Ährenfusariosen in Weizen

Mit Schädling befallene Weizenähre
Fusariosen zählen weltweit zu den bedeutendsten Getreidekrankheiten. Zahlreiche Fusarium-Arten können sowohl das keimende Korn, die Halmbasis, die Blätter, vor allem aber die Ähren befallen. Die Folge sind erhebliche Ertrags- und Qualitätseinbußen durch höhere Schmachtkornanteile sowie niedrigere Tausendkorngewichte, Fallzahlen oder Sedimentationswerte. Der Hauptschaden entsteht jedoch durch die Mykotoxine, giftige Stoffwechselprodukte, wie z. B. Deoxynivalenol (DON) oder Zearalenon (ZEA), die von einigen Fusarium-Arten gebildet werden. Deren potenzielle Gesundheitsgefährdung für Mensch und Tier haben den Gesetzgeber zur Einführung entsprechender Grenz- und Richtwerte veranlasst.

Infektion und Schadbild

Bei wechselfeuchter Witterung mit Temperaturen über 16°C kann Weizen, ab Mitte des Ährenschiebens bis Ende der Blüte, von Fusarien infiziert werden. Vor allem Maisstoppelreste auf der Bodenoberfläche sind hierbei die wichtigste Infektionsquelle.
Mit dem Wind gelangen die Pilzsporen von den Ernterückständen in die Weizenähre und können dort die Einzelährchen infizieren. Sichtbar wird dies etwa zwei bis drei Wochen später durch ein vorzeitiges Ausbleichen der befallenen Ährchen. Dringt der Pilz bis zur Spindel vor, wird die Nährstoffzufuhr des darüber liegenden Teils der Weizenähre unterbunden, was zum Ausbleichen der Ährenabschnitte und zur Schmachtkornbildung führen kann. Das Schadbild wird daher auch als Partielle Weiß- oder Taubährigkeit bezeichnet. Bei anhaltend feucht-warmer Witterung oder einer durch Nässe verzögerten Ernte kann sich die Befallsstärke und die Mykotoxinbildung weiter erhöhen.

Ausbreitung von Fusarium graminearum

Mit dem Wind gelangen die Pilzsporen von den Ernterückständen in die Weizenähre und können dort die Einzelährchen infizieren. Sichtbar wird dies etwa zwei bis drei Wochen später durch ein vorzeitiges Ausbleichen der befallenen Ährchen.
Dringt der Pilz bis zur Spindel vor, wird die Nährstoffzufuhr des darüber liegenden Teils der Weizenähre unterbunden, was zum Ausbleichen der Ährenabschnitte und zur Schmachtkornbildung führen kann. Das Schadbild wird daher auch als Partielle Weiß- oder Taubährigkeit bezeichnet. Bei anhaltend feuchtwarmer Witterung oder einer durch Nässe verzögerten Ernte kann sich die Befallsstärke und die Mykotoxinbildung weiter erhöhen. Der herausgehobene Einfluss der Witterung auf das Infektionsgeschehen erklärt auch, weshalb Ährenfusariosen in manchen Jahren oder Regionen stärker auftreten können, obwohl sich die weiteren Einflussfaktoren nur wenig unterscheiden.

Maßnahmen zur Minimierung des Befallsrisikos und der Mykotoxinbildung im Feld

Fruchtfolge und Bodenbearbeitung

Die Kombination von Maisvorfrucht mit nicht wendender Bodenbearbeitung besitzt das größte Risikopotenzial. Andere Vorfrüchte oder eine Bodenbearbeitung die den raschen Abbau von Stoppelresten und anderen organischen Material an der Oberfläche ermöglicht, mindern dagegen das Befallsrisiko.

Sortenwahl

Die Wahl einer gering anfälligen Weizensorte (Note 3 bis 4 des Bundessortenamtes) reduziert das Risiko.

