Agronomic approaches in yield and quality stability of high oleic sunflowers (Helianthus annuus L.) | Pflanzenbauliche Ansätze zur Ertrags- und Qualitätssicherung bei hochölsäurehaltigen (HO) Sonnenblumen (Helianthus annuus L.)

Die hochölsäurehaltige Sonnenblume besitzt ein großes Potential für eine industrielle Verwendung z. B. in der Oleochemie, für biologische Schmierstoffe oder als Biodiesel. Das Öl der derzeitigen Sorten von HO-Sonnenblumen enthält sogar bis zu 90 % und mehr Ölsäure. Obwohl das Ertragspotential der HO-Sonnenblume ähnlich dem konventioneller Sonnenblumen ist, gibt es einige Einschränkungen, die der Ausdehnung ihres Anbaus in Deutschland entgegenstehen. Kühle und feuchte Wetterbedingungen beeinträchtigen das Ertragspotential der Sonnenblume vorwiegend während der frühen Keimlingsentwicklung und der späten Abreife vor der Ernte. Typisch ist das Auftreten pilzlicher Krankheiten, besonders Sclerotinia sclerotiorum (Stängel- und Korbfäule) und Botrytis cinerea (Grauschimmel), vorwiegend zum Ende der Vegetationsperiode. Daher ist es bedeutsam alternative pflanzenbauliche Ansätze zu erarbeiten und prüfen, die eine Korn- und Ölertragsstabilität sowie die gewünschte Ölkomposition garantieren und die Gesunderhaltung der Pflanzenbestände im vorwiegend feuchten Herbst sicherstellen, da HO-Sonnenblumen unter mitteleuropäischen Klimabedingungen spät abreifen.Drei HO-Sonnenblumensorten, die unterschiedliche Reifegruppen repräsentieren, wurden an zwei Standorten, Braunschweig und Eckartsweier, die zwei unterschiedliche Klimaregionen Mitteleuropas widerspiegeln, auf ihren Ertrag, ihre Qualität und den Befall mit pilzlichen Schaderregern untersucht. Folgende Ansätze wurden im Rahmen dieser Studie untersucht: Da zurzeit kein Fungizid für den Einsatz an Sonnenblumen in Deutschland zugelassen ist, wurde das Breitbandfungizid Folicur, welches vorwiegend im Rapsanbau eingesetzt wird, auf seine Wirksamkeit zur Kontrolle pilzlicher Krankheiten bei Sonnenblumen untersucht. Als ein alternatives Verfahren zur Unterdrückung pilzlicher Krankheiten wurde das resistenzinduzierende Mittel Benzo (1,2,3) thiadiazole-7-carbothioic (BTH) in Form des kommerziell verfügbaren Produkts BION (Syngenta) unter Feldbedingungen getestet. Zusätzliche Gewächshausversuche in Braunschweig im Jahr 2003 dienten dazu, die Wirkung einer BION-Anwendung auf künstlich mit Sclerotinia infizierte Pflanzen unterschiedlichen Entwicklungsstadiums unter kontrollierten Bedingungen zu beobachten. Ammonium-basierte Flüssiginjektionsdüngung, üblicherweise in Deutschland als CULTAN abgekürzt, wurde als alternative Form der Pflanzenernährung auf ihr Potential zur Unterdrückung pilzlicher Angriffe untersucht. Außerdem sollte die Bodenapplikation der Bakterienmischung Mikro-Vital , deren Hauptzweck die Verfügbarmachung von Nährstoffen für Kulturpflanzen ist, zeigen, ob sie zusätzlich bodenbürtige pilzliche Schaderreger unterdrücken kann.Da pilzliche Schaderreger Zucker als Kohlenstoff- und Energiequelle nutzen, wurde der Zuckergehalt unterschiedlicher Pflanzenteile zu unterschiedlichen Entwicklungsstadien analysiert, um herauszufinden, ob eine Korrelation zwischen dem Zeitpunkt der Pilzinfektion und dem Zuckeranteil in diesen Pflanzenteilen existiert.Die drei HO-Sonnenblumensorten zeigten in beiden geprüften klimatischen Regionen gute Korn- und Ölerträge. Allerdings offenbarten sie auch eine geringe Toleranz gegenüber Pilzkrankheiten und waren in kühlen und feuchten Jahren stark infiziert.Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass das geprüfte kommerzielle Fungizid die Pilzinfektionsrate nicht verringert, teilweise sogar eine Verschlechterung verursachte. Die bedeutendsten Qualitätsparameter wurden durch eine Fungizidbehandlung hingegen nicht beeinträchtigt.Der Resistenzinduktor BION konnte nur im ersten Versuchsjahr den Pilzbefall vermindern, nicht jedoch in den Folgejahren 2003-2005. Seine Anwendung steigerte im ersten Jahr leicht den Ölgehalt, allerdings traten im Mittel der Versuchsjahre keine signifikanten Veränderungen des Ölgehalts und der Ölzusammensetzung auf. Unter Gewächshausbedingungen konnte das Mittel eine Sclerotinia-Infektion verzögern, jedoch nicht verhindern. Ammonium-basierte Flüssigdüngung reduzierte generell nicht die Infektionsrate. Geringe Zu- und Abnahmen des Kornertrags in Abhängigkeit von Sorte, Standort und Jahr konnten beobachtet werden. Sie verursachte des Weiteren eine Zunahme des Ölgehalts in Braunschweig, jedoch eine Abnahme in Eckartsweier. Die Ölzusammensetzung wurde generell nicht beeinflusst. Die Ausbringung von Mikro-Vital konnte als Verfahren der Kontrolle von Pilzinfektionen nicht überzeugen. Das Mittel resultierte in einem geringfügigen Ertragszuwachs, der jedoch lediglich sortenabhängig und nicht stabil über alle Versuchsjahre auftrat. Nur in warmen und trockenen Jahren wurde der Ölgehalt angehoben, jedoch blieben sonst üblicherweise Ölgehalt und zusammensetzung unverändert.Die Zuckeruntersuchung zeigte beträchtliche Zuckermengen im Korb am Ende der Vegetationsperiode, die als Attraktionszentrum für pilzliche Schaderreger fungieren können.

