2024-03-28T18:36:51Z
http://opus.uni-hohenheim.de/oai2/oai2.php
oai:opus.uni-hohenheim.de:1
2005-05-20T11:03:28Z
ddc:630
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Zum Einfluß von mikrobieller Phytase und Calcium auf die Blei-, Cadmium und Zinkretention beim wachsenden Schwein
Effect of microbial phytase and calcium on lead, cadmium and zinc retention in growing pigs
Bernhard
Zacharias
630
Schwein , Phytase , Blei , Cadmium , Zink
Calcium , Knochen , Leber , Niere , Muskel pig , phytase , lead , cadmium , zinc
Es wurde der Einfluß einer Supplementierung von Rationen für wachsende Schweine (15 bis 30 bzw. 50 kg) mit mikrobieller Phytase und/oder Calcium auf die Blei-, Cadmium- und Zinkretention in Niere, Leber, Muskel und Knochen untersucht. Die Rationen bestanden aus einer Gerste-Soja-Mischung, in die Blei, Cadmium und Zink in Form einer Pb-, Cd- und Zn-belasteten Gerste oder über CdCl2, Pb(CH3COO)2, und ZnSO4 zu einer unbelasteten Gerste eingebracht wurden. Die Rationen enthielten im Mittel 1,45 mg Pb, 0,78 mg Cd und 55,7 mg Zn je kg TS und wurden ohne und mit einer Zulage von 800 U mikrobieller Phytase/kg verfüttert. Gegenüber der Kontrolle führte der Zusatz mikrobieller Phytase bei normaler Calciumversorgung von 6 g/kg zu einer deutlichen Erhöhung der Bleikonzentration im Knochen und der Cadmiumkonzentration in Niere und Leber. Bei Zink kam es nur zu einem tendentiellen Anstieg in Knochen und Leber. Die Erhöhung der Calciumkonzentration auf 12 g/kg verhinderte die durch den Phytasezusatz vermehrte Bleiretention im Knochen, sowie die höhere Cadmiumeinlagerung in Niere und Leber. Die höhere Pb-Konzentration in Leber, Niere und Knochen bei Belastung der Rationen durch Pb(CH3COO)2, dürfte auf die im Mittel um 51 höhere Bleikonzentration gegenüber den durch eine nativ kontaminierte Gerste belasteten Rationen zurückzuführen sein. Die in der Niere auf hohem Calciumniveau feststellbare geringere Cadmiumbelastung bei Kontamination der Diäten durch CdCl2, könnte mit einer vermehrten Bildung von unlöslichem Cadmium-Calcium-Phytat erklärbar sein, das durch Phytase nicht mehr hydrolysiert werden kann. Der Phytasezusatz dürfte bei Blei, Cadmium und Zink zu einer erhöhten Verfügbarkeit infolge Phytase-induzierter Hydrolyse des Phytatkomplexes führen. Die Wirkung einer über den Bedarf liegenden Calciumversorgung ist wohl durch die Verringerung der Phytatlöslichkeit, einer damit verbundenen Herabsetzung der Phytatspaltung und damit zu einer verringerten Freisetzung von Schwermetallen
In the present study the influence of microbial phytase and/or calcium supplementation in rations of growing pigs (15 to 30 kg resp. 50 kg) on the retention of lead, cadmium and zinc in kidneys, liver, muscles and bones was investigated. The rations consisted of a barley-soy mixture supplemented with lead, cadmium and zinc either in the form of Pb-, Cd- and Zn-polluted barley or of CdCl2, Pb(CH3COO)2, and ZnSO4. The rations contained an average of 1,45 mg Pb, 0,78 mg Cd, and 55,7 mg Zn per kg dry matter and were given either with or without an addition of 800 U microbial phytase per kg. Compared to the reference group the addition of microbial phytase resulted in diets with a nomal calcium supply (6 g/kg) to a significant increase in the concentration of lead in the phalanx 1 and cadmium in kidneys and liver. The zinc concentration, however, only was increased in tendency in bones and liver. By augmenting the calcium concentration to 12 g/kg it was possible to avoid phytase-induced increase in the retention of lead in phalanx 1 and in the deposition of cadmium in kidneys and liver. For zinc, however, this effect of calcium could not be detected. The higher lead concentration in liver, kidneys and bones after addition of Pb(CH3COO)2 may be due to the 51 higher dietary Pb level as compared to the normally polluted barley rations. The reduced Cd-accumulation in livers and kidneys after feeding CdCl2 supplemented diets with a high calcium level may be explained by an increased formation of insoluble cadmium-calcium-phytate that cannot be hydrolysed by phytase. For the heavy metals lead, cadmium, and zinc the addition of phytase might probably result in an increased metal availability due to phytase-induced hydrolysis of the phytate complex. The effect of a calcium supply exceeding the recommended level may be explained by a reduction in the solubility of phytate which results in a decreased ability of phytate to be splitted by phytase and therefore leads to a reduced
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Hohenheim
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Winfried
Drochner
1997-12-18
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-16
application/pdf
ger
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2000/1/
oai:opus.uni-hohenheim.de:2
2000-03-22T00:00:00Z
ddc:630
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The exocrine pancreatic secretion in pigs and its hormonal regulation as influenced by carbohydrates and fats given per os or infused intraduodenally
Stefan
Jakob
630
Schwein , Bauchspeicheldrüse , Sekretion , endokrine Regulation , Fett
Cholecystokinin , Peptid YY , Nicht-Stärke-Polysaccharide pig , pancreas , secretion , endocrine regulation , fat
Es wurde der Einfluß isolierter NSP aus Kartoffeln sowie von Fetten auf die exokrine Pankreassekretion des Schweines und deren hormonelle Steuerung untersucht. Die Aufnahme einer Diät mit 2 einer NSP-Matrix induzierte eine erhöhte Pankreassekretion und steigerte die Menge an Gesamtprotein sowie die Gesamtaktivitäten Trypsin, Lipase und alpha-Amylase im Pankreassekret. Gleichzeitig nahm tendenziell die CCK-Konzentration im Plasma ab. Bei der intraduodenalen Applikation von Glyceroltricaprylat (medium chain triglycerol, mct), Glyceroltristearat (long chain triglycerid, lct), Olivenöl und Kokosöl wurde in allen Behandlungen ein prandialer Peak als direkte Reaktion auf die Futteraufnahme für die Volumensekretion, den Gesamtprotein- und Colipasegehalt sowie für die Gesamtaktivitäten von Trypsin und Lipase beobachtet. Nach Infusion von mct war der Verlauf der Sekretion 2-phasig. In Phase 1 wurde ein paralleler prandialer Anstieg der Volumensekretion, des Gesamtprotein- und Colipasegehaltes sowie der Gesamtaktivitäten an Trypsin und Lipase festgestellt. In Phase 2 ergaben sich für diese Parameter 60 min postprandial deutlich niedrigere Werte gegenüber den praeprandialen Werten. Die Verläufe der Kurven für die Gesamtaktivitäten an Lipase unterschieden sich. Der diurnale Verlauf der Plasmakonzentrationen an CCK und PYY war nicht beeinflußt. Der zweiphasige Verlauf der Volumensekretion nach der Infusion von Kokosöl führte nach einem prandialen Peak (Phase 1) in Phase 2 um 100 unter die Ausgangswerte. Nach Infusion von Olivenöl stieg die spezifische Lipaseaktiviät um das 5-fache. Bei Infusion von Kokosöl wurde nur ein 2.5-facher prandialer Anstieg beobachtet. Die Ergebnisse zeigen, daß unterschiedliche Fette einen unterschiedlichen Einfluß auf das exokrine Pankreas ausüben. Die Adaptation wird wahrscheinlich über einen Feedback-Mechanismus gesteuert wobei diese Steuerung nur untergeordnet durch CCK und PYY beeinflußt wird. Vermutlich wirken andere Hormone wie z.B. Sekretin
In the present study the influence of carbohydrates in the form of potato fibre (NSP) and of different fats on the exocrine pancreatic secretion and on the regulative hormonal mechanisms was investigated. When feeding a diet supplemented with 2 potato fibre all measured parameters, e.g. volume of pancreatic secretion, protein output and total trypsin, lipase and alpha-amylase activities increased in pancreatic juice. Simultaneously there was a trend towards a decrease in plasma concentration of CCK. After the intraduodenal infusion of medium chain triglycerol (mct: glyceroltricaprylat), long chain triglycerol (lct: glyceroltristearat) or vegetable oils (olive oil or coconut oil) in all treatments a prandial peak was found as a direct reaction on feed intake for volume of secretion, total protein and colipase contents as well as the total activities of trypsin and lipase. After application of mct the secretion course occured in two phases. In phase 1 a parallel prandial increase in volume of secretion, total protein and colipse content as well as total activities of trypsin and lipase was found. For the same parameters in the second phase 60 min postprandially much lower values were observed compared to the preprandial values. The courses of the curves differed for total lipase activities. The diurnal course of plasma levels of CKK and PYY was not influenced. After coconut oil treatment the course of volume secretion was characterized by 2 phases. After a prandial peak in phase 1 the values decreased by 100 below the preprandial starting values. After the application of olive oil the specific lipase activity was elevated five times. In case of coconut oil there was only a prandial increase by 2.5. It is suggested that the exocrine pancreas responds differently in its secretion to different fat sources. Adaptation is probably regulated through a feedback-mechanism whereas CCK and PYY are of minor importance. Probably other hormones as e.g. secretin have a regulative
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Rainer
Mosenthin
2000-01-10
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-29
application/pdf
eng
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
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Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2000/2/
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2002-07-29T10:32:38Z
ddc:630
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Untersuchungen zur physikalischen Kartierung des Genoms der Weinrebe
Physical mapping of the grapevine genome
Andreas
Böhm
630
Weinrebe , Pulsfeld-Gelelektrophorese , Genkarte , Genbibliothek
BAC , BAC-Bank , physikalische Kartierung , hochmolekulare DNA BAC-library , physical mapping , high molecular weight DNA , Vitis vinifera
In der vorliegenden Arbeit wurden Versuche zur physikalischen Kartierung des Genoms der Weinrebe durchgeführt. Ausgehend von Blattprotoplasten wurde eine Methode zur Präparation hochmolekularer DNA aus der Rebe entwickelt. Mit Hilfe von selten schneidenden Restriktionsenzymen wurden Megarestriktionsfragmente hergestellt, in Pulsfeldagarosegelen aufgetrennt und zur Charakterisierung auf eine Membran transferiert. Ihre durchschnittliche Größe wurde mit 200 Kb bestimmt. Die maximale Länge betrug 400 Kb. Bei einem Verhältnis zwischen genetischem und physikalischem Abstand von 300 Kb / cM deckt der Durchschnitt der Restriktionsprodukte lediglich einen Bereich von weniger als 1 cM ab und ist zu klein, um mit den heute verfügbaren molekularen Markern aus der genetischen Karte eine physikalische Kartierung vorzunehmen. Daher ist die Erstellung einer physikalischen Karte aus BAC-Klonen der Kartierung von Megarestriktionsfragmenten vorzuziehen. Für die Sorte 'Vidal blanc' wurde eine genomische BAC-Bank erstellt. Daraus wurden exemplarisch 800 Klone mit einer durchschnittlichen Insertgröße von 49 kb isoliert. Nach der Transformation des kompletten Ligationsansatzes sind ca. 30000 rekombinante BAC-Klone zu erwarten. Die genomische Bibliothek besteht somit rechnerisch aus 3 Genomäquivalenten und enthält mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 eine beliebige 'single-copy'-Sequenz. Zum Durchsuchen der partiellen BAC-Bank nach kodierenden Sequenzen und zur Identifikation von überlappenden Klonen wurden genspezifische Sonden aus der Sorte 'Regent' hergestellt. Von besonderem Interesse waren solche Gene, die mit Resistenzeigenschaften in Verbindung gebracht werden können. Eine für Chloroplasten-DNA spezifische Sonde diente zur Identifikation von BAC-Klonen mit eingebauter Plastiden-DNA. Erste Hybridisierungsexperimente mit 800 Einzelklonen ergaben acht Klone mit einem Insert aus dem Chloroplastengenom und einen Klon, der zu dem Gen für 'Osmotin' eine hohe Ähnlichkeit aufweist.
In this study research on physical mapping of the grapevine genome was done and a method for preparation of high molecular weight DNA from Vitis-protoplasts was established. In the first part of the project the usefulness of megarestriction-fragments for physical mapping in different grapevine-varieties was analyzed. Hybridization experiments with a probe for repetitive DNA showed that most of the restriction fragments were only about 200 Kb in length with a maximum of 400 Kb. Due to the distance of 300 Kb/cM in the genome of Vitis most fragments only cover a distance of less than 1 cM. For this reason physical mapping with megarestriction-fragments would be less successful. As an alternative strategy for physical mapping a genomic BAC-library was constructed for the variety 'Vidal blanc' which is less sensitive to fungal pathogens. 800 BAC-clones with an average insert size of about 49 Kb have been randomly picked and analyzed. After transforming the complete ligation-mixture 30000 single BACs are expected. They represent more than 3-fold genomesize of Vitis and each single-copy sequence would be contained in the library with a probability of 95 For a first screening of the partial library specific probes for genes from the metabolism of plants or for genes with correlation to pathogen resistance have been developed. The amplification of partial sequences from these Vitis-genes was done with specific oligonucleotides. The PCR-products have been cloned and sequenced. A special probe specific for chloroplast-DNA was used to detect BACs with inserts from the genome of chloroplasts. As a first result of colony-hybridization experiments eight clones with inserts of chloroplast-DNA could be identified. One BAC-clone contains a gene similar to an osmotin-like protein.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
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Rolf
Blaich
Prof. Dr.
2000-05-25
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-48
application/pdf
ger
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2000/4/
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2000-07-31T00:00:00Z
ddc:630
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Effect of mulch application in combination with NPK fertilizer in cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.; Leg.) on two key pests, M. vitrata F. (Lepidoptera: Pyralidae) and M. sjostedti Trybom (Thysanoptera: Thripidae), and their respective parasitoids
Nikolaus
Zenz
630
Mulch , Augenbohne , Stickstoffdünger , Nützling , Wirtsfindung
Hülsenbohrer , Blütenthrips , Parasitierung , natürliche Gegenspieler , alternative Wirtspflanzen pod borer , flower thrips , cowpea , parasitoids , host plant
Afrikanische Bauern verwenden Pflanzenmulch zur Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit. Es konnte bisher nicht geklärt werden, ob sich Mulch auch zur Schädlingskontrolle eignet. Ziel dieser Arbeit ist die Beschreibung der Effekte von Mulch und NPK-Dünger auf die Kuhbohne Vigna unguiculata (L.) Walp. (Leguminosae) und zwei Schlüsselschädlinge, den Hülsenbohrer Maruca vitrata F. und den Blütenthrips Megalurothrips sjostedti Trybom, sowie deren Parasitoide. In drei Regionen Benins wurden Versuche von 1995 bis 1997 durchgeführt. Pflanzenphysiologie, Bodeneigenschaften, Klima sowie das angrenzende Habitat wurden untersucht. Nodien, Blüten und Hülsen wurden gesammelt und darin beide Schädlingsarten ausgezählt. Eier und lebende Larven von M. vitrata sowie Larven von M. sjostedti wurden gesammelt und gezüchtet. Mortalität war auf drei Parasitoide der Hymenopteren-Familie Braconidae zurückzuführen, namentlich Dolichogenidea sp., Phanerotoma leucobasis Kriechbaumer und Braunsia kriegeri Enderlein. Ceranisus menes Walker (Hymenoptera: Eulophidae) schlüpfte aus Larven von M. sjostedti. Hülsen wurden wöchentlich auf Schaden durch M. vitrata untersucht. Hülsenzahlen, Gewicht pro Hülse, und relativer Hülsen- und Körnerschaden wurden ermittelt und Ertragsverluste errechnet. Als wichtigster bestimmender Faktor für den Hülsenertrag wurde der absolute Blütenansatz erachtet, wobei der tatsächliche Hülsenansatz durch Schädlingsbefall, Bodeneigenschaften sowie den natürlichen Blütenabwurf beeinflußt wurde. Blüten von Wirtspflanzen wurden gesammelt, die in der direkten Umgebung der Kuhbohnenfelder vorkamen. Gesammelte Blüten in den Bohnenfeldern dienten als Vergleich. Es wurde angeraten, die Kuhbohne nicht mit NPK zu düngen. Mulch konnte unter den gegebenen Kurzzeitbedingungen keine Wirkungen entfalten, die hinsichtlich einer Schädlingsbekämpfung hätten genutzt werden können, da weder negative Effekte auf die Schädlingspopulationen noch fördernde Einflüsse auf die Parasitoide beobachtet wurden.
African farmers use mulch to preserve soils from physical and nutritional degradation. No clear evidence exists whether mulch may also be used successfully to control pests. This study aimed to assess the effect of mulch in combination with NPK fertilizer on two key pests of cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.; Leguminosae), the legume pod borer Maruca vitrata F. (Lepidoptera: Pyralidae) and the flower thrips Megalurothrips sjostedti Trybom (Thysanoptera: Thripidae), inclusive of their parasitoids. Trials were carried out in three regions of Benin, West Africa, from 1995 to 1997. This study focused on plant physiology, soil properties, climate as well as habitat structure, all of which were assumed to have a strong influence on pest abundance. Data on plant development represented by number of nodes, flowers, and pods were collected periodically. Flowers were sampled in parallel to monitor the abundance of both pests. Eggs and living larvae of M. vitrata and larvae of M. sjostedti were collected periodically and reared for studies on parasitism. Mortalities due to three braconid parasitoids were assessed belonging to the order of hymenoptera, Dolichogenidea sp., Phanerotoma leucobasis Kriechbaumer, and Braunsia kriegeri Enderlein, which represented the dominant species on larvae of M. vitrata. Ceranisus menes Walker (Hymenoptera: Eulophidae) was the only parasitoid found on M. sjostedti. Pods were harvested and assessed for damage of M. vitrata. Pod number, weight per pod, relative pod and grain damage were investigated and estimates were made of the yield losses. Yield of cowpea was measured and related to preceding pest abundance. Pods were counted, weighed, and husked, and grains were weighed. Flowers were collected from potential wild host species of both pests in the vicinity of cowpea fields. Insect counts from flowers in the adjacent cowpea fields served as comparison.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
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Claus
Zebitz
Prof. Dr.
1999-12-16
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-52
unknown
eng
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2000/5/
oai:opus.uni-hohenheim.de:6
2002-07-29T10:33:16Z
ddc:630
pub-type:8
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Managementauswirkungen auf Reproduktion und Abundanz von Orthopteren in Streuobstwiesen
The Influence of Management on the Reproduction and Abundance of Orthoptera in orchards
Christiane
Schwabe
630
Heuschrecken , Streuobstwiese , Bewirtschaftung , Lebenszykluskonzept
Eimortalität , Ortoptheren , Lebenszyklus , Limburg Orthoptera , Management , life-cycle , grasshopper
Die Bewirtschaftung von Streuobstwiesen unterliegt einem Wandel von einer kleinbäuerlichen Grünlandnutzung hin zu extensiver, arbeitssparender Nutzung und Pflege bis zur Nutzungsaufgabe. Die herkömmliche Bewirtschaftung sowie alternative Pflegeformen wurden aus tierökologischer Sicht anhand von Feldheuschrecken (Saltatoria, Acrididae) auf ihren Einfluß auf die Wiesencoenose untersucht. Die Abundanz und Reproduktion der drei Heuschreckenarten Chorthippus parallelus, Chorthippus dorsatus und Gomphocerus rufus wurden in Abhängigkeit des Flächenmanagements vergleichend betrachtet. Untersuchungsgebiet war der Vulkankegel der Limburg (48°36´N / 9°38´E) im Vorland der Schwäbischen Alb (Deutschland). Als Managementvarianten wurden zweischürige Mähwiesen, zwei- bis vierschürige Mulchflächen, Schafumtriebsweiden und Brachflächen untersucht. In den Jahren 1994 - 1997 wurden die Abundanzen der Heuschrecken gemessen und die Nutzung der Vegetationsstrukturen durch die drei Arten wurde ermittelt. Zusätzlich wurde die Wiederbesiedlung einer schafbeweideten Fläche untersucht. Aus diesen Untersuchungen lassen sich artspezifische Habitatpräferenzen der adulten Tiere erklären. Aufbauend auf den Populationserhebungen wurde ein Modell zur Populationsentwicklung entwickelt, das bei stichprobenhaften Erhebungen eine Abschätzung der flächenspezifischen Eidichte im Boden erlaubt. Zur Ermittlung der flächenspezifischen Mortalitätsraten der Eier wurde eine Methode entwickelt, die durch Hälterung von Weibchen auf definierten Arealen die Gelege im Boden anreichert und die Gewinnung der Gelege aus Bodenproben im folgenden Frühjahr erleichtert. Aus den flächenspezifischen Eidichten, den Eiüberlebensraten und den Populationsdichten des Folgejahres lassen sich Juvenilmortalitäten errechnen, die Aufschluß darüber geben, ob die Population auf einer Fläche stabil ist, Überschuß produziert (source) oder auf Zuwanderung aus anderen Flächen angewiesen ist (sink).
The management of orchards is changing from farmers cutting the grass for their cattle to more timesaving ways of using the grass up to doing nothing at all. The traditional management form as well as alternatives were examined by means of animal ecology in regard to their impact on grasshoppers (Saltatoria, Acrididae). In the years 1994 - 1997 abundance and reproduction of the three species Chorthippus parallelus, Chorthippus dorsatus and Gomphocerus rufus were examined comparing to the management of grass patches. Investigation site was the Limburg (48°36´N / 9°38´E) north of the Swabian Alb (Germany). The management of the patches varied from meadows (two cuts), meadows cut two to four times with grass remaining on the ground, sheep pastures and fallow land. The usable vegetation structures for the three species were investigated in detail. The returning of the grasshoppers on a pasture after intensive sheep grazing was observed. These investigations explain species-dependent habitat preferences. Based on the population data a model was developed to describe the egg density in the soil from given samples of the population density. A method was developed, to determine the management-depending egg mortality. By caging female grasshoppers the number of eggs on defined areas in the soil is increased to simplify finding enough eggs in spring. From the management-depending density of eggs, the rate of fertile eggs in spring and the population densities of the following year a rate of larvae mortality can be calculated, which tells if the population is stable, is a source, or is a sink.
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Hohenheim
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Reinhard
Böcker
2000-07-20
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-63
application/pdf
ger
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2000/6/
oai:opus.uni-hohenheim.de:7
2000-11-24T00:00:00Z
ddc:630
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Untersuchungen zur Abundanz der Reblaus (Dactylosphaera vitifolii Shimer) und zur Nodositätenbildung in Abhängigkeit von Umweltfaktoren
Investigation to abundance of Phylloxera (Dactylosphaera vitifolii Shimer) and to the formation of nodosities in relation to environmental conditions
Andreas
Kopf
630
Reblaus , Weinrebe , Stickstoff , Bodentyp , Pfalz
In vitro , Abundanz Phylloxera , Vitis , Nitrogen , Soil , In vitro
Ziel dieser Arbeit war es, die Abundanz der Reblaus (Dactylosphaera vitifolii Shimer), das Vorkommen von Reblausbiotypen, die Reaktion von Reben auf Reblausbefall und den Einfluß von abiotischen Umweltbedingungen auf das Insekt-Pflanze-Verhältnis zu untersuchen.
Nodositäten und Blattgallen wurden zur Beurteilung der Interaktionen herangezogen. Die Abundanz der Reblaus und die Frage nach deren holozyklischer Vermehrung im Weinbaugebiet Pfalz wurden im Rahmen eines Monitorings untersucht.
In einem speziellen Freilandversuch wurde das Auftreten verschiedener Reblausstadien und Schadsymptome erfaßt. Mit dem dualen aseptischen in vitro System wurden Rebläuse unterschiedlicher Herkünfte auf ihre Aggressivität gegenüber verschiedenen Rebsorten geprüft.
In Gefäßversuchen wurde der Einfluß der Bodenart sowie der Effekt der Stickstoffdüngung auf die Nodositätenbildung überprüft.
Die Untersuchungsergebnisse der Arbeit zeigen, daß die Reblaus nahezu flächendeckend im Anbaugebiet Pfalz vorkommt und die weiträumige Verbreitung der Reblaus durch einen unsachgemäßen Anbau von Pfropfreben gefördert wird.
Gefahr geht vor allem von nicht entfernten Unterlagenaustrieben aus, wie sie in Drieschen (verwilderten Rebflächen) und nicht weinbaulich genutzten Flächen vorkommen.
Dadurch wird bei geeigneten klimatischen Bedingungen die holozyklische Entwicklung der Reblaus möglich. Fitneß, Populationsdynamik sowie Nodositätenbildung von Rebläusen stehen in starker Abhängigkeit von ihrer Adaptation an eine Wirtspflanze.
Mit zunehmendem Tonanteil im Substrat konnte eine erhöhte Nodositätenanzahl im Gefäßversuch ermittelt werden. Hohe Reblausdichten in Wechselwirkung mit Stickstoffmangel verstärken Wachstums-depressionen bei Pfropfreben.
Es konnte gezeigt werden, daß gezielte Stickstoffgaben die Populationsentwicklung der Reblaus und die Nodositätenbildung um bis zu 98 reduzieren.
The aim of the examinations was to investigate the abundance of Phylloxera (Dactylosphaera vitifolii Shimer), the occurrence of different biotypes of Phylloxera,
the reaction of rootstocks to the infestation by Phylloxera and the influence of abiotic environmental conditions on the interaction between insect and plant.
To investigate this interaction galls on rootlets (nodosities) and leaf galls were examined. The abundance of Phylloxera and the issue of the holocyclical reproduction in the wine region palatinate were evaluated in a field monitoring.
In a special field trial the occurrence of different stages of Phylloxera and their damages on the rootstock were registered. With a dual aseptical in vitro system Phylloxera of different origins were examined on their aggressiveness to different varieties of rootstocks.
In pot trials the influence of the type of soil and the effect of N-fertilization on the development of nodosities were investigated.
The results of the examination show that Phylloxera can be found in nearly every part of the palatinate and that the improper cultivation of grafted rootstocks promotes the spreading of Phylloxera.
Through shoots of rootstocks ? as they can be found in vineyards run wild - a holocyclical development of Phylloxera is made possible under appropriate climatical circumstances.
Fitness, population dynamics of Phylloxera and the number of nodosities caused by the insects are correlating with their adaptation to a host rootstock. Pot studies have demonstrated that Phylloxera populations develop better in clay soil than sandy soil.
High densities of Phylloxera in combination with a lack of N-supply increase a growth depression on grafted roots. It could also be proved that N-fertilization reduces the Phylloxera populations and the development of nodosities up to 98 %.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Rolf
Blaich
Prof. Dr.
2000-07-26
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-76
unknown
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2000/7/
oai:opus.uni-hohenheim.de:8
2000-12-12T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
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Ökosystem-Funktionen als Kriterium einer Operationalisierung ökologischer Aspekte von Nachhaltigkeit?
Ecosystem-functioning as a criterion to translate ecological aspects of sustainability into practice?
Susanne Maria
Doppler
630
Nachhaltigkeit , Ökosystem , Theoretische Ökologie , Naturschutz , Ethik
ecosystem , theoretical ecology , nature protection , ethics
In jüngerer Zeit wird vor dem Hintergrund systemtheoretischer Prinzipien der Beschreibung komplexer, dynamischer Systeme verstärkt gefordert, die Selbstorganisationsfähigkeit als zentrale Ökosystem-Funktion in ökologische Umweltplanungen zu integrieren.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, Grenzen und Möglichkeiten des entsprechenden Kriteriums 'Ökosystem-Funktionen' im Kontext von Nachhaltigkeit aufzuzeigen.
Referenzkriterien dieser Überprüfung sind (1) die Forderung der Vereinten Nationen nach Sicherung der Biodiversität und (2) der §1 des Bundesnaturschutzgesetzes.
Die Arbeit basiert auf einer Literaturstudie und einer theoretischen Auseinandersetzung mit dem Funktionen- und Ökosystembegriff.
Die Ergebnisse wurden (1) einer naturwissenschaftlichen und wissenschaftstheoretischen Analyse und Kritik unterzogen sowie (2) naturschutzfachlichen und ethischen Aspekten der Beschreibung von Natur gegenübergestellt.
Ziel der Gegenüberstellung war es zu zeigen, inwieweit das Kriterium 'Ökosystem-Funktionen' geeignet ist, naturschutzfachlichen Anforderung des Nachhaltigkeitsparadigmas gerecht zu werden.
Die zentrale Frage nach Grenzen und Möglichkeiten einer Implementierung von Ökosystem-Funktionen in die Operationalisierung von 'ökologischer Nachhaltigkeit' wird auf der Basis der Arbeit folgendermaßen beantwortet:
Von einer Operationalisierung über das naturwissenschaftliche Kriterium 'Ökosystem-Funktionen' muss aus naturschutzfachlicher und ethischer Sicht Abstand genommen werden.
Als alternativer Weg wird eine Operationalisierung auf der Basis von 'Ökosystem-Funktionen' in einer utilitaristischen Position des Anthroporelativismus vorgeschlagen.
Die Implementierung dieser Perspektive auf Natur in die Operationalisierung von Nachhaltigkeit ermöglicht es, über das Kriterium 'Ökosystem-Funktionen' (1) ethische Rahmenbedingungen zu integrieren, (2) sowohl Natur- als auch Kulturwerte in der Landschaft für diese und zukünftige Generationen zu sichern.
In recent times, against the background of system-theoretical principles, the description of ecosystems as complex, dynamic systems has been strongly promoted. Therefore the capacity of selforganization of ecosystems is strengthened to be integrated into environmental planning processes.
The aim of the following work is to point out the limitations and possibilities given by the scientifically-based criterion 'ecosystem-functioning' in the context of sustainability.
The investigations are based on a literature-supported analysis and a theoretical argument about the 'function of ecosystems' in relation to the concept of ecosystems.
The results of this argument were submitted (1) to a scientific and science-theoretical analysis and criticism as well as considered in the light of (2) environmental protection issues and ethically relevant aspects of the description and observation of the natural world.
The aim of this consideration was to establish to what extent the criterion 'ecosystem functioning' is suitable. The central question about limitations and possibilities of the application of the criterion is answered as follows:
The criterion 'ecosystem functioning', formulated via system-theoretical principles of dynamic systems does not meet the requirements of both the natural and ethical issues given by the paradigm of sustainability.
A possible alternative is to observe ecosystems and the criterion 'ecosystem-functioning' from a utilitarian position of anthroporelativism.
The implementation of this perspective in the world of nature through the criterion 'ecosystem functioning' makes it possible (1) to integrate ethical issues of sustainability and (2) to maintain natural values as well as cultural ones in the countryside for this and future generations.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Reinhard ; Kaule
Böcker
Prof. Dr.
2000-11-07
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-83
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2000/8/
oai:opus.uni-hohenheim.de:9
2001-03-15T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
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Ecosystemic Effect Indicators to assess Effects of agricultural Landuse on Ecosystems
Ecosystemic Effect Indicators to assess Effects of agricultural Landuse on Ecosystems
Andrea Hildegard
Merkle
630
Umweltindikator , Ökosystem , Nachhaltigkeit , Landwirtschaft , Boden
Bodenfunktion environmental indicator , ecosystem , agriculture , soil , sustainability
Die landwirtschaftliche Produktion und ihre stofflichen und nicht-stofflichen Emissionen können umweltrelevante Nebeneffekte in Ökosystemen verursachen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Bereitstellung eines Instrumentes, mit dem Emissionen aus der landwirtschaftlichen Produktion zu tangierten Ökosystemen in Beziehung gesetzt werden können.
Dieses Instrument stellt ein Indikatoransatz dar.
Im Rahmen dieser Untersuchung wird ein mehrstufiges Vorgehen entwickelt, nach dem die Bildung von Indikatoren erfolgen sollte.
Um einzuschätzen, welche der zahlreichen Emissionen genauer zu betrachten sind, wird vorgeschlagen der Indikatorenableitung eine Relevanzanalyse anhand einer Emissions- und Eintragsklassifizierung voranzustellen.
Für die relevanten Emissionen und Inputs werden ÖWI entwickelt. Die benötigten Indikatoren sollen - unabhängig auf welcher hierarchischen Ebene im Ökosystem sie gefunden werden - eine Verbindung zwischen Wirkung und Ursache verfolgen lassen.
Die Ableitung von ÖWI erfolgt in verschiedenen Schritten.
Mit der Arbeit wird gezeigt, dass ÖWI unerwünschte Wirkungen in Ökosystemen mit den sie verursachenden, aus der landwirtschaftlichen Produktion resultierenden, Emissionen verbinden.
Die Methode zur Ableitung von ÖWI ist daher ein erfolgversprechendes Instrument, um Einflüsse landwirtschaftlicher Produktionsprozesse auf Ökosysteme abzubilden.
Die Ergebnisse einer Fallstudie bilden die Basis, um Wirkungen von potentiellen Stressoren für Ökosysteme zu bewerten.
Für den Fall, dass kritische Werte für die ÖWI vorhanden sind, ist es möglich, standort-spezifische quantitative Aussagen über ökologische Effekte der landwirtschaftlichen Produktion zu treffen.
Anschließend können notwendige Maßnahmen abgeleitet werden, um die Nachhaltigkeit der Produktion zu unterstützen.
Agricultural production and its material and non-material emissions may cause side-effects in ecosystems. These effects have to be assessed and evaluated.
The aim of the present study is to provide a tool that relates emissions of agricultural production and affected ecosystems. This tool represents an
indicator approach. The needed indicators are defined as ecosystemic effect indicators (EEI). Within the study a multistage procedure is developed which
should be pursued in identifying indicators. To assess which emissions must be regarded in detail an estimation of relevance by means of an emission and
input classification preceeds the indicator development. Subsequently, EEI are developed for the relevant emissions and inputs. The derivation of EEI is
carried out by the following steps: 1) One starts top-down at the target 'maintaining the ecosystem functioning' in this work depicted by the utility functions.
A list with characteristics that are dependent on hierarchical levels is compiled for each relevant function. 2) Starting at one specific input a list of potential
receptors is compiled bottom-up. These represent potential effect indicators. 3) By overlapping the lists of the steps 1 and 2 one yields EEI specific for the
utility function and the input under consideration. The step 3 is performed by means of expert knowledge. The advantage of the indicator approach is its operativeness
which is site-independent. The results of the study show that EEI may be deemed to be promising tools to picture human influences in particular of agricultural production
on ecosystems. The results of the case study provide the basis to assess effects on ecosystems for some major stressors. In cases where critical values are available site
specific quantitative statements concerning ecological effects within the frame of sustainable agriculture are enabled by the present method for the derivation of indicators.
Subsequently, necessary measures can be deduced
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
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Martin ; Böcker
Kaupenjohann
Prof. Dr.
2000-09-26
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-91
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2001/9/
oai:opus.uni-hohenheim.de:10
2001-05-15T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
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Optimizing the development of seed-parent lines in hybrid rye breeding
Alexandra-Maria
Tomerius
630
Roggenzüchtung , Hybridzüchtung , Zuchtprogramm , Optimierung , Computersimulation
Selektionsgewinn , Modellrechnungen , Inzuchtlinienentwicklung hybrid rye breeding , optimization , model calculations , computer simulation , breeding methods
In der Hybridroggenzüchtung werden Saat- und Pollenelterlinien aus zwei divergenten Formenkreisen entwickelt.
Zunächst wird auf Linieneigenleistung selektiert, anschließend auf Kombinationsfähigkeit zum anderen Formenkreis.
Hybridmechanismus ist die cytoplasmatisch-genische männliche Sterilität (CMS).
Thema der Arbeit sind Modellrechnungen zur Optimierung und Bewertung alternativer Schemata der Saatelterlinienentwicklung in der Hybridroggenzüchtung anhand ihres erwarteten Selektionsgewinns pro Jahr in einem die wichtigsten Zuchtziele umfassenden Selektionsindex.
Die Vorhersage der Selektionsgewinne basiert auf aktuellen Schätzwerten quantitativ-genetischer und ökonomischer Parameter.
Ermittelt wird die optimale Anzahl der Kandidaten, der Tester zur Erstellung der Testkreuzungen, der Prüforte und der Wiederholungen auf allen Selektionsstufen.
Die Optimierung erfolgt unter der Restriktion eines begrenzten Jahresbudgets.
Untersucht werden fünf Schemata, die sich bzgl. des Ausgangsmaterials, der Art der Testeinheiten, der Anzahl der Selektionsstufen und der Dauer unterscheiden.
Als Standard dient ein Second-Cycle-Schema, in dem zuerst die Eigenleistung von S2-Linien geprüft wird.
Die Selektion auf Kombinationsfähigkeit erfolgt dann in zwei Stufen an Testkreuzungen der CMS-Analogformen der Kandidaten in Rückkreuzungsgeneration BC1 bzw. BC2.
Das erste alternative Schema beinhaltet eine zusätzliche Stufe der BC1L-Testkreuzungsselektion.
Ein weiteres Schema ist geeignet zur Entwicklung von Saatelterlinien aus genetisch breiterem Populationsmaterial.
Darüberhinaus wurde die Verwendung von doppelhaploiden Linien untersucht sowie ein Schema, in dem Testkreuzungen mit Hilfe eines Gametozids anstelle der CMS erstellt werden.
Untersucht werden die optimale Dimensionierung und relative Vorzüglichkeit der Schemata für verschiedene genetische und ökonomische Situationen.
Zusätzliche praxisrelevante Kriterien werden diskutiert und Empfehlungen für die Züchtu
In hybrid rye breeding, seed-parent and pollinator lines are developed from two divergent gene pools.
Line development comprises selection for line performance per se followed by selection for combining ability to the opposite gene pool.
Cytoplasmic-genic male sterility (CMS) is employed as hybridizing mechanism.
This study deals with model calculations aiming to optimize and compare alternative schemes of seed-parent line development in hybrid rye breeding on the basis of their expected selection gain per year in an index comprising the most important breeding objectives.
Prediction of selection gains rests on current estimates of quantitative-genetic and economic parameters.
The schemes are optimized for the number of candidates, testers to assess testcross performance, test locations, and replicates at the individual selection stages.
Optimization is carried out assuming a fixed annual budget.
Five schemes are investigated which differ in the basic genetic material assumed, in the type of test units and the number of selection stages for line and testcross selection, and in the length.
The standard scheme employs second cycle material. First, S2-lines are evaluated per se.
Selection for combining ability is then carried out at two stages employing testcross progenies of the CMS analogues of the candidate lines in backcross generations BC1 resp. BC2.
The first alternative scheme employs an additional stage of BC1L-testcross selection.
Another scheme is suited for developing seed-parent lines from broader-based population material.
In addition to these 'conventional' methods, a scheme using doubled haploid lines is investigated as well as a scheme in which testcross progenies are produced by means of a gametocide instead of CMS.
The optimum dimensioning and relative efficiency of the schemes is investigated for various genetical and economical situations.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
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Hartwig H.
Geiger
Prof. Dr.
2001-03-09
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-109
application/pdf
eng
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2001/10/
oai:opus.uni-hohenheim.de:11
2001-06-20T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
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Entwicklung von spezifischen PCR-ELISA Nachweissystemen für Coxiella burnetii, Francisella tularensis und Orthopockenviren
Development of specific PCR-ELISA detection systems for Coxiella burnetii, Francisella tularensis and Orthopoxvirus
Simone
Kohlhaußen
630
Polymerase-Kettenreaktion , Nachweis
ELISA , Coxiella burnetii , Francisella tularensis , Orthopockenviren PCR , ELISA , Coxiella burnetii , Francisella tularensis , Orthopoxvirus
In der vorliegenden Arbeit wurden auf Grundlage der PCR spezifische Nachweissysteme für Coxiella burnetii, Francisella tularensis und Orthopockenviren entwickelt.
Dabei ist der Nachweis der hochpathogenen Erreger ohne zusätzliche kulturelle Anzucht möglich.
Zum Ausschluß von falsch negativen PCR-Ergebnissen wurde die Amplifikationsreaktion als kompetitive PCR unter Zusatz einer internen Kontroll-DNA als Amplifikationskontrolle etabliert.
In Hinblick auf eine mögliche Automatisierbarkeit wurden die Nachweissysteme in Form eines 'PCR-ELISA' konstituiert.
Die kolorimetrische Detektion der Amplifikate erfolgt dabei in Streptavidin beschichteten Mikrotiterplatten.
Dazu wurden für die einzelnen Nachweissysteme biotinylierte Fangsonden sowohl für die interne Kontroll-DNA (ST) als auch für die Erreger spezifische Wildtyp-DNA (WT) entwickelt.
Bei der Anwendung dieser Nachweissysteme im klinischen Labor wird empfohlen, das Risiko für eine Kontamination im Verlauf der Durchführung der PCR-ELISA durch die routinemäßige Anwendung des getesteten Dekontaminationsverfahrens mittels UNG zu minimieren.
Mit allen drei Systemen ist ein Nachweis der Erreger innerhalb eines Arbeitstages möglich.
Für den Spezies spezifischen Nachweis von F. tularensis und den Genus spezifischen Nachweis von Orthopockenviren stellen die hier etablierten PCR-ELISA Systeme die erste Entwicklung dieser Art mit integrierter Amplifikationskontrolle bzw. Möglichkeit zur Quantifizierung dar.
In the present work specific systems on the basis of the PCR were developed for the detection of Coxiella burnetii, Francisella tularensis and Orthopoxviruses.
The detection of the pathogens is possible without additional cultivation.
In order to exclude false-negative PCR results the amplification reaction was established as a competitive PCR in which an internal control DNA is included as an amplification check.
With regard to a possible automation the detection-systems were constituted in form of a 'PCR ELISA'.
The colorimetric detection of the amplicons takes place thereby in streptavidin coated microtiter plates.
For each system biotinylated capture probes for both the internal control DNA (ST) and the pathogen specific DNA (WT) have been developed.
For the use of these proof systems in the clinical laboratory, the routine application of the tested decontamination procedure by means of UNG during the execution of the PCR ELISA is recommended.
For all three systems a detection of the pathogens is possible within one working day.
For the species specific detection of F. tularensis and the genus specific detection of Orthopoxviruses the PCR ELISA systems established here represent the first developments of this type with integrated amplification control and potential for quantification.
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Reinhard
Böhm
Prof. Dr.
2001-02-28
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-113
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2001/11/
oai:opus.uni-hohenheim.de:12
2001-07-16T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
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Optimierung und Bewertung der Produktion von Getreidekorngut als Rohstoff für die Bioethanolerzeugung
Optimization and evaluation of grain production for bioethanol conversion
Alexander
Rosenberger
630
Körnerfrüchte , Ethanol , Schlempe , Energiebilanz , Ökonomie
Ökobilanz , Leguminosenstickstoff , Wintergetreide , Bioethanolausbeute , Bioethanolertrag bioethanol grain , conversion , bioethanol yield , nitrogen substitution , energy balance
Variierte Anbauverfahren für Bestände hoch leistungsfähiger Wintergetreidearten/sorten wurden im Hinblick auf die Produktion von Kornrohstoff für die Bioethanolerzeugung unter agronomischen, ausbeuterelevanten, energetischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten vergleichend untersucht.
Die Experimentalbasis umfaßte mehrfaktorielle zweijährige Feldversuchsanlagen auf klimatisch und pedologisch differenzierten Versuchsstationen der Universität Hohenheim.
Die zentralen Schlußfolgerungen lauten: Ein energiesparendes Konversionsverfahren vorausgesetzt, ist der Anbau hoch ertragreicher Getreidearten/sorten in Fruchtfolgen mit Leguminosenvorfrüchten eine energetisch wie ökonomisch relevante Möglichkeit zur Optimierung der Produktion von Bioethanolgetreide und somit von Bioethanol als ein flüssiger, regenerativer Energieträger.
Ökologisch betrachtet, steht die auf hohe Korntrockenmasse ausgerichtete Rohstoffproduktion im Konflikt zwischen der Einsparung an Primärenergie und damit der Reduktion von Treibhausgasemissionen relativ zur fossilen Referenz und, verglichen mit extensiven Anbaumethoden, der erhöhten Freisetzung anderer ökologisch relevanter Substanzen.
Varied cultivation of high yielding winter cereals to be used as bioethanol grains were examined regarding agronomic and fermentation traits as well as with respect to energetic, economic and environmental aspects.
Empirical data were taken from biennial factorial field trials with winter cereals at two different experimental sites of Hohenheim University.
These are the central conclusions: A-state-of-the-art conversion process presupposed, the cultivation of high-yielding cereals in crop rotations including previous legume crops is an energetically and economically efficient option to optimize the production of bioethanol grain and hence of bioethanol.
From the ecologic view, crop production aligned to high grain yields is conflicting with respect to the enhancement of fossil primary energy conservation and thus the avoidance of greenhouse gas emissions relative to the reference fossil fuel and incremental releases of other ecologically relevant substances as compared to low-input crop management.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
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Walter
Aufhammer
Prof. Dr.
2001-04-28
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-121
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2001/12/
oai:opus.uni-hohenheim.de:13
2001-07-16T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
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Models for the representation of ecological systems? The validity of experimental model systems and of dynamical simulation models as to the interaction with ecological systems
Models for the representation of ecological systems? The validity of experimental model systems and of dynamical simulation models as to the interaction with ecological systems
Daniel
Haag
630
Computersimulation , Biogeochemie , interdisziplinäre Forschung , Wissenschaftsphilosophie , Modellierung
Transdisziplinarität , Gesellschaftliche Rolle der Wissenschaft Simulation , Biogeochemistry , Transdisciplinarity , Philosophy of Science , Experimental systems
Modelle leiten die Untersuchung ökologischer Phänomene und die Gestaltung von Mensch-Umwelt-Interaktionen.
In dieser Arbeit werden Charakteristika, Begrenzungen und die wissenschaftliche und gesellschaftliche Rolle von experimentellen Modellsystemen (als bewährte Instrumente naturwissenschaftlicher Wissensproduktion) und von dynamischen Simulationsmodellen (als Vertreter relativ neuer Computermodelle) anhand von sechs Papern kritisch geprüft.
Experimentelle Modellsysteme werden als materiell und konzeptionell geschlossene Systeme mit einer begrenzten Anzahl von Parametern beschrieben.
Sie verfügen über eine materielle Komponente, die im Zuge der Messung festgelegter Parameter in ein formales (numerisches) System übersetzt wird.
Die Übertragbarkeit der dabei gewonnenen Aussagen auf natürliche Systeme wird kritisch diskutiert.
Dynamische Systeme - das Paradigma zur Repräsentation komplexer Systeme - ermöglichen die simultane Behandlung einer hohen Zahl von Parametern.
Dynamische Systeme sind konzeptionell geschlossen und fußen auf der Vorstellung eines abstrakten Zustands ('Sein').
Dem stelle ich ein Bild von ökologischen Systemen als konzeptionell offenen Systemen ('Werden') entgegen, das die evolutionäre Offenheit ökologischer Systeme, die interne Produktion neuer Variablen und die Emergenz systemarer Eigenschaften hervor hebt.
Am Beispiel des Stickstoffkreislauf und seiner anthropogenen Modifikation werden Modellansätze und Grenzen der Ableitung von Ursache-Wirkungsbeziehungen in ökologischen Systemen illustriert.
Angesichts mangelhafter prognostischer Fähigkeiten von Simulationsmodellen, angesichts der Perspektivität bei der Identifikation 'relevanter' Phänomene und Parameter und unter Bezug auf neue Formen der Wissensproduktion (wie sie von der Wissenschaftsforschung beschrieben werden) wird der Versuch unternommen, die Rolle von Modellbildung und von Simulationsmodellen - v.a. für die gesellschaftliche Verwendung von Modellen - neu zu bestimmen
Models guide the investigation of ecological phenomena and the managemant of man-environment interactions.
Based on six papers, this thesis critically examines characteristic features, limitations and the scientific and societal role of experimental model systems (as well-tried instruments of knowledge production) and of dynamical simulation models (as representatives of relatively recent computer models).
Experimental model systems are described as materially and conceptually closed systems with a limited number of parameters.
They consist of a material component which is encoded into a formal (numerical) system through the measurement of defined parameters.
The transfer of statements derived from model systems to natural systems is critically discussed.
Dynamical systems - the paradigm for the representation of ecosystems - permit the simultaneous handling of a large number of parameters.
Dynamical systems are conceptually closed systems and are based on the notion of an abstract state (focussing on 'being').
I contrast this view with an image of ecosystems as conceptually open systems ('becoming') which emphasizes the evolutionary openness of ecological systems, the internal production of novelty, and the emergence of system level properties.
Taking the nitrogen cycle and its human alterations as an example, model concepts and limitations to the derivation of cause-effect-relationships in ecological systems are illustrated.
Acknowledging the limited predictive capacity of simulation models and the intrinsic perspectivity of the identification of 'relevant' phenomena and parameters and drawing on new forms of knowledge production (as described by science studies), a modified role for model building and for simulation models - particularly with respect to science for policy - is sketched.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
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Martin
Kaupenjohann
Dr.
2001-06-30
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-130
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2001/13/
oai:opus.uni-hohenheim.de:14
2001-09-26T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
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Influence of tropical supplemental feeds on the composition and activity of rumen microorganisms, quantified by oligonucleotide probes
Stefan
Muetzel
630
ibosomale RNS , Pansen , Hybridisierung <Biologie>
Oligonukleotid-Sonden rumen , oligonucleotide probes , rRNA , hybridisation , Protozoa
Zunächst wurde eine RNA-Extraktionsmethode und Aufschluss der Bakterien optimiert.
Das Extraktions-Protokoll ist jedoch nicht anwendbar, wenn tanninhaltige Pflanzen in den Proben enthalten sind.
Verglichen mit dem Inokulum aus der flüssigen Phase des Pansens führte die Inkubation von Substraten mit Inokulum aus der Futtermittelmatte unabhängig vom inkubierten Substrat zu einer höheren Gasproduktion, die nicht über eine höhere Verdaulichkeit erklärt werden konnte.
Änderungen in der Populationsdichte, der Populationsstruktur und der veränderten Kinetik der Fermentation sind vermutlich verantwortlich für diese Beobachtungen.
Dieses Experiment zeigte jedoch vor allem, dass zur Interpretation von Unterschieden in der Populationsstruktur die Quantifizierung metabolischer Aktivitäten unerlässlich ist.
In einem Zulageexperiment konnte gezeigt werden, dass die eine Supplementierung vor allem die absolute Menge aber auch die Effizienz der mikrobiellen Biomasse Produktion im Pansen erhöht.
Der Vergleich der Populationsstruktur der zellwandabbauenden Mikroorganismen mit der Zellulaseaktivität während der in-vitro-Inkubation zeigte, dass vor allem der Genus Fibrobacter für die Expression dieser Enzymaktivität verantwortlich ist.
Ein solcher Ansatz, der die Kinetik enzymatischer Aktivitäten und der Populationsstruktur zueinander in Beziehung setzt, ist geeignet die komplexen Vorgänge und Interaktionen im Pansen besser zu verstehen.
Eine Analyse der Populationsstruktur der zellwandabbauenden Mikroorganismen in vitro zeigte dann, dass in vitro eine Konkurrenz zwischen Fibrobacter und Ruminococcus albus eine Konkurrenz unabhängig vom inkubierten Substrat, des Zeitpunkts während der Fermentation und der Herkunft des Inokulums besteht.
This study was undertaken to evaluate the applicability of oligonucleotide probes to unravel the population structure of the rumen flora in vitro.
At first a RNA extraction and cell lysis method for rumen fluid samples was optimised.
However when tannin containing plants were present in the samples the method failed to recover microbial RNA.
The comparison of two rumen fluid sampling sites for inoculation revealed a higher in vitro gas production from samples inoculated with rumen fluid from the feed mat compared to the liquid phase.
The higher gas production was not explained by a higher digestibility of the substrates.
Changes in the population structure, population density and the kinetic of the fermentation might be responsible for the observed differences.
This experiment showed that for interpretation of the results, population structure data have to complemented with metabolic parameters.
In a supplementation experiment it was demonstrated that amount, but also the efficiency of the microbial biomass production was positively affected.
Comparison of the population structure of the cell wall degrading consortium and cellulase activity revealed that Fibrobacter was mainly responsible for the expression of this enzymatic activity.
Such a comparison is a new strategy which will lead to a better understanding of the complex fermentation processes in the rumen.
The analysis of the population structure of the cell wall degrading organisms showed a competition for substrate or attachment sites between Fibrobacter and Ruminococcus albus which was independent of the substrate incubated, the time of sampling and the origin of the inoculum.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Klaus
Becker
2001-06-06
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-147
application/pdf
eng
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2001/14/
oai:opus.uni-hohenheim.de:20
2002-04-22T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
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Bewertung praxisüblicher Mastschweinehaltungen in Nordrhein-Westfalen hinsichtlich der Tiergerechtheit
Evaluation of Fattening Pig Husbandry on Commercial Farms in North-Rhine Westphalia with Reference to Animal Welfare
Katrina
Zaludik
630
Schweinehaltung , Schwein , Mastschwein , Nutztierhaltung , Mastschweineproduktion
Artgemäße Schweinehaltung , Tiergerechtheit Housing Systems , Pig , Animal Welfare , Pig Husbandry , Fattening Pigs
Zielsetzung dieser Arbeit war es, eine Bewertung der Tiergerechtheit in praxisüblichen Mastschweinehaltungen vorzunehmen.
Durch Ableitung von Maßnahmen zur Steigerung der Tiergerechtheit soll den Produzenten eine auf Verbrauchereinstellung abgestimmte und praktikable Produktion innerhalb ihrer Haltungsformen erleichtert werden.
Dazu wurden an 100 Mastschweine haltenden Betrieben in Nordrhein-Westfalen Erhebungen zur Beurteilung der Tiergerechtheit vorgenommen.
Die Untersuchung teilte sich in zwei Bereiche, die Erhebungen von Betriebsdaten zum Management sowie zum Aufstallungssystem und die Verhaltensuntersuchung.
Bei der Auswertung der Daten der Stallerhebung wurde festgestellt, dass speziell in den Betrieben mit Spaltenböden mehrere Punkte der SHVO (1995) bezüglich der Tiergerechtheit nicht eingehalten wurden.
Defizite wurden im Bereich des Platzangebotes, der Spaltendimensionierung, der Trinkwasserversorgung sowie des Beschäftigungsangebotes ermittelt.
Probleme, die bei den Stallbesuchen in allen Haltungsformen offensichtlich wurden, bestanden im Bereich des Stallklimas und der Beleuchtung.
Im Rahmen der Verhaltensbeobachtungen war das am häufigsten beobachtete Merkmal das Liegeverhalten.
Die Schweine in Tieflaufställen lagen signifikant weniger.
Die Angaben zur Liegehäufigkeit entsprachen den in der Literatur zu Intensivhaltung angegebenen Werten.
Die Tiere beschäftigten sich, durch den Anreiz der Einstreu, in den Strohhaltungsformen signifikant häufiger als in Vollspaltenbetrieben.
In Spaltenhaltungsformen nahm die Beschäftigung mit Artgenossen und Gegenständen einen wesentlich höheren Anteil am Gesamtverhalten ein als in Strohhaltungsformen.
Verhaltensstörungen wurden in allen Haltungsformen vorgefunden, jedoch nur in sehr geringem Ausmaß.
In der Schlussbetrachtung der Arbeit wurden haltungsformspezifische Verbesserungsvorschläge erarbeitet, die sowohl bauliche Maßnahmen als auch Managementfaktoren betrafen und mit den beteiligten Landwirt
The aim of this study was to assess animal welfare in conventional fattening pig systems.
Development of means to improve animal welfare shall put the producer in a position to structure the production more in line with consumer requirements.
To carry out this assessment the data of 100 fattening pig farms in North-Rhine Westphalia have been analysed.
The study comprises of two parts, firstly the collection of operational data and data of housingsystems, and secondly behaviour investigations.
In the analysis of the farm data it was found that, particularly in farms with slatted systems important points of the SVHO (1995) were not followed.
Deficits were found in space allowance, dimensions of the slatted floors, drinking systems and objects for occupation.
Problems apparent in all housing systems were mainly caused by climatic conditions and lighting.
In the observational data the most frequent observation was the lying behaviour.
This was significantly lower in deep litter systems.
The values for the lying behaviour were in line with the figures quoted in the literature for intensively kept pigs.
Animals on farms with straw systems, were significantly more active than animals on farms with fully slatted floors, due to the incentives given by the availability of straw.
In slatted floor systems the manipulation of penmate and occupational objects were much higher represented in the total behaviour than in straw systems.
Abnormal behaviour was found in all housing systems, however only in small amounts.
At the end of this study suggestions for ways of improvement were made specific to the relevant husbandry systems, which included housing as well as management factors.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Anne
Valle Zárate
Prof. Dr.
2001-12-12
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-205
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2002/20/
oai:opus.uni-hohenheim.de:16
2002-07-29T16:12:21Z
ddc:630
pub-type:8
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Untersuchung der Informativität neuer Mikrosatellitenloci beim Kamel
An Investigation of Informativeness of new microsatellite loci in Camel
Dmitri
Evdotchenko
630
Polymorphismus , Variabilität , Marker , Kamel
Mikrosatelliten , Informativität Microsatellites , Repeats , Camelidae , Genetic Distance
Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es, neue Primer für die Darstellung polymorpher Mikrosatellitenloci in verschiedenen Kamel-Spezies einzusetzen und neue Mikrosatellitenloci auf Informativität zu prüfen.
Einige polymorphe Loci sollten beispielhaft für die Untersuchung der genetischen Unterscheidbarkeit verschiedener Dromedarrassen Kenias und einer Trampeltierrasse Sibiriens verwendet werden.
Für die Untersuchungen stand Probenmaterial von zwei Spezies der Altwelt-Kameliden (Camelus bactrianus und Camelus dromedarius) und zwei Spezies der Neuwelt-Kameliden (Llama pacos und Llama glama) zu Verfügung.
Als DNA-Quelle wurde Vollblut oder aus dem Blut gewonnene Leukozytenfraktion verwendet.
Die Darstellung der Mikrosatellitenloci erfolgte mit Hilfe der PCR und nachfolgender Fragmentlängenanalyse im DNA-Sequenzierautomaten.
Die Zahl der Allele, ihre Fragmentlängen sowie die Allel- und Genotypfrequenzen wurden pro Locus berechnet und als Ausgangsdaten für Informativitätsberechnungen genommen.
Als Parameter der Informativität wurden Heterozygotiegrade, PIC-Index, effektive Anzahl der Allele und Ausschlusswahrscheinlichkeit für einen Markerlocus bzw. für mehrere Markerloci bei der Abstammungskontrolle berücksichtigt.
Es wurden Primerpaare für 34 neu beim Trampeltier sequenzierte Loci getestet.
25 dieser Loci zeigten bei Trampeltier und Dromedar spezifische PCR-Amplifikationen und wurden deswegen in die weiteren Untersuchungen der Informativität einbezogen.
Etwa ein Drittel der Loci erwies sich als monomorph, die übrigen Loci waren polymorph.
Von den 17 polymorphen Loci wiesen neun mehr als zehn Allele auf, ermittelt über alle untersuchten Spezies.
Elf Loci zeigten bei Trampeltier und Dromedar Heterozygotiegrade > 0,5.
Aus den Ausschlusswahrscheinlichkeiten bei der Abstammungskontrolle ließ sich erkennen, dass ein aussagefähiges Markersystem für Elternschaftskontrollen beim Kamel etabliert werden konnte.
The goal of the investigations was it to use new primers for the representation of polymorphic microsatellite loci in different camel species and to examine new microsatellite loci for Informativity.
Some polymorphic loci should be used for the investigation of the genetic differentiation of different dromedary races from Kenya and a bactrian race from Sibiria.
For the investigations samples from two species of the old world camels (Camelus bactrianus and Camelus dromedarius) and two species of the new world camels (Llama pacos and Llama glama) were available.
As DNA source full blood or leukocyte was used.
The representation of the microsatellite loci was carried out with the help of the PCR and following fragment length analysis by means of an automated DNA-Sequencer (A.L.F.).
The number of the alleles, their fragment lengths as well as the frequencies of allels and genotypes were computed per locus and taken as original data for estimation of invormativeness.
Primer pairs for 34 sequenced loci were tested.
25 of this loci showed specific PCR amplifications with bactrian and dromedary and were therefore included into the further investigations.
For instance one third of the loci were found as monomorph, the remaining loci were polymorph.
9 from 17 polymorphic loci showed more than ten alleles in all examined species.
The genetic distances between the examined species, computed by means of new microsatellite loci, refer to clear differences between old and new world camels.
With the investigations of some dromedary races from Kenya it was shown that the genetic distances estimated on the basis the new marker loci correlated with geographical distances between the races.
The investigations supplied thus new informative markers for different genetic analysis in camel.
The markers could be also important for the camel breeding (e.g. parentage testing).
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Hermann ; Valle Zárate
Geldermann
Prof. Dr.
2001-12-21
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-167
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2002/16/
oai:opus.uni-hohenheim.de:17
2002-01-23T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
has-source-swb:false
Markergestützte Vererbungsanalyse der Pollenfertilitätsrestauration bei Winterroggen (Secale cereale L.)
Molecular marker based inheritance analysis on the restoration of pollen fertility in winter rye (Secale cereale L.)
Markus
Wolf
630
RFLP , Restauration , CMS , QTL , Roggen
Secale cereale , Kopplungsanalyse , männliche Fertilität , Epistasie , Wuchshöhe Rye , linkage analysis , male fertility , epistasis , plant height
Die Hybridzüchtung ermöglicht beim Roggen (Secale cereale L.) und bei einer Reihe von anderen Nutzpflanzen durch die systematische Nutzung von
Heterosiseffekten eine Steigerung und Stabilisierung der Ertragsleistung. Die Erstellung von Hybriden erfordert beim fremdbefruchtenden Roggen aufgrund
der zwittrigen Blüte ein effizientes System zur Befruchtungslenkung. Für die Hybridsaatguterzeugung wird dafür das Pampa-(P-)Cytoplasma eingesetzt, das eine
cytoplasmatisch männliche Sterilität (CMS) induziert. Die Restauration der Pollenfertilität erfolgt durch die Kreuzung mit einem Pollenelter, welcher im
Kern lokalisierte, dominante Restorergene trägt. Um Aufschluß über die Anzahl, Lokalisation und Wirkungsweise der Restorergene zu erhalten und um einen
Vergleich verschiedener, bereits lokalisierter Restorerquellen zu ermöglichen, wurden markergestützte Vererbungsanalysen durchgeführt. In der Studie wurden
mit Hilfe der RFLP-Technik insgesamt 92 Markerloci kartiert, die eine Genomlänge von 845 cM abdeckten. Die Analyse der QTL (quantitative trait loci)
ergab ein Majorgen auf Chromosomenarm 1RS. Die beiden am engsten gekoppelten RFLP-Marker psr596 und bcd1124 wiesen einen Abstand von 0,3 cM zum Majorgen auf.
Daneben konnte der Einfluß von zwei modifizierenden Minorgenen auf den Chromosomenarmen 3RL und 5RL bestätigt werden, von denen das Minorgen auf
Chromosomenarm 3RL epistatische Interaktionen mit dem Majorgen auf Chromosomenarm 1RS zeigte.
In rye (Secale cereale L.) as in a number of other crossfertilized crops, hybrid breeding allows a targeted use of heterosis for improving yield and yield
stability. The creation of hybrids in outbred rye requires an efficient system of pollination control because of the monoclinous inflorescence. In commercial
seed production, mostly the Pampa (P-) Cytoplasma is used, which induces cytoplasmatic male sterility (CMS). Restoration of pollen fertility is achieved
by means of pollinator lines carrying nuclear dominant restorer genes. To obtain information about the number, localization, and efficacy of the restorer genes,
molecular marker based inheritance analysis in rye was performed. The results were compared to already localized restorer sources in rye and other species.
Ninety-two marker loci were mapped by RFLP technique, which covered a genome-length of 845 cM. QTL (quantitative trait loci) analysis revealed a major
gene on the short arm of chromosome 1R. Two RFLP markers, psr596 and bcd1124, were linked with a distance of about 0.3 cM to this major gene. Moreover, two
modifying minor genes on chromosome arms 3RL and 5RL were detected. One of these minor genes showed epistatic interaction with the above mentioned major gene.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Hartwig H.
Geiger
Prof. Dr.
2001-11-12
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-178
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2002/17/
oai:opus.uni-hohenheim.de:18
2002-03-26T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
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Mechanismen der Resistenzinduktion nach Blattbehandlungen mit Phosphaten
Mechanism of the induction of resistance following foliar phosphate treatments
Miroslav
Orober
630
Induzierte Resistenz , Phosphate , Gurke , Salicylsäure , Reaktive Sauerstoffspezies
systemic acquired resistance, phosphates, cucumber, salicylic acid, reactive oxygen species
In der vorliegenden Arbeit wurde die Auslösung von Resistenz gegenüber Pflanzenkrankheiten durch Blattapplikation von Phosphaten untersucht.
Hierzu wurden insbesondere die frühen zellulären Reaktionen erfasst, die zur Resistenzauslösung führen, und mit anderen Formen der Resistenzauslösung (biotische Induktion, Induktion durch synthetische Pflanzenaktivatoren) verglichen. Bei Gurkenpflanzen konnte durch die Applikation basischer Phosphate lokale sowie systemische Resistenz gegenüber verschiedenen pilzlichen Schaderregern wie Colletotrichum lagenarium, Sphaerotheca fuliginea und Pseudoperonospora cubensis. hervorgerufen werden.
In Tabak war eine Steigerung der systemischen Resistenz gegenüber dem Befall mit TMV nachzuweisen. Für eine erfolgreiche SAR-Auslösung war die Bildung von chlorotischen/nekrotischen Läsionen auf den Phosphatbehandelten Pflanzenteilen notwendig. Diese Reaktionen waren begleitet vom Auftreten von Zelltod, welchem die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies wie Superoxidanionen und Wasserstoffperoxid vorausging. Auch eine erhöhte Lipidperoxidation konnte in den behandelten Blättern nachgewiesen werden. Nach der Phosphatapplikation kam es in den behandelten sowie in den höher inserierten Blättern zu einem Anstieg an freier sowie glucosidisch gebundenener Salizylsäure.
Anhand transgener nahG-Tabakpflanzen konnte die Abhängigkeit der Resistenzauslösung von der Akkumulation der Salizylsäure nachgewiesen werden. Die Aktivitäten abwehrassoziierter Enzyme wie Peroxidasen und Polyphenoloxidasen waren in den behandelten und den höher inserierten Blättern stark erhöht. Die vorliegenden Ergebnisse belegen, dass die Behandlung mit Nekroseauslösenden Chemikalien wie Phospaten zelluläre Reaktionen hervorrufen, die auch nach einer biotischen Resistenzinduktion durch Mikroorganismenvielfach nachgewiesen wurden.
Somit kann gefolgert werden, dass Blattapplikationen von Phosphaten eine biotische Induktion imitieren.
In this study the induction of resistance against plant diseases following foliar application of phosphates was investigated.
The early biochemical responses of the resistance activation by phosphates have been compared with other forms of induction of SAR such as the biotic induction with pathogens and treatment with synthetic plant defense activators.
In cucumber plants foliar applications of phosphates lead to increased local and systemic acquired resistance against fungal pathogens such as Colletotrichum lagenarium, Sphaerotheca fuliginea and Pseudoperonospora cubensis.
In tobacco foliar phosphate application enhanced resistance against TMV.
For successful induction of SAR the occurrence of chlorotic/necrotic lesions on the phosphate treated inducer leaves was necessary.
These reactions were accompanied by the occurrence of localized cell death, which was preceded by the generation of reactive oxygen species such as superoxide anions and hydrogen peroxide.
Enhanced lipid peroxidation was observed in the treated leaves.
Local phosphate treatments induced an increase of the concentrations of free and bound salicylic acid in the treated and distal leaves.
Experiments with transgenic nahG-tobacco plants showed that the expression of SAR by phosphate treatments and TNV-inoculation was strictly dependent on the accumulation of salicylic acid.
The activities of characteristic defense-related enzymes like peroxidases and polyphenoloxidases were highly increased in treated and in the distal leaves, respectively.
In this study it could be shown that treatments with necrotizing chemicals such as phosphates cause similar cellular reactions as observed after biotic induction with pathogens which resulted in expression of SAR.
Therefore it can be assumed that foliar phosphate treatments imitate the biotic induction of systemic acquired resistance.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Heinrich
Buchenauer
Prof. Dr.
2001-12-28
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-185
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
3
aus: Praesentationsformat
aus: Praesentationsformat
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2002/18/container.tgz
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2002/18/
oai:opus.uni-hohenheim.de:19
2008-07-02T14:08:04Z
ddc:630
pub-type:8
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Entwicklung, Charakterisierung und Kartierung von Mikrosatellitenmarkern bei der Zuckerrübe (Beta vulgaris L.)
Development, characterisation and mapping of microsatellite-markers in sugar beet
Jost
Dörnte
630
Marker , Zuckerrübe , Satelliten-DNS , Genom , Kartierung
Mikrosatellitenmarker , PCR , Phagenbanken , PIC microsatellite , PCR , mapping , sugar beet , SSR
Als Mikrosatelliten (MS), oder auch SSRs, werden DNA-Abschnitte bezeichnet, die sich aus einer mehrfachen Abfolge von kurzen DNA Sequenzen zusammensetzen.
Die MS zeichnen sich dadurch aus, daß sie durch eine unterschiedliche Anzahl an Wiederholungseinheiten in der Länge variieren.
Die aus MS entwickelten Marker zeigen einen hohen Polymorphiegrad, sind multiallelisch, kodominant und in großer Anzahl und mit gleichmäßiger Verteilung in eukaryotischen Genomen vorhanden.
Das Ziel dieser Arbeit war es, festzustellen ob MS als molekulare Marker bei der Zuckerrübe genutzt werden können. Dazu sollte die Häufigkeit, der Polymorphiegrad und die Verteilung im Genom ermittelt werden.
Aus genomischen Phagenbanken wurden Klone mit verschiedenen MS-Motiven isoliert. Dabei ergaben sich Häufigkeiten von einem Mikrosatelliten pro 225 bis 527 kb.
Es wurden 217 MS-Sequenzen gefunden und sequenziert. Bei den (GT)n MS waren 23 der Sequenzen homolog zu der Satelliten-DNA "BamHI".
Insgesamt konnten aus 102 Sequenzen Primerpaare abgeleitet werden, von denen 71 funktional waren. In einem Satz aus 23 Zuckerrübenlinien wurde der Polymorphiegrad der funktionalen Marker untersucht.
Dabei erwiesen sich 64 von 71 Marker als polymorph. Bei den polymorphen Markern beträgt die Allelzahl je Locus im Durchschnitt 4,9 und reicht von 2 bis 13.
Die PIC-Werte haben einen Mittelwert von 0,58 und reichen von 0,17 bis 0,86. Zum Vergleich der MS-Marker mit RFLP- und AFLP-Markern wurden neun Zuckerrübenlinien mit jeweils fünf Einzelpflanzen untersucht.
Hier weisen die MS-Marker im Vergleich zu RFLP- und AFLP-Markern einen höheren Polymorphiegrad auf. In die genetischen Kopplungskarten von zwei F2-Populationen konnten 33 MS-Marker (47) integriert werden.
Dabei sind die Marker gleichmäßig über die Chromosomen verteilt. Damit ist es möglich, mit Hilfe von MS-Markern, dichte genetische Kopplungskarten für die Zuckerrübe zu erstellen.
Simple sequence repeats (SSRs) or microsatellites were isolated from a sugarbeet (Beta vulgaris L.) genomic phage library. The size-fractionated library was screened for the occurrence of the motifes (GA)n, (GT)n, (TGA)n, (AGA)n and (CCG)n.
The motifes (GA)n and (GT)n were found to occur most frequently in the sugarbeet genome (every 225 kb). In contrast, the trimer motifes were half as frequent (every 527 kb).
A total of 217 microsatellite sequences were found in the sequenced clones. Most of the repeats were imperfect and/or compound.
Sequence comparison revealed that 23% of the clones wich containing the (GT)n motif are variants of a previously described satellite DNA (SCHMIDT et al. 1991).
Of 102 primer pairs tested on sugarbeet DNA, 71 gave a single product in the expected size. On 23 sugarbeet samples 64 of the 71 SSR-markers reveald length polymorphisms.
The number of detected alleles per marker ranged from 2 to 13 (average 4,9) and the PIC-values ranged from 0,17 to 0,86 (average 0,58).
A cluster analysis of the 23 samples confirms the pedigree data. The developed SSR markers were compared with RFLP and AFLP markers.
Therefore nine sugarbeet lines, each with five single plants per line, were analysed. The SSR analyse shows the lowest similarity between the nine lines.
The similarity inside the lines revealed no differences between the marker assays. Thirtythree SSR markers were genetically mapped into the RFLP framework maps of 2 F2-populations.
The markers are randomly distributed over eight linkage groups of sugar beet.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Hartwig H.
Geiger
Prof. Dr.
2001-10-22
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-198
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2002/19/
oai:opus.uni-hohenheim.de:15
2002-01-07T00:00:00Z
ddc:630
pub-type:8
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Management of Fusarium graminearum-inoculated crop residues : effects on head blight, grain yield and grain quality of subsequent winter wheat crops
Management von Fusarium graminearum-ockulierten Ernterückständen
Cuilin
Yi
630
Fusarium , Winterweizen , Ernterückstand , Management , Qualität
Befall Fusarium , Winter wheat , Residues , Management , Quality
On the experimental station Ihinger Hof of Hohenheim University field experiments with artificial inoculation were conducted.
An isolation-strip experiment included strips of winter rape crops, separating non-inoculated test plots of wheat from inoculated wheat plots.
For the main field experiment, maize or spring wheat were planted as pre-crops in rotations with winter wheat and different crop residue treatments were applied.
Additional residue management greenhouse tests were conducted and treated equivalent to the field experiment.
Results of isolation-strips field experiments with wheat showed that.
Isolation strips of 2 m width reduced disease incidence on neighbour plots by more than 50%.
A further increase in isolation strip width did improve the isolation effect, but the differences between isolation strip widths were comparatively small.
The infection in test plots was not completely eliminated even with 8 m wide strips.
Greenhouse tests of residue management showed that deeper residue incorporation effectively reduced the F. g. populations on residues.
The application of nitrolime reduced the population level of F. g.
On the contrary, fertilization with calcium ammonium nitrate promoted F. g. populations.
Soaking the residues in a fungicide preparation eliminated F. g. on the residues completely.
Residue management field experiments with artificial inoculation of pre-crops, there were no significant differences in infection level after either maize or wheat, and the infection level of winter wheat was especially high after maize for silage use in one year.
The reductions of FHB incidence due to ploughing or nitrolime application were 27-32% or 31-59% compared with residues remaining on the surface or calcium ammonium nitrate fertilization, respectively.
But at that moderate FHB infection level, the residue management hardly influenced wheat grain yield and technological grain quality.
Die Arbeit basiert auf Feldversuchen und Gewächshaus-Experimenten. Als Isolationsstreifen wurden Winterraps benutzt. Die Breite des Isolationsstreifens waren 2, 4 oder 8 m. Auf dem Feld wurden Mais und Sommerweizen als Vorfrüchte angebaut und mit F. g. infiziert.
Die Vorfrüchte wurden als Ganzpflanzensilage oder Körnerfrüchte genutzt. Die Ernterückstände der Vorfrüchte wurden an der Bodenoberfläche belassen oder untergepflügt.
Eine Stickstoffdüngung zum Winterweizen erfolgte als Kalkammonsalpeter oder als Kalkstickstoff. Als Ergänzung wurde in Gewächshaus-Experimenten das Management von Mais- und Sommerweizenrückständen untersucht.
Ergebnisse des Feldversuchs:
Isolationsstreifen mit hoch wachsenden Winterrapsbeständen reduzieren die Verbreitung von F. g. deutlich.
1. Durch unterpflügen von Vorfruchtrückständen konnte der Ährenbefall von Winterweizen um ca. 30 reduziert werden.
2. Durch Kalkstickstoffdüngung konnte der Ährenbefall von Winterweizen um ca. 30-60 gesenkt werden.
3. Rückständesunterpflügen reduzierte die DON Konzentration im Korngut von Winterweizen deutlich.
Bei geringem Krankheitsdruck durch Fusarium hat das Rückständesmanagement keinen deutlichen Einfluss auf den Kornertrag und die Kornqualität des nachfolgenden Winterweizens.
Ergebnisse der Gewächshaus-Experimente:
1. Ein tieferes Eingraben und die Anwendung von Kalkstickstoff reduzieren die Populationen von F. g. auf den Rückständen deutlich.
2. Durch Eintauchen der Rückstände in eine Fungizidbrühe wurde F. g. vollständig beseitigt.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Walter
Aufhammer
Prof. Dr.
2001-11-08
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-159
application/pdf
eng
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2002/15/
oai:opus.uni-hohenheim.de:26
2003-02-17T16:37:39Z
ddc:630
pub-type:8
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Prozess der Transformation der Landwirtschaft Usbekistans und Probleme bei der Umstrukturierung der landwirtschaftlichen Betriebe
Transition Process of Uzbek Agriculture and Restructuring Problems of Agricultural Enterprises
Umidjan Rakhimjanovich
Nazarkulov
630
Usbekistan , Agrarstruktur , Transformation , Landwirtschaftlicher Betrieb , Strukturwandel
Betriebsorganisation , Agrarpolitik , Agrarökonomie , Übergangswirtschaft , GUS-Länder Farming Systems , Agricultural Policy , Agricultural Economics , Transition Economics , CIS-Countries
Die Privatisierung landwirtschaftlicher Betriebe führt in den neuen postsowjetischen Ländern zu Veränderungen in der Produktionsstruktur, Produktionsweise und der betrieblichen Organisation.
Ausgehend davon besteht das erste Ziel dieser Arbeit darin, die bisherige Entwicklung des Agrarsektors und der landwirtschaftlichen Betriebe am Beispiel Usbekistans zu analysieren und deren Schwachstellen und Problembereiche zu identifizieren.
Des weiteren soll auf Aspekte des betrieblichen Managements und des Marketings eingegangen und geeignete Verbesserungsvorschläge sowie Entwicklungsstrategien zur Optimierung der Produktionsmöglichkeiten ausgearbeitet werden, die den zuständigen Behörden als Entscheidungsgrundlage dienen können.
Die strukturellen Veränderungen in den landwirtschaftlichen Unternehmen von drei Regionen Usbekistans werden unter verschiedenen marktwirtschaftlichen Entwicklungen dargestellt und anhand eines Betriebsmodells mit Hilfe der Linearen Programmierung optimiert.
Die im Rahmen der Untersuchung gewonnen Erkenntnisse lassen folgende Forderungen für notwendig erscheinen:
- Veränderung der Produktionsstruktur und Abkoppelung der Produktion von Planwirtschaft und Staatskontrolle,
- Abschaffung staatlich festgelegter Preise für Baumwolle und Weizen mit gleichzeitiger Erhebung von höheren Wassergebühren,
- Reduzierung der Arbeitskräfte mit dem Ziel einer Erhöhung der Motivation und Effizienzverbesserung der Arbeitsorganisation sowie
- Ausdehnung der landwirtschaftlichen Fläche in den Familienbetrieben.
Eine Liberalisierung der Märkte hat nach den Modellberechnungen folgende Auswirkungen auf die landwirtschaftlichen Betriebe und die Agrarproduktion:
- eine deutliche Reduzierung des Baumwollanbaus führt zu einer weiteren Fruchtfolge und damit zu einer nachhaltigen Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit,
- eine Steigerung des Gesamtdeckungsbeitrages durch Optimierung der Produktions- und Absatzstruktur der Betriebe,
- der Wegfall von staatlich festgelegten Preisen für die Hauptkulturen (Weizen und Baumwolle) führt zu einer Ausdehnung der Weizenproduktion,
- die Tierbestände verändern sich je nach Region unterschiedlich. Die Großbetriebe in einer Region werden die Tierbestände weiter abbauen, während sie in den beiden anderen Regionen zunehmen. Familienbetriebe werden die Tierbestände in beiden Regionen auf Grund von Flächenknappheit reduzieren,
- eine Erhöhung des Betriebseinkommens kann durch eine Reduzierung der Arbeitskräfte erreicht werden; eine gleichzeitige Erhöhung des Arbeitslohns und ein verbessertes Management können zu einer Erhöhung der Motivation und des Betriebserfolges beitragen,
- Gewinne müssen dringend in neue Maschinen und technische Anlagen investiert werden, um die Produktion aufrecht erhalten zu können,
- private Familienbetriebe haben überschüssige Arbeitskapazität und könnten ihre Betriebsfläche wesentlich ausdehnen. Dazu muss aber der Bodenmarkt liberalisiert und der Erwerb von Land ermöglicht werden,
- die Liberalisierung der Preise führt bei den privaten Familienbetrieben zu ähnlichen Veränderungen in der Anbau- und Absatzstruktur wie in den Großbetrieben.
Abschließend soll die Empfehlung ausgesprochen werden, dass die staatlichen Institutionen ihren Einfluss auf die operativen Entscheidungen (Anbauvorgaben) der landwirtschaftlichen Unternehmen reduzieren sollten.
Das Ziel der künftigen Agrarpolitik muss darin bestehen, die Rahmenbedingungen für ein marktwirtschaftliches Handeln zu verbessern, die Märkte zu liberalisieren, effiziente Strukturanpassungshilfen zu gewähren und soziale Sicherungssysteme aufzubauen.
Privatization of agricultural enterprises in former soviet countries has led to changes in production structure, methods of production and management of enterprises.
Hence, the main objective of this dissertation is, at first, analysis of development of the agrarian sector and agricultural enterprises on the example of the Republic of Uzbekistan, and the identification of their weaknesses and problems.
Furthermore aspects of management and marketing are considered and recommendations on improving the strategy of optimization the production process, which will serve as a basis for decision-making in the appropriate organizations.
The structural changes in typical farms of 3 regions of the Republic of Uzbekistan under different frame conditions are analyzed using a linear programming model.
The results of these optimization calculations are leading to the following requirements:
- Change of the production structure and reduction of the state influence and governmental control;
- Cancellation of fixed state prices of cotton and wheat with a simultaneous increase of water taxes;
- Reduction of labour input and increase of wages with the purpose of improving the motivation and efficiency of labour;
- Extension of the area of family farms.
According to the model calculations a liberalisation of agricultural markets would lead to the following consequences for farm enterprises and agricultural production:
- A substantial reduction of cotton production will lead to a wider crop rotation and better soil fertility;
- The total gross margins of the farm enterprises will increase due to an optimization of production and marketing structure;
- If the fixed producer prices for wheat and cotton will be eliminated, wheat production would increase significantly;
- Depending on the region animal stocks will show a different development pattern. While in one region the big farms will reduce their livestock production, in two other regions they will be increased. Family farms tend to reduce the livestock number due to scarcity of land resources;
- Farm incomes can be increased by reducing the number of workers; simultaneously increasing wages and introducing better labour management practices thus contributing to higher motivation and business success;
- Profits should be invested in new machinery and equipment in order to maintain adequate levels of production;
- Private family farms show a relatively high labour capacity and would be able to increase their farm land. Therefore liberalization of land market is necessary;
- For family farms a liberalization of producer prices will lead to similar changes in production and marketing structures as for big farm enterprises.
In conclusion it can be recommended to state institutions to reduce their influence on the operational decisions of farmers.
The main objective of agricultural policy in future should be improvement of frame conditions for trade, liberalization of markets, effective support to structural changes and creation of a system of social support to farmers.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Jürgen
Zeddies
Prof. Dr.
2002-02-08
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-263
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2003/26/
oai:opus.uni-hohenheim.de:24
2003-01-20T10:01:06Z
ddc:630
pub-type:8
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Genetische und physiologische Einflußfaktoren sowie deren Wechselwirkungen auf die Trichothecenbildung bei Roggen, Triticale und Weizen nach Inokulation mit Fusarium culmorum (W. G. Sm.) Sacc.
Genetic and Physiological Factors as well as their Interactions Affecting Trichothecene Production in Rye, Triticale, and Wheat Inoculated with Fusarium culmorum (W. G. Sm.) Sacc.
Carsten
Reinbrecht
630
Fusarium culmorum , Roggen , Triticale , Weizen , Trichothecene , Interaktion , Inokulation , Resistenzzüchtung
Toxinanalyse , Hilfsmerkmale , Deoxynivalenol , Nivalenol , Akkumulation resistance breeding , rye , triticale , wheat , interaction
Eine besondere Gefahr für die Getreidequalität durch Fusarium culmorum besteht in der Bildung von Trichothecenen. Die Prophylaxe durch pflanzenzüchterische Maßnahmen kann in hohem Maße effektiv sein. Ziel dieser Arbeit war es, die durch Fusarium culmorum verursachten Trichothecengehalte bei Getreide in Abhängigkeit von Wirts- und Erregergenotyp, von physiologischen Faktoren sowie deren Interaktionen zu untersuchen.
In Feldversuchen mit bis zu 12 Roggen-, 6 Triticale- und 8 Weizen-Genotypen (G) wurden 1995-1997 die Einflüsse von 6 Umwelten (U), 2 Inokulationsterminen (IT), 2 Pilzisolaten (I) und 5 Konidiendichten (K) und ihre Interaktionen untersucht. Bei je 2 Wirtsgenotypen mit 6 Ernteterminen (E) wurde die Trichothecen-Kinetik in den Ähren nachgezeichnet. Bei je 2 Wirtsgenotypen wurde der Effekt von 2 Temperatur-(T) und 2 Luftfeuchtigkeitsstufen (L) in der Klimakammer untersucht.
Die Deoxynivalenol-(DON-)Akkumulation betrug im Mittel bei Roggen, Triticale und Weizen 41, 46 bzw 82 mg kg-1. Die genotypischen Effekte waren bei Roggen und Weizen signifikant. Bei allen Getreidearten ergaben sich bedeutende GxU-Interaktionen. Der DON-Gehalt korrelierte bei Weizen mit allen Resistenz-merkmalen, bei Roggen nur mit der Relativen Spezifischen Kornmasse.
Die Inokulation zur Vollblüte bewirkte bei Triticale und Weizen höhere DON-Gehalte als die Inokulation zum Ährenschieben. Bei Roggen war kein Effekt des Inokulationstermins nachweisbar, dafür war die GxIT-Interaktion signifikant.
Das Nivalenol-(NIV-)bildende Isolat führte zu geringeren Trichothecengehalten als das DON-bildende. Dieser Effekt war nur bei Roggen und Triticale signifikant; bei Weizen trat dagegen eine signifikante GxI-Interaktion auf.
Bereits eine Woche nach der Inokulation konnten zum Teil erhebliche DON-Konzentrationen in den geernteten Ähren nachgewiesen werden, insbesondere bei Weizen. 3 bis 6 Wochen nach der Inokulation wurden maximale DON-Gehalte erreicht (bei Weizen bis über 300 mg kg-1). Die NIV-Gehalte lagen stets unterhalb der DON-Gehalte. Zur Reife hin sanken die DON-Gehalte etwas ab, die NIV-Gehalte nahmen jedoch weiter zu. Am bedeutendsten waren die ExU- sowie die ExI-Interaktionen. Der Trichothecengehalt in der Spreu, bestimmt zu den letzten zwei Terminen, war zwei- bis viermal höher als in den Körnern.
Mit zunehmender Konidiendichte wurden ansteigende Gehalte an DON plus 3-Acetyl-DON bestimmt. Es ergaben sich hoch signifikante GxK-Interaktionen. Die höchsten Heritabilitäten lagen bei den hohen Konidiendichten vor.
Die hohe Luftfeuchtigkeit bedingte höhere Trichothecengehalte im Korn; beim Faktor Temperatur war es umgekehrt. Bei Roggen und Weizen scheint die GxT-Interaktion zu den hohen GxU-Interaktionen beizutragen, bei Triticale zusätzlich die GxL-Interaktion.
In frühen Züchtungsstadien können geeignete Hilfsmerkmale eine teure Trichothecen-bestimmung bei der Selektion ersetzen. In fortgeschrittenen Generationen sollten jedoch Prüfungen in mehreren Umwelten bei Inokulationen mit hohen Konidiendichten und direkter Toxinanalyse erfolgen.
Fusarium culmorum causes specific hazards of cereal quality by the producion of trichothecenes. Prophylaxis by plant breeding can be highly effective. The aim of this study was to investigate the accumulation of trichothecenes in cereals with regard to host and fungal genotype, to physiological factors and the resulting interactions.
To determine the effects of 6 environments (E), 2 inoculation dates (ID), 2 fungal isolates (I), and 5 conidia concentrations (C) and their interactions, field trials with up to 12 rye, 6 triticale, and 8 wheat genotypes (G) were conducted in 1995-1997. Kinetics of trichothecene in the heads were described with 6 harvest dates (H) in 2 host genotypes each. In a growth chamber, 2 levels of temperature (T) and 2 of relative humidity (R) were investigated by using 2 host genotypes each.
Average deoxynivalenol (DON) accumulation of rye, triticale, and wheat was 41, 46, and 82 mg kg-1, respectively. Genotypes differed significantly in rye and wheat. In all cereal species, GxE interactions were important. In wheat, DON content was highly correlated to all resistance traits, whereas in rye only a tight correlation existed to the relative specific grain weight.
In triticale and wheat, inoculation at full anthesis resulted in higher DON contents than inoculation at heading. In rye, no effect of inoculation date was found. In contrast, GxID interaction was significant in rye.
The nivalenol (NIV) producing isolate led to lower trichothecene contents than the DON producing isolate. This effect was found to be significant only in rye and triticale. Significant GxI interactions occurred in wheat only.
Even one week after inoculation, considerable DON concentrations could be obtained in harvested heads, especially in wheat. Maximum DON contents were observed between 3 and 6 weeks after inoculation (in wheat: partially above 300 mg kg-1). NIV contents were always lower than DON contents. Until full ripening, DON contents slightly decreased, whereas NIV contents increased continuously. HxE and HxI interactions were most important. Trichothecene content in chaff and spindles was 2-4 fold higher than in the respective kernels at 6 and 8 weeks after inoculation.
With higher conidia concentrations, increasing contents of DON+3-Acetyl-DON were measured. GxC interactions were highly significant. Highest heritabilities were found in the upper concentration levels.
When the relative humidity was high, trichothecene concentrations of kernels were superior. With the temperature, an inverse effect was obtained. It seems that GxT interaction contributed most to GxE in rye and wheat, in triticale also the GxR interaction.
In conclusion, assisting resistance traits may replace an expensive quantification of trichothecenes in early generations. In advanced generations, tests should be conducted in several environments with high conidia concentrations, and a toxin analysis should be carried out directly.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Hartwig H.
Geiger
Prof. Dr.
2002-03-15
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-246
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2003/24/
oai:opus.uni-hohenheim.de:23
2002-10-08T12:39:24Z
ddc:630
pub-type:8
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Ertragsbildung und Konkurrenzverhalten perennierender Körnerfruchtarten in Rein- und Mischbeständen auf marginalen Standorten
Yield potential and competitve behaviour of perennial grain crops in pure and mixed stands on marginal lands
Lena
Weik
630
Körnerfrüchte , Ernteertrag , Grenzstandort , Interspezifische Konkurrenz , Intraspezifische Konkurrenz
Perennierende Körnerfrüchte grain crops, yield, marginal lands, interspecific competition, intraspecific competition
Der Anbau perennierender Körnerfrüchte in Rein- und Mischbeständen auf marginalen Ackerstandorten wurde als alternativer Ansatz zur Erhaltung dieser Flächen untersucht. Die zentralen Fragen lauteten:
- Welches Potential zur Bildung von Spross- und von Korntrockenmasse weisen die Arten auf marginalen Standorten auf?
- Sind die untersuchten Arten auf marginalen Standorten perennierfähig?
- Wie weit sind die Konkurrenzverhältnisse in Mischbeständen perennierender Körnerfruchtarten mittels statischer und dynamischer Parameter zu erfassen?
- Wie ist die Konkurrenzfähigkeit der Arten in Mischbeständen gegenüber den Reinbeständen und damit die Eignung für einen Anbau in Mischbeständen zu beurteilen?
In Feldversuchen wurden perennierende Formen von Roggen (Secale cereale x S. montanum), Triga (Elymus hispidus), Lupine (Lupinus polyphyllus) und Lein (Linum perenne) in Reinbeständen und in 2- und 3-Komponenten Mischungen angebaut.
Beachtliche Sprosstrockenmassen von bis zu 13 t ha-1 wurden in Beständen mit Triga erreicht. Die Kornerträge blieben mit Maximalerträgen von 2.7 t ha-1, die im ersten Jahr mit Roggen erzielt wurden, gering.
Die beste Perennierfähigkeit wiesen Triga und Lupine auf. Roggen zeigte nur in Mischbeständen mit Leguminosen eine befriedigende Perennierfähigkeit. Die Persistenz von Lein war sehr gering.
Für die Erfassung der Konkurrenzverhältnisse erwies sich als statischer Parameter zur Beschreibung der Ressourcen-Komplementarität der Relativertrag (RYT) als geeignet. Die Konkurrenzfähigkeit konnte mit Hilfe des Konkurrenz-Balance-Indexes (Cb) adäquat abgebildet werden. Von Lotka-Volterra Gleichungen abgeleitete Regressionsmodelle ermöglichten insgesamt eine gute Darstellung der dynamischen Wachstumsprozesse und der Konkurrenzverhältnisse.
Die beiden Grasarten wiesen in den meisten Fällen eine höhere Konkurrenzfähigkeit gegenüber den Mischungspartnern auf. Mischbestände aus einer Grasart zusammen mit Leguminosen erwiesen sich für den Anbau auf marginalen Standorten am geeignetsten.
Cultivation of perennial grain crops in pure and mixed stands was examined as a possibility for preserving marginal arable land. The following questions were investigated:
- Which dry matter and grain yield potential do these species display on marginal lands?
- Are the examined species able to persist on marginal sites?
- Can effects of competition be identified in mixed stands of perennial grain crops by commonly used static and dynamic parameters?
- Which competitiveness do the examined species show in mixed stands compared to pure stands?
In field experiments perennial species of rye (Secale cereale x S. montanum), intermediate wheatgrass (Elymus hispidus), lupine (Lupinus polyphyllus) and linseed (Linum perenne) were grown in pure and different mixed stands.
Intermediate wheatgrass reached with a maximum at almost 13 t ha-1 highest dry matter yields. Grain yields were on a low level, maximum yields were obtained with 2.7 t ha-1 in pure stands of rye. Intermediate wheatgrass and lupine demonstrated the best ability for perennialism. Rye showed a satisfactory ability to persist only when grown in mixture with legumes. The persistence of linseed was very low.
The relative yield total (RYT) was found to be a suitable static indicator of resource complementarity. Competitive ability was appropriately described by the competitive balance index (Cb). Regression models derived from Lotka-Volterra equations rendered a good description of dynamic growth and competition.
Both grass species were in most cases stronger competitors than the companion species. The experiments showed, that using grain cop mixtures of grasses and legumes seem to be most promising for cultivation on marginal lands.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Walter
Aufhammer
Prof. Dr.
2002-02-01
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-231
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2002/23/
oai:opus.uni-hohenheim.de:21
2002-10-08T12:38:47Z
ddc:630
pub-type:8
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Effects of low dietary levels of saponins on two common culture fish - common carp (Cyprinus carpio L.) and Nile tilapia (Oreochromis niloticus (L.))
Effekte von niedrig dosierten Saponinen in Diäten auf das Wachstum von zwei häufig kultivierten Fischarten - Karpfen (Cyprinus carpio L.) und Tilapien (Oreochromis niloticus (L.))
George
Francis
630
Saponine , Aquakultur , Fischfutter , Energie , Verwertung
Wachstumsförderer , Quillaja saponinen , Tilapien , Karpfen Quillaja saponins , growth promoter , Tilapia , Carp , Aquaculture feeds
Saponins are a group of compounds present in many wild plants and cultivated crops and are commonly found in traditional medicinal preparations.
Feeding experiments using saponin-supplemented (commercial Quillaja saponin) feeds were conducted in two commonly cultured fish species, namely common carp (Cyprinus carpio L.) and tilapia (Oreochromis niloticus (L.)).
Quillaja saponins (QS) at dietary levels of 150 mg kg-1 and 300 mg kg-1 significantly increased body weight gain in common carp and Nile tilapia compared to controls.
When fed to tilapia fry QS (700 mg kg-1) altered the normal 1:1 sex ratio.
In separate, in vitro measurements it was found that QS stimulated the release of leutinising hormone (LH) from cultured tilapia pituitary cells, but apparently this did not happen in vivo since serum levels of LH were not found to be elevated in the saponin fed fish.
Dietary saponins were also found to affect serum and muscle cholesterol levels.
Adult tilapia - but not tilapia fry - fed a dietary level of 300 mg kg-1 QS were found to have significantly higher muscle cholesterol levels than fish fed the control diet.
In tilapia fry, the average serum cholesterol levels in males showed a steady increase from dietary QS levels of 0 to 700 mg kg-1, while no such trend existed among the females.
Supplementation with 50 and 100 mg kg-1 of Yucca schidigera butanol extract (containing steroidal saponins) did not significantly promote the growth of carp despite showing initial promise.
The purified haemolytic fraction of triterpenoid Gypsophila saponin extract (isolated using column chromatography) did not produce any toxic effects in carp at dietary levels up to 250 mg kg-1 in a preliminary feeding trial.
A growth promoting effect was however evident at the very low level of about 5 mg kg-1 when the purified fraction was used.
More research needs to be done to determine the mechanisms of action of QS and to test whether saponins from other sources have similar effects.
Die Aquakultur ist weltweit der am schnellsten wachsende Sektor der Nahrungsmittelproduktion.
1996 betrug ihr Anteil an der weltweiten Fischproduktion 29% und für 2010 wird eine Zunahme auf 38% erwartet.
Die Steigerung der Produktion durch verstärkten Einsatz von Supplementfuttermitteln führt zu höheren Kosten und zusätzlichen Umweltbelastungen.
Die Menge des eingesetzten Futters läßt sich reduzieren, indem man die Effizienz der Futterverwertung verbessert.
Der Einsatz synthetischer Substanzen wie Fütterungsantibiotika oder Steroide zur Steigerung der Futterverwertung ist jedoch in den meisten Ländern verboten.
In diesem Zusammenhang gewinnt die Suche nach natürlichen, biologisch aktiven Substanzen als Ersatz für gefährliche synthetische Wachstumsförderer zunehmend an Bedeutung.
Saponine, eine Gruppe von Substanzen, die in vielen Wild- und Kulturpflanzen vorkommen, sind bisher vor allem als Wirkstoff in der traditionellen Medizin bekannt.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnte die wachstumsfördernde Wirkung dieser Substanz bei Fischen erstmals nachgewiesen werden.
Dazu wurden Experimente an Karpfen und Tilapien mit einem kommerziell erhältlichen Saponinextrakt aus Quillaja saponaria als Futterzusatz durchgeführt.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
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Klaus
Becker
Prof. Dr.
2001-12-14
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-216
application/pdf
eng
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2002/21/
oai:opus.uni-hohenheim.de:22
2002-10-08T12:23:20Z
ddc:630
pub-type:8
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Biogenic Greenhouse Gas Emissions from Agriculture in Europe - Quantification and Mitigation
Biogene Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft in Europa - Quantifizierung und Minderung
Annette
Freibauer
630
Distickstoffmonoxid , Methanemission , Emissionsverringerung , Klimaänderung , Bodennutzung , Viehwirtschaft , Treibhausgas
Emissionsinventar , Kohlenstoffsenke nitrous oxide , methane , mitigation , climate change , greenhouse gas , emission inventory
Die Dissertation analysiert Klimaschutzmaßnahmen in der europäischen Landwirtschaft im Hinblick auf Potentiale, Umweltwirkungen, Minderungskosten und damit verbundene Unsicherheiten im Hinblick auf die Umsetzung des Kyoto-Protokolls. Dazu werden Literaturstudien durchgeführt, Lebensweganalysen und Treibhausgasinventare methodisch weiterentwickelt und schließlich Treibhausgasemissionen und deren Minderungspotential auf europäischer Ebene berechnet und bewertet.
Die europäische Landwirtschaft emittierte im Jahr 1995 0.84 ± 0.29 Tg N2O, 8.1 ± 1.9 Tg Methan (CH4) und 39 Tg ± 25 Kohlendioxid (CO2), insgesamt 470 ± 80 Tg CO2-Äquivalente oder 11 % der gesamten anthropogenen Treibhausgase der EU. Die hier entwickelte Berechnungsmethodik bildet regionale Charakteristika der landwirtschaftlichen Produktion ab und halbiert die methodische Unsicherheit gegenüber den offiziellen nationalen Inventaren.
Landwirtschaftliche Böden Europas werden kurzfristig maximal etwa 200 Tg a-1 CO2 aufnehmen können, wobei entsprechende Maßnahmen auch andere positive Umweltwirkungen zeigen. Das biologische Substitutionspotential von Bioenergie in der EU liegt zwischen 400 und 800 Tg a-1 CO2-Äquivalente. Aus Umweltaspekten heraus sollten perenne, holzige Kulturen statt annuelle Intensivkulturen genutzt werden. Das Minderungspotential der technischen Maßnahmen zur direkten Treibhausgasminderung liegt zwischen 100 und 200 Tg a-1 CO2-Äquivalenten, z.B. durch eine Extensivierung der Pflanzenproduktion mit reduziertem Einsatz von Stickstoff bzw. technologische Innovation im Bereich der Tierhaltung, die möglichst von einem Abbau der Tierzahlen flankiert wird, sowie die Wiedervernässung von gedränten Moorböden. Eine Veränderung der sozioökonomischen und politischen Rahmenbedingungen kann das Minderungspotential erhöhen.
This dissertation analyses relevant potential mitigation strategies of biogenic greenhouse gases (GHGs) in the agriculture of the European Union (EU) in light of the Kyoto Protocol. It identifies where important sources and mitigation potentials are located and what uncertainty, environmental ancillary effects and costs are associated with them. Literature reviews are performed and methodologies for environmental assessment and GHG accounting are further developed. On this basis, GHG emissions are quantified and reduction potentials are assessed at European level.
In 1995, European agriculture emitted 0.84 ± 0.29 Tg N2O, 8.1 ± 1.9 Tg methane (CH4) and 39 Tg ± 25 carbon dioxide (CO2), which adds up to 470 ± 80 Tg CO2-equivalents or 11% of the overall anthropogenic greenhouse gas emissions of the EU. The detailed methodology developed here adequately resolves regional specifics of agricultural conditions and reduces the methodological uncertainty in the estimates to half of the one in the official national inventories.
European agricultural soils will at maximum sequester carbon in the order of 100 Tg a-1 CO2 over the coming years, which may also provide other environmental benefits. The biological potential of bioenergy in the EU allows to substitute for 400 to 800 Tg a-1 CO2-equivalents. From an environmental perspective, the use of perennials, especially of residues and woody biomass, is preferable to intensively grown annual crops. The biological potential for technical GHG reduction measures in EU agriculture is between 100 and 200 Tg a-1 CO2-equivalents. Promising measures promote the extensivation of arable cropping by reducing nitrogen inputs, technological innovation in animal husbandry, which is best accompanied by a further decline in animal numbers, as well as rewetting drained organic soils. Most measures will provide ancillary environmental benefits. Changing the socio-economic and political frame conditions may enhance the GHG mitigation potential.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
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Jürgen
Zeddies
Prof. Dr.
2002-04-02
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-226
application/pdf
eng
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2002/22/
oai:opus.uni-hohenheim.de:25
2003-02-17T16:55:13Z
ddc:630
pub-type:8
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Mechanisms of frost adaptation and freeze damage in grapevine buds
Mechanisms of frost adaptation and freeze damage in grapevine buds
Radu Virgil
Badulescu Valle
630
Weinrebe , Frostresistenz , HPLC , Wassergehalt , Kälteanpassung
Vitis vinifera , Knospen , Oligosaccharide , Frost , Exotherm grapevine , bud , oligosaccharide , frost , resistence
Mechanisms of frost hardening in compound (latent) buds of the grapevine cultivar ?Bacchus? were tested with different methods during three winters.
The investigated parameters were LTE/HTE (low temperature exotherm/high temperature exotherm), water content, starch, sugar- and anions combination and bud histology.
Water content from wood and buds was determined regularly every 2 weeks from March 1998 until Mai 2000.
The lowest water content in wood and buds (about 40 %) was found between November and February.
In general shoot sections and buds from the apical shoot area contained less water than in the basal area.
Sugars and anions were analyzed with HPLC.
The highest concentrations of soluble sugars were found in basal buds of the shoot, the lowest concentration in buds of the apical shoot area.
Sucrose was the predominant soluble sugar, it was accompanied by glucose, fructose, sucrose, raffinose, and also stacchyose which was hitherto not described for grapevine buds.
The concentration of soluble sugars increased during autumn and reached its maximum (around 150 mg/g dry matter) in November/December until the beginning of January then it decreased again to around 30 mg/g at bud burst.
The predominant anion was sulphate while chloride could be detected only in traces.
The anions reached their maximum at the beginning of January and in mid April.
To evaluate the exotherm measuring method, model experiments were carried out with water drops (1µl) on filter paper and with small plant parts (leaf, stems, flower parts).
Both the plant parts and the destilled water on the cellulose fiber freeze mainly between ?8 and ?15°C (an influence of the low osmotic value of the plant sap could not be found).
After the first freezing the specimen were thawed and freezing repeated.
The freezing points of the first and the second freezing cycle were significantly correlated.
This shows that freezing does not occur at random, but is determined by ice nucleation sites characteristic for each sample.
These sites even survive the physical destruction of the cells by the ice cristals.
Further model experiments were carried out to get indications on possible barriers to ice cristal growth in plant tissue.
Exotherm analysis was used to determine the freezing point of grapevine buds which is accompanied by a transient temperature rise called exotherm.
The grapevine buds show 2 or more exotherms, one or two HTEs (high temperature exotherms) between ? 5 °C and ?10°C and the LTE (low temperature exotherm, sometimes more than one ) between ?10°C and ?25°C depending on the frost adaption of the buds.
The HTEs are assumed to indicate the freezing of surface water or apoplastic water in the subtending tissue (bud pad), whereas the LTE (or LTEs) seem to be caused by freezing of the primary (and secondary) buds (shoot primordiy of the compound bud).
The temperature minimum of the LTEs (down to ? 25 °C) is reached in January/February and is not influenced by humidity which, however, changes the THE values occuring usually around ? 10 ° and ? 4 °C, which are influenced by water in the bud scales.
The LTEs of the buds in the lower area of the shoot were higher as compared to the buds in the middle and upper area of the shoot.
The LTE analysis clearly shows the frost adaptation of the latent buds which usually reaches a maximum by the end of January but a clear relation to the changing air temperatures could not be established.
Histological and cytological analyses were used to test for frost damage in bud parts and for changes during the cold adaptation.
A modified staining method was developed to differentiate the cells.
During automn and winter the buds contained a lot of starch grains which dissolved at bud burst.
A permeability barrier between bud pad and shoot primordia could not be found, however it could be directly shown, that a HTE causes no cell damage in the buds, while after the appearence of the LTE(s) a disintegration of protoplasts in primary and secondary buds could be found.
This is a direct evidence that LTEs indicates the death of the eyes in the complex grapevine bud.
If after the appearance of the HTE the buds were held one day at this temperature before further cooling, no LTEs would appear.
This and similar observations during the frost storage of grapevine cuttings is discussed in terms of the (harmless) ice formation in the bud base at moderate minus temperatures which would result in a freeze drying effect due to the lower water potential of the bud pad (in comparison to the non frozen eyes) and a further increase of the frost resistance of the growing points.
If frost adapted grapevine shoots from the field were kept at 20°C deacclimation occurred after about 10 days.
Accidentally wetted buds showed exotherms above ?4°C.
In these buds and the watering water ice nucleating bacteria (Pseudomonas fluorescens) could be found.
In der vorliegenden Arbeit wurden mit Hilfe verschiedener Methoden die Vorgänge in der Rebknospe unter Frosteinwirkung im Verlauf dreier Winter (1998-2000) untersucht.
Das Material bestand aus Winterknospen der Sorte Bacchus vom 1-jährigen Holz von Rebstöcken, die 1983 gepflanzt wurden.
Die untersuchten Parameter waren LTE / HTE (low temperature exotherm and high temperature exotherm), Wassergehalt, Stärke, Zucker- und Anionen-Zusammensetzung und Zelldifferenzierung.
Der Wassergehalt von Spross und Knospen wurde regelmäßig alle 2 Wochen ermittelt.
Generell enthielten diese im oberen Bereich des Triebs weniger Wasser als im basalen Teil.
Zwischen November und Februar war der Wassergehalt im Holz und in den Knospen am niedrigsten (ca. 40%).
Lösliche Zucker in der Knospe wurden mittels HPLC bestimmt.
Saccharose war vorherrschend, Glucose, Fructose, Raffinose und Stacchyose kamen nur in geringen Konzentrationen vor.
Letztere wurde erstmals in Rebknospen nachgewiesen.
Die Konzentration der löslichen Zucker stieg von November/Dezember bis Anfang Januar zu einem Maximum (um die 150 mg/g Trockengewicht) an und fiel bis zum Austrieb Ende März auf ein Minimum (ca. 30 mg/g) ab.
Die höchsten Zuckerkonzentrationen waren in den Knospen des basalen Triebbereichs, die niedrigsten in den apikalen vorhanden.
Das vorherrschende Anion war Sulfat, während Chlorid nur in Spuren nachgewiesen werden konnte.
Die höchste Konzentration lag Ende Dezember/Anfang Januar und Mitte April vor.
Zur Evaluation der Exothermen-Messmethode wurden zunächst Modellversuche mit Wassertropfen (1 µl) auf Filtrierpapier und mit kleinen Pflanzenteilen (Blattstückchen, Blütenteile) unternommen. Sowohl die Pflanzenteile wie das destillierte Wasser auf Cellulosefasern gefrieren überwiegend zwischen ?8 und ?15°C (ein Einfluss des osmotischen Wertes der untersuchten Lösungen ließ sich dabei nicht feststellen). Die Gefrierpunkte, die nach zwischenzeitlichem Auftauen und neuerlichem Einfrieren erhalten wurden, waren signifikant mit den beim erstmaligen Gefrieren erhaltenen Werten korreliert. Dies zeigt, dass die Gefrierpunkte nicht einer zufälligen Streuung unterliegen, sondern durch die Eigenschaft der Probe, d.h. durch darin vorhandene Eiskeimbildner (ice nucleation sites), bestimmt werden. Diese überleben offensichtlich sogar die physikalische Zerstörung der Blattzellen während des ersten Gefriervorgangs. Weitere Modelluntersuchungen wurden zur Ausbreitung von Eiskristallen im Pflanzengewebe unternommen.
Durch Exothermen-Messung wurde ermittelt, bei welcher Temperatur Rebknospen gefrieren. Dabei erscheint eine kurze Temperaturerhöhung (Exotherme), die in der Messkurve als Gipfel sichtbar wird. Die Rebknospe liefert 2 oder mehr Exothermen: Die HTEs (high temperature exotherms) zwischn etwa ? 5 °C und ?10°C und eine oder mehrere LTEs (low temperature exotherms). Letztere lagen zwischen etwa ?10° und ?25°C, abhängig von der Kälteadaption der Knospen (Temperatur-Minimum im Januar). Die HTE deutet auf das Frieren von oberflächlichem Wasser der Knospenschuppen bzw. apoplastischem Wasser des Knospenkissens, die LTE(s) auf das Frieren von intrazellulärem Wasser in den Haupt- (und Neben)augen hin. Bei den HTEs (zwischen ? 5 und ? 10 °C) ließ sich ein Minimum nicht eindeutig bestimmen da sie (im Gegensatz zu den LTEs) durch Nässe in den Knospenschuppen beeinflusst wurden. Die LTEs der Knospen im unteren Bereich des Triebs lagen i.A. höher (bis -11°C) als die von Knospen im mittleren und oberen Bereich des Triebs (bis -16°C bzw. -14°C). Die LTE-Analyse zeigte zwar eindeutig die Kälteadaption der Winterknospen mit einem Maximum Ende Januar, jedoch konnte kein eindeutiger Zusammenhang mit der Lufttemperatur gesichert werden.
Im Rahmen der histologisch-mikroskopischen Untersuchung mit z.T. eigens modifizierten Färbemethoden, sollte festgestellt werden, welche Vorgänge bei der Eisbildung wirklich ablaufen. Der Gehalt an Stärkekörnern war im Winter am höchsten. Diese wurden kurz vor dem Schwellen der Knospen aufgelöst. Eine Trennzone zwischen Knospenbasis und Knospe konnte histologisch nicht nachgewiesen werden, jedoch konnte direkt gezeigt werden, dass eine HTE keine Zellschäden in den Knospen bewirkt, während es nach dem Auftreten der LTE zu einer Desintegration der Protoplasten kommt. Dies ist ein direkter Beweis, dass die LTE tatsächlich den Tod der Augen in der komplexen Rebknospe anzeigt.
Knospen, die nach Auftreten der ersten Exotherme vor dem weiteren Abkühlen zunächst einen Tag bei dieser Temperatur gehalten wurden, zeigten danach keine LTE mehr. Diese und ähnliche Beobachtungen bei der Frostlagerung von Reb-Schnittholz ließen sich durch die (unschädliche) Eisbildung im Knospenkissen bei mäßigen Minustemperaturen erklären, die durch dessen (im Vergleich zu den nichtgefrorenen Augen) niedriges Wasserpotential bei längerer Lagerung zu einem Gefriertrocknungseffekt und dadurch zu einer weiteren Steigerung der Frostresistenz der Augen führt.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Rolf
Blaich
Prof. Dr.
2002-03-14
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-256
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
3
aus: Praesentationsformat
aus: Praesentationsformat
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2003/25/container.tgz
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2003/25/
oai:opus.uni-hohenheim.de:28
2003-03-05T15:04:02Z
ddc:630
pub-type:8
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Untersuchungen zur Bedeutung der Stickstoffeffizienz für die Ertragssicherheit bei Mais
Breeding for improved nitrogen-use efficiency and its relationship to yield stability in maize
Elisabeth-M.
Thiemt
630
Mais , Züchtung , Stickstoff , Ertragssicherheit , Trockenheit , Heterosis
Stickstoffeffizienz, Stickstoffaufnahme, Stickstoffverwertung, Trockenstress, Ertragsstabilität, maize breeding, nitrogen-use efficiency, drought tolerance, yield stability, heterosis
Hohe Stickstoff(N)düngung im Maisanbau führt häufig zu einer starken Umweltbelastung. Daraus lässt sich in Bedarf an Maissorten ableiten, die an Böden mit geringerer N-Versorgung angepasst sind. In der vorliegenden Studie sollte ermittelt werden, ob Hybriden mit spezieller Anpassung an Böden mit geringer N-Versorgung eine höhere Ertragssicherheit aufweisen als solche, die auf einem hohen N-Düngungsniveau selektiert worden waren. Es wurde geprüft, inwiefern N-effiziente Hybriden über eine höhere Trockenstresstoleranz verfügen. Zudem stellte sich die Frage, ob Elternlinien unterschiedlicher N-Effizienz zu einem erhöhten Heterosiszuwachs führen. Die Hybriden wurden auf Unterschiede bezüglich der Komponenten der N-Effizienz, insbesondere der N-Aufnahme und N-Verwertungseffizienz, untersucht. Zur Beantwortung dieser Fragestellungen wurden Feldexperimente in insgesamt 14 Umwelten auf jeweils niedrigem (NL) und hohem (NH) N-Niveau durchgeführt. Zur Untersuchung gelangte ein Satz von Hybriden, deren Elternlinien aufgrund überlegener Testkreuzungsleistung auf der NL-Stufe (L-Linien) bzw. NH-Stufe (H-Linien) miteinander kombiniert worden waren. Im Mittel zeigten die L×L-Hybriden im Vergleich zu den H×H-Hybriden auf der NL-Stufe eine signifikante Ertragsüberlegenheit, auf der NH-Stufe war ein entgegengesetzter Effekt zu beobachten. Die erhöhte N-Effizienz einer Hybride war jedoch nicht gleichzeitig mit einer verbesserten Toleranz gegenüber Trockenstress verbunden. Die L×L-Hybriden verfügten tendenziell über eine höhere Ertragssicherheit als die H×H-Hybriden. Auf keiner der beiden N-Stufen konnte ein signifikant erhöhter Heterosiszuwachs für die Merkmale Korntrockenmasse und Korntrockensubstanzgehalt nachgewiesen werden. Hinsichtlich der Komponenten der N-Effizienz konnte auf der NL-Stufe festgestellt werden, dass die Hybriden im Mittel eine geringere N-Aufnahme als auf der NH-Stufe aufwiesen. Unter N-Mangelbedingungen wurde der zur Verfügung stehende Stickstoff jedoch effizienter verwertet.
Increased fertilization with nitrogen (N) in maize production areas often leads to pollution. Maize varieties with improved N-use efficiency under low soil N conditions can therefore contribute to sustainable agriculture. The objectives of this study were to investigate, whether i) hybrids with special adaptation to low soil nitrogen condition show higher yield stability than those which were selected in high nitrogen environments , ii) N-efficient hybrids are more tolerant to drought conditions, iii) combination of parent lines with differences in N-efficiency leads to increased heterosis , and iiii) hybrids show differences concerning components of N-efficiency, in particular N-uptake and N-utilization efficiency. A set of hybrids was generated with parent lines showing superior testcross performance at low or high N-levels, designated L-lines and H-lines, respectively. Field trials were conducted in 14 environments: each trial was grown under high (NH) and low (NL) nitrogen level. Under NL-conditions LxL-hybrids outyielded HxH-hybrids significantly, while at NH the HxH-hybrids showed higher grain yield than LxL hybrids. N-efficient hybrids did not show increased drought tolerance. LxL-hybrids tended to have higher yield stability than HxH-hybrids. Significant increase of heterosis for the traits dry matter yield and dry matter content was not found, neither at NL nor at NH-level. Under NL-conditions N-uptake was reduced, but N-utilization efficiency increased.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Hartwig H.
Geiger
Prof. Dr.
2002-07-26
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-280
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2003/28/
oai:opus.uni-hohenheim.de:29
2003-04-15T15:40:30Z
ddc:630
pub-type:8
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Untersuchungen zur Variation und Rhythmik der individuellen Futteraufnahme bei Pekingenten in Gruppenhaltung
Variation and Rhythm of Individual Feed Intake in Group Housed Pekin Ducks
Tobias Alexander Georg
Bley
630
Geflügel , Futteraufnahme , Verhalten , Transponder , Mahlzeit
Rhythmus , Pausen poultry , feed intake , behaviour , transponder , meal , bout
Die Methoden zur Erfassung der Futteraufnahme von Einzeltieren in der Gruppe sind bisher für Rinder und Schweine verfügbar. Für Geflügel war die Entwicklung einer speziellen Anlage im Vorfeld dieser Untersuchung notwendig. Dabei wurden Datum, Uhrzeit von Beginn bis Ende eines Besuchs im Freßstand, verzehrte Futtermenge und die individuelle Transpondernummer aufgezeichnet. Die Anlage erlaubte eine kontinuierliche Erfassung der Futteraufnahme ab dem 14. Lebenstag. Erfaßt wurden dabei folgende Parameter:
Anzahl Mahlzeiten pro Tag (n): Besuch im Freßstand mit Futteraufnahme
Mahlzeitendauer (s)
Mahlzeitengröße (g)
Verzehrintensität (g/min): Futterverbrauch pro Mahlzeit bezogen auf Mahlzeitendauer
Freßpausendauer (s bzw. min)
Freßdauer pro Tag (min)
Futterverbrauch pro Tag (g)
Lebendgewicht (g)
Insgesamt wurden die Daten von 530 Pekingenten mit etwa 260.000 einzelnen Besuchen im Freßstand registriert. Zur Auswertung der Unterschiede im Freßverhalten innerhalb einer Herde wurde eine Gruppierung nach Freßtyp vorgenommen. Die Tiere mit der häufigsten sowie der geringsten Anzahl von Mahlzeiten wurden in Bezug auf die anderen Merkmale des Futteraufnahmeverhaltens und den circadianen Rhythmus verglichen. Enten mit einer großen Anzahl von Mahlzeiten zeichneten sich durch kurze Mahlzeitendauer mit geringer Futteraufnahme pro Mahlzeit sowie kurzen Pausen zwischen den Mahlzeiten aus. Enten mit geringer Anzahl von Mahlzeiten fraßen größere Portionen in längeren Mahlzeiten, die auch durch längere Pausen unterbrochen waren. In der Verzehrintensität sowie der gesamten Freßdauer pro Tag bestanden dabei nur geringe Unterschiede zwischen den Freßtypen. Tiere mit einer großen Anzahl an Mahlzeiten waren leichter als solche mit einer geringen Anzahl an Mahlzeiten. Mit zunehmendem Alter war trotz steigenden Futterverbrauchs ein Absinken der Anzahl an Mahlzeiten und der Freßdauer pro Tag zu beobachten. Mahlzeitendauer, Mahlzeitengröße und Verzehrintensität stiegen dagegen mit zunehmendem Alter an. Die größten Änderungen im Futteraufnahmeverhalten traten zwischen der dritten und der vierten Lebenswoche auf.
Ein Effekt des Geschlechts wurde nur bei der Anzahl Mahlzeiten pro Tag in Lebenswoche 7 festgestellt.
Unterschiede im Auftreten von Pausen wurden in Abhängigkeit der beiden Versuche, der Freßtypen und des Alters gefunden. Bei der Analyse der Pausen zwischen den Mahlzeiten wurden gängige Verfahren, wie z. B. eine Analyse mit Log Survivorship besprochen. Für die Darstellung der Pausen in der vorliegenden Arbeit wurden ihre Verteilungen in Form von relativer Häufigkeit bei den längeren Pausen und in kumulierter relativer Häufigkeit bei kürzeren Pausen erstellt.
Auf die Bildung eines allgemeinen Mahlzeitenkriteriums für alle Individuen und Altersstufen, das Pausen innerhalb einer Mahlzeit von Pausen außerhalb einer Mahlzeit trennt, wurde verzichtet. In Anbetracht der großen Variation zwischen den Tieren und den Altersstufen wäre dieses pro Tier und Lebenswoche neu zu berechnen gewesen. Auch die Unterschiede in der Verteilung der Pausendauern in Abhängigkeit vom Freßtyp sprechen für verschiedene Mahlzeitenkriterien. So könnte ein Mahlzeitenkriterium unterhalb 1 min, wie es sich in der Literatur für andere Vogelarten findet, für Enten mit wenigen Besuchen am Freßstand ab der 5. Lebenswoche verwendet werden. Für den Freßtyp mit vielen Besuchen am Freßstand ist ein Mahlzeitenkriterium dagegen schwieriger zu erkennen. Es scheint eher im Bereich von 35 min zu liegen.
Der circadiane Rhythmus der Futteraufnahme war bei beiden Freßtypen ähnlich. Die Kurve hatte einen biphasischen Verlauf mit einem Maximum bei Beleuchtungsbeginn sowie einem zweiten Maximum in den beiden letzten Stunden vor der Dunkelphase. Auch während der Dunkelphase nahmen die Enten Futter auf, allerdings lag der Verzehr auf einem niedrigeren Niveau als in der Beleuchtungsphase. Das Powerspektrum zeigte für den Futterverbrauch, neben einer Vielzahl von Rhythmen im Bereich von 2-4 Stunden, vorwiegend Rhythmen von 4,8; 6; 12 und 24 Stunden. Generell war die Rhythmik bei dem Freßtyp mit vielen Mahlzeiten stärker ausgeprägt. Mit zunehmendem Alter ging die relative Bedeutung des 24 Stunden-Rhythmus zurück, während der 6 Stunden-Rhythmus sich erst in den späteren Mastabschnitten entwickelte.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß sich bei Enten in Bezug auf die Struktur der Mahlzeiten unterschiedliche Freßtypen erkennen lassen. Altersbedingte Effekte in der Struktur des Futteraufnahmeverhaltens treten vor allem bis zum Alter von fünf Wochen auf. Ein allgemeingültiges Mahlzeitenkriterium, das Pausen innerhalb von Mahlzeiten und Pausen zwischen Mahlzeiten trennt, existiert bei Enten nicht. Die Futteraufnahme unterliegt rhythmischen Prozessen, die sich mit dem Alter verändern.
Methods to record feed intake in group reared individuals were only available for larger domestic species, such as pigs and cattle. Similar equipment for ducks using an antenna-receiver system had to be developed for the present study. The antenna was fitted nearby the feeder and the transponder was attached to the wing mark. The feeders were connected to an electronic scale and the following characteristics were recorded by a PC continuously: number of the bird, day, time of day, time of visits to the feeder, feed consumption. The system was suitable for duckling from 14 days old onwards.
Two experiments were carried out.
In experiment 1 a total of 50 male Pekin-type hybrid from 14 to 49 days of age were used. In experiment 2 records were taken from 480 male and female ducks of an experimental line from day 21 to 45. The birds were raised in groups on deep litter (straw). Commercial pelleted feed and water were provided ad libitum. The distance between feeders and drinkers was 1 m in experiment 1 and 5 m in experiment 2.
The following traits were extracted from the records:
Number of meals per day (defined as visits to the feeder with feed intake)
Duration of meals (sec.)
Size of meals (grams.)
Intensity of feeding (feed intake in grams. per min): feed intake per meal in relation to duration of meal
Duration of pauses (sec. or min.)
Duration of feed intake per day (min.)
Feed intake per day (grams.)
Live weight (grams.)
Dates of a total of 530 ducks and containing 260000 visits to the feeder were recorded and analysed On the basis of the duration of the frequency of meals per day two distinct groups, birds with large number of short meals (HM), and birds with a small number of big meals (LM), were identified. Comparisons were made between the two meal-type groups for all traits and the circadian rhythms of feed intake.
HM ducks were characterised by short duration and small size of meals, and short pauses between meals. There was only a small difference between the meal-types for the total duration of feeding and feeding intensity. HM birds were lighter than LM birds. With increasing age, number of meals per day and duration of feeding per day decreased while daily feed consumption increased. Duration and size of meals, and intensity of feeding increased with age. Changes in feeding activities were most important between 3 and 4 weeks of age. An effect of sex was only noted for the number of meals at seven weeks of age. Differences in the occurrence of pauses were found in response to the experiment, meal-type and age.
With regard to the presentation and analysis of pauses the usual procedures using log survivorship functions were discussed. In the present study, however, the differences in the distribution of pauses have been demonstrated using the relative frequency for the pauses of long duration and the cumulative frequency for the pauses of shorter duration. With regard to the high variation of the duration of pauses among individuals and with age the calculation of a single meal criterion, which separates pauses within and between meals, for all individuals and over all ages was not considered useful. On the basis of the distribution of pauses of the different meal-types it seems that the meal criterion is less than one minute in the HM types, and over 35 minutes in the LM types.
The circadian rhythm of feed intake was similar in both meal-type groups and shows a biphasic shape with maxima at the beginning and the end of the light period. There was also feed intake during the dark period, the consumption, however, was lower than in the light period. The power spectra of the feed intake showed main components in the 24; 12; 6 and 4.8 hours rhythms and, in addition, various different rhythms in the area of 2-4 hours. The rhythm pattern was more pronounced in the HM types as compared to the LM types. The power of the 24 hours rhythms decreased with age, while a 6 hours rhythm developed at the end of the test period.
In general it can be said, that there are distinct types of temporal structures in feeding behaviour in ducks. Age-depending changes appear mainly in the early fattening phase up to 5 weeks of age. There is no general meal criterion in ducks which may be applied to all individuals and at all ages. Feed intake underlies rhythmic processes which are modified with age.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Werner
Bessei
Prof. Dr.
2002-12-13
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-294
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2003/29/
oai:opus.uni-hohenheim.de:30
2003-09-01T18:01:24Z
ddc:570
pub-type:8
has-source-swb:false
Role of reactive oxygen species in anti-cancer treatment: Investigations in 2-methoxyestradiol chemotherapy and 5-aminolevulinic acid based photodynamic therapy combined with hyperthermia
Die Rolle reaktiver Sauerstoffspezies in der Krebstherapie: Untersuchungen der Chemotherapie mit 2-Methoxyestradiol und der 5-Aminolävulinsäure basierten Photodynamischen Therapie in Kombination mit Hyperthermie
Christine
Lambert
570
Apoptosis , Photodynamische Therapie , Chemotherapie , Hyperthermie , Reaktive Sauerstoffspezies
2-Methoxyestradiol , Aminolävulinsäure apoptosis , aminolevulinic acid , 2-methoxyestradiol , photodynamic therapy , hyperthermia
The thesis deals with two different ROS-generating anti-cancer treatments: chemotherapy with the endogenous estrogen metabolite 2-methoxyestradiol and 5-aminolevulinic acid based photodynamic therapy. Both treatments were investigated with the rat DS-sarcoma model, which can be used in vitro and in vivo.
It the first part, it could be shown that 2-methoxyestradiol induces apoptosis in DS-sarcoma cells. Translocation of the pro-apoptotic protein Bax to the mitochondria was identified as initial apoptotic event, followed by a decrease in mitochondrial transmembrane potential and the release of AIF out of the mitochondria. In addition, upregulation of FasL and TNFalpha by 2-ME, two death receptor ligands, was observed. Although, 2-ME administration resulted in activation of caspases, pan caspase inhibitor Z-VAD-FMK could not block 2-ME induced apoptotic cell death pointing to a caspase-independent mechanism. Furthermore, an increase in formation of reactive oxygen species was observed after 2-ME treatment. However, supplementation with different antioxidants could not decrease the toxic effect of 2-ME. This finding may indicate, that reactive oxygen species are not involved in apoptosis induction, rather they are a consequence of mitochondrial damage.
In vitro and in vivo combination of 2-ME with another ROS-generating treatment resulted in a synergistic anti-tumour effect.
In the second part of the thesis anti-tumour effects of 5-aminolevulinic acid based photodynamic therapy combined with simultaneous hyperthermia was investigated. Analysis of apoptosis associated nuclear changes clearly demonstrated the high efficiency of this treatment regime. Formation of reactive compounds (e.g. ROS, nitrogen monoxide, peroxynitrite) which is mainly responsible for toxicity of PDT, could be assessed in the shape of massive protein nitrosylation in tumours treated with PDT alone or the combined treatment. Detection of decreased amounts of heat shock proteins (HSP70 and HO-1) which protect tumour cells against damaging influences, lowered glutathione levels and reduced MMP-activity indicate an increase in degradation of proteins. This phenomenon may be caused by excessive generation of ROS.
Taken together, the presented studies could demonstrate the high benefit of combining 2-ME resp. ALA-PDT with hyperthermia (or other ROS-generating therapies), which make them interesting candidates for future clinical applications.
Die Dissertation befasst sich mit zwei unterschiedliche ROS-generierenden Therapien zur Krebsbekämpfung: zum einen mit der Chemotherapie des endogenen Estrogenmetaboliten 2-Methoxyestradiol, sowie der Photodynamischen Therapie, die auf der Gabe von 5-Aminolaevulinsäure basiert. Beide Behandlungsformen wurden mit Hilfe des DS-Sarkom Modells der Ratte untersucht, das sowohl in vitro als auch in vivo eingesetzt werden kann.
Im ersten Teil der Arbeit konnte gezeigt werden, daß 2-ME Apoptose in DS-Sarkom Zellen induziert. Als initiales apoptotisches Ereignis wurde die Translokation des pro-apoptotischen Proteins Bax an das Mitochondrium nachgewiesen, gefolgt von einer Erniedrigung des mitochondrialen Transmembranpotentials und der Freisetzung von AIF aus dem Mitochondrium. Des weiteren wurde eine erhöhte Expression von FasL und TNFalpha, zwei ?death receptor? Liganden, nach 2-ME Gabe beobachtet. Obwohl nach 2-ME-Verabreichung eine Aktivierung von Caspasen gemessen wurde, konnte die Gabe des Pan-Caspase-Inhibitors Z-VAD-FMK den apoptotischen Zelltod nicht verhindern, was auf einen Caspase-unabhängigen Mechanismus schließen lässt. Außerdem wurde eine erhöhte Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies nach 2-ME Administration nachgewiesen, durch die Stimulierung mit verschiedenen Antioxidantien konnte jedoch die toxische Wirkung von 2-ME nicht gemindert werden. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, daß reaktive Sauerstoffspezies nicht an der Apoptoseinduktion beteiligt sind, sondern als Folge der mitochondrialen Schädigung auftreten.
Die Kombination von 2-ME mit einer weiteren ROS-erzeugenden Therapie zeigte sowohl in vitro also auch in vivo eine synergistische Steigerung der antitumoralen Wirkung.
Im zweiten Teil wurde die Tumor-inhibierende Wirkung einer auf 5-Aminolaevulinsäure basierten Photodynamischen Therapie, welche mit Hyperthermie kombiniert wurde, untersucht. Dabei konnte durch Bestimmung von Apoptose-assoziierten Veränderungen des Zellkernes der hohe Wirkungsgrad dieser Behandlungsform gezeigt werden. Die Bildung von reaktiven Verbindungen (z.B. ROS, Stickstoffmonoxid, Peroxynitrit), die hauptsächlich für die PDT vermittelte Toxizität verantwortlich sind, konnten in Form von nitrosylierten Proteinen in Tumoren bestimmt werden, die mit PDT oder der Kombinationstherapie behandelt wurden. Der Nachweis eines verringerten Gehaltes an Hitzeschockproteinen (HSP70 und HO-1), die das Tumorgewebe vor schädigenden Einflüsssen schützen, sowie ein erniedrigter Glutathionspiegels und eine reduzierte MMP-Aktivität, deuten auf eine gesteigerte Inaktivierung und Degradation von Proteinen hin. Diese wird vermutlich durch die exzessive ROS-Bildung verursacht.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß beide Kombinationstherapien (2-ME + Hyperthermie und ALA-PDT + Hyperthermie) effektiv das Tumorwachstum gehemmt haben, was sie zu interessanten Kandidaten für eine zukünftige klinische Anwendung macht.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Jürgen
Frank
Dr. rer. nat.
2003-01-30
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-301
application/pdf
eng
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Naturwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2003/30/
oai:opus.uni-hohenheim.de:31
2003-05-12T10:41:11Z
ddc:630
pub-type:8
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Abgabe von bodenbürtigem Lachgas über Pflanzen
Release of soil born nitrous oxide by plants
Norbert-Jakob
Ferch
630
Lachgas , Pflanzen , Abgabe , Aufnahmme , nitrous oxide , release , Plants , assimilation
Transpiratinsstrom, diurnaler Rhythmus transpiration, diurnal rhythm
Ziel der Arbeit war es, die möglichen Transportwege und -formen (über den Transpirationsstrom gelöst im Transpirationswasser oder gasförmig durch Aerenchyme) von N2O durch Pflanzen zu untersuchen und zu bewerten.
Methodisch wurde das Ziel wie folgt realisiert: Entwicklung eines Versuchsaufbaus, der es zuließ, die mögliche N2O-Abgabe durch Pflanzen zu quantifizieren; unterschiedliche Transportwege für die N2O-Abgabe durch Pflanzen zu differenzieren; und Realisierung eines Versuchsaufbaus, mit dem es möglich war, unterschiedliche Einflussfaktoren für die N2O-Abgabe zu untersuchen.
Zu Beginn wurden Versuche mit geschlossenen (ohne Luftaustausch mit der Umgebung) und kontrolliert offenen Systemen (mit Luftaustausch mit der Umgebung als Zwangsbelüftung durch Pumpen) vergleichend durchgeführt. Im geschlossenen System wurden Proben über Molekularsiebe und Vakutainer gewonnen. In diesen Proben wurde mit einem ECD (Elektroneneinfangdetektor) die Lachgaskonzentration gaschromatographisch (HP 5890) bestimmt. Zur Erfassung der Lachgasflüsse im kontrolliert offenen System wurde zusätzlich zu den oben angeführten Methoden noch eine Onlinemessung mit einem photoakustischen Messgerät (Multigas Monitor von Innova AirTech) durchgeführt. Die Messgenauigkeit des Onlinemessgerätes wurde mit einem Gaschromatographen evaluiert (HP 5890). Zur Bestimmung der N2O Konzentrationen war die Onlinemessung am geeignetsten, da es nur bei einer hohen zeitlichen Auflösung möglich war, Unterschiede zwischen Behandlung und Kontrolle sicher zu erfassen. Zur Durchführung der relevanten Versuche wurde ein kontrolliert offenes System verwendet, da im geschlossenen System binnen kürzester Zeit der CO2-Vorrat aufgebraucht war. Zusätzlich war die Luft in den geschlossenen Systemen nach wenigen Minuten wassergesättigt. Dies führte zu Wachstumshemmungen bei den Pflanzen sowie zu Störungen bei der N2O-Messung. Das kontrolliert offene System bestand aus einem jeweils wasser- und gasdichten Wurzel- und Sprosskompartiment. In das Wurzelkompartiment wurden definierte Lachgasmengen eingespritzt. Die im Sprosskompartiment gemessenen N2O-Konzentrationen wurden Kontrollen (ohne N2O-Anreicherung in der Nährlösung) und der zur Belüftung eingesetzten Luft gegenübergestellt. Für eine sichere Bestimmung der Lachgasabgabe durch Pflanzen war es unerlässlich, den Wurzelraum gasdicht vom Sprosskompartiment abzutrennen. Mit einer Mischung aus einer Abdruckmasse aus der Dentaltechnik (Optosil, Fa. Haereus) und einer weiteren Dichtungsmasse (Prestik AE hellgrau, Bostik GmbH) konnte dies erreicht werden. Um mögliche Einflussfaktoren auf die N2O-Abgabe mit größtmöglicher Sicherheit zu erfassen, wurde ein Nährlösungssystem etabliert. Bei der Pflanzenkultur in Nährlösung konnten folgende Parameter genau kontrolliert werden: Nährstoffkonzentrationen, pH-Wert, Konzentration unterschiedlicher in Wasser löslicher Gase (z.B. N2O, CO2), das Verhältnis Luftvolumen im Wurzelraum zu Volumen des Nährmediums im Wurzelraum.
Als Versuchspflanzen dienten: Sonnenblume (Helianthus annuus cv. Frankasol), Gerste (Hordeum vulgare cv. Scarlet), Reis (Oryza sativa cv. 94D-22), Mais (Zea mays cv. Helix).
Die Versuche mit Sonnenblume (keine Aerenchyme, N2O nur in Wasser gelöst angeboten) ergaben einen deutlichen Zusammenhang zwischen der N2O-Angebotskonzentration in der Nährlösung, der Transpirationsrate und der N2O-Emission in Form eines ausgeprägten Tag - Nachtrhythmuses. Bei gasförmigem N2O-Angebot im Wurzelraum lagen die Emissionsraten höher als bei einem ausschließlich in Wasser gelösten Angebot. Daraus könnte gefolgert werden, dass gasförmiges N2O besser pflanzenverfügbar ist als in Wasser gelöstes.
Annähernd ähnliche Ergebnisse wurden auch innerhalb der Versuche mit Gerste erzielt, wobei die höchsten Lachgasemissionen bei rein wässrigem Lachgasangebot gemessen wurden.
Die Überprüfung der möglichen Abgabe von N2O gasförmig über Aerenchyme, wurde mit Reis durchgeführt. Auch bei Reis wurde ein ausgeprägter Tag - Nachtrhythmus bei der N2O-Emission gefunden. Dies führte zu dem Schluss, dass Aerenchyme nur einen geringen Beitrag zur N2O-Emission aus dem Wurzelraum leisten.
Da die N2O-Abgabe bei den drei oben aufgeführten Pflanzenarten nachts deutlich geringer war als tags, konnte geschlossen werden, dass das N2O über den Transpirationsstrom aus dem Wurzelraum in das Sprosskompartiment transportiert wurde.
Die Untersuchungen mit Mais ergaben sowohl in den mit N2O angereicherten Varianten als auch in den Kontrollvarianten unabhängig vom Angebot (in wässriger Lösung oder gasförmig) überraschenderweise eine Netto-N2O-Aufnahme. Dies führte zu der Annahme, dass das N2O als Stickstoffquelle metabolisiert werden kann.
Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass der wesentliche Transportweg für N2O offensichtlich der Transpirationsstrom und nicht das ?Ausgasen? (über Aerenchyme) ist.
The aim of this work was to explore and to rank the different ways and forms of transition of N2O through plants (dissolved in water and transported with the transpiration or gaseous through aerenchyma).
To achieve this goal an experimental set-up had to be realized that allowed the determination of possible N2O emissions by plants, the determination of different ways of transition of N2O through the plant and the determination of different influencing factors (e.g. N2O concentration) on the N2O emissions.
In the beginning experiments with closed chambers and with ?controlled opened chambers? were conducted in comparison to each other. In the experiments with closed chambers samples were drawn by means of molecular sieves and vacutainers. N2O concentrations of the samples were measured with a GC (gas chromatograph type HP 5890) equipped with an ECD (electron capture detector). Besides the two methods mentioned above in order to determine the N2O concentrations within the experiments with the ?controlled opened chambers? a third method was used for N2O measurement by means of a photo acoustic online measuring machine. The accuracy of the photo acoustic measurement was evaluated with the GC. For the questions of interest the photo acoustic measurement showed to be the best to determine differences of N2O emissions between different experimental treatments.
The experiments that were taken in consideration were conducted in a ?controlled opened system? because in closed chambers CO2 concentration decreased rapidly. Additionally, the air in the closed chambers became saturated in water vapour within a few minutes. These two factors lead to inhibited growth of the plants and to undesired influences on the N2O measurements. The ?controlled opened system? consisted of a root and a shoot compartment. Both compartments were separated airtight from each other and from the surroundings. The root compartments were enriched with a definite amount of N2O. The N2O concentrations measured in the shoot compartments of the systems with N2O enrichment in the root compartment were compared with measurements of systems without N2O enrichment and measurements of ambient air. The necessity to divide the root compartment from the shoot compartment airtight was realised with a material on the basis of silicone that is usually used to make prints of teeth (Optosil, from Haereus) and a sealing mass (Prestik AE hellgrau, from Bostik GmbH). To determine the different factors potentially influencing the N2O emission through plants a hydroponical culture system was established that allowed controlling the following factors: concentration of nutrients, pH-factor, concentration of different water soluble gases (e. g. N2O, CO2) and the ratio between water and gas filled space in the root compartment.
As experimental plants sunflower (Helianthus annuus cv. Frankasol), barley (Hordeum vulgare cv. Scarlet), rice (Oryza sativa cv. 94D-22) and corn (Zea mays cv. Helix) were used.
For the experiment with sunflower (no aerenchyma, N2O dissolved in water available only) a relationship between N2O concentration in the root compartment, the emitted amount of N2O by the shoots and the intensity of transpiration in a diurnal pattern was found. In systems with gaseous availability of N2O in the root compartment the observed emissions were higher than in systems with availability of N2O dissolved only in water. From this it could be concluded, that gaseous N2O is better available for plants than N2O dissolved in water.
Similar results were obtained from experiments with barley. The only difference was that the highest N2O emissions were observed in systems with availability of N2O dissolved in water only.
The possible N2O emission through aerenchyma was checked with rice plants. In these experiments a pronounced diurnal pattern of the N2O emissions was also found. This lead to the conclusion that aerenchyma only have a small influence on the N2O emissions out of the root compartment through rice plants.
Because the N2O emission in the three experiments described above followed the diurnal pattern of the transpiration, it was concluded that N2O was transported with the transpiration water flow from the root (compartment) to the shoot (compartment).
The experiments with corn showed for all treatments (control and availability of N2O in gaseous form or dissolved in water) a net N2O depletion in the shoot compartment for night (darkness) and day (light) respectively, thus leading to the conclusion that N2O can be metabolised and used as a nitrogen source.
All in all the experiments showed that the main way of transition of N2O through plants is water dissolved with the transpiration water flow and not gaseous (through aerenchyma).
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Volker
Römheld
Prof. Dr.
2003-02-11
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-319
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2003/31/
oai:opus.uni-hohenheim.de:35
2003-06-03T11:24:56Z
ddc:630
pub-type:8
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Seasonal variation in growth, quantitative and qualitative food consumption of milkfish, Chanos chanos (Forsskål 1775), and Nile tilapia, Oreochromis niloticus (L. 1758), in Laguna de Bay, Philippines
Jahreszeitliche Unterschiede in Wachstum, Futteraufnahme und Nahrungsspektrum von Milchfischen, Chanos chanos (Forsskål 1775), und Niltilapien, Oreochromis niloticus (L. 1758), in Laguna de Bay, Philippinen
Hartmut
Richter
630
Milchfisch , Tilapia , Wachstum , Nahrungsaufnahme , Laguna de Bay , Philippinen
Milkfish, Tilapia, Growth, Feeding, Philippines
Laguna de Bay, the largest lake in the Philippines, lies directly southeast of the capital Manila. The lake has a mean depth of only 2.8m and a muddy bottom which is stirred during windy weather, causing turbid conditions (Secchi depth 100cm) and leads to algal blooms. Since the beginning of the 1970s, the lake has been used for culturing milkfish, Chanos chanos (Forsskål), in large netpens (max. 2000ha) and Nile tilapia, Oreochromis niloticus (L.), in smaller cages (max. 200m2). Initially, it was possible during the algal blooms to grow fish from fingerling (ca. 10g) to marketable size (ca. 200g) in three months, making two harvests a year possible. Aquaculture quickly spread until in the middle of the eighties, over a third of the lake was covered with cages. At the same time the growth of the fish declined, which was attributed to the excessive use of primary production. Since then, despite a reduction in aquaculture coverage to the generally recommended level of 10% of the lake, fish growth has never reached the levels of the early days of culture. In the present work, seasonal variation in growth, feeding spectrum and daily ration of these two species was to be investigated in relation to water quality in order to find out more about the interaction between aquaculture and the lake.
Between May 1995 and August 1997, milkfish and tilapia were sampled on several occasions at commercial operations over the 24-hour cycle. Since milkfish, unlike tilapia, do not receive supplemental feed, the proportion of their growth derived only from natural food could be determined from the cultured fish. Tilapia were kept in cages without feed specially for this purpose and measured and weighed twice a month between March and November 1997. At the same time, selective water quality parameters (particulate organic and inorganic matter, Chlorophyll-a, zooplankton) were analysed weekly.
The growth of unfed fish was significantly faster between saltwater intrusion (mid-May) and the return of the monsoons (late July) than at other times of the year. On the other hand, food consumption was only slightly higher in tilapia when the water was clear than at other times and in milkfish hardly differed over the year. Both species mainly fed on amorphous organic detritus; significant levels of phytoplankton were only found in the stomachs at times of algal bloom. In supplemented tilapia, the daily ration still consisted of 35-75% natural food, suggesting that pelleted feed was used inefficiently. The main factor limiting fish growth therefore seemed to be food quality since detritus has often been shown to be poor quality food.
The weekly water samples collected in 1997 demonstrated that the total level of phytoplankton was not necessarily higher at times of rapid fish growth. The main difference was related to algal size, since at times of turbid water, small diatoms dominated but these were replaced by larger blue-green algae after saltwater intrusion. In conjunction with the feeding method of these fish, the strongly seasonal growth of the fish could now be explained. Phytoplanktivorous fish such as milkfish and tilapia can only select their food on the basis of size. Since the organic detritus in the lake consisted of particles smaller than 15µm, it was possible for the fish to selectively filter larger blue-green algae but not smaller diatoms. This could also explain why fish growth rates did not recover after a reduction in aquaculture in the mid-eighties, since the relationship between the level of algae and that of detritus seems to be more important than total algal biomass. In order to increase production to those levels found in the early seventies, the level of detritus in the lake would have to be reduced, for which its origin would have to be investigated first.
Laguna de Bay, der größte See der Philippinen, grenzt direkt südöstlich an die Hauptstadt Manila. Der See hat eine mittlere Wassertiefe von nur 2,8m und einen schlammigen Boden, der bei windigem Wetter aufgewirbelt wird, was zu sehr trübem Wasser (Secchitiefe: 100cm) und Algenblüten hervorruft.
Seit Anfang der 1970er Jahre ist der See für die Kultur von Milchfischen, Chanos chanos (Forsskål) in großen Umzäunungen (max. 2000 ha) und Niltilapien, Oreochromis niloticus (L.), in kleineren Käfigen (max. 200m2) genutzt worden. Anfangs war es möglich, während des Vorkommens von Algenblüten innerhalb von drei Monaten Fische von der Besatzgröße (ca. 10g) zur Erntereife (ca. 200g) zu ziehen, was pro Jahr zwei Ernten ermöglichte. Die Aquakultur breitete sich schnell aus, bis Mitte der achtziger Jahre über ein Drittel des Sees mit Käfigen bedeckt war. Gleichzeitig sank das Wachstum der Fische, was auf die exzessive Nutzung der Primärproduktion zurückgeführt wurde. Seitdem konnte das Fischwachstum trotz zeitweiligem Rückgang der Aquakultur auf die allgemein akzeptierten 10% der Seefläche nicht wieder gesteigert werden. Hier sollten nun jahreszeitliche Schwankungen in Wachstum, Futteraufnahme und Nahrungsspektrum dieser beiden Arten in Zusammenhang mit der Wasserqualität untersucht werden, um mehr über die Interaktion zwischen See und Aquakultur zu erfahren.
Von Mai 1995 bis August 1997 wurden mehrfach Milchfische und Niltilapien von kommerziellen Züchtern jeweils über den 24-Stundenzyklus auf das Nahrungsspektrum und die Futteraufnahme untersucht. Da Milchfische im Gegensatz zu Tilapien kein Supplementfutter bekommen, konnte der Anteil ihres Wachstums, der nur auf Naturnahrung zurückzuführen ist, an den aus kommerzieller Kultur stammenden Fischen ermittelt werden. Tilapien wurden für diesen Zweck eigens von März bis November 1997 ohne Supplementierung in Käfigen gehalten und zweimal monatlich gemessen und gewogen. Gleichzeitig wurden auch selektierte Wasserqualitätsparameter (partikuläres organisches und inorganisches Material, Chlorophyll-a-gehalt, Zooplanktonbiomasse) wöchentlich untersucht.
Das Wachstum von ungefütterten Fischen war nach dem Einstrom salzigen Wassers (Mitte Mai) bis zur Rückkehr der Monsunwinde (Ende Juli) erheblich schneller als zu anderen Jahreszeiten. Die Futteraufnahme war in Zeiten höherer Wachstumsraten jedoch bei Tilapien nur geringfügig höher als die, die während der Wachstumsstagnierung gemessen wurden und unterscheideten sich bei Milchfischen sogar kaum von denen bei trübem Wasser. Beide Arten fraßen hauptsächlich amorphen, organischen Detritus; größere Mengen von Algen wurden nur zu Zeiten einer Phytoplanktonblüte in den Mägen gefunden. Bei gefütterten Tilapien bestand die tägliche Ration dennoch aus 35-75% Naturnahrung, was auf eine ineffiziente Verwertung des Supplementfutters deutete. Somit scheint der limitierende Faktor im Wachstum der Fische weniger die Futtermenge als deren Qualität zu sein, da Detritus sich schon oft als minderwertiges Futtermaterial erwiesen hat.
Die 1997 wöchentlich gezogenen Wasserproben zeigten, daß zu Zeiten schnellen Fischwachstums von Mai bis Juli die Gesamtmasse an Algen im Wasser nicht unbedingt größer war als zu anderen Jahreszeiten. Was sich vor allem änderte war das Größenspektrum, da bei trübem Wasser kleinere Kieselalgen dominierten, die nach dem Salzwassereinfluß von größeren Blaualgen verdrängt wurden. Im Zusammenhang mit dem Freßverhalten dieser Fische ließen sich nun die Gründe für die starken jahreszeitlichen Schwankungen im Fischwachstum erklären. Phytoplanktivore Fische wie Milchfische und Tilapien können ihr Futter lediglich auf Basis von Größenunterschieden selektieren. Da der organische Detritus im See fast gänzlich aus Partikeln kleiner als 15µm bestand, war es den Fischen nicht möglich, kleine Algen der gleichen Größe selektiv zu filtrieren, wie es bei größeren Blaualgen der Fall war. Dies könnte auch erklären, warum die Fischproduktion sich nach der Reduzierung der Aquakultur seit Mitte der achtziger Jahre nicht entsprechend erholt hat, da nicht die gesamte Algenbiomasse sondern das Verhältnis zwischen ihr und der Masse an Detritus ausschlaggebend zu sein scheint. Um eine Produktionssteigerung auf ein Niveau ähnlich dem Mitte der siebziger Jahre zu erzielen, müßte die Detritusmenge im See reduziert werden, wozu seine Herkunft näher erforscht werden müßte.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Klaus
Becker
Prof. Dr.
2002-06-18
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-354
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eng
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Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
9
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2003-06-03T11:26:33Z
ddc:630
pub-type:8
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Nachweis von luftgetragenen Viren an Standorten der Abfall- und Abwasserentsorgung
Detection of airborne viruses at waste and wastewater treatment plants
Constanze F.
Mayr
630
Polymerase-Kettenreaktion , Enteroviren
Viruskonzentrierung , Virusisolierung , Bioaerosol , Luftkeimmessung , enterische Viren RT-nested-PCR , LightCycler
In der vorliegenden Arbeit wurde an zehn verschiedenen Standorten der Abwasser- und Müllentsorgung die Luft auf das Vorhandensein von potentiell humanpathogenen Viren untersucht. Neben dem Nachweis von Hepatitis B-Virus und Hantaviren stand dabei vor allem die Suche nach Hepatitis A-Virus, Rotaviren, humanen Enteroviren und Poliovirus im Vordergrund.
Zur Sammlung luftgetragener Viren wurden mehrere Luftkeimsammler parallel eingesetzt, die nach unterschiedlichen physikalischen Prinzipien Partikel abscheiden. Für standortbezogene Messungen waren die zwei Spezial-Impinger, der MD 8-Sammler und zwei ?high-volume?-Sammler. Die personenbezogenen Messungen wurden mit dem personengetragenen Gefahrstoff-Probenahmesystem (PGP-GSP-System) durchgeführt, mit dem die Exposition einzelner Arbeitnehmer während ihrer Tätigkeit untersucht werden sollte.
Die gesammelten Luftproben wurden vor dem eigentlichen Erregernachweis aufgearbeitet. Da die Proben, bedingt durch die verwendeten Sammelgeräte und deren Abscheideprinzipien in unterschiedlicher Form vorlagen, wurden hierzu verschiedene geeignete Protokolle etabliert. Für die Aufarbeitung der gesammelten Luftproben kamen folgende Methoden zur Anwendung: Vorfiltration, Ultrafiltrationen (100 und 500 KD), Dichtegradientenultrazentrifugation mit Saccharosegradienten und der Verdau von Gelatine mit Trypsin.
Im Anschluss an die Probenaufarbeitung erfolgte die Virusdetektion und -quantifizierung aus den standortbezogenen Luftproben für humane Enteroviren und Rotaviren sowohl über die kulturelle Anzucht in vier verschiedenen Zellsystemen (VERO, BGM, A549 und MA104) als auch unter Verwendung molekularbiologischer Methoden (RT-nested-PCR). Der Virusnachweis aller weiteren Erreger wurde nur molekularbiologisch (PCR) durchgeführt. Aufgrund des geringen Luftdurchsatzes des PGP-GSP-Systems wurden alle Proben der personenbezogenen Messungen nur mittels der PCR untersucht.
Für den PCR-Nachweis der Viren wurden vier unterschiedliche Extraktionskits zur parallelen Isolierung von DNA und RNA getestet und, mit Ausnahme des Nachweises von Hantaviren, einzelne nested-PCR-Systeme zum qualitativen und quantitativen Virusnachweis mittels externer Standards im LightCycler etabliert. Weiterhin wurde für die Untersuchung ein System entwickelt, mit dem eine mögliche Inhibition des PCR-Nachweises aus den Luftproben über die Wiederfindung eines zugesetzten Virusspikes überprüft wurde. Für humane Enteroviren, Poliovirus, Hepatitis A-Virus und Hantaviren wurden sehr empfindliche RT-nested-PCR-Systeme etabliert, die sich als empfindlicher als die im Labor verwendete kulturelle Virusisolierung erwiesen. Die Sensitivität des molekularbiologischen Nachweises von Rotaviren entsprach der kulturellen Virusisolierung. Der PCR-Nachweis von Hepatitis B-Virus hatte eine Nachweisgrenze von einer Genkopie pro PCR-Anastz.
Die Untersuchung von 144 Luftproben (99 standortbezogene und 45 personenbezogene Proben) zeigte, dass in keiner der Proben Hepatitis A-Virus, Hepatitis B-Virus, Hantaviren und Rotaviren unter Verwendung der etablierten nested-PCR-Systeme detektiert werden konnte. Die kulturelle Isolierung von Rotaviren war ebenfalls aus keiner der Proben möglich. Beim molekularbiologischen Nachweis von humanen Enteroviren ergaben sich für 21 Luftproben positive Resultate, wobei anhand des externen Standards Viruskonzentrationen in der Sammelflüssigkeit von Äq. 100,47 KID50/ml bis Äq. 103,74 KID50/ml ermittelt wurden. Der Nachweis von Poliovirus gelang in sechs der untersuchten Luftproben. Die kulturelle Virusisolierung war aus 33 von 99 untersuchten Proben erfolgreich. Es wurden dabei Viruskonzen- trationen zwischen 100,7 KID50/ml und mehr als 103,7 KID50/ml bestimmt. Die Sequenzierung einiger Plaque-gereinigter Isolate ergab, dass es sich bei allen Isolaten um Poliovirus vom Typ 1 handelte.
Die Ergebnisse der durchgeführten Untersuchung deuten darauf hin, dass an den untersuchten Standorten mit einer Belastung der Luft mit Hepatitis A-Virus, Hantaviren, Rotaviren und Hepatitis B-Virus in hohem Umfang nicht zu rechnen ist, wobei eine Kontamination in einzelnen Fällen nicht vollständig auszuschließen ist. Der Nachweis von humanen Enteroviren in 21 % der untersuchten standortbezogenen Proben macht hingegen deutlich, dass vor allem im Bereich der Abwasserentsorgung mit einer Virusbelastung der Umgebungsluft zu rechnen ist. