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Arbeitsschwerpunkt "Mykotoxine"
Link zu "Ährenfusarium"
- Seite des Instituts für Pflanzenschutz
Schimmelpilze und Mykotoxine
Schimmelpilze (z.B. Fusarium-, Aspergillus-, Penicillium-Arten) sind ein weltweites Problem. Sie können sowohl die wachsende als auch die reifende Pflanze auf dem Feld befallen oder sich bei ungenügender Konservierung im Lagergut und auf Futter- und Lebensmitteln vermehren. Der Pilzbefall kann zu Schäden an den Pflanzen und zum Verderb von Getreide, Stroh, Heu, Silagen und auch Lebensmitteln führen. Dabei werden von den Schimmelpilzen Giftstoffe, die sogenannten Mykotoxine, gebildet. Derzeit sind mehr als 300 verschiedene Mykotoxine bekannt, die von mehr als 250 verschiedenen Schimmelpilzarten produziert werden. Einige dieser Mykotoxine sind regelmäßig in Ernteprodukten vorhanden, gelangen somit in die Nahrungskette und können Vergiftungen bei Mensch und Tier verursachen. Das Gefährdungspotenzial der Mykotoxine ist sehr groß. So können sie z.B. schon in sehr geringen Konzentrationen zu Wachstums- und Fruchtbarkeitsstörungen bei Tieren führen. Außerdem begünstigen sie wegen ihrer immunsuppressiven Wirkung das Auftreten und den Schweregrad von Infektionskrankheiten. Das direkte Erkennen der Schadwirkung von Mykotoxinen ist aber schwierig, da selten typische Erkrankungsbilder ausgelöst werden und meist chronische Leistungs- und Gesundheitsdepressionen zu beobachten sind.
Nach Angaben der UN Food and Agriculture Organization (FAO) ist die Weltproduktion von Nahrungsmitteln bis zu 25% mit Mykotoxinen kontaminiert. Trotz des hohen Standards in der Nahrungsmittelproduktion in Mitteleuropa und anderen entwickelten Staaten, der eine akute Gefährdung durch Mykotoxine weitgehend ausschließt, wurden zur Vorbeugung und Risikominimierung EU-weit geltende Richtlinien und gesetzliche Regelungen erlassen.
Bekannte Mykotoxine sind z. B.
- Fusarien-Toxine (Trichothecene wie das Deoxynivalenol = DON, Zearalenol, Fumonisine; Vorkommen besonders bei Getreide und Mais)
- Aflatoxine (betroffen ist die Maisproduktion in den USA oder tropischen Ländern; kommen vor allem in ölhaltigen Samen und Nüssen wie Erdnüsse, Mandeln, Pistazien, Mohn, Sesam, aber auch z. B. in Reis, Hirse, Ackerbohnen vor)
- Ochratoxine (auf Ernteprodukten wie Mais, Hafer, Gerste, Weizen, Roggen, Buchweizen, Reis, Hirse, Sojabohnen, Erdnüssen, Paranüssen, Pfeffer)
- Mutterkornalkaloide (bei Roggen, seltener Weizen, hier besonders Hartweizen, Dinkel, Gerste, Wildgräser)
- Patulin (bei Obst und Gemüse)
Arbeitsschwerpunkt Mykotoxine
Zur zeitnahen Lösung der im Zusammenhang mit Schimmelpilzen und Mykoxtoxinen bestehenden Probleme wurde an der LfL der Arbeitsschwerpunkt "Mykotoxine" eingerichtet. Im diesem Arbeitsschwerpunkt sollen die Gefährdung und gegebenenfalls die Belastung von landwirtschaftlichen Produkten (Futter- und Lebensmittel) mit toxinbildenden Pilzen und Mykotoxinen erfasst werden (Monitoring). Besonderes Augenmerk wird im Sinne einer vorausschauenden Risikobewertung auch auf Verschiebungen in der Bedeutung sowie auf neu auftretende Toxinbildner gelegt und dementsprechend auf das möglicherweise künftig verstärkte Vorkommen bislang weniger bedeutungsvoller Mykotoxine.
Besondere Probleme bestehen in der landwirtschaftlichen Produktion derzeit beim Anbau von Getreide, vor allem Weizen und Mais, welche von Fusarien befallen werden und mehr oder weniger stark mit Mykotoxinen (DON) belastet sind. Bislang vorliegende Erkenntnisse belegen eindeutig, dass eine Problemlösung nur über einen interdisziplinären Ansatz zu erreichen ist.
