Gewöhnlicher Steinbrand und seine Bedeutung in der BIO-Landwirtschaft

Zuletzt geändert: 13.04.2021

Der Gewöhnliche Steinbrand

Der gewöhnliche Steinbrand ist ein samenübertragbarer Pilz mit einem hohen Vermehrungspotential, welcher die Kornqualität mindert.

Ab den 1950er Jahren wurden synthetische Pflanzenschutzmittel eingesetzt, dadurch verschwand der Steinbrand fast vollständig von den Getreidefeldern und somit auch das Wissen der Landwirte, wie man die Krankheit am Feld erkennt.

Das Wiederkehren des Weizensteinbrands in den letzten 15 Jahren, vor allem in der biologischen Landwirtschaft, verlangt jedoch die Wiederaneignung von Wissen über diese Saatgutkrankheit sowie, welche Managementstrategien in der biologischen Landwirtschaft möglich sind, um eine Verbreitung des Pilzes einzudämmen bzw. zu verhindern.

Was ist gewöhnlicher Steinbrand?

Gewöhnlicher Steinbrand

Der gewöhnliche Steinbrand ist ein samenübertragbarer Pilz mit einem hohen Vermehrungspotential, welcher die Kornqualität mindert. Die Krankheit wird durch zwei verschiedene Pathogene ausgelöst: Tilletia caries (syn. Tilletia tritici) und Tilletia foetida (syn. Tilletia laevis).

caption
Eine mit Gewöhnlichem Steinbrand befallene Weizenähre. Brandbutten mit schwarzer Sporenmasse sind bereits sichtbar

Risiken

  • Sehr hohe Ertragsausfälle
  • bis zu 70% der Getreideähren können infiziert sein
  • unverkäufliche Ernten
  • Kontamination des Bodens

Eine toxische Wirkung von Steinbrand durch Konsum des Menschen ist nicht bekannt. Konsumware darf trotzdem keinen Befall aufweisen.

Typisch für den gewöhnlichen Steinbrand ist ein fischiger Geruch welcher durch die Produktion von Trimethylamin entsteht. Diese Eigenschaft hat einen negativen Einfluss auf die Qualität des Mehles und macht es für den Konsum ungenießbar.

Auch Tiere können befallene Körner als Futter verweigern, wenn der Befall zu hoch und der Geschmack zu intensiv ist. Als primäre Infektionsquelle gilt Saatgut. Steinbrandsporen können aber auch im Boden jahrelang überleben, wodurch dieser ebenfalls zu einer Infektionsquelle wird.

Der Infektionszyklus von Weizensteinbrand

caption
Mathre, D.E. 2000. Stinking smut of wheat. The Plant Health Instructor. DOI: 10.1094/PHI-I-2000-1030-01 (ins Deutsche übersetzt)

Wetterbedingungen, die die Entwicklung von Steinbrand begünstigen

Bodenfeuchtigkeit zwischen 40 und 50%.

Temperaturen:

  • Zwischen 2 und 29°C (optimal bei 11°C) für T. caries
  • Zwischen 15 und 20°C für T. foetida

Der Krankheitserreger dringt in den Keimling zwischen dem Keimstadium und dem 3-Blattstadium ein. Daher können Infektionen nur vom Boden oder von infiziertem Saatgut stammen.

Ist das 3-Blattstadium einmal vorbei, besteht keine Infektionsgefahr mehr (Achtung: Bestockungstriebe können bei optimalen Bedingungen sehr wohl noch infiziert werden).

Quelle: UFS_Semenciers

Andere Steinbrandarten

Neben dem Gewöhnlichen Steinbrand kommt in Österreich auch noch der Zwergsteinbrand (Tilletia controversa) vor. Dieser verursacht zusätzlich zu den beim gewöhnlichem Steinbrand erwähnten Symptomen auch eine Verzwergung der Pflanzen.

Er tritt meist in raueren Gegenden mit langanhaltenden Wintern auf (z.B. Oberösterreich, Waldviertel etc.). Dieser Erreger ist bodenbürtig, wird aber über das Saatgut in die Bestände eingeschleppt und kann im Boden bis zu 10 Jahre überdauern. 

