Mulchfolien und Dammanbau

Im Vergleich zum traditionellen ebenerdigen und mit Stroh bedeckten Boden (Kontrolle) wurde der Einfluss des Anbaus auf Dämmen, bedeckt mit schwarzer und weißer Mulchfolie sowie des ebenerdigen, aber mit schwarzer und weißer Mulchfolie bedeckten Bodens auf die Bildung von bioaktiven Substanzen bei der Sorte ’Elsanta’ zweijährig untersucht (Abb. 1). Aufgrund seiner exponierten Form weist der Damm dabei eine stärkere Erwärmung des Bodenprofils auf als der ebenerdige und mit Stroh bedeckte Boden. Dieser Effekt wird durch Absorbtion der einfallenden Strahlung durch die schwarze Mulchfolie verstärkt, während durch weiße Mulchfolie die Strahlung reflektiert wird und die Pflanzen so ein größeres Strahlungsangebot erhalten als im Freilandanbau.
Freiland- und Tunnelanbau
Beim Anbau in Folientunneln zum Zweck der Ernteverfrühung wird ein Teil der natürlichen UV-Strahlung durch das verwendete Folienmaterial geblockt und kann so nicht auf die Pflanzen einwirken. Um den Einfluss dieser veränderten Einstrahlung auf die Bildung von bioaktiven Substanzen zu untersuchen, wurden Erdbeeren in einem mit Standardfolie bedeckten Tunnel sowie in einem mit UV-durchlässiger Folie (etwa 80 % der natürlichen UV-Strahlung) bedecktem Tunnel und im Freiland angebaut. 2008 fand der Versuch im Gartenbauzentrum Köln Auweiler der Landwirtschaftskammer NRW mit der Sorte ’Everest’ und 2009 in Geisenheim mit den Sorten ’Elsanta’ und ’Everest’ statt (Abb. 2).
Zur Charakterisierung der ernährungsrelevanten Qualitätsparameter wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt. Die antioxidative Kapazität (AK) wurde mittels Bestimmung der Gesamtphenole nach Folin-Ciocalteu und mit dem TEAC-Assay bzw. ORAC-Assay erfasst. Die farbgebenden Phenole wurden als Gesamtanthocyane mittels pH-Shift-Methode analysiert. Ausgewählte Proben, die signifikante Unterschiede in den genannt­en Bestimmungen aufwiesen, wurden mittels HPLC/DAD untersucht und in einzelne phenolische Bestandteile einschließlich Anthocyane aufgetrennt. Weiterhin wurde gebundene Ellagsäure mittels saurer Hydrolyse bestimmt. Die Ascorbinsäure-Bestimmung (Vitamin C) erfolgte durch iodometrische Titration.
Neben den Analysen der bioaktiven Substanzen wurden als konventionelle Qualitätsparameter die lösliche Trockensubstanz als Brix sowie die Gesamtsäure (titrimetrisch, berechnet als Zitronensäure) bestimmt. Die lösliche Trockensubstanz in den Früchten ist weitgehend mit deren Zuckergehalt gleich zu setzen.

Ergebnisse

Mulchfolien und Dammanbau
Während die Anthocyangehalte der Früchte und damit deren Fruchtfarbe nicht durch die verschiedenen Anbauverfahren beeinflusst wurden, traten signifikante Unterschiede beim Vitamin C-Gehalt auf. Dabei hatten die Früchte der Kontrolle den niedrigsten und die des mit schwarzer Mulchfolie bedeckten Dammes den höchsten Vitamin C-Gehalt. Die antioxidative Kapazität (Abb. 2), gemessen als Gesamtphenole bzw. durch den ORAC-Test, erhöhte sich durch den Einsatz der Mulchfolien um ca. 10 % und durch den Dammanbau um 20 % bzw. 30 %, während mittels TEAC-Test kein eindeutiger Effekt zwischen den unterschiedlichen Varianten ermittelt werden konnte (Abb. 3). Die Ergebnisse zur antioxidativen Kapazität sind aufgrund der unterschiedlichen chemischen Mechanismen der eingesetzten Test-Methoden ein Hinweis darauf, dass nur einzelne Polyphenole durch die Anbausysteme beeinflusst wurden. Die HPLC-Analysen bestätigten dies und zeigten, dass der Gehalt an Quercetin-3-glucuronid und Ellagtanninen durch den Dammanbau im Vergleich zur Kontrolle erhöht wurde (Abb.4).
Die konventionellen Qualitätsparameter lösliche Trockensubstanz und Säure wurden ebenfalls signifikant beeinflusst. Dabei bewirkte die schwarze Folie eine Erhöhung des Brix-Wertes,  beim Dammanbau stärker als beim ebenerdigen Anbau. Die weiße Folie führte zu einem Anstieg des Säuregehaltes. Hierbei wiesen Früchte der Kombination weiße Folie x Dammanbau den höchsten Säuregehalt auf. Die sensorischen Bewertungen der Früchte zeigten, dass Früchte, die auf dem mit schwarzer Mulchfolie bedeckten Damm heranwuchsen, in der Gesamtqualität besser bewertet wurden als Früchte der Kontrolle. Dies ist im Wesentlichen auf eine höhere Bewertung der Süße, ein ausgewogeneres Zucker-Säure-Verhältnis, eine bessere Bewertung des Reifezustandes, der Gesamtqualität und des typischen Aromas zurückzuführen (Abb. 5).
Freiland- und Tunnelanbau
Beim Vergleich des Tunnelanbaus, eingedeckt mit Standardfolie bzw. mit UVB-transparenter Folie, mit dem Freilandanbau konnten im Mittel der beiden Sorten keine Unterschiede beim Vitamin C-Gehalt festgestellt werden. Der Anthocyangehalt war bei den im Folientunnel herangewachsenen Früchten unabhängig von den Folienarten signifikant höher als bei denen aus dem Freilandanbau. Trotz der Gegenüberstellung von drei Testverfahren (TEAC, ORAC, Bestimmung der Gesamtphenole) konnten hinsichtlich der antioxidativen Kapazität keine allgemein gültigen Unterschiede zwischen den Varianten ermittelt werden. Auch dieses Ergebnis ist ein Hinweis darauf, dass nur einzelne Polyphenole durch die Anbausysteme beeinflusst wurden. Tatsächlich zeigten die Ergebnisse der HPLC Analysen signifikant niedrigere Quercetin-3-glucuronid Gehalte bei Früchten aus dem Standardtunnel, also bei fehlender UV-Strahlung. Früchte, die unter Verwendung der UVB-Window Folie reiften, wiesen Gehalte auf, deren Werte zwischen denen des Freilandanbaus und der Verwendung eines Standardtunnels lagen (Abb. 6). Die Qualitätsparameter lösliche Trockensubstanz (Brix) und Säure wurden durch die unterschiedlichen Anbaumethoden nicht beeinflusst.

Diskussion

Der Substanz Quercetin wird eine gesundheitlich relevante Wirkung zugeschrieben (Boots et al. 2008). Die durchgeführten Versuche zeigten, dass der zum Zwecke der Verfrühung praktizierte Anbau im Folientunnel den Gehalt an Quercetin-3-glucuronid in Erdbeeren negativ beeinflusst, dieser Effekt aber durch die Verwendung von UVB-transparenter Folie stark minimiert werden kann. Der ebenfalls in den letzten Jahren zunehmende Anbau auf mit schwarzer Folie bedeckten Dämmen führte zu einer Steigerung der Gehalte an Quercetin-3-glucuronid und an Ellagtanninen, denen ebenfalls gesundheitlich relevante Eigenschaften zugeschrieben werden (Cerdá et al. 2005). Voraussetzung für eine Etablierung von Anbauverfahren, die den gesundheitlichen Wert der Früchte steigern, ist aber, dass diese Verfahren nicht zu Einbußen beim Ertrag und hinsichtlich der Handelsqualität führen, da am Markt der gesundheitliche Wert der Früchte bisher nicht bezahlt wird. Außerdem kann ein hoher gesundheitlicher Wert der Früchte auch über die Wahl geeigneter Sorten garantiert werden, denn der Sorteneinfluss ist häufig größer als der Einfluss verschiedener Anbauverfahren.

Fazit

Die Gehalte an gesundheitlich relevanten Inhaltsstoffen wie Vitamin C oder Polyphenolen in Erdbeeren können durch die Wahl des Anbauverfahrens beeinflusst werden. Weitere Versuche müssen zeigen, ob diese Anbauverfahren wirtschaftlich interessant sind oder ob vergleichbare Effekte durch entsprechende Sortenwahl zu erzielen sind.

Co-Autoren:
1a Melanie Josuttis
1b Helmut Dietrich

1 Forschungsanstalt Geisenheim: aFachgebiet Obstbau
b Fachgebiet Weinanalytik und Getränkeforschung