Apfelbauern erleiden nach eingebrachter Ernte jährlich Millionenverluste durch Lagerfäule. Abhilfe schafft oft nur der Einsatz von chemischen Präparaten. An der TU Graz wurden jedoch erfolgreich ökologische Methoden getestet, welche die Lagerung von Bio-Äpfeln und auch Zuckerrüben verbessern. Die Ergebnisse der Studie wurden im Journal "Frontiers in Microbiology" veröffentlicht.

Äpfel werden nach der Ernte über Monate hinweg gelagert, um für die Verbraucher auch noch im Winter und Frühjahr zur Verfügung zu stehen. Schon vor der Ernte können sie jedoch mit Fruchtfäule-Pilze infiziert werden. So können sich sogar bei der Lagerung unter kontrollierter Atmosphäre mit reduziertem Sauerstoff- und erhöhtem Kohlendioxidgehalt Faulschäden breitmachen. Diese ziehen erhebliche Gewinneinbußen nach sich.

Ein kurzes Bad in heißem Wasser kann den Fruchtfäuleerregern weitgehend den Garaus machen. Der "Hitzeschock" durch die Heißwasserbehandlung (HWT, Hot Water Treatment) bei 53 Grad Celsius dürfte die natürlichen Abwehrmechanismen des Apfels anregen, erklärte Birgit Wassermann vom Institut für Umweltbiotechnologie an der TU Graz auf Anfrage der APA. Dennoch kommt es immer wieder zum Ausbruch von Krankheitserregern und Äpfel verderben, anstatt auch noch im Frühjahr knackig zu sein. Mikroorganismen sind potenzielle Krankheitserreger bei Menschen und Pflanzen, das Mikrobiom trägt aber auch wesentlich zu deren Gesundheit bei: Um die Lagerfähigkeit von Obst und Gemüse zu erhöhen, nützen die Grazer Forscher seit Jahren gerade diese Möglichkeiten aus der Natur und haben jüngst Erfolge bei Bio-Äpfeln erzielt.

Biokontrollorganismen hemmen Pilze

Gabriele Berg, die Leiterin des Instituts für Umweltbiotechnologie, und ihre beiden Doktoranden Birgit Wassermann und Peter Kusstatscher haben den kombinierten Einsatz von HWT und sogenannten Biokontrollorganismen getestet. Diese Mikroorganismen haben von Natur aus eine hemmende Wirkung auf Pilze. Es zeigte sich, dass damit die Lagerfähigkeit von Bio-Äpfeln signifikant verbessert werden konnte. Das Grazer Team hat Bio-Äpfel mit zwei der zentralen Fäulniserreger infiziert, anschließend mit Heißwasser und mit einem in Graz entwickeltem Biokontrollmittel behandelt. Es wurde aus dem Apfelmikrobiom einheimischer Bio-Äpfel gewonnen, wie Wassermann schilderte.

"Durch diesen kombinierten Ansatz konnten wir bei rund 60 Prozent der so behandelten Äpfel die Nacherntepathogene entweder gänzlich abtöten oder den Fäulnisdurchmesser maximal eindämmen", berichtete Wassermann. Im direkten Vergleich mit Äpfeln, die nur per HWT behandelt wurden, seien mit der Kombi-Methode um 20 Prozent bessere Ergebnisse in der Resistenz der Äpfel gegen Lagerfäule erzielt worden. "Dieser kombinierte Ansatz ist eine nachhaltige und ökologisch sinnvolle Möglichkeit, um die Apfelfäule einzudämmen. Auf Basis dieser Methode können wir gemeinsam mit industriellen Projektpartnern die Apfellagerung optimieren", zeigte sich Institutsleiterin Gabriele Berg optimistisch.

Biologischer Pflanzenschutz für Zuckerrüben

Zugleich haben die Wissenschafter auch den Einfluss der Heißwasserbehandlung auf das Apfelmikrobiom untersucht: Obwohl der "Hitzeschock" die Krankheitshäufigkeit stark senkt, sei das natürliche Mikrobiom des Apfels unverändert geblieben, obwohl die Schadpilze eingedämmt wurden, fasste Wassermann zusammen.

In Kooperation mit dem Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib), einem Zuckerproduzenten und dem Grazer Start-up Roombiotic hat das Forscherteam aus der Zuckerrübe einen natürlichen biologischen Pflanzenschutz für Zuckerrüben entwickelt. acib-Forscher Peter Kusstatscher hat hierzu aus dem natürlichen Mikrobiom der Pflanze ein Biokontrollmittel designt, das den durch Pilzbefall hervorgerufenen Rückgang des Zuckergehalts eindämmen kann. Die Lösung wurde unter industriellen Bedingungen getestet. "Die Behandlung der Rüben führt zu signifikant höheren Zuckerwerten nach der Lagerung", wie Kusstatscher gegenüber der APA berichtete.

Ebenso habe man ein Verfahren entwickelt, das schon vor der Ernte von Rüben zeigt, welche von welchen Feldern besonders anfällig für Lagerfäulnis sind und deshalb schnell verarbeitet werden müssen. Hier gehen die Forscher davon aus, dass die Ergebnisse künftig wirtschaftliche Verluste erheblich minimieren dürften.

Service: B. Wassermann, P. Kusstatscher, G Berg: "Microbiome response to hot water treatment and potential synergy with biological control on stored apples", Frontiers in Microbiol. Nov. 2019. Doi: 10.3389/fmicb.2019.02502