Aktuelle Sortenempfehlungen für Bayern einschließlich ihrer Fusariumeinstufung

Fungizideinsatz

Eine gezielte Behandlung mit gegen Fusarium zugelassenen Mitteln in der Regelaufwandmenge kann den DON-Gehalt im Erntegut um 50 bis 80 Prozent reduzieren. Entscheidend für den Wirkungsgrad ist eine infektionsnahe Fungizidapplikation im Zeitfenster von 2 Tagen vor bis max. 4 Tagen nach einem Niederschlagsereignis in der kritischen Phase ab Ende des Ährenschiebens.

Aktuelles zur Krankheitsbekämpfung in Getreide einschließlich der Fungizidbewertungen

Weitere ackerbauliche Maßnahmen

Auf bedarfsgerechte Nährstoffversorgung ist zu achten. Lager sollte vermieden werden, ohne aber übermäßig einzukürzen. Homogene Bestände gewährleisten eine möglichst einheitliche, kurze Blühdauer.
Derzeit kann keine Einzelmaßnahme den Fusariumbefall auf dem Feld gänzlich verhindern. Nur mit einem integrierten Ansatz, der gleichzeitig mehrere Faktoren berücksichtigt, ist das Fusarienrisiko in den Griff zu bekommen.

Maßnahmen zur Verringerung von Mykotoxingehalten bei der Ernte, Lagerung und Verarbeitung

Sobald die Druschfähigkeit erreicht ist, sollte unverzüglich geerntet werden. Generell sollte bei Kornfeuchten über 15 % nachgetrocknet werden. Stärker befallene Vorbeete sind möglichst getrennt zu ernten, zu lagern und zu verwerten. Durch stärkere Windeinstellung können bereits beim Mähdrusch oder später bei entsprechenden Reinigungsschritten sowohl die stärker belasteten Spelzen als auch ein Teil der leichteren Fusarienkörner entfernt und dadurch der Mykotoxingehalt verringert werden.
Im Lager sind die grundlegenden Hygienemaßnahmen anzuwenden. DON bleibt während der Lagerung weitgehend stabil. Infolge erhöhter Temperaturen und Feuchte können jedoch die Toxingehalte auch zunehmen. Bei der späteren Verarbeitung lässt sich durch entsprechende Schälvorgänge der DON-Gehalt in gewissem Maße reduzieren, da die Toxinkonzentration in der Kornschale meist höher ist. Im Verlauf der weiteren Prozesse ist zu beachten, dass DON relativ gut wasserlöslich, jedoch weitgehend hitzestabil ist.

Bestimmen des Fusariumbefalls und der DON-Gehalte

Eine Ährenbonitur etwa zur Milchreife ist die erste Möglichkeit, um den Fusariumbefall zu bestimmen. Aufgrund unterschiedlicher Resistenztypen der Weizensorten sowie verschiedener Fusariumarten ist dabei allerdings keine Beurteilung des späteren DON-Gehaltes möglich. Eine weit bessere Abschätzung ermöglicht dagegen eine repräsentative Ährenprobe 7 bis 14 Tage vor der Ernte. Dazu sollten an mindestens 20 Stellen jeweils 10 Ähren ausgewählt und ausgedroschen werden (per Hand oder z.B. mit einem handgeführten Minimähdrescher).
Eine Abschätzung ist dann mit einem handelsüblichen DON-Schnelltest möglich oder durch eine exaktere Analyse über ein Labor (in der Regel nach dem ELISA- oder HPLC-Verfahren).
Am Erntegut ist durch visuelle Bonitur eine erste grobe Abschätzung des DON-Gehaltes anhand des prozentualen Anteils von Fusarienkörnern in der Weizenpartie möglich. Diese sind typischerweise hell-weißlich, meist eingedellt und an den Kornspitzen teils rötlich verfärbt. Unter der Annahme, dass sich etwa 80 Prozent der DON-Menge einer Partie in diesen Fusariumkörnern befindet, entspricht ein Prozent befallener Körner schätzungsweise einem DON-Gehalt von 450 μg/kg bis 900 μg/kg. Diese Auszählmethode ist jedoch stark abhängig von der Erfahrung des Boniteurs. Besser geeignet ist auch hier die direkte Messung des Toxins über Schnelltests bzw. Laboranalysen an einer repräsentativen Mischprobe des Erntegutes (aus möglichst vielen Teilproben einer Partie).
Da sich die Mykotoxinmenge im Erntegut sehr heterogen auf relativ wenige Körner verteilt und die eigentliche Messung nur an einer geringen Einwaage erfolgt, ist eine repräsentative Probenahme vor der DON-Bestimmung von entscheidender Bedeutung. Für die amtliche Kontrolle hat die EU diesbezüglich die Verordnung (EG) Nr. 401/2006 erlassen.

