Date
2018Metadata
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Dissertation
Development of Maize Post-harvest Loss Reduction Mechanism Owing to Mycotoxin-producing Fungi Contamination Along Agro-ecology and Supply Chain in Southwestern Ethiopia
Abstract
Kurzfassung In vielen ländlichen Gebieten Äthiopiens ist Mais mit seinem hohen Kalorienwert das vorherrschende Grundnahrungsmittel und zudem für die Landwirte eine wichtige Einkommensquelle. Hohe Nachernteverluste sind jedoch ein landesweites Problem, allerdings gibt es hierzu kaum belastbare Daten, die die Ausarbeitung einer Reduzierungsstrategie erlauben würden. Insbesondere gilt das für die Verluste durch Pilzbefall und die daraus folgende Mykotoxinbelastung, wie dies häufig in den heißen und feuchten Klimabereichen im Südwesten Äthiopiens der Fall ist. Die vorliegende Arbeit hat das Ziel, neue wissenschaftliche Erkenntnisse über Pilzbefall und Mykotoxinbildung sowohl in unterschiedlichen Klimazonen, als auch bei den verschiedenen Lagersystemen zu erarbeiten, um gezielt die Nachernteverluste im Süd-Westen Äthiopiens verringern zu können. Die in fünf Distrikten durchgeführte Untersuchung zeigte zehn verschiedene Arbeitsschritte, die bei den Landwirten selbst oder den Zwischen- und Großhändlern nach der Ernte noch erfolgen. Die Nachernteverluste bei Mais wurden auf 31% geschätzt, wobei der Verlustanteil während der Lagerung als besonders kritisch zu sehen ist. Der Rest-Wassergehalt der Maiskolben bei deren Einlagerung hatte einen entscheidenden Einfluss auf die Lagerfähigkeit. Beim Vergleich aller biologischen Schadursachen rangierte der Verlust durch Pilzpathogene an der Spitze. Die Häufigkeit der Schimmelpilzbildung sowohl an Maiskolben als auch an gerebbelten Maiskörnern nahm mit zunehmender Lagerdauer signifikant zu. Sieben Pilzgattungen wurden identifiziert, wobei Fusarium, Penicillium und Aspergillus spp. die vorherrschenden Pilze waren, die in allen entnommenen Proben entlang der Lieferkette vorkamen. Die Nährstoffanalysen von eingelagertem Mais aus verschiedenen Lagersystemen zeigten, dass der Protein-, Fett-, Kohlehydrat- und Brennwert signifikant während der Lagerdauer abnahm. Der Faser-, Aschen- und Mineralstoffgehalt stieg jedoch während der Lagerzeiten signifikant an. Der Gehalt an Phytat und Tannin schwankte in Abhängigkeit der Lagerdauer und der Klimazone. Anhand langjähriger Wetterdaten sowie eigener Messungen auf dem Feld und in den Lagerhäusern wurde gezeigt, dass sowohl vor als auch nach der Ernte günstige Bedingungen für ein Pilzwachstum bestehen. Entsprechend wurde eine Weiterentwicklung der traditionellen Gombisa-Lagersilos vorgeschlagen und diese erprobt. Durch einen zusätzlich installierten solar betriebenen Ventilator wurde die Grundbauart der äthiopischen Gombisa optimiert und ermöglichte so eine Belüftungstrocknung der Maiskolben. Die Lufttemperatur und die relative Luftfeuchte innerhalb des Silos wurden aufgezeichnet und der Energieverbrauch des Lüftungssystems gemessen. Es konnte nachgewiesen werden, dass die modifizierte Gombisa-Version sichere Lagerbedingungen innerhalb des Silos ermöglicht und die Schimmelbildung verhindert. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass dieses Lagersystem das Potential hat, die Nachernteverluste in tropischen Regionen zu verringern. Dennoch besteht weiterer Forschungsbedarf, um die Massen- und Qualitätsverluste von gelagerten Maiskolben in tropischen Regionen im Vergleich zu weiteren Lagersystemen zu bewerten.
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Federal Ministry of Education and Research (BMBF), GermanyCitation
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