Autor: Ron Cohen, Yosef Burger, Menahem Edelstein und Carmela Horev Agricultural Research Organization, Newe Ya’ar, Israel | Amnon Koren Hishtil Nurseries, Israel

Veredelte Gemüse werden in Asien seit Jahrzehnten kultiviert, ihre Einführung in der westlichen Welt hingegen begann erst mit dem Verbot des Begasungsmittels Methylbromid 2005 durch das Montrealer Protokoll. Der primäre Beweggrund, veredelte Pflanzen einzusetzen ist, Schäden durch bodenbürtige Schädlinge und Krankheitserreger in Situationen zu verhindern, in denen genetische oder chemische Ansätze für ein Krankheitsmanagement nicht verfügbar sind. Durch Aufpfropfung eines anfälligen Edelreisers auf einen widerstandsfähigen Wurzelstock erhält man ohne ein langwieriges Züchtungsprogramm eine resistente Pflanze. Außerdem bietet die Veredelung von Pflanzen die Möglichkeit, schneller auf das Auftreten neuer Stämme von Krankheitserregern zu reagieren, und eine kostengünstigere und flexiblere Lösung zur Eindämmung bodenbürtiger Krankheiten als die Zucht neuer resistenter Kultursorten. Darüber hinaus können veredelte Pflanzen zu verbesserter abiotischer Stresstoleranz, effizenterer Wasser- und Nährstoffverwertung und erhöhter Fruchtertrag und erhöhte Qualität beitragen.

Methylbromide mit Sondergenehmigung in bestimmten Gebieten und Ländern immer noch eingesetzt. Die Durchführbarkeit der Veredelung im Vergleich zu Bodenentseuchung mit Methylbromid gestaltet sich daher beeinflusst durch Bedingungen wie der Preis der Chemikalie, der Preis von Samen und Samen und veredelten Setzlingen und das Einkommen des Züchters unterschiedlich. In Israel sind beispielsweise veredelte Cantaloupe-Melonen um 3.000 Dollar pro Hektar teurer als Bodenentseuchung, wohingegen veredelte Wassermelonen wirtschaftlich erzeugt werden können.

In Japan verfügen die Landwirte generell über sehr kleine Landflächen und stehen oft wachsenden Populationen von Krankheitserregern gegenüber, die ihre Nutzpflanzen aufgrund kontinuierlicher Kultivierung bedrohen. Mit der Etablierung von groß angelegtem Unterglasanbau wurde Veredelung zu einer wichtigen Technik zur Erzeugung von Gemüsepflanzen.

Das Verbot des Einsatzes von Methylbromid zur Bodenbegasung war für die Einführung von Veredelungstechnologie im Mittelmeerraum und in europäischen Ländern förderlich.  Derzeit zeigen auch Forscher in den USA verstärktes Interesse an dieser Technologie. Studien mit veredelten Melonen zur Unterdrückung der Welke-Krankheit von Monosporascus laufen zurzeit in Texas im Rahmen eines gemeinsamen Projekts mit Israel. Untersuchungen zur Veredelung gibt es auch in Oklahoma, wo Forscher mithilfe von veredelten Wassermelonen bodenbürtige Krankheiten bekämpfen und die Fruchtqualität steigern. Zusätzlich wird dort versucht, die Festigkeit der veredelten Wassermelonen zu verbessern um Schäden aufgrund von windigem Wetter zu reduzieren. In den USA findet der Pflanzenanbau in der Regel auf großen Flächen statt und Kulturfolge verhindert katastrophale Ernteverluste. Ebenso wird dort wenig Unterglasanbau betrieben. Daher ist nach unserem besten Wissen die Gemüseveredelung noch nicht kommerzialisiert. Nichtsdestotrotz arbeiten auf Feldern mit hohem Krankheitsrisiko einige Züchter in Texas in der frühen Wassermelonensaison mit Veredelung (Kevin Crosby, persönliche Mitteilung). Auf verschieden Kürbiswurzelstöcke aufgepfropfte Melonen wurden in Honduras und Guatemala getestet, eine von der UNIDO (United Nations Industrial Development Organization) im Rahmen des weltweiten Bemühens zum Ausstieg aus der Verwendung von Methylbromid geförderte Unternehmung. Infolgedessen sind jetzt fast 20 % der kommerziellen Melonenfelder von Honduras veredelt (Reuben Ausher, persönliche Mitteilung).

