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T. aestivum ITIS 42236 2002-09-22 |
Weizen umfasst jedes landwirtschaftlich genutzte Getreidegras der Gattung Triticum in der Grasfamilie Poaceae. Weizen gehört zusammen mit Mais und Reis zu den drei wichtigsten Getreidearten, die weltweit angebaut werden; zusammen decken Weizen, Mais und Reis mehr als die Hälfte des weltweiten Bedarfs an Kalorien und Proteinen (Biodiversity International 2007). Weizen kann in einer Vielzahl von Klimazonen wachsen; am besten gedeiht er jedoch in gemäßigten Klimazonen und ist in sehr heißen und feuchten Zonen anfällig für Krankheiten.
Aufgrund der menschlichen Kreativität gibt es derzeit über fünfzigtausend Weizensorten. Drei wichtige Weizenarten sind Triticum aestivum (Weichweizen), Triticum durum (Hartweizen) und T. compactum (Hartweizen); T. aestivum wird zur Herstellung von Brot, T. durum zur Herstellung von Nudeln und T. compactum wird für die Herstellung von weicheren Kuchen, Crackern, Keksen und Gebäck verwendet.
Weizen bietet dem Menschen auch andere Werte. Er wird für die Gärung zur Herstellung von Biokraftstoff, Bier (Palmer 2001) und Wodka (Neill 2002) verwendet. Weizen wird in begrenztem Umfang als Futterpflanze für das Vieh angebaut, und das Stroh kann als Viehfutter oder als Baumaterial für die Dacheindeckung verwendet werden (A. Smith 1995).
Beschreibung
Weizen gehört zur Familie der Gräser, Poaceae, einer der größten und wichtigsten Pflanzenfamilien, zu der auch Reis und Zuckerrohr gehören. Es gibt etwa 600 Gattungen und vielleicht zehntausend Arten von Gräsern.
Gräser sind, wie Orchideen und Palmen, einkeimblättrige Pflanzen. Die Einkeimblättrigen sind eine der beiden Hauptgruppen der Blütenpflanzen (Angiospermen), die andere sind die Zweikeimblättrigen. Einkeimblättrige Pflanzen haben nur ein Keimblatt oder Embryoblatt, im Gegensatz zu den zweikeimblättrigen Pflanzen, die zwei Keimblätter haben. Die größte Familie in der Gruppe der Einkeimblättrigen (und bei den Blütenpflanzen) sind die Orchideen. Die wirtschaftlich wichtigste Familie in dieser Gruppe sind jedoch die Gräser, zu denen die echten Getreidearten (Reis, Weizen, Mais, Gerste usw.) gehören. Im Gegensatz zu den zweikeimblättrigen Pflanzen sind die echten Gräser auf Windbestäubung spezialisiert und bilden kleinere Blüten.
Weizen ist ein Getreidegras der Gattung Triticum. Sein Blütenstand (Gruppe von Blütenbüscheln an einem Zweig) ist eine Ähre, ein unverzweigter, unbestimmter Blütenstand mit sitzenden Blüten, die entlang einer Achse angeordnet sind. Jedes Ährchen kann mehrere Blüten mit Körnern haben, die hart oder weich, weiß, rot oder violett sein können. Das Korn besteht aus dem Embryo und einem von Schichten überzogenen, größtenteils stärkehaltigen Endosperm. Er ist eine einjährige Pflanze.
Genetik
Die Genetik des Weizens ist komplizierter als die der meisten anderen domestizierten Arten. Einige Weizenarten sind diploid, mit zwei Chromosomensätzen, aber viele sind stabile Polyploide, mit vier Chromosomensätzen (tetraploid) oder sechs (hexaploid).
- Einkornweizen (T. monococcum) ist diploid.
- Die meisten tetraploiden Weizenarten (z.B. Emmer und Hartweizen) stammen vom wilden Emmer, T. dicoccoides, ab. Wilder Emmer ist das Ergebnis einer Hybridisierung zwischen zwei diploiden Wildgräsern, T. urartu und einem wilden Ziegengras, wie Aegilops searsii oder Ae. speltoides. Die Hybridisierung, aus der der wilde Emmer hervorging, fand in der freien Natur statt, lange vor der Domestizierung.
- Hexaploider Weizen entwickelte sich auf den Feldern der Bauern. Entweder domestizierter Emmer oder Hartweizen kreuzten sich mit einem weiteren diploiden Wildgras (Aegilops tauschii), um die hexaploiden Weizenarten, Dinkel und Brotweizen, hervorzubringen (Hancock 2004).
Benennung
Es gibt viele botanische Klassifizierungssysteme für Weizenarten. Der Name einer Weizenart in einer Informationsquelle ist nicht unbedingt der Name einer Weizenart in einer anderen. Innerhalb einer Art werden die Weizensorten von Weizenzüchtern und Landwirten nach der Vegetationsperiode, z. B. Winterweizen gegenüber Sommerweizen, nach dem Glutengehalt, z. B. Hartweizen (hoher Proteingehalt) gegenüber Weichweizen (hoher Stärkegehalt), oder nach der Kornfarbe (rot, weiß oder bernsteinfarben) eingeteilt (Bridgwater 1966).
Wichtigste kultivierte Weizenarten
- Weichweizen oder Brotweizen – (T. aestivum). Eine hexaploide Art, die weltweit am häufigsten angebaut wird.
- Hartweizen-(T. durum). Die einzige tetraploide Form des Weizens, die heute weit verbreitet ist, und der am zweithäufigsten angebaute Weizen.
- Einkorn-(T. monococcum). Eine diploide Art mit wilden und kultivierten Varianten. Wurde zur gleichen Zeit wie Emmerweizen domestiziert, erreichte aber nie die gleiche Bedeutung.
- Emmer-(T. dicoccon). Eine tetraploide Art, die in der Antike angebaut wurde, aber nicht mehr weit verbreitet ist.
- Spelt-(T. spelta). Eine weitere hexaploide Art, die in begrenzten Mengen angebaut wird.
Geschälter Weizen im Vergleich zu frei dreschendem Weizen
Die vier wilden Weizenarten sowie die domestizierten Sorten Einkorn (Potts 1996), Emmer (Nevo 2002) und Dinkel (Vaughan 2003) haben Schalen. Diese primitivere Morphologie besteht aus verhärteten Spelzen, die die Körner fest umschließen, und – bei den domestizierten Weizenarten – aus einer halbbrüchigen Spindel, die beim Dreschen leicht bricht. Dies führt dazu, dass die Weizenähre beim Dreschen in Ährchen zerfällt. Zur Gewinnung des Korns ist eine weitere Verarbeitung, wie z. B. das Mahlen oder Stampfen, erforderlich, um die Spelzen oder Schalen zu entfernen. Im Gegensatz dazu sind bei frei dreschenden (oder nackten) Formen wie Hartweizen und Weichweizen die Spelzen zerbrechlich und die Spindel hart. Beim Dreschen löst sich die Spreu auf und gibt die Körner frei. Geschälte Weizenkörner werden oft als Ähren gelagert, da die zähen Spelzen einen guten Schutz gegen Lagerschädlinge bieten (Potts 1996).
Geschichte
Weizen und Gerste waren die ersten bekannten Getreidearten, die domestiziert wurden. Der Weizen stammt aus Südwestasien, aus dem Gebiet des Fruchtbaren Halbmonds. Die frühesten archäologischen Belege für den Weizenanbau stammen aus der Levante (großes Gebiet im Nahen Osten) und der Türkei. Vor etwa 10 000 Jahren wurden wild wachsende Weizenarten wie Einkorn und Emmer domestiziert, als Teil der Ursprünge der Landwirtschaft im Fruchtbaren Halbmond (Kingfisher 2004). Die Kultivierung und wiederholte Ernte und Aussaat der Körner von Wildgräsern führte zur Domestizierung des Weizens durch die Selektion von Mutationsformen mit zähen Ähren, die bei der Ernte unversehrt blieben, und größeren Körnern. Wegen des Verlusts der Mechanismen zur Samenverbreitung können sich domestizierte Weizenarten nur begrenzt in der freien Natur vermehren (C. Smith 1995).
Der Weizenanbau begann sich während der Jungsteinzeit über den Fruchtbaren Halbmond hinaus zu verbreiten. Vor etwa fünftausend Jahren hatte der Weizen Äthiopien, Indien, Irland und Spanien erreicht. Ein Jahrtausend später erreichte er China (C. Smith 1995). Die landwirtschaftliche Kultivierung mit Hilfe von Pflügen mit Pferdekragen (vor dreitausend Jahren) steigerte die Produktivität des Getreides, ebenso wie die Verwendung von Sämaschinen, die im 18. Jahrhundert ablöste. Die Weizenerträge stiegen weiter an, da neue Anbauflächen erschlossen wurden und die landwirtschaftliche Bewirtschaftung durch den Einsatz von Düngemitteln, Dresch- und Erntemaschinen (Mähdrescher), traktorgezogenen Grubbern und Pflanzmaschinen sowie besseren Sorten verbessert wurde. Da die Bevölkerungswachstumsraten sinken, während die Erträge weiter steigen, könnte die Weizenanbaufläche zum ersten Mal in der modernen Menschheitsgeschichte zurückgehen (Economist 2005).
Im Jahr 2007 erreichten die Weizenvorräte den niedrigsten Stand seit 1981, und 2006 war das erste Jahr, in dem weltweit mehr Weizen konsumiert als produziert wurde – eine Kluft, die sich immer weiter vergrößert, da der Bedarf an Weizen über die Produktion hinaus steigt. Die Verwendung von Weizen als Biokraftstoff wird die Situation noch verschlimmern.
Pflanzenzüchtung
In traditionellen landwirtschaftlichen Systemen wird Weizen oft als Landsorten angebaut, informelle, von den Landwirten gepflegte Populationen, die oft ein hohes Maß an morophologischer Vielfalt aufweisen. Obwohl Landrassen in Europa und Nordamerika nicht mehr angebaut werden, sind sie anderswo nach wie vor von Bedeutung.
Die Ursprünge der formellen Weizenzüchtung liegen im 19. Jahrhundert, als durch die Selektion von Saatgut einer einzigen Pflanze, die die gewünschten Eigenschaften aufwies, Einliniensorten geschaffen wurden. Die moderne Weizenzüchtung entwickelte sich in den ersten Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts und war eng mit der Entwicklung der Mendelschen Genetik verbunden. Die Standardmethode zur Züchtung von Inzuchtweizensorten ist die Kreuzung von zwei Linien mit Hilfe der manuellen Emaskulation und die anschließende Selbst- oder Inzucht der Nachkommenschaft über viele (zehn oder mehr) Generationen, bevor die Selektionen für die Freigabe als Sorte oder Kultivar identifiziert werden (Bajaj 1990).
F1-Hybridweizensorten sollten nicht mit Weizensorten aus der Standardpflanzenzüchtung verwechselt werden. Heterosis oder hybride Vitalität (wie bei den bekannten F1-Hybriden von Mais) tritt bei Weichweizen (hexaploid) auf, aber es ist schwierig, Saatgut von Hybridsorten in kommerziellem Maßstab zu produzieren, wie es bei Mais der Fall ist, da Weizenblüten vollständig sind und sich normalerweise selbst bestäuben (Bajaj 1990). Kommerzielles Hybridweizensaatgut wurde mit Hilfe von chemischen Hybridisierungsmitteln, Pflanzenwachstumsregulatoren, die selektiv die Pollenentwicklung stören, oder natürlich vorkommenden Systemen zytoplasmatischer männlicher Sterilität erzeugt. Hybridweizen ist in Europa (insbesondere in Frankreich), den USA und Südafrika ein begrenzter kommerzieller Erfolg (Basra 1999).
Produktion
Weizen benötigt normalerweise zwischen 110 und 130 Tage zwischen Aussaat und Ernte, je nach Klima, Saatgutart und Bodenbedingungen. Entscheidungen zur Bewirtschaftung der Kulturen erfordern die Kenntnis des Entwicklungsstadiums der Pflanzen. Insbesondere Düngergaben im Frühjahr, Herbizide, Fungizide und Wachstumsregulatoren werden in der Regel in bestimmten Stadien der Pflanzenentwicklung eingesetzt.
Die Kenntnis der Stadien kann hilfreich sein, um Zeiträume mit höherem Risiko in einem bestimmten Klima zu erkennen. Zum Beispiel ist Weizen während der Meiose extrem anfällig für niedrige Temperaturen (unter vier Grad Celsius) oder hohe Temperaturen (über fünfundzwanzig Grad Celsius). Für die Landwirte ist es auch von Vorteil zu wissen, wann das Fahnenblatt (letztes Blatt) erscheint, da dieses Blatt für etwa fünfundsiebzig Prozent der Photosynthesereaktionen während der Kornfüllungsperiode verantwortlich ist und daher vor Krankheiten oder Insektenbefall geschützt werden sollte, um einen guten Ertrag zu gewährleisten.
Es gibt mehrere Systeme zur Bestimmung der Erntestadien, wobei die Feekes- und die Zadoks-Skala am häufigsten verwendet werden. Jede Skala ist ein Standardsystem, das die aufeinanderfolgenden Stadien beschreibt, die die Pflanze während der landwirtschaftlichen Saison erreicht.
- Weizen im Stadium der Anthese (Vorder- und Seitenansicht)
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Krankheiten
Die Schätzungen der durch Pflanzenkrankheiten verursachten Produktionsverluste bei Weizen schwanken zwischen zehn und fünfundzwanzig Prozent in Missouri (Palm).fünfundzwanzig Prozent in Missouri (Palm 1993). Weizen wird von einer Vielzahl von Organismen befallen, von denen Viren und Pilze die wichtigsten sind. Einige verbreitete Viren sind das Gerstengelbverzwergungsvirus (BYDV), das Weizenmosaik (WSM) und das Weizenbodenmosaik (WSBM).
Schädlinge
Weizen wird von den Larven einiger Lepidoptera-Arten als Nahrungspflanze genutzt, darunter die Flammenmotte, der Rustikale Schulterknöterich, die Setaceous Hebrew Character und die Rübenmotte.
Produktions- und Verbrauchsstatistiken
China, Indien, die Vereinigten Staaten und Russland sind die größten Weizenproduzenten.
| Top Ten Weizenproduzenten-2005 (Millionen Tonnen) |
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|---|---|---|---|
 Volksrepublik China |
96 | ||
| Indien |
72 | ||
 Vereinigte Staaten |
57 | ||
| Russland |
46 | ||
| Frankreich |
37 | ||
 Kanada |
26 | ||
| Australien |
24 | ||
 Deutschland |
24 | ||
| Pakistan |
22 | ||
| Türkei |
21 | ||
| Welt insgesamt | 626 | ||
| Quelle: UN Food & Agriculture Organization (FAO)
Im Jahr 1997 betrug der weltweite Pro-Kopf-Verbrauch von Weizen 101 kg, wobei der höchste Pro-Kopf-Verbrauch (623 kg) in Dänemark zu verzeichnen war. Weizen wird weltweit häufiger angebaut als Reis, wobei der Anteil Chinas fast ein Sechstel der Weltproduktion ausmacht. Weizen in den Vereinigten Staaten
Die in den Vereinigten Staaten verwendeten Weizenklassen sind
Weizenernte in der Palouse-Region.
Hartweizen ist schwieriger zu verarbeiten und roter Weizen muss manchmal gebleicht werden. Deshalb erzielen Weich- und Weißweizen auf dem Rohstoffmarkt meist höhere Preise als Hart- und Rotweizen. Wirtschaft
Weizensack
Bruchweizen
Weizenproduktion im Jahr 2005
Das geerntete Weizenkorn, das in den Handel gelangt, wird für die Zwecke der Warenbörse nach seinen Eigenschaften klassifiziert. Weizenkäufer verwenden die Klassifizierungen, um zu entscheiden, welcher Weizen gekauft werden soll, da jede Klasse besondere Verwendungszwecke hat. Die Weizenproduzenten bestimmen mit diesem System, welche Weizenklassen am rentabelsten anzubauen sind. Weizen wird in großem Umfang als Nutzpflanze angebaut, weil er einen guten Ertrag pro Flächeneinheit liefert, in einem gemäßigten Klima auch bei einer mäßig kurzen Vegetationsperiode gut gedeiht und ein vielseitiges, hochwertiges Mehl liefert, das beim Backen häufig verwendet wird. Die meisten Brote werden aus Weizenmehl hergestellt, darunter auch viele Brote, die nach den anderen enthaltenen Körnern benannt sind, wie die meisten Roggen- und Haferbrote. Auch viele andere beliebte Lebensmittel werden aus Weizenmehl hergestellt, so dass selbst in Volkswirtschaften mit einem erheblichen Nahrungsmittelüberschuss eine große Nachfrage nach dem Getreide besteht. Weizen als Nahrungsmittel
Ein reifes Weizenfeld im Norden Israels
Rote Weizenkörner sind eine Lebensmittelzutat, die als Vollweizen bezeichnet wird. Sie können zu Mehl gemahlen, gekeimt und getrocknet werden, um Malz zu erzeugen, geschrotet und entbastet werden, um Weizen zu brechen, gekocht (oder gedämpft), getrocknet, geschrotet und entbastet werden, um Bulgur zu erzeugen, oder zu Grieß, Nudeln oder Mehlschwitze verarbeitet werden. Sie sind ein wichtiger Bestandteil von Lebensmitteln wie Brot, Frühstückscerealien (z. B. Wheatena, Cream of Wheat), Roti (indisches Brot), Naan, Porridge, Cracker, Kekse, Pfannkuchen, Kuchen und Soßen. Einhundert Gramm harter roter Winterweizen enthalten etwa 12,6 Gramm Eiweiß, 1,5 Gramm Gesamtfett, 71 Gramm Kohlenhydrate (in der Differenz), 12,2 Gramm Ballaststoffe und 3,2 mg Eisen oder 17 Prozent der täglich benötigten Menge. Einhundert Gramm harter roter Sommerweizen enthalten etwa 15,4 Gramm Eiweiß, 1,9 Gramm Gesamtfett, 68 Gramm Kohlenhydrate (in der Differenz), 12,2 Gramm Ballaststoffe und 3,6 mg Eisen oder 20 Prozent des Tagesbedarfs (USDA ARS 2006). Das in Weizen (und anderen Triticeae) enthaltene Glutenprotein ist schwer verdaulich und für Menschen mit Zöliakie (einer Autoimmunerkrankung, die bei etwa einem Prozent der indoeuropäischen Bevölkerung auftritt) unverträglich.
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