Biologisch erzeugte Produkte haben steigende Absätze und gewinnen an Bedeutung am Markt und bei Verbraucher:innen. Zur Frage der Qualität im Vergleich zu konventionellen Produkten gibt es bereits verschiedene Untersuchungen. Eine Möglichkeit ist die chemische Analyse einzelner Inhaltsstoffe, die teilweise direkt mit der Art der Düngung zusammenhängen. Ein wesentlicher Unterschied zwischen konventioneller und biologischer Landwirtschaft liegt in der Art des verwendeten Stickstoffdüngers und dessen Verfügbarkeit. Anstelle des mineralischen, leicht löslichen Stickstoffs in konventionellen Düngemitteln nutzen biologische Betriebe organisch gebundenen, weniger leicht löslichen Stickstoff. Dies hat zur Folge, dass die Pflanzen mehr Trockenmasse und eine höhere Konzentration an phenolischen Abwehrstoffen entwickeln [1]. Diese erhöhen die Stressresistenz und somit das Potential, pathogene Krankheitserreger abzuwehren. Neben der quantitativen Analyse von einzelnen Verbindungen können Qualitätsaussagen zur Vitalität auf der Grundlage komplementärer Methoden gemacht werden. Sie beziehen sich auf das Produkt als Ganzes. Dazu gehören zum Beispiel Lagerungs- und Degradationstests. In einem Stress-Lagerungstest wurden die antimikrobiellen (antiomicrobial properties, AMP), farberhaltenden (colour retainment properties, CRP) und heilenden Eigenschaften (slice healing properties, SHP) von Salatgurken ermittelt. Der letztgenannte Parameter spiegelt die Fähigkeit der Probe wider, nach dem vollständigen Aufschneiden in 15 bis 20 mm dicke Scheiben «heilendes Gewebe» zu entwickeln und die Struktur wieder herzustellen. Diese definierte, starke Gewebeschädigung (Aufschneiden) ist ein erheblicher Stressfaktor, der die Vitalität der Proben herausfordert. Die Heilung von beschädigtem Gewebe ist für Pflanzen wichtig, um sich gegen mikrobielle Infektionen und auch nach mechanischer Beschädigung zu schützen. Sie wird mit einer besseren Haltbarkeit der Gurken und damit einer höheren Produktqualität verbunden. Die bessere Vitalität ist vorteilhaft für Verbraucher:innen. Welchen Einfluss der Anbau – konventionell, biologisch und biodynamisch – bei Gurken auf diese drei Parameter hat, untersuchten Doesburg-van Kleffens et al. (2025) mit Hilfe des Stress-Lagerungstests [1].
Studiendurchführung
Biodynamische, biologische und konventionelle Salatgurken (Cucumis sativus L.) vom örtlichen Handel (Supermärkte, Naturkostladen, Gemüsemarkt sowie Großhandel) wurden in drei verschiedenen Laboren in Dänemark, Deutschland und der Schweiz untersucht. Die Verwendung von Marktproben ermöglicht eine realistische Situation aus Verbrauchersicht. Die Forschenden ermittelten folgende Parameter: Durchmesser, Länge, Gewicht, Trockenmasse, CRP, AMP und SHP[1]. In jedem Labor fanden die Untersuchungen achtmal zu verschiedenen Zeitpunkten statt, wobei jeweils 12 Gurken pro Anbausystem geprüft wurden. Insgesamt analysierten die Forschenden 864 Gurken. Zusätzlich bestimmten sie den Trockenmassegehalt der verschiedenen Varianten an etwa 40 Proben.
Zunächst maßen sie den Durchmesser, die Länge und das Gewicht der Proben. Anschließend schnitten sie die Gurken nach einem definierten Verfahren in Scheiben. Danach legten sie die Scheiben in ihrer ursprünglichen Ausrichtung aneinander und wickelten sie in Frischhaltefolie ein. Die Proben lagerten dann dunkel in einem geschlossenen Wärmeschrank bei 23,5 °C, ohne Kontrolle der Luftfeuchtigkeit.
Nach 14 Tagen bewerteten die Forschenden visuell die Parameter AMP (antimikrobielle Eigenschaft) und CRP (Farberhaltung). Dazu verglichen sie die Proben mit einer in Dänemark entwickelten Referenzfotoserie und stuften sie auf einer Skala von 0 bis 10 ein. 0 bedeutete bei AMP einen «sichtbaren mikrobiellen Befall aller Scheiben», 10 «kein sichtbarerer Befall aller Scheiben». Bei CRP entsprach 0 einer «gelben Verfärbung auf der gesamten Oberfläche» und 10 «grün auf der gesamten Oberfläche». Für die Messung des SHP-Wertes (heilende Eigenschaften) erfolgte eine Belastungsprobe, da die Heilungseigenschaften einer Probe, also wie die Scheiben zusammenwachsen, auf der Fähigkeit zweier Grenzflächen basieren, einer Gewichtsbelastung zu widerstehen. Um dies zu ermitteln, belasteten die Forschenden die geschnittenen, bebrüteten Gurken mit Gewichten, die sie so weit erhöhten, bis die Schnittstelle brach. Aus dem Belastungsgewicht erfolgte die Ermittlung des SHP-Wertes. Für die Auswertung der Ergebnisse wurden die Mittelwerte von jedem Parameter aus allen drei Anbausystemen und Laboren verwendet.
Ergebnisse
Das Gewicht der konventionellen Gurken war mit 385,4 g im Durchschnitt um 4,5% signifikant höher als das der biodynamischen Gurken mit 367,9 g (p < 0,05). Auch der Durchmesser war bei den konventionellen Gurken signifikant größer (45,0 mm vs. 43,8 mm, p < 0,05). Die biologisch angebauten Gurken lagen bei beiden Parametern dazwischen (Gewicht 379,5 g, Durchmesser 44,3 mm). Bei der Länge gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den Proben der drei Anbausysteme. Die Trockenmasse der konventionellen Gurken war mit 2,77 % signifikant niedriger als die der bio- sowie biodynamischen Gurken (3,13 % und 3,28 %, p < 0,05).
Bei allen drei Stressparametern zeigten die biodynamisch angebauten Gurken die höchsten Werte, die konventionell angebauten Gurken dagegen die niedrigsten. Der Unterschied war bei allen drei Werten sehr hoch signifikant (p < 0,0001). Auch die Werte der biologisch angebauten Gurken, die in der Mitte lagen, waren sehr bzw. hoch signifikant unterschiedlich zu den Werten der konventionell angebauten Gurken (CRP und AMP: p < 0,0001und SHP: p < 0,001). Der CRP-Wert der biodynamisch angebauten Gurken war hoch signifikant und der SHP-Wert signifikant höher zu den Werten der biologisch angebauten Gurken (p < 0,0001 und p < 0,1). Beim AMP-Wert gab es keine Signifikanz zwischen den beiden Anbaumethoden.
Es zeigte sich, dass die biodynamisch angebauten Gurken in 58 – 71 % der Untersuchungen die beste Lagerfähigkeit unter Stressbedingungen aufwiesen, während es bei den biologisch angebauten Gurken nur bei 25 – 38 % und bei den konventionell angebauten Gurken in 4 – 8 % der Untersuchungen der Fall war.
Diskussion
In der biodynamischen Landwirtschaft ist die Verwendung der sogenannten biodynamischen Präparate ein Herzstück. Sie werden in sehr geringer Dosierung ausgebracht, so dass immer wieder ihre Wirksamkeit hinterfragt wird. Es konnten bereits bioaktive Verbindungen und Mikroorganismen in Hornmistpräparaten nachgewiesen werden, die Nährstoffprozesse im Boden und das Pflanzenwachstum anregen [1]. Eine Studie aus dem Jahr 2019 stellte fest, dass biodynamisch angebaute Äpfel eine größere Vielfalt an Mikroorganismen sowie deutlich weniger pathogene Erreger besaßen als konventionell angebaute Äpfel [2]. Die besseren Fähigkeiten der Farberhaltung und Wundheilung bei den biodynamisch angebauten Gurken der vorliegenden Studie könnten auf die Wirkung des Pflanzenmikrobioms zurückzuführen sein, das durch die Präparate stimuliert wurde. Zudem brachten frühere Studien die Präparate in Verbindung mit einem höheren Gehalt an sekundären Pflanzenstoffe wie Antioxidantien, Polyphenole sowie Vitaminen [3, 4, 5, 6]. Die besseren antimikrobielle Eigenschaften der biodynamischen Proben könnten mit einem höheren Gehalt dieser Substanzen zusammenhängen, da diese protektiv gegen Stress wirken.
Alle drei Stress-Lagerungsparameter – antimikrobielle Eigenschaften, Farberhaltung und Heilung von Schnittflächen – beschreiben die Vitalität der Salatgurken. Vitalität kann verstanden werden als die «Fähigkeit eines lebendigen Organismus, Lebensprozesse und den Lebenszyklus auch unter ungünstigen Bedingungen zu entwickeln, aufrechtzuerhalten und auszuführen» [1]. Je höher die Werte der Lagerungsparameter sind, umso vitaler ist das Gemüse. Es kann Stress von außen, wie bei der Lagerung, besser standhalten. Es ist ein Ziel in der biodynamischen Landwirtschaft, vitale Lebensmittel zu erzeugen.
Die Proben der vorliegenden Untersuchung wiesen eine hohe Variabilität bezüglich Herkunft, Anbaubedingungen und Sorte auf. Die große Anzahl an Untersuchungen pro Anbausystem und vor allem die Eindeutigkeit sowie das Signifikanzniveau der Ergebnisse unterstreichen dennoch die Aussage über die Qualität der einzelnen Varianten biodynamisch, biologisch und konventionell.
Verbraucher:innen haben meist einen besonderen Qualitätsanspruch, wenn sie biodynamisch einkaufen. Dass dies gerechtfertigt ist, zeigen die in über zwei Drittel der Versuche beobachteten Bestwerte der biodynamischen Gurkenproben mit ihrer höheren Vitalität und der besseren Lagerfähigkeit im Vergleich zu biologischen und konventionellen Gurken.
Literaturverzeichnis
[1] Doesburg-van Kleffens M, Andersen JO, Gründemann C, Fritz J (2025): «Effects of cultivation systems on the antimicrobial, colour retainment and slice healing properties of consumer ready market samples of cucumber (Cucumis sativus L.)» Applied Food Research, 5(1). https://doi.org/10.1016/j.afres.2025.100754
[2] Wassermann B, Müller H, Berg G (2019): «An apple a day: Which bacteria do we eat with organic and conventional apples?» Front. Microbiol. https://10:1629.doi: 10.3389/fmicb.2019.01629
[3] Heimler D, Vignolini P, Arfaioli P, Isolani L, Romani A (2012): «Conventional, organic and biodynamic farming: Differences in polyphenol content and antioxidant activity of Batavia lettuce» Journal of the Science of Food and Agriculture, 92(3), 551–556. https://doi.org/10.1002/jsfa.4605
[4] Juknevičienė E, Danilčenko H, Jarienė E, Fritz J (2019): «The effect of horn-manure preparation on enzymes activity and nutrient contents in soil as well as great pumpkin yield» Open Agricultur, 4, 452–459.
https://doi.org/10.1515/opag-2019-0044
[5] Vaitkeviciene N, Kulaitiene J, Jariene E, Levickiene D, Danillcenko H, Srednicka-Tober D, Rembialkowska E, Hallmann E (2020): «Characterization of bioactive compounds in colored potato (L.) cultivars grown with conventional, organic, and biodynamic methods» Sustainability, 12(7). https://doi.org/10.3390/su12072701
[6] Malagoli M, Sut S, Kumar G, Dall’Acqua S (2022): «Variations of elements, pigments, amino acids and secondary metabolites in Vitis vinifera (L.) cv Garganega after 501 biodynamic treatment» Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 9 (1), 36. https://doi.org/10.1186/s40538-022-00299-y
[1] AMP: antimikrobielle Eigenschaften (antiomicrobial properties)
CRP: farberhaltende Eigenschaften (colour retainment properties)
SHP: wundheilende Eigenschaften (slice healing properties)