The high oleic (HO) sunflower has a high potential for industrial use such as oleo chemistry, bio lubricants or bio diesel. Oil from recent high oleic sunflower varieties contains up to 90 % oleic acid and more. Although the HO sunflower has a yield potential comparable to the conventional sunflowers, there are certain constraints that hinder its production in Germany. Cold and wet weather conditions affect sunflower s potential during the period of seedling establishment as well as the harvest. Fungal diseases especially Sclerotinia sclerotiorum (white rot) and Botrytis cinerea (grey mould) are prevalent. Therefore it is essential to explore and test alternative agricultural approaches that ensure stable kernel and oil yield, desired oil composition, and promote healthy plant development in the predominantly wet autumn, since HO sunflowers mature late under central European climatic conditions.Three different HO sunflower varieties representing different ripening classes were examined for yield, quality and fungal disease rate at two different locations, Braunschweig and Eckartsweier, representing two different climatic regions in central Europe. Following approaches were tested in this study: Since there is no registered fungicide for sunflowers in Germany, a broad spectrum fungicide Folicur, which is predominantly used on rape seeds, was examined for its potential in controlling fungal diseases in sunflowers. As an alternative disease control method, the resistance inducing agent Benzo (1,2,3) thiadiazole-7-carbothioic (BTH) as the commercial available product BION (Syngenta) was tested under field conditions. Additionally, greenhouse experiments were conducted at Braunschweig in 2003 in order to observe the effect of BTH application on Sclerotinia infection at different growth stages under controlled conditions. Ammonium based liquid fertilizer injection, commonly called as CULTAN in Germany, was examined as an alternative plant nutrition method and for its potential to reduce fungal attacks. The bacterial mixture Mikro-Vital has been developed to supply the plants with nutrients and to suppress soil-borne fungal pathogens by soil application.Since fungal pathogens use sugar as the carbohydrate and energy source, sugar content of different plant parts was analyzed at different growth stages to find out possible correlation between the time fungal infection and the sugar content in these plant parts.The three HO sunflower varieties showed good kernel and oil yield performance under both climatic conditions. However, the varieties showed low tolerance against fungal diseases and were severely infected in cold and wet years. Results indicate that the commercial fungicide does not reduce fungal infection rate and even showed in some cases yield suppression. Quality parameters were not affected by fungicide application. The resistance inducing product BION could suppress fungal disease severity only in the first experimental year, but not in the following experimental years in 2003-2005. It slightly increased the oil content in the first year, whereas no significant change in oil content and composition was observed in a mean of all experimental years. Under greenhouse conditions, it could slow down the Sclerotinia infection but did not hinder it. Ammonium based liquid fertilization in general did not reduce fungal infection rate. Slight increases and decreases were observed in grain yield depending on the variety, location and year. It caused increase in oil content at Braunschweig and a decrease at Eckartsweier. Oil composition was not changed by the alternative fertilization method. Mikro-Vital application also could not proof as a method for control of fungal diseases. It resulted a slight increase in yield but only depended on the variety and this increase was not constant through the years. Only in warm and dry year, oil content was increased but in general neither oil content nor the composition was changed.Sugar analysis showed that there is still a high amount of sugar in the plant head at the end of the vegetation period which acts as attraction center for fungal pathogens.