Die Veredelung von Kürbisgewächsen wurde zuerst 1995 in der israelischen Landwirtschaft eingeführt. Bis dahin wurde ausgiebig Methylbromid eingesetzt, um bodenbürtige Krankheiten bei einjährigen Pflanzen zu bekämpfen. Mit dem Ausstieg aus Methylbromid und dem Mangel an verfügbaren Landwirtschaftsflächen begannen die Landwirte nach alternativen Möglichkeiten zur Schädlingsbekämpfung umzusehen. Zu Beginn unserer Studien zum Thema Veredelung nahmen wir an, dass die Leistungfähigkeit veredelter Pflanzen, einschließlich der Unterdrückung bodenbürtiger Krankheiten allein vom Beitrag des Wurzelstocks abhängig wäre. Wir waren sicher, dass einen widerstandsfähigen und robusten Wurzelstock zu finden alles was nötig war, und dass alles weitere für die Nutzung in Israel Benötigte aus Praktiken aus dem Fernen Osten übernommen werden könnte. Die Wirklichkeit sah allerdings anders aus: wie bei der Einführung neuer Kultursorten ist die Adaption der veredelten Pflanzen an die spezifischen Kombination von Pflanze und Umgebung notwendig. Nicht nur die Reaktion der veredelten Pflanzen hängt vom Wurzelstock ab, sondern auch die Gesamtleistung ist einem großen Teil von der physiologischen Interaktion von Wurzelstock und Edelreiser und der Reaktion des Edelreisers auf biotische und abiotische Faktoren abhängig, die auf dem Feld vorherrschen.

Die Nutzung veredelter Gemüse nimmt in Israel schnell zu und wird auf fünf Millionen Setzlinge jährlich geschätzt. Veredelte Wassermelonen machen derzeit 60 bis 70 % der mit dieser Feldfrucht kultivierten Gesamtfläche aus. Alle frühen im Arava-Tal in Südisrael angebauten Wassermelonen (umgesetzt zur Wintersonnenwende und geernet im April) sind veredelt. Cantaloupe-Melonen und Gurken werden aufgrund des hohen Preises der veredelten Setzlinge seltener veredelt. Bei Wassermelonen reduzieren die Landwirte üblicherweise im Vergleich zu nicht veredelten Setzlingen den Bestand der veredelten Setzlinge auf dem Feld. Diese Reduzierung geht oft mit einer ausgleichenden Pflanzenproduktivität einher, so dass die Gesamterträge gehalten werden und die Pflanze trotz der höheren Kosten der veredelten Setzlinge profitabel ist. Darüber hinaus sind die veredelte Pflanzen vor dem Melonennekrosevirus geschützt, der sich durch Methylbromidbegasung nicht bekämpfen lässt. Bei Cantaloupe-Melone und Gurken ist der Ertragsausgleich jedoch weniger ausgeprägt oder garnicht vorhanden und der höhere Preis für veredelte Setzlinge gefährdet die Profitabilität der Pflanze; nichtsdestotrotz hat sich die Anbaufläche von veredelten Melonen in den letzten zwei Jahren vergrößert, was hohe Preise auf den lokalen und Exportmärkten bringt. Umfassende Beschreibungen verschiedener Aspekte (Veredelungsmethoden, Krankheitsresistenzen, Anbaufläche etc.) im Zusammenhang mit veredeltem Gemüse, spezielle im Fernen Osten wurden von Lee und Oda besprochen. In diesem Artikel konzentrieren wir uns darauf, die Erfahrungen zu teilen, die wir in Israel mit veredelten Kürbisgewächsen als wichtigster veredelter Pflanzenfamilie weltweit gemacht haben. 

Inner- und zwischenartlich

Unterdrückung bodenbürtiger Krankheitserreger durch Veredelung kann durch Aufpfropfen anfälliger Edelreiser auf widerstandsfähige Wurzelstöcke derselben Art (innerartliche Veredelung) oder einen nahen Verwandten derselben botanischen Familie (zwischenartliche Veredelung) erreicht werden. Bei Tomaten ist beispielsweise eine große Sammlung von Tomatenwurzelstöcken verfügbar. Diese Stöcke enthalten unterschiedliche Gene für die Resistenz gegen Pilzpathogene, Viren und Nematoden; daher ist innerartliche Veredelung sehr verbreitet. Bei Melonen jedoch werden widerstandsfähige Cantaloupe-Melonen oder Kürbiswurzelstöcke für andere Zwecke genutzt. Mit innerartlicher Veredelung werden hauptsächlich Schäden durch Pilzpathogene wie Fusarium oxysporum f. sp. melonis verhindert, für die Resistenzgene in bestimmten Melonensorten existieren. Dieser Ansatz bietet vollständigen Schutz vor der Krankheit ohne Verringerung der Fruchtqualität und Menge. Die Möglichkeit mithilfe von Melonenwurzelstöcken Pilzschäden durch Monosporascus zu reduzieren wurde untersucht, um unerwünschte Wirkungen des Kürbiswurzelstock auf die Fruchtqualität zu vermeiden. Obwohl es Cantaloupe-Melonen-Akzessionen mit unterschiedlichen Graden an quantitativer Resistenz gegenüber der Krankheit gibt, die als Wurzelstöcke dienen können, war es nicht möglich veredelte Pflanzen mit zuverlässiger Resistenz unter verschiedenen Umweltbedingungen zu erhalten (R. Cohen and M. Edelstein, unveröffentlichte Daten). Vielmehr bieten zur Unterdrückung der Wurzel- und Stängelfäule, für die keine zuverlässige Resistenz in Melone vorhanden ist, nur die Kürbiswurzelstöcke die benötigte unspezifische Resistenz. Inner- und zwischenartliche Veredelung besitzen ihre eigenen vor- und nachteilhaften Merkmale was phytopathologisches und hortikulturelles Verhalten betrifft. Kürbiswurzelstöcke bieten unspezifischen aber effektiven Schutz gegen ein breites Spektrum von bodenbürtigen Krankheitserregern und einige abiotische Stressfaktoren, können aber in bestimmten Fällen Fruchtgröße und Qualität beeinträchtigen. Anderseits haben auf resistente Cantaloupe-Melonen aufgepfropfte anfällige Cantaloupe-Melonen zwar weniger pflanzliche Probleme hinsichtlich der Kompatibilität von Propfreis und Wurzelstock, aber ihre Resistenz ist oft auf ein oder wenige Krankheitserreger beschränkt, oder sogar auf einen spezifischen Stamm eines Krankheitserregers. 

