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Kaliumversorgung von Tomaten

Einfluss auf das Inhaltsstoffprofil

Die Tomate ist, gemessen am Verzehr und der wirtschaftlichen Bedeutung, deutschlandweit und international mit Abstand die wichtigste Gemüsepflanze. Der weitaus größte Teil der Tomatenproduktion erfolgt zwar im kommerziellen Bereich, jedoch ist der Anbau von Tomaten auch in Hausgärten sehr beliebt. Dabei hat die Sortenvielfalt in den letzten Jahren spürbar zugenommen.

Die Versorgung mit Mineralien wie Kalium hat einen großen Einfluss auf Wachstum und Ertrag von Pflanzen, so auch bei Tomaten. Wenig untersucht ist, welche Auswirkungen die Kaliumversorgung auf die verschiedenen Inhaltsstoffe der Tomatenfrucht und damit auf die Fruchtqualität hat. Zusammen mit der Arbeitsgruppe von Prof. Elke Pawelzik, Abteilung Qualität pflanzlicher Erzeugnisse, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Universität Göttingen, ging das Institut für Sicherheit und Qualität bei Obst und Gemüse des Max Rubner-Instituts folgenden Fragen auf den Grund: Beeinflusst die Kaliumversorgung den zentralen Stoffwechsel der Tomaten und damit die Gehalte wichtiger Inhaltsstoffe wie Zucker, Säuren oder Aminosäuren? Führt eine erhöhte oder erniedrigte Kaliumversorgung zu veränderten Gehalten an Vitaminen und sekundären Pflanzenstoffen wie z. B. Carotinoiden oder Polyphenolen? Sind die Effekte sortenabhängig? Erhöht eine verbesserte Kaliumversorgung der Pflanzen auch die Kaliumgehalte in der Frucht?

Zu diesem Zweck wurden in Göttingen Feldversuche mit den drei Kirschtomaten-Sorten Primavera, Resi und Yellow Submarine und fünf Kalium-Düngungsstufen durchgeführt. In den Tomatenfrüchten wurden nach der Reife die Gehalte von Vitaminen und sekundären Pflanzenstoffen mit HPLC-Methoden sowie die Mineralstoffgehalte der Früchte durch optische Emissionsspektrometrie mittels induktiv gekoppelten Plasmas (ICP-OES) bestimmt. Im Institut für Sicherheit und Qualität bei Obst und Gemüse erfolgte zudem eine ungerichtete Metabolomanalyse mit Hilfe der umfassenden zweidimensionalen Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC×GC-MS). In der Summe wurde ein deutlicher Einfluss der Kaliumversorgung auf das Inhaltsstoffprofil der Tomatenfrucht nachgewiesen. Unabhängig von der Sorte zeigte sich ein klarer Zusammenhang zwischen der Kaliumversorgung und der Konzentration bestimmter Fruchtsäuren wie z. B. Zitronensäure oder anderer Intermediate des Krebszyklus. Bei Kaliummangel ließ sich eine Anreicherung von bestimmten Aminosäuren wie Asparagin und Aminen wie Putrescin beobachten. Auch bei einigen Polyphenolen, Carotinoiden oder Vitaminen wirkte sich die Kaliumversorgung auf die Fruchtgehalte aus, die Effekte waren jedoch uneinheitlich. Besonders augenscheinlich und interessant war die Tatsache, dass sich viele Effekte nur bei den Sorten Primavera und Yellow Submarine nachweisen ließen, während sich die Sorte Resi metabolisch deutlich resistenter gegenüber einer Über- oder Unterversorgung mit Kalium erwies. Es zeigte sich weiterhin, dass sich Ergebnisse von Düngungsexperimenten nicht ohne weiteres von vegetativen Pflanzenorganen wie Blatt oder Wurzel auf generative Organe wie die Frucht übertragen lassen.

Die Ergebnisse der Arbeiten wurden in den Fachzeitschriften Journal of Applied Botany and Food Quality sowie Plant Physiology and Biochemistry veröffentlicht und sind dort im Detail nachzulesen:

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