Dissertation Haibo XUAN 2003

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  • Aus dem Institut fr Sonderkulturen und Ertragsphysiologie

    Universitt Hohenheim

    Fachgebiet: Wachstumsregulatoren

    Fruchtfleischverbrunungen bei Conference Birne und Braeburn Apfel - Einfluss von

    Vor- und Nacherntemanahmen auf Merkmale der Nachernte-Fruchtphysiologie und des

    Stress-Abwehrsystems unter besonderer Bercksichtigung der Wirkung von Bor

    Dissertation

    Zur Erlangen des Grades eines Doktors

    der Agrarwissenschaften

    der Fakultt Agrarwissenschaften

    (Dr. sc. agr.)

    von

    M. sc. agr.

    Haibo Xuan

    Aus Xingjiang, V.R. China,

    2003

  • Danksagung

    Herrn Prof. Dr. F. Bangerth sage ich meinen herzlichsten Dank fr die berlassung des

    Themas. Rat und Anregungen meines Lehrers haben mich stets begleitet und bei der

    Durchfhrung der Arbeit gefrdert.

    Mein besonderer Dank gilt Herrn Dr. J. Streif. Er hat mich in wissenschaftliches Arbeiten

    eingefhrt und mit den Techniken zur Durchfhrung der Untersuchungen vertraut gemacht.

    Unermdlich stand er mir mit viel Geduld zur Seite und steuerte aus seinem reichen

    Erfahrungssatz viele Anregungen bei.

    Ich bedanke mich herzlich bei:

    - Herrn Prof. Dr. V. Rmheld, Herrn Prof. Dr. I. Cakmak, Frau Dr. H. Pfeffer und Herrn

    Dr. F. Dannel fr Vorschlge und die Untersttzung bei den Bor-Bestimmungen

    - Frau Dipl. Ing. Agr. A. Bianchi sowie den technischen Assistentinnen Frau R.

    Slodczyk, Frau S. Sonnentag und Frau R. Wirsing fr ihre Mithilfe bei zahlreichen

    Probenahmen und Bestimmung der Mineralstoffe

    - dem ehemaligen Doktoranden-Kollegen und heutigen Dr. A. A. Saquet fr die Hilfe

    zur Bestimmung von ATP und ADP

    - Herrn Dipl. Ing. Agr. E. Hubschneider fr die Durchfhrung der 10B-Bestimmung

    - allen Mitarbeitern und Mitdoktoranden des Instituts fr Obstbau und insbesondere den

    Mitarbeitern der Versuchsstation Bavendorf fr die freundliche Untersttzung bei der

    Durchfhrung der Versuche im Freiland

    Ich bedanke mich fr die finanzielle Untersttzung aus Mitteln des EU-Projekt, FAIR III CT

    96-1803 und des DFG-Projekt STR 257/3-1, womit die Durchfhrung und die Anfertigung

    dieser Arbeit sowie mein Aufenthalt in Deutschland ermglicht wurde.

  • Inhaltsverzeichnis I

    Inhaltsverzeichnis

    Inhaltsverzeichnis.....................................................................................................I-V

    Abkrzungsverzeichnis.............................................................................................VI

    1 Einleitung und Problemstellung...........................................................................1-5

    1.1 Einleitung.....................................................................................................................1

    1.2 Problemstellung...........................................................................................................4

    2 Literaturbersicht...............................................................................................6-27

    2.1 CA-Lagerung von Apfel und Birne.............................................................................6

    2.1.1 Lagerung als Manahme zur Qualittserhaltung.........................................................6

    2.1.2 Lagerung und das Auftreten physiologischer Erkrankungen .....................................8

    2.1.2.1 Kernhausbrune ..........................................................................................................8

    2.1.2.2 Innere Fleischverbrunung und Bildung von Kavernen .............................................9

    2.2 Einfluss von Vorernte-Bedingungen auf die Qualitt und Haltbarkeit .....................10

    2.2.1 Verbrunungsempfindlichkeit verschiedener Sorten.................................................10

    2.2.2 Standort- und Klimabedingungen..............................................................................10

    2.2.3 Fruchtreife und Erntetermin.......................................................................................11

    2.2.4 Mineralstoffversorgung ............................................................................................12

    2.2.4.1 Calcium und Fruchtgesundheit..................................................................................12

    2.2.4.2 Bor und Fruchtgesundheit.........................................................................................13

    2.3 Einfluss von Lager-Bedingungen auf die Qualitt und Haltbarkeit .........................16

    2.3.1 Lagertemperatur .......................................................................................................16

    2.3.2 CO2 und O2 in der Lageratmosphre.........................................................................16

    2.3.2.1 Atmung und Energiezustand der Frchte...............................................................17

    2.3.2.2 Ethylenbildung und Ethylenwirkung ........................................................................18

    2.3.2.3 Fruchtreife und Membranvernderungen..................................................................19

    2.3.2.4 Lipide und Fettsuren und deren Abbau...................................................................20

    2.4 Das fruchteigene zellulre Abwehrsystem................................................................23

    2.4.1 Enzymatische Stressabwehr......................................................................................24

    2.4.2 Nichtenzymatische Stressabwehr..............................................................................25

    3 Material und Methoden....................................................................................28-48

    3.1 berblick ber die durchgefhrten Versuche ...........................................................28

  • Inhaltsverzeichnis II

    3.2 Versuchsmaterial........................................................................................................29

    3.2.1 Auswahl der Sorten und Bume.................................................................................29

    3.2.2 Mineralstoff-Applikationen.......................................................................................29

    3.2.3 Ernte und Vorbereitung fr die Lagerung .................................................................30

    3.2.4 Lagerverfahren...........................................................................................................30

    3.2.5 Probenahmen..............................................................................................................32

    3.3 Lagerbedingte physiologische Erkrankungen, Qualitts- und Mineralstoff-

    untersuchungen..........................................................................................................34

    3.3.1 Bonitur physiologischer Erkrankungen.....................................................................34

    3.3.2 Messungen der Reife- und Qualittsmerkmale..........................................................34

    3.3.3 Analyse der Mineralstoffe.........................................................................................36

    3.3.4 Untersuchungen zur 10

    B-Translokation.....................................................................37

    3.4 Fruchtphysiologische Untersuchungen......................................................................38

    3.4.1 Atmung- und Ethylenmessungen an Frchten unter CA-Bedingungen.....................38

    3.4.2 Bestimmung von ATP und ADP...............................................................................40

    3.4.3 Permeabilitt der Membranen...................................................................................40

    3.4.4 Aktivitt der Lipasen.................................................................................................41

    3.4.5 Lipidfraktionen und Fettsuren ................................................................................42

    3.4.6 Aktivitt der Lipoxygenase ......................................................................................43

    3.4.7 Messung von Malondialdehyd .................................................................................43

    3.4.8 Aktivitt der Polyphenoloxidase...............................................................................44

    3.5 Antioxidatives Abwehrsystem..................................................................................44

    3.5.1 Ascorbinsure und Dehydro-Ascorbinsure.............................................................44

    3.5.2 Antioxidatives Potential ...........................................................................................45

    3.5.3 Enzymatisches antioxidatives Abwehrsystem..........................................................46

    4 Ergebnisse.........................................................................................................49-111

    4.1 Einfluss von Vor- und Nacherntemanahmen auf Merkmale der

    Fruchtqualitt und Fruchtreife, den Mineralstoffgehalt und das Auftreten

    physiologischer Erkrankungen..................................................................................49

    4.1.1 Fruchtqualitt und Fruchtreife bei Conference Birnen und Braeburn

    pfeln........................................................................................................................49

    4.1.1.1 Erntetermin................................................................................................................49

    4.1.1.2 Bor- und Calcium-Spritzungen.......................