Pre-Harvest Sprouting (PHS)
Pre-Harvest Sprouting (kurz PHS) bezeichnet das vorzeitige Auskeimen von Getreidekörnern direkt auf der Ähre oder Rispe, also noch vor der Ernte. Das Phänomen tritt auf, wenn reife Körner durch anhaltende Feuchtigkeit oder Regen aktiviert werden und den Keimungsprozess beginnen, obwohl sie sich noch an der Pflanze befinden.
In der Landwirtschaft gilt PHS als eine der gravierendsten Ursachen für Qualitätsverluste bei Getreidearten wie Gerste, Weizen, Roggen oder Hafer. Sobald das Korn zu keimen beginnt, werden Stärke und Proteine enzymatisch abgebaut – die Körner verlieren ihre Back-, Brau- und Verarbeitungsqualität. Häufig ist das Getreide dann nicht einmal mehr als Futtermittel geeignet.
Die Anfälligkeit für PHS hängt sowohl von Umweltfaktoren als auch von der genetischen Ausstattung der Pflanzen ab. Besonders gefährdet sind Regionen mit wechselhaftem Klima oder feuchten Ernteperioden, da Niederschläge und hohe Luftfeuchtigkeit die Keimung begünstigen. Auch der Klimawandel verschärft das Problem: Unvorhersehbare Regenereignisse zur Reifezeit treten zunehmend häufiger auf.
Auf genetischer Ebene spielt die sogenannte Keimruhe (Seed Dormancy) eine zentrale Rolle. Sie beschreibt die natürliche Fähigkeit eines Samens, trotz günstiger Umweltbedingungen zunächst nicht zu keimen. Pflanzen mit ausgeprägter Keimruhe sind weniger anfällig für PHS. Zahlreiche Studien – insbesondere bei Gerste und Weizen – haben gezeigt, dass bestimmte Gene, etwa MKK3, ABA-Signalweg-Gene oder transkriptionelle Repressorproteine wie Vp1, die Stärke und Dauer der Keimruhe maßgeblich beeinflussen.
Züchterisch besteht die Herausforderung darin, ein Gleichgewicht zwischen ausreichender Keimruhe (Schutz vor PHS) und zuverlässiger Keimung nach der Aussaat zu erreichen. Zu starke Keimruhe kann die Feldkeimung behindern, zu schwache erhöht das Risiko des Auskeimens. Moderne Züchtungsprogramme nutzen deshalb molekulare Marker, um Varianten von Keimruhe-Genen gezielt in Sorten einzukreuzen, die sowohl klimaresilient als auch verarbeitungsgeeignet sind.
Zur Bewertung der PHS-Anfälligkeit werden im Labor Keimtests unter kontrollierter Feuchtigkeit durchgeführt. Zusätzlich spielen Feldversuche über mehrere Jahre eine wichtige Rolle, da PHS stark von Wetterbedingungen und Reifezeitpunkt abhängt.
Langfristig gilt die Reduzierung von Pre-Harvest Sprouting als zentraler Baustein für die Anpassung des Getreideanbaus an den Klimawandel – sowohl zur Sicherung der Erträge als auch zur Wahrung der Produktqualität.