Neben den Fusarium-Toxinen werden auch andere Toxine bearbeitet. Mutterkorn ist wieder aktuell, weil ein Höchstwert für den Gesamtalkaloidgehalt oder auch für Einzelalkaloide diskutiert wird. Ochratoxin A kann als Lagerpilz-Mykotoxin durch gute fachliche Praxis vermieden werden, dies ist gleichbedeutend mit einem geringeren Eintrag in die Nahrungskette.
Folgende Organisationseinheiten der LfL sind am Arbeitsschwerpunkt "Mykotoxine" beteiligt:
Institut für Pflanzenschutz (IPS)
Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung (IPZ)
Institut für Agrarökologie, Ökologischen Landbau und Bodenschutz (IAB)
Institut für Landtechnik und Tierhaltung (ILT)
Institut für Tierernährung und Futterwirtschaft (ITE)
Abteilung Qualitätssicherung und Untersuchungswesen (AQU)
Abteilung Versuchsbetriebe (AVB)
Darüber hinaus bestehen in diesem Kontext enge Kooperationen mit einer Vielzahl von nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen, Züchtern und dem Handel. Zudem befassen sich die Landesanstalten und Landwirtschaftskammern unter Federführung der LfL innerhalb einer bundesweiten Mehrländer-Arbeitsgruppe intensiv mit der Thematik.
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Fusarium-Problematik
Alle Getreidearten und viele andere Pflanzen können von Fusarien befallen werden. Mit Abstand am meisten betroffen ist Durum-Weizen, gefolgt von Triticale, Hafer und Weichweizen. In manchen Jahren kann bei diesen Kulturen der Befall ein erhebliches Ausmaß annehmen. Bei den übrigen Getreidearten ist in Deutschland das Risiko des Fusariumbefalls eher gering. Weltweit gilt diese Krankheit als die wichtigste Getreidekrankheit überhaupt.
Doch nicht nur der Fusariumbefall selbst stellt ein Problem dar. In besonderem Maße bereiten auch die von Fusarien gebildeten Mykotoxine (vor allem Deoxynivalenol = DON) Schwierigkeiten. Diese führen zu einer Belastung des Ernteguts, gelangen in die Nahrungskette und können eine Gefahr für Mensch und Tier darstellen. Mit der EU-Verordnung vom 6. Juni 2005, die aus reiner Vorsorge für die menschliche Ernährung erlassen wurde, gelten seit 1. Juli 2006 festgelegte Höchstwerte für DON in Getreide und Getreideprodukten.
Das Fusarium-Problem ist beherrschbar
Auch wenn noch eine Vielzahl von Fragen offen ist, sind nach bisherigen Erkenntnissen Fusarien und Mykotoxine "beherrschbar". Die Landwirte müssen durch vorbeugende Maßnahmen in der Getreideproduktion das Risiko einer Belastung mit Mykotoxinen minimieren. Im Vordergrund stehen dabei:
· die Wahl fusariumresistenter Sorten
· eine sorgfältige Bodenbearbeitung vor Getreide
· Optimierung der Fruchtfolge
Unter Risikobedingungen sind weitere Maßnahmen zu ergreifen:
· geeignete Pflanzenschutzanwendung zur Blüte
· die Bewertung des Feldbestandes auf Risiken (z.B. Lager, sichtbarer Befall mit Fusarium)
· sorgfältige Bewertung des Ernteguts vor dem Inverkehrbringen
· die alternative Verwertung befallener Partien (z.B. Biogas)
· Dokumentation aller wichtigen Produktionsschritte
- Körnermais
- Ergebnisse zu Fusariumbefall und Toxingehalten in Bayern
- Verfahrenstechnik
- Wirkung von intensivem Zerkleinern des Maisstrohs beim Mähdrusch auf die Fusariumbelastung in der Folgekultur Winterweizen
- Pflanzenschutz
- Bekämpfung von Fusarien, Risikofaktoren, Versuchsergebnisee
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Prognose einer Fusarien-Infektion
Schlagspezifische Risikobeurteilung Fusarien
- Die Anzahl der Risikofaktoren (Vorfrucht, Sorte, Fungizidbehandlung, Bodenbearbeitung, Witterung) erhöht multiplikativ den zu erwartenden Toxinwert.
Die Wetterregel nach Obst und Bechtel
- Das Modell basiert im Wesentlichen auf den Wettervoraussetzungen für Sporenflug vor sowie während der Blüte des Weizens und den Infektionsbedingungen für die Weizenähre bis zum Ende der Blüte.
Vorernte-Monitoring auf DON
- Fusarium-Vorerntemonitoring 2007
- Pilotprojekt des Bayerischen Müllerbundes e.V. und der LfL
- Fusarium-Vorerntemonitoring 2008
- Verbundprojekt im Rahmen des Clusters Ernährung des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten. Das 2007 gestartete Pilotprojekt wurde 2008 mit erweitertem Teilnehmerkreis fortgesetzt: Neben dem bayerischen Müllerbund e.V. beteiligten sich 2008 der Verband Deutscher Mühlen e.V., der bayerische Landhandelsverband e.V. und die BayWa AG
Nachernte-Monitoring auf Fusarien und DON
Seit 2003 wird in Bayern Erntegut von Weizen und Roggen hinsichtlich des auftretenden Artenspektrums der Gattung Fusarium und der Mykotoxinbelastung untersucht.
Es zeigte sich, dass Roggen meist weniger stark mit Fusarium ssp. belastet war als Weizen. Dabei war sowohl bei Weizen als auch bei Roggen F. graminaerum die am häufigsten vorkommende DON-produzierende Art. Es konnten Befallsstärken von bis zu 31 % infizierter Körner beobachtet werden.
F. culmorum trat demgegenüber deutlich in den Hintergrund. Lediglich im Jahr 2008 wurde diese Art deutlich häufiger nachgewiesen. Auffällig war ferner das starke Auftreten von F. poae bis hin zu 28,5 % befallener Körner in einzelnen Partien. Daneben konnten F. avenaceum, F. tricinctum, F. sporotrichioides in einem größerem Umfang nachgewiesen werden. In wesentlich geringerem Ausmaß wurden F. equiseti, F. oxysporum und Microdochium nivale beobachtet.
Die höchsten Gehalte an DON beim Weizen wurden in den Jahren 2003 und 2004 registriert mit arithmetischen Mittelwerten von 290 und 345 sowie Medianwerten von 100 und 96 µg/kg. Die Maximalwerte bewegten sich zwischen knapp 3000 und 7600 µg/kg. Die Jahresdifferenzen sind sehr wahrscheinlich überwiegend auf Witterungseinflüsse zurückzuführen. Die regionale Verteilung der DON-Werte folgte meistens dem bereits aus früheren Jahren bekannten Muster, d.h. die südbayerischen Regierungsbezirke wiesen höhere Durchschnittswerte auf, während in den nordbayerischen Regierungsbezirken ein niedriges DON-Niveau vorherrscht mit Ausnahme einzelner Höchstwerte. Beim Roggen liegen die entsprechenden Kennzahlen wesentlich niedriger, so dass hinsichtlich der Mykotoxinbelastung keine große Gefahr zu sehen ist.
Mykotoxin-Analytik und Fusarium-Diagnostik
Schimmelpilze und Mykotoxine in Futtermitteln
- Schimmelpilze und Mykotoxine in Futtermitteln - Vorkommen, Bewerten, Vermeiden - Beratungsunterlage
- In einer länderübergreifende Zusammenarbeit der Landesanstalten für Landwirtschaft wurde eine Beratungsunterlage erarbeitet. Damit sollen Hinweise zur Interpretation von Analysenergebnissen im landwirtschaftlichen Betrieb und zur Entscheidungsfindung bei beginnendem Futterverderb gegeben werden. Dazu sind die aktuellen Bewertungsmaßstäbe dargestellt, um vorbeugende Maßnahmen zur Vermeidung von Mykotoxinen in Futtermitteln (Futtergetreide, Grünfutter, Silage, Heu und Stroh) und zur Minderung ihrer Schadwirkung durchzuführen.
Vermeidung von Mykotoxinen bei der Silierung
- Trockenheit begünstigt den Maisbeulenbrand
- In befallener Silage wurde ein erhöhter Gehalt verderbanzeigender Pilze festgestellt, der auf eine geringere aerobe Stabilität schließen lässt.
- Rostbefall an Gräsern
- Bei Rostbefall sollten Wiesen- und Ackerfutter baldmöglichst gemäht und siliert werden zur Reduzierung der Sporenlast in der Atemluft der Nutztiere. Aktuell ist nicht bekannt, ob Toxine durch den Gärprozess abgebaut werden.
- Empfehlungen zum Controlling am Silo
- Durch das Controlling am Silo sollen Schimmelpilz-Befall und Mykotoxin-Belastung vermieden werden.
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LfL-Publikationen
Verordnungen und Richtlinien
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft
Vöttinger Str. 38, 85354 Freising-Weihenstephan
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