Grenz- bzw. Richtwerte für Fusarientoxine je nach Verwertungsrichtung

Die aus Vorsorge für die menschliche Gesundheit erlassene EU-Verordnung Nr. 1881/2006 legt seit 1. Juli 2006 folgende Höchstgehalte für Fusarientoxine in Getreide und Getreideprodukten zur Verwendung als Lebensmittel fest:
Höchstgehalte für Fusarientoxine in Getreide und Getreideprodukten zur Verwendung als Lebensmittel
ErzeugnisDON μg/ kgZEA μg/ kg
Unverarbeitetes Getreide*,
außer Hartweizen, Hafer, Mais
1.250100
Unverarbeiteter Hartweizen und Hafer1.750100
Zum unmittelbaren menschlichen Verzehr bestimmtes Getreide, Getreidemehl75075
Teigwaren (trocken)750-
Brot, feine Backwaren, Kekse, Getreide-Snacks, Frühstückscerealien50050
Getreidebeikost, andere Beikost für Säuglinge und Kleinkinder20020
*Unverarbeitetes Getreide ist Getreide bis zur ersten Verarbeitungsstufe. Verfahren zur Reinigung, Sortierung und Trocknung gelten nicht als „erste Verarbeitungsstufe“, sofern das Getreidekorn selbst nicht
physikalisch behandelt wird und das ganze Korn nach der Reinigung und Sortierung intakt bleibt.
Die genannte EU-Verordnung verbietet zudem ein Mischen von Erzeugnissen, welche die Höchstgehalte einhalten mit solchen, die diese überschreiten („Verschneidungsverbot“). Ebenso ist eine Entgiftung durch chemische Behandlung untersagt.
Für Futtermittel gibt die EU-Kommision für die Fusarientoxine DON und ZEA die folgenden Empfehlungen bei 88 Prozent Trockensubstanz als Richtwerte:
Orientierungswerte für DON und ZEA bezogen auf die Gesamtration bei 88 % Trockensubstanz
Richtwerte für FuttermittelDON μg/kgZEA μg/kg
Einzelfuttermittel *)
Getreide und Getreideerzeugnisse **)
8.0002.000
Mischfuttermittel außer
Mischfuttermittel für Schweine
Mischfuttermittel für Kälber (<4 Monate), Lämmer und Ziegenlämmer
5000
900
2000
 
Mischfuttermittel für
Ferkel, Jungsauen
Sauen und Mastschweine
Kälber, MIlchkühe, Schafe (einschließlich Lämmer) und Ziegen (einschließlich Ziegenlämmer)
 100
250
500
*) Bei der Verfütterung von Getreide und Getreideerzeugnissen ist darauf zu achten, dass das Tier pro Tag keiner höheren Menge an diesen Mykotoxinen ausgesetzt ist als bei der ausschließlichen Fütterung eines
Alleinfuttermittels.
Ein Alleinfuttermittel ist ein Mischfuttermittel, das den täglichen Bedarf deckt.
**) Der Begriff „Getreide und Getreideerzeugnisse“ umfasst nicht nur die im Katalog der Einzelfuttermittel (Verordnung (EU) Nr. 68/2013) aufgeführten Einzelfuttermittel wie z. B. Getreideschlempe, sondern auch
andere aus Getreide gewonnene Einzelfuttermittel, vor allem Getreidegrünfutter und -raufutter.
Die futtermittelrechtlichen Richtwerte bei Getreide und Getreideerzeugnissen sind als Obergrenzen anzusehen. Da Richtwerte keine Höchstgehalte darstellen, gilt für DON und ZEA in Futtermittel kein Verschneidungsverbot.
Weitere Informationen gibt die Empfehlung der EU-Kommission (2006/576/EG).

Alternative Verwertungsmöglichkeiten

Außer zum Zweck der Lebens- und Futtermittelerzeugung kann Weizen in vielfältiger Weise auch als Nachwachsender Rohstoff (z. B. Bioethanol, Biogas, Biomassebrennstoff) eingesetzt werden. Vorgaben bezüglich der Mykotoxingrenzwerte existieren mit Ausnahme der Bioethanolerzeugung nicht. Da die bei der Herstellung von Bioethanol anfallende Schlempe in der Regel als Futtermittel in Verkehr gebracht wird und sich die
Mykotoxin-Gehalte im Herstellungsprozess gegenüber dem Ausgangsgetreide etwa verdreifachen, werden hier von den Betreibern entsprechend niedrige Toxinwerte verlangt. Der Einsatz in Biogasanlagen ist auch ein möglicher Verwertungspfad von Getreidepartien mit Fusarienbefall. Untersuchungen belegen, dass die Fusarienpilze in einer Biogasanlage sowohl unter
thermophilen als auch mesophilen Bedingungen – falls keine Kurzschlussströmung stattfindet – inaktiviert
werden. Gleichfalls wird das Mykotoxin DON abgebaut.
Generell sind dabei die rechtlichen Vorschriften zu
berücksichtigen. Auch sind die phytosanitären Risiken aller eingesetzten Rohstoffe durch von Fachleuten empfohlene Vergärungstechniken auszuschließen.
Eine Verbrennung von Getreide, das aufgrund einer Fusariumbelastung für die Nutzung als Nahrungs- oder Futtermittel ungeeignet ist, ist prinzipiell ebenfalls möglich, allerdings gilt es im Einzelfall für beide Verwertungswege die teils komplexen rechtlichen Rahmenbedingungen vorher abzuklären. Mit der Novelle der 1. BImSchV (seit 22. März 2010) können Getreidebrennstoffe im kleinen Leistungsbereich unter 100 kW zwar grundsätzlich in Betrieben der Land- und Forstwirtschaft, des Gartenbaus und in Betrieben des agrargewerblichen Sektors, die Umgang mit Getreide haben – insbesondere Mühlen und Agrarhandel – verwendet werden. Allerdings werden an neu errichtete Kessel für diese Brennstoffart spezielle zusätzliche Anforderungen hinsichtlich der zulässigen Emissionen gestellt.
Diese Anforderungen müssen in einer erweiterten Typenprüfung nachgewiesen sein. Anlagen, die diese Typenprüfung mit den neuen Anforderungen erfolgreich bestanden haben, sind derzeit aber noch nicht verfügbar. Für Anlagen mit mehr als 100 kW Feuerungswärmeleistung besteht eine emissionsrechtliche Genehmigungspflicht für den Einzelfall.
Neben den emissionsrechtlichen Fragen sind diverse technische Schwierigkeiten zu überwinden. Bedingt durch die schwierigen Brennstoffeigenschaften von Getreide (hohe Aschegehalte, niedrige Ascheschmelzpunkte, hohe Kalium- und Chlorgehalte etc.) sind speziell angepasste und aufwändige Kesselanlagen notwendig, die über konstruktive Maßnahmen zur Verminderung der Schlackebildung, zur Verhinderung von Korrosion sowie über kesselintegrierte Emissionsminderungsmaßnahmen verfügen. Zur Einhaltung der Emissionsbegrenzungen sind außerdem kostspielige sekundäre Abgasreinigungseinrichtungen erforderlich, insbesondere zur Minderung des Feinstaubausstoßes.
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