Entwicklung eines Software-gestützten Bestimmungssystems zur Reduzierung von Lagerschäden im Obstbau

Nach einer Schätzung der FAO geht weltweit ca. ein Drittel der für die menschlichen Ernährung produzierten Nahrungsmittel nach der Ernte verloren (Gastavsson et al., 2011). Ein Großteil der Verluste geschieht dabei durch parasitäre sowie physiologische Krankheiten, welche vor allem während dem Transport oder bei der Lagerung der Produkte auftreten. Die Obstregion Bodensee (Deutschland und Schweiz), das Alte Land bei Hamburg sowie Südtirol in Norditalien zählen zu den bedeutendsten Obstbauregionen Europas. So beträgt z.B. die Menge an produzierter Tafelware bei Äpfeln in der Bodenseeregion jährlich ca. 250.000 Tonnen, und nimmt damit ca. 30 % der deutschen Apfelproduktion ein. Die physiologisch sowie parasitär bedingten Ernte- bzw. Lagerausfälle im heimischen Apfelanbau können auf ca. 6 % in der integrierten Produktion bzw. bis zu 20 % im ökologischen Anbau geschätzt werden. Der wirtschaftliche Schaden beläuft sich dabei am Beispiel Deutschland auf geschätzte 25.000.000 Euro pro Saison. Da ein Großteil dieser auftretenden Schäden durch sachgerechtes Handling der Früchte nach der Ernte vermeidbar ist, stellt die Kenntnis der beteiligten Akteure zur Vermeidung der Schadensursachen eine entscheidende Voraussetzung zu deren Verhinderung dar.

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Ziel des Projekts

Ziel des Projektes ist es, ein multimediales System zur Bestimmung und Vermeidung von Lagerschäden beim Apfel zu entwickeln. Einen wichtigen Bestandteil wird dabei die Entwicklung einer computergestützten Bestimmungssoftware darstellen. Neben der Identifizierung der jeweiligen Schadursachen sollen dem Anwender dabei gleichzeitig entsprechende Maßnahmen zur Vermeidung des Schadens vermittelt werden. Dem Anwender stehen dabei verschiedene Möglichkeiten der Lösungsfindung (symptom-gestützt, sorten-gestützt usw.) zur Verfügung. Die Software soll dabei unabhängig vom Betriebssystem sowohl auf stationären, als auch auf mobilen Endgeräten nutzbar und damit einem größtmöglichen Anwenderkreis zugänglich sein. Das Wissen bzw. die Beratung sollen zusätzlich über ein Online-Lexikon (Wiki) bereitgestellt und mit der entwickelten Applikation verknüpft werden. Dies ermöglicht eine spätere, permanente Aktualisierung der Inhalte. Neben den EDV-gestützten Systemen sollen zusätzlich Broschüren oder Poster mit den entsprechenden Inhalten zur Information des End-Users erarbeitet werden.

Grenzübergreifende Herausforderung im Programmgebiet:
Nachernteverluste stellen sowohl ein globales als auch regionales Problem in der Wertschöpfungskette von Agrarprodukten dar. Dabei werden entsprechende Schäden vor allem physiologisch oder parasitär bedingt verursacht. Die große Angebotspalette an Obstarten sowie –sorten auf dem Markt erfordert eine produktspezifische Handhabung der Früchte nach der Ernte. Da auftretende Lagerschäden zu einem großen Anteil durch unsachgemäßes “Handling“ der Früchte verursacht bzw. gefördert werden, sind Fachkenntnisse der beteiligten Akteure zu Ursachen von Lagerschäden sowie zu deren Vermeidung von entscheidender Bedeutung. Um auf dem nationalen sowie internationalen Obstmarkt bestehen zu können, ist vor allem die Produktion qualitativ hochwertiger Früchte sowie die Zuverlässigkeit gegenüber dem Kunden eine grundlegende Voraussetzung. Sich jährlich ändernde Witterungsverhältnisse tragen unter anderem dazu bei, dass vor allem in “kritischen Jahren“ Erntetermine sowie Lagerbedingungen optimal auf die jeweilige Sorte abgestimmt werden müssen, um größere Ausfälle im Lager zu vermeiden.

Die Bodenseeregion (Deutschland und Schweiz), das alte Land bei Hamburg sowie Südtirol zählen zu den wichtigsten europäischen Obstanbaugebieten. Die grenzüberschreitende Zusammenarbeit der 5 Forschungseinrichtungen soll daher im Projekt die Nutzung gemeinsamer Forschungsressourcen sowie die Nutzung von Synergieeffekten ermöglichen.

Projektziel und erwartete Veränderungen:
Grundsätzliches Ziel des Projektes ist es, die Bestimmung von physiologischen und parasitären Lagerkrankheiten beim Apfel zu erleichtern und dabei den Anwender über mögliche Maßnahmen zu deren Vermeidung zu informieren. Dies soll langfristig dazu beitragen die Lagerausfälle zu reduzieren und die Packout-Qualität zu verbessern. Das Projekt soll dadurch einen entscheidenden Beitrag dazu leisten, um die Wertschöpfungskette in der Apfelproduktion nach der Ernte zu optimieren, Lagerausfälle signifikant zu reduzieren und dadurch die Obstregion langfristig weiter zu stärken.

Die Messbarkeit der Zieleerreichung ist dabei durch mehrere Faktoren gegeben:

1) die Praxispartner sollen das System bereits während der Entwicklungsphase hinsichtlich Anwendbarkeit und Praxistauglichkeit evaluieren
2) in Lagerversuchen an den Forschungseinrichtungen soll die Wirksamkeit der beschriebenen Maßnahmen zur Vermeidung physiologischer Lagerschäden geprüft und validiert werden
3) nach Entwicklung des Systems soll dieses weiteren Praxisanwendern zur Evaluierung der Anwendbarkeit und Praxistauglichkeit zur Verfügung gestellt werden
4) die Software sowie das Online-Lexikon werden so konzipiert, dass eine kontinuierliche Aktualisierung der Inhalte möglich ist.

Wesentliche Ergebnisse des Projektes und wer davon profitiert

Obstbauer und Vermarkter:
Reduzierung von Lagerausfällen, Reduzierung von Kunden-Reklamationen, ökonomische Einsparmöglichkeiten

Obstbauberatung: Unterstützung in der Lagerberatung, Hilfe bei der Bestimmung von Lagerschäden bzw. Beratung zur Vermeidung von Lagerschäden

Obstregion Bodensee/Hochrhein, Altes Land, Südtirol:
Verbesserung der Auslagerqualitäten, Reduzierung von Reklamationen führt zu Image-Gewinn sowie Förderung der Wettbewerbsfähigkeit

Forschungseinrichtungen (KOB, HSWT - Versuchsstation für Obstbau Schlachters, Agroscope, Esteburg, Laimburg):
Nutzung gemeinsamer Forschungsressourcen, Nutzung von Synergieeffekten, wissenschaftlicher Austausch

Firmen/ Industrie (Internetagentur Bodensee):
Erschließung einer neuen Branche, regionale Vernetzung mit Unternehmen und Institutionen vor Ort, als kleine Agentur Verstetigung der Auslastung von Mitarbeitern durch langfristig planbares Projekt

Nutzen für die Allgemeinheit:
Verbesserung der angebotenen Qualitäten für den Konsumenten, Beitrag zur Lebensmittelsicherheit durch Optimierung der Produktions- bzw. Lagerbedingungen, Reduzierung der Nahrungsmittelverluste bzw. –Abfälle

Geplante Herangehensweise und weshalb ein grenzüberschreitender Ansatz notwendig ist:

Eine Aufgabe der Projektpartner besteht zunächst darin, das Wissen und den Kenntnisstand aus den verschiedenen Anbauregionen zum Auftreten physiologischer sowie parasitärer Nachernteschäden zu bündeln und für die Anwendung im Bestimmungsschlüssel aufzuarbeiten. Zudem sollen für noch ungeklärte Schäden gemeinsame Versuche zur Ursachenforschung abgestimmt und bei den jeweiligen Partnern durchgeführt werden. Die Ergebnisse daraus werden anschließend ebenfalls in das Bestimmungs-Tool integriert.

Eine weitere Aufgabe der Projektpartner (Internetagentur Bodensee) besteht in der technischen Umsetzung bzw. der Programmierung der Software bzw. Anwendungsapplikationen. Die praktische Eignung der Entwicklung soll im Laufe des Projektes immer wieder von den beteiligten Praxispartnern evaluiert werden und entsprechende Anwendungsoptimierungen in den Entwicklungsprozess integriert werden. Die erarbeiteten Inhalte werden zusätzlich im Rahmen des Projektes durch Seminare bzw. Fachvorträge weitergegeben.

Ein grenzüberschreitender Ansatz ist vor allem notwendig, da dieser zum einen die Nutzung gemeinsamer Ressourcen inklusive der Erfahrungen an den einzelnen Standorten ermöglicht, zum anderen können Empfehlungen auf Grund der reginalspezifischen Anbaubedingungen für die verschiedenen Anbaugebiete voneinander abweichen, was bei der Erstellung des Systems zu berücksichtigen ist. Mit den Regionen Bodensee (D, CH), Altes Land sowie Südtirol werden drei der wichtigsten Obstanbaugebiete im deutschsprachigen Raum ins Projekt integriert.

Innovationsgrad des Projektes

Da moderne Obstlager heutzutage ausschließlich EDV-gestützt kontrolliert und geregelt werden, stellt ein multimedialer Bestimmungsschlüssel für den Lagerhalter, den Obstproduzenten, aber auch für Akteure im Bereich der Vermarktung (Berater, Qualitätskontrolleure usw.) eine optimale Anwendung und Möglichkeit zur langfristigen Reduzierung der auftretenden Lagerschäden dar. Da derzeit kein vergleichbares System am Markt verfügbar ist, weist das Projekt einen hohen Innovationsgrad auf.