Entwicklungsphysiologische Besonderheiten des Frühjahrsgeophyten <em>Allium ursinum L.</em> und die daraus resultierenden Konsequenzen bei der Überführung in den nachhaltigen, feldmäßigen Anbau

Abstract

In den Jahren 2006 – 2008 wurde in einem durch die Firma Iglo Deutschland GmbH finanzierten Drittmittelprojekt die Möglichkeit einer Inkulturnahme von Bärlauch (<em>Allium ursinum L.</em>) geprüft. Für die Firma Iglo ist die nachhaltige Produktion der von ihnen verarbeiteten Lebensmittel essentiell, so dass Iglo auch für Bärlauch ein Konzept zur nachhaltigen Nutzung der Pflanzen benötigt, um aus Gründen der Lebensmittelsicherheit und Nachverfolgbarkeit der Produkte eine Alternative zu den bisher praxisüblichen Wildsammlungen in den Wäldern Europas zu entwickeln. Vor diesem Hintergrund war es das Ziel der Arbeit, ein nachhaltiges Anbau- und Nutzungskonzept zu entwickeln, welches sich nach den speziellen Bedürfnissen und Besonderheiten des Frühjahrsgeophyten richtet.<br /> 1. Untersuchungen an einem repräsentativen Wildstandort in der Eifel brachten wichtige, grundlegende Erkenntnisse zur Pflanzenentwicklung unter Berücksichtigung wichtiger standortrelevanter Faktoren. So führten schon geringfügige Änderungen der Einstrahlungsverhältnisse zu Veränderungen in der N- und Kohlenhydrat-Akkumulation verschiedener Entwicklungsstufen bei Bärlauch-Pflanzen.<br /> 2. Bei der Vermehrung sowohl über Samen als auch über Tochterzwiebelbildung konnten durch angepasste Stratifikationsmaßnahmen die Dormanzphasen wesentlich verkürzt werden. Bei den Samen brachten etablierte Methoden zur Erhöhung/Beschleunigung der Keimung keine nennenswerten Erfolge. Bei der vegetativen Vermehrung konnte nicht nur die Dormanzphase verkürzt werden, zusätzlich bewirkte der vor der endogenen Ruhe der Zwiebeln gesetzte Kältereiz eine signifikante Erhöhung der vegetativen Vermehrungsrate. <br /> 3. Eine N-Düngung in Höhe des kalkulierten Pflanzenentzugs, generierte den höchsten Ertrag in Form der Blattfrischmasse. Eine weitere Steigerung der N-Zufuhr zeigte keine signifikante Ertragssteigerung. Die über den Entzug mit N versorgten Pflanzen wiesen eine verspätete Abreife der Zwiebeln auf, was sich in einem verlangsamten Anstieg Fructangehalte in der Zwiebel widerspiegelte.<br /> 4. Eine gezielte Verringerung der Globalstrahlung am Kulturstandort führte zu einer signifikanten Ertragssteigerung. Die Zwiebeltrockenmasse sowie die in ihr gespeicherten Reservestoffe reagierten hingegen mit einer Substanzabnahme auf eine zunehmende Beschattung. 5. Das Beernten aller Blätter einer Pflanze in einer definierten Schnitthöhe von ¾ des Blattes führte zu keinerlei Schädigung oder Beeinträchtigung der Pflanze in Bezug auf ihr Abreifeverhalten und den nächstjährigen Wiederaustrieb. Somit stellt diese Beerntungsmethode den besten Kompromiss in Hinblick auf eine nachhaltige Anbauweise bei gleichzeitig höchstmöglichem Ertrag dar.<br /> Von der Saatgut-Bereitstellung mit einer Keimfähigkeit von bis zu 80 % und einer Steigerung der vegetativen Vermehrungsrate von 26 % ist es möglich, in kurzer Zeit einen stabilen Pflanzenbestand zu etablieren. Als wichtigste Kulturmaßnahmen tragen eine gezielte Düngung sowie eine Reduzierung der auf die Pflanze eintreffenden Lichtintensität zu einer teils erheblichen Ertragssteigerung bei. Das neu entwickelte Erntesystem schont die Pflanzen und verspricht somit eine nachhaltige, mehrjährige Nutzung bei gleichzeitig höchstmöglichen Erträgen. <br /> Mit der vorliegenden Arbeit wurde das Ziel realisiert, erste wichtige Erkenntnisse für den mehrjährigen, kulturmäßigen Anbau von Bärlauch zu erarbeiten, um von den ökologisch und lebensmittelhygienisch problematischen Wildsammlungen Abstand zu nehmen.

<strong>Physiological development characteristics of the spring geophyte <em>Allium ursinum L.</em> and the resulting consequences for a conversion into sustainable field cultivation</strong><br /> From 2006 to 2008 the possibility of a domestication of wild garlic (<em>Allium ursinum L.</em>) was tested within the context of a project funded by a third party, the Iglo Germany GmbH. Given the fact that for the company Iglo a sustainable production of their processed food is essential, they were interested in a plan for a sustainable use of wild garlic as an alternative to the common practice of wild collection in the woods across Europe in order to assure food safety and traceability of their products.<br /> In this respect it was the aim of this study to develop a sustainable cultivation and utilization concept which follows the specific needs and characteristics of the spring geophyte.<br /> 1. Studies in a typical native habitat in the Eifel brought important fundamental insights to the plant development considering essential location-related factors. It appeared that minimal changes in the irradiation conditions already lead to alterations in N and carbohydrate accumulation in the wild garlic plants of different developmental stages.<br /> 2. In the propagation by seeds as well as by daughter bulb formation the time of dormancy could be shortened by customized stratification schemes. In the seeds established methods for the increase/acceleration of the germination did not cause significant results. In the vegetative propagation not only the duration of the stage of dormancy could be shortened, but also the rate of vegetative propagation was increased by the cold temperature stimulus which was set prior to the endogenous rest of the bulb.<br /> 3. An N fertilization in the amount of the calculated plant withdrawal generated the highest yield in form of the leaf fresh weight. A further increase in N supply did not bring any significant yield enhancement. The excessively N fertilized plants reacted with a later ripening of the bulbs, which was reflected in a slower fructan increase in the bulbs.<br /> 4. A specific reduction of the global radiation at the agricultural site lead to a significant yield increase. The bulb dry matter as well as the stored reserve carbohydrates within the bulb reacted with a decrease of substance to an increasing shading.<br /> 5. The harvesting of all leaves of a plant in a defined cutting height of ¾ of the leaf did not lead to any damage or deterioration of the plant in relation to its ripening behaviour and its next year's growth.<br /> Thus, this harvesting method presents the best compromise with regard to a sustainable way of cultivation and at the same time the highest possible yield. Due to a seeds supply with a germination capacity of up to 80% and an increase in the vegetative propagation rate of 26% it is possible to establish a stable plant population in a short time.<br /> As the most important cultural activities a specific fertilization and a reduction of the radiation in the plant lead to a considerable increase in yield.<br /> The newly developed harvesting system preserves the plants and therefore promises a sustainable, perennial use with highest possible yields.<br /> With this study the aim was accomplished to work on first important insights for the perennial cultivation of wild garlic in order to find a sustainable alternative to wild collections which are problematic from an ecological and food hygiene point of view.