Indischer Weizensteinbrand (T. indica) kommt hauptsächlich in Indien und seinen Nachbarländern, Nordamerika und Südamerika vor. Er wird in Europa als Quarantäneschädling reguliert.

Symptome

Symptome und Erkennen von Weizensteinbrand:

Ein Befall mit Weizensteinbrand bleibt bis zum Ährenschieben unbemerkt, erst dann werden befallene Pflanzen sichtbar. Bei einer Infektion mit gewöhnlichem Steinbrand werden statt Samen Brandbutten gebildet, welche etwas rundlicher sind. Dies führt zu einem Abspreizen der Spelzen. Befallene Pflanzen erscheinen manchmal etwas blaugrün im Vergleich zu Gesunden, die Färbung ist aber auch von der Weizensorte abhängig. Eine verzögerte Reife und fransig erscheinende Ähren können ein weiterer Hinweis auf einen Befall darstellen. Bei einzelnen Ähren kann die schwarze Sporenmasse bei zunehmender Reife bereits am Feld sichtbar werden.

caption
Links eine gesunde, rechts eine mit Gewöhnlichem Steinbrand infizierte Weizenähre

Die Sporenmasse der Brandbutten wird nur von einem dünnen Häutchen geschützt, welches bei der Ernte zerschlagen wird. Dadurch gelangen die Sporen auf die gesunden Körner und bleiben vor allem in den Härchen und der Falte hängen.

caption
Links ein Weizenkorn, rechts eine Brandbutte mit schwarzer Sporenmasse. Eine Brandbutte enthält ca. 5-7 Mio. Sporen.
caption
Sporen, die in den Weizenhärchen hängen (mit freiem Auge nicht erkennbar)

Symptome, die während des Druschvorgangs zu beobachten sind:

  • Bildung einer schwarzen Wolke (bei starker Kontamination)
  • Stark verdorbener Geruch (Fischgeruch, aufgrund von Trimethylaminen)

Wenn solche Symptome während dem Drusch bemerkt werden, wird geraten, die Ernte dieses Feldes abzubrechen auch wenn zuvor keine Symptome am Feld erkannt wurden. Die verwendeten Geräte müssen vor der Nutzung auf anderen Äckern gründlich gereinigt werden (z.B. mit heißem Seifenwasser), um eine Kontamination nachfolgender Ernten zu verhindern. Bereits ein kleiner Anteil an brandigen Körnern im Feld (0,1%) reicht, um einen verrotteten Fischgeruch für die gesamte Ernte zu erzeugen. Dennoch macht sich dieser Geruch nicht systematisch bemerkbar, sondern entsteht erst bei einem höheren Grad an Kontamination.
Felder mit solch einem starken Befall sollten als Letztes gedroschen werden, da die Sporen in den Erntegeräten anhaften und so nachfolgende Ernten kontaminieren können. Nach einer Ernte eines stark infizierten Feldes müssen die Geräte wie oben erwähnt gereinigt werden bevor weitere Felder, die für Steinbrand anfällig sind, geerntet werden. Bei niedrigerem Befall kann eine Ernte von Kulturarten die nicht mit Gewöhnlichen Steinbrand befallen werden können (z.B. Soja, Mais etc.) als Reinigungsmaßnahme ausreichen.

Erkennung/Diagnose:

Tests zur Erkennung des Weizensteinbrandes

Der visuelle Nachweis des Weizensteinbrandes, entweder auf einer Parzelle (Begutachtung der Ähren) oder in einer Saatgutpartie (Anwesenheit von Brandsporen), ist sehr schwierig und zufällig, vor allem wenn die Kontaminationsrate recht gering ist. Es sollte eine Verbreitung des Weizensteinbrandes vermieden werden, da es dadurch zu einer höheren Kontaminationsrate im darauffolgenden Jahr und im Boden führen könnte. Eine Analyse eines akkreditieren Labors ist der sicherste Weg um den Steinbrand des Weizens zu erkennen. Die AGES führt die Untersuchung von Saatgut auf Weizensteinbrand für Saatgutfirmen und LandwirtInnen durch. Für die Zertifizierung von Saatgut ist ein Test auf Steinbrand in Österreich zwingend notwendig. In anderen EU-Ländern wird dieser Test nicht standardmäßig durchgeführt. Dies ist von den nationalen Regelungen des jeweiligen Landes abhängig.

Für eine Untersuchung von wirtschaftseigenem Saatgut für LandwirtInnen betragen die Kosten ca. 70€. Eine Probe von ca. 1kg sollte dafür bereitgestellt werden. Die eingesendete Probe sollte repräsentativ für die ganze Partie sein, weshalb eine Entnahme von unterschiedlichen Stellen im Silo/ Big Bag wichtig ist.

Unterschiedliche Typen von Tests:

Filtrationstest:

Der offizielle Test für den Nachweis von Steinbrand ist ein Filtrationstest. Dieser detektiert die Anzahl von vorhandenen Sporen auf dem Saatgut und um welche Art des Steinbrands es sich handelt. Mittels dieser Methode kann jedoch nicht zwischen lebensfähigen und nicht-lebensfähigen Sporen differenziert werden. Frisches Sporenmaterial hat jedoch meist eine sehr hohe Vitalität.


In Österreich gibt es zurzeit keine Möglichkeit die Lebensfähigkeit von Sporen zu testen.
GEVES (in Frankreich) hat im Rahmen des ABBLE Projekts (2015- 2018) eine Methode entwickelt um einen Befall mit Weizensteinbrand frühzeitig zu erkennen. Mit dieser Methode ist es möglich die Infektion von Pflanzen ab dem 3-Blattstadium zu diagnostizieren. Dieser Test wird Pflanze für Pflanze durchgeführt weshalb dieser Test wohl eher für die Pflanzenzüchtung hinsichtlich steinbrandresistenter Sorten interessant sein wird z.B. für die Registrierung von biologischen Sorten.

 

„Eimer-Test“:

Als einfacher Test für die ungefähre Feststellung von Brandbutten in geerntetem Getreide bietet sich der sogenannte "Eimer-Test" an.

5 kg Körner in einen mit Wasser gefüllten Behälter einfüllen, verrühren und aufschwimmende Körner auf der Oberfläche sammeln. So lange verrühren bis keine Körner mehr auf der Oberfläche aufschwimmen. Danach die gesammelten, aufgeschwommenen Körner Korn für Korn untersuchen und bestimmen, ob es sich um Brandbutten handelt oder nicht (Brandbutten sind leichter als Samen und schwimmen daher auf, diese sind mit einer schwarzen Sporenmasse gefüllt).


Achtung! Diese Technik ermöglicht nur einen groben Nachweis auf vorhandene Brandbutten. Am Korn anhaftende Sporen können dadurch nicht nachgewiesen werden. Im Falle von Saatgut (egal ob wirtschaftseigenes oder zertifiziertes) darf dieser Test auf keinen Fall als Ersatz von Laboranalysen angesehen und verwendet werden.

Managementstrategien

Managementstrategien von Weizensteinbrand

In der biologischen Landwirtschaft ist die Prävention und Observation essentiell um eine gesunde Kultur anzubauen. Eine abwechslungsreiche Fruchtfolge im Pflanzenanbau ist die Basis um Saatgutkrankheiten vorzubeugen. Durch sorgfältige Beobachtung können gewisse Probleme antizipiert werden oder es kann zumindest rechtzeitig gehandelt werden um den Schaden zu begrenzen.

Gesundes Saatgut

Da Samen als Hauptüberträger von Weizensteinbrandinfektionen gelten, ist es essentiell sicherzustellen, dass ausschließlich gesundes Saatgut verwendet wird. Der Grenzwert für die erlaubte Kontamination für unbehandeltes, zertifiziertes Saatgut ist abhängig von den nationalen Richtlinien.

In Österreich gibt es folgende Regelungen:

Zertifiziertes Saatgut: 0-10 Sporen/Korn – darf unbehandelt verkauft werden; 11-300 Sporen/Korn – muss mit einem für Steinbrand zugelassenen Beizmittel gebeizt werden, über 300 Sporen/Korn – darf nicht mehr als Saatgut verkauft werden.
Wirtschaftseigenes Saatgut: 0-5 Sporen/Korn – ein Anbau ist ohne Behandlung bedenkenlos möglich, 6-100 Sporen/Korn – eine Beizung mit einem zugelassenen Beizmittel gegen Steinbrand wird empfohlen, über 100 Sporen/Korn – von einem Anbau wird dringend abgeraten.

Für Nachbausaatgut empfehlen wir:

  • Beobachten Sie ihre Flächen aufmerksam in der Zeit des Ährenschiebens um eine Infektion frühzeitig zu erkennen.
  • Verwenden Sie gesundes Saatgut (zertifiziertes oder getestetes Saatgut).
  • Falls sie wirtschaftseigenes Saatgut verwenden möchten, lassen Sie ihr Saatgut in einem akkreditierten Labor untersuchen um einen Weizensteinbrand festzustellen.
  • Führen sie eine Saatgut Behandlung durch, falls dies notwendig ist (je nach Laborergebnis).

Auswahl der Kulturart und -sorte:

Wenn man die Anfälligkeit von verschiedenen Kulturarten vergleicht gehört Weichweizen zu den anfälligsten Kulturarten für eine Steinbrandinfektion.

Bis heute gibt es keine Weizensorte, die vollständig resistent gegen
Weizensteinbrand ist. Jedoch ist bekannt, dass manche Sorten anfälliger sind als
andere. In Österreich gibt es zurzeit drei Sorten die weitgehend widerstandsfähig
gegen Gewöhnlichen Steinbrand sind: Tillexus (4% Brandähren), Tilliko und Tillstop
(1% Brandähren).

Faktoren, die eine Infektion begünstigen

Eine kühle, feuchte Witterung zum Zeitpunkt der Keimung begünstigt eine Infektion mit Gewöhnlichem Steinbrand. Um das Risiko einer Infektion zu verringern sollte die Aussaat so gewählt werden, dass eine schnelle Pflanzenentwicklung gefördert wird.
Da das Wetter jedoch jährlich schwankt und von Ort zu Ort unterschiedlich ist, ist eine allgemeine Anbauempfehlung schwierig. Einige LandwirtInnen praktizieren eine frühe und/oder flache Aussaat um diese Bedingungen zu erreichen.

Fruchtfolge

Eine abwechslungsreiche Fruchtfolge ist ein grundlegendes Prinzip in der Prävention von Saatgutkrankheiten im BIO Landbau. Je näher die anfälligen Getreidekulturen in der Fruchtfolge aufeinander folgen, desto höher ist das Risiko einer Weizensteinbrandinfektion.

Bodenbearbeitung

Steinbrandsporen benötigen Sauerstoff und Wasser um zu keimen. Eine tiefe Einarbeitung der Sporen in den Boden sollte daher vermieden werden, da die Sporen wenn sie tief vergraben sind zu wenig Sauerstoff haben um zu keimen. Dies zerstört sie jedoch nicht, sondern konserviert die Sporen nur. Bei der nächsten Bodenbearbeitung werden sie wieder an die Oberfläche geholt und können die Pflanzen neuerlich infizieren. Belässt man die Sporen jedoch an der Oberfläche, keimt der Großteil innerhalb von 2 bis 4 Monaten nach der Ernte, wenn genügend Bodenfeuchte vorhanden ist. Außerdem können die in den ersten Zentimeter unter der Erde lebenden Springschwänze die Sporen fressen und zerstören (Borgen, 2001).
Um also eine bestmögliche Zersetzung der Sporen zu fördern, wäre es günstig nach der Ernte nur eine flache Bodenbearbeitung (z.B. Fräsen) durchzuführen. Wenn trotzdem gepflügt wird ist es empfehlenswert eine Anbaupause von fünf Jahren einzuhalten, bevor wieder eine für Steinbrand anfällige Getreidekultur auf einer infizierten Fläche angebaut wird.
Bei gewöhnlichem Steinbrand wird generell eine Fruchtfolge von 3-5 Jahren empfohlen.

Sorgfältige Beobachtung der Kultur

Regelmäßige Kontrollen der Feldbestände erlauben eine frühe Erkennung von infizierten Pflanzen. Dadurch bekommt man die Möglichkeit Maßnahmen zu setzen um Schäden zu limitieren, beispielsweise durch Elimination von infizierten Pflanzen (in kleinen Beständen). Diese Kontrollen sind vor allem in der Saatgutproduktion wichtig.

Erntereihenfolge

Bevor ein infizierter Bestand geerntet wird, sollten davor alle gesunden Bestände geerntet werden um eine Kreuzkontamination zu vermeiden. Die Erntegeräte sollten vor Weiterverwendung gereinigt werden.

Reinigung von Ernteequipment:

Steinbrandsporen können über Ernteequipment übertragen werden. Eine dänische Studie (Kristensen & Borgen, 2001) kam zu dem Ergebnis, dass der Mähdrescher nach dem Ernten eines infizierten Feldes viermal mit gesundem Saatgut befüllt und wieder entleert werden muss um eine akzeptable Kontaminationsrate zu erhalten. Wenn eine Erntemaschine ein mit Weizensteinbrand infiziertes Feld gedroschen hat oder das zuletzt geerntete Feld unbekannt ist (geteiltes Equipment, Unternehmen,
Lohndrusch), ist es am besten zuerst Felder für Konsumware und am Schluss die Felder für die Saatgutproduktion zu ernten.
Es muss auch sichergestellt werden, dass jegliches Equipment, das während dem Ernteprozess und danach benutzt wird, sauber ist: Silos, BigBags, Anhänger, Reinigungsequipment etc.

Zerstörung des Erntegutes

Erntet man einen mit Steinbrand stark infizierten Weizen, kann der Fischgeruch die gesamte Partie für den Verzehr unbrauchbar machen, wodurch diese dann von Mühlen und als Viehfutter verweigert wird. Durch die Zerstörung dieser Charge verhindert man eine Inokulationsquelle am eigenen Betrieb.
Wird eine signifikante Infektion bereits am Feld erkannt, kann eine Zerstörung am Feld bevorzugt werden um eine Verschleppung der Sporen während dem Drusch zu vermeiden. Verbrennen ist in Österreich jedoch nur im Falle von Zwergsteinbrand möglich (hierfür wird eine Bewilligung vom Land benötigt). Ev. kann eine Mahd in Erwägung gezogen werden um die Verbreitung von Sporen zu limitieren. In jedem Fall, muss das Feldstück als infiziert betrachtet werden.

Anbaupausen

Wenn es zu solch einer starken Infektion mit Steinbrand auf einem Feldstück kommt, muss auch der Boden als infiziert betrachtet werden. Die Überlebensfähigkeit der Sporen im Boden ist stark abhängig von der Bodenbeschaffenheit. Unter Versuchsbedingungen wurde eine Überlebensdauer von mehr als 10 Jahre beobachtet (Johnson, 1990), aber normalerweise sollte eine Anbaupause von 5 Jahren ausreichen bevor anfällige Kulturarten auf dem jeweiligen Feld angebaut werden (siehe obenstehend „Bodenbearbeitung“ für mehr Informationen).

Video zu Weizensteinbrand-Management-Strategien von LIVESEED

Konferenz, die den aktuellen Wissensstand über Weizensteinbrand und dessen Management Strategien zusammenfasst, gehalten von Anders Borgen beim European Cereal Diversity Festival in Kalo, Dänemark, am 27. Juni 2019
LIVESEED ist ein EU-Horizon 2020 gefördertes Projekt, mit einer Laufzeit von 2017 bis 2021. Das Ziel von LIVESEED ist eine Verbesserung der Transparenz und Konkurrenzfähigkeit der biologischen Saatgutproduktion und –züchtung, um eine verstärkte Verwendung von biologischem Saatgut zu fördern. Kulturen die an biologische Systeme angepasst sind, sind der Schlüssel zur Entfaltung des vollständigen Potentials der biologischen Landwirtschaft in Europa.

Saatgutbehandlung

Weizensteinbrand wird hauptsächlich über Saatgut übertragen, weshalb empfohlen wird, zertifiziertes oder geprüftes biologisches Saatgut zu verwenden. Wenn eine Saatgutbehandlung zur Sanierung für eine Infektion gegen Gewöhnlichen Steinbrand durchgeführt wird, muss darauf geachtet werden, dass nur Produkte und Verfahren verwendet werden dürfen, welche für die biologische Landwirtschaft zugelassen sind.

Zugelassene Beizmittel/Behandlungsvarianten

Zugelassene und genehmigte Beizmittel/Behandlungsvarianten: Cerall® (auf Basis von Bakterien), weißer Essig und Senfpulver. Da Essig mit der Zeit verdunstet, können Samen 6 Monate nach der Behandlung wieder als „unbehandelt“ angesehen werden, was ermöglicht, dass das Saatgut bei Notwendigkeit als Konsumware umfunktioniert werden kann.
Bei der Behandlung mit Essig hemmt der geringe Säuregehalt die Keimung der Steinbrandsporen. Wichtig bei dieser Behandlung ist das Verhältnis zwischen Wirkung und Dosis. Die Wirkung gegen Steinbrand erhöht sich mit dem Anstieg der Essigsäurekonzentration. Eine zu hohe Konzentration führt jedoch zu einer Hemmung der Keimfähigkeit des Getreides. Empfohlen wird eine Menge von 0,8 Liter weißem Essig mit 8 % Essigsäuregehalt) verdünnt in 0,8 Liter kaltem Wasser (ergibt eine Konzentration von 4 %) pro 100 kg Saatgut. Diese Konzentration bringt zufriedenstellende Ergebnisse ohne einer phytotoxischen Wirkung auf die Keimlinge auszuüben.

Zusammenfassung:

Für 100 kg Samen: 0,8 l weißer Essig + 0,8 l kaltes Wasser
Beinhaltet der weiße Essig mehr (oder weniger) als 8% Essigsäure, wird zur Behandlung die Verdünnung so durchgeführt, dass ungefähr 4% Essigsäuregehalt erreicht wird. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, dass Weizensamen in mehr als 1,7 l Flüssigkeit pro 100 kg Samen zu feucht werden.

Eine Behandlung mit Senfkornpulver wird wie folgt verwendet:
Für 100 kg Samen: 1,5 kg Senfkornpulver + 4,5 l Wasser

Mechanische Behandlungen

Mechanische Behandlungen, wie eine Bürstenreinigung, können die Anzahl an Sporen auf den Samen signifikant (bis zu 99,8%) reduzieren (Borgen, 2005). Hierzu sind aber spezifische Anlagen notwendig, wie z.B. Bürsten, welche in Weizenmühlen verwendet werden. Bei der Reinigung der Samen muss darauf geachtet werden, dass diese nicht durch zu aggressive Bürsten zerstört werden. Die Bürsten sollten nach jedem Reinigungsvorgang gesäubert werden, um das Risiko einer
Kreuzkontamination von einer Partie in die Nächste zu vermeiden.

Thermische Behandlungen

Thermische Behandlungen (mit Hitze) sind äußerst effektiv gegen Steinbrand und werden bereits in skandinavischen Ländern angewendet. Auch hier sind spezielle Anlagen notwendig. Es muss ein präzises Protokoll geführt werden, um die Qualität der Keimung und den Feuchtigkeitsgehalt der Samen nicht zu verändern. Einige französische Saatguthersteller nutzen diese Art der Samenbehandlung zurzeit.

Behandlungsmethoden gegen Weizensteinbrand – Video von LIVESEED

Demonstration einer am Hof durchgeführte Bürstenreinigung und Essigbehandlung durch Anders Borgen (Agrologica) beim European Cereal Diversity Festival in Kalo, Dänemark, am 27. Juni 2019.
LIVESEED ist ein EU-Horizon 2020 gefördertes Projekt, mit einer Laufzeit von 2017 bis 2021. Das Ziel von LIVESEED ist eine Verbesserung der Transparenz und Konkurrenzfähigkeit der biologischen Saatgutproduktion und –züchtung, um eine verstärkte Verwendung von biologischem Saatgut zu fördern. Kulturen die an biologische Systeme angepasst sind, sind der Schlüssel zur Entfaltung des vollständigen Potentials der biologischen Landwirtschaft in Europa.

x