Krankheiten der Cantaloupe-Melone 

Die Fusarium-Welke der Cantaloupe-Melonen ist weltweit eine wichtige Krankheit. In Israel ist die Krankheit beim Anbau von Ananasmelonen im Sommer unter Trockenfeldbaubedingungen ein einschränkender Faktor. Es gibt Fusarium-resistente Ananassorten, aber Ihre Fruchtqualität ist geringer als die der anfälligen 'Ofir', der begehrenswertesten kommerziellen in Israel angebauten Kultursorte. Die Aufpfropfung einer anfälligen Kultursorte auf einen widerstandsfähigen Wurzelstock ist einer der Ansätze, die den Anbau derartiger Sorten in Fusarium-verseuchten Böden im Mittelmeerraum einschließlich Israel ermöglichen. Wir bewerteten die Wirkungen von Veredelung auf die hortikulturelle und pathologische Leistungfähigkeit von veredelten Fusarium-anfällige Cantaloupe-Melonen in Fusarium-verseuchten und nicht verseuchten Böden. Cantaloupe-Melone/Cantaloupe-Melone-Kombinationen schnitten dabei hinsichtlich des Ertrags besser ab, als Cantaloupe-Melone/Kürbis-Kombinationen. In verseuchtem Boden wurden Symptome der Fusarium-Welke nur bei den nicht veredelten anfälligen Cantaloupe-Melonen beobachtet, und es gab kein Welken der veredelten Kombinationen. Allerdings wurde etwas Vergilbung von alten Reben der Cantaloupe-Melonen beobachtet, die auf Kürbis gepropft waren, und diese Pflanzen waren auch weniger robust als die auf Cantaloupe-Melonen-Wurzelstöcke gepropften, was nahelegt, dass der Krankheitserreger die veredelten Pflanzen leicht geschädigt hat. Interessanterweise zeigte sich bei Cantaloupe-Melone, die auf zwei verschiedene Cantaloupe-Melonen-Wurzelstöcke gepropft waren ein Unterschied in der Wurzelstock-Pfropfreis-Kompatibilität was den Ertrag betrifft. Die Ananasmelone Ofir hatte einen deutlich höheren Ertrag, wenn sie auf die Ananasmelone 'Adir' gepfropft war als auf der Charentais-Melone 'Orca', was auf Unterschiede in der Wurzelstock-Pfropfreis-Kompatibilität selbst unter Melonen-Wurzelstöcken hinweist. Die Robustheit der Cantaloupe-Melone/Kürbis-Kombinationen war geringer als die der Cantaloupe-Melone/Cantaloupe-Melone-Kombinationen. Wir fanden ebenfalls heraus, das der Beitrag der Veredelung zur Krankheitsverringerung von der Anfälligkeit des Pfropfreises beeinflusst wurde. Die Auftretenshäufigkeit von Krankheiten bei nicht veredelten 'Ananas En Dor' Cantaloupe-Melonen (hochgradig anfällig) und bei den auf 'Brava' (Kürbiswurzelstock) aufgepfropften war jeweils 82 und 20 % verglichen mit nur jeweils 36 und 0 % in nicht veredelten und veredelten Ofir-Cantaloupe-Melonen (mäßig anfällig). Auf widerstandsfähige Cantaloupe-Melonen-Wurzelstöcke aufgepfropfte anfällige Cantaloupe-Melonen-Pfropfreise wurden weniger von F. oxysporum f. sp. melonis besiedelt als dieselben Cantaloupe-Melonen, die auf Kürbiswurzelstöcke aufgepfropft waren. In Fusarium-freien Böden hatte der Veredelungsprozess selbst keine Auswirkung auf den Ertrag. Der Ertrag war bei allen veredelten Kombinationen und in der nicht veredelten Kontrollkombination ähnlich. Monosporascus Welke-Krankheit. Pathologische Aspekte. Die von Monosporascus cannonballus verursachte Welke-Krankheit von Cantaloupe-Melonen hauptsächlich in ariden und semiariden Regionen einschließlich Südisrael ein weltweites Problem. Bodenentseuchung mit Methylbromid ist eine gängige und effektive Taktik der Krankheitsbekämpfung, allerdings kommt es aufgrund von Sandstürmen, die die Askosporen des Krankheitserregers tragen, relativ schnell zum Wiederbefall.

Fazit

Veredelung ist eine alte Technik, die an Obstbäumen untersucht wurde und immer noch wird. Die Nutzung veredelter Gemüse als Ersatz für Bodenbegasung zur Bekämpfung bodenbürtiger Krankheiten wird sich wahrscheinlich weiter verbreiten. Durch die Integration dieser Technik in andere umweltfreundliche Technologien könnte den Ausstieg aus der Methylbromid erleichtern. Es gibt allerdings viel darüber zu lernen, wie diese Technik zu optimieren ist. Scheinbar ist die Bekämpfung bodenbürtiger Schädlingen der leichtere Teil des Gesamtkomplexes Veredelung, wobei Wurzelstock-Pfropfreis-Kompatibilität eins der wesentlichen Hindernisse zum vermehrten Einsatz der Veredelungstechnologie darstellt. Moderne molekulare Technologien bieten neue Instrumente für das Verständnis der Wurzelstock-Pfropfreis-Kompatibilität. Es wird sich herausstellen, ob Gartenbaubetriebe Wege finden, die Preise der veredelten Pflanzen zu senken, und ob die Forschung zu einer Leistungssteigerung bei veredelten Pflanzen führt. Falls nicht werden wir lernen müssen, mit den Beschränkungen dieser Technik zu leben und sie wo immer möglich an unsere Anforderungen anzupassen.