der größere Lagerverlust wirksam verhindert werden können. Als wichtigste Punkte sind dabei zu beachten:
- eine rechtzeitige, nicht zu späte Ernte
- eine schnelle Kühlung auf 1-2 °C
- einer um ca. 20 Tage verzögerten Einstellung der CA-Lagerbedingungen
- eine Reduzierung der CO₂-Konzentration in der Lageratmosphäre auf <1,5 % bei 1-1,2 % Sauerstoff
- soweit möglich, eine zusätzliche MCP Behandlung zur Verminderung des schnellen Weichwerdens der Äpfel.

Literatur

Höhn, E., Jampen, M. and Daetwyler, D. 1996. Kavernenbildung in Conference – Risikoverminderung. Schweiz. Z. für Obst- und Weinbau, 7: 180-181.
Roelofs, F. and de Jager, A. 1997. Reduction of brownheart in Conference pears. In: Proceedings of Int. CA-Research Conference, Davis, California, USA, 138-144.
Saquet, A.A., Streif, J. and Bangerth, F. 2001. On the involvement of adenine nucleotides in the development of brown heart in ‘Conference’ pears during delayed controlled atmosphere storage. Gartenbauwissenschaft, 66,140-144.
Streif, J. und Saquet, A. 2003. Internal flesh browning of ‚Elstar’apples as influenced by pre- and postharvest factors. Acta Hort. 599, 523-527.
Streif, J., Xuan, H., Saquet, A.A. and Rabus, C. 2000. CA-storage related disorders in ‘Conference’ pears. Acta Horticulturae, 553: 635-637.
Streif, J. (2005) Innere Fruchtfleischverbräunungen und Kavernenbildung bei ‘Elstar’-Äpfeln, Abschlussbericht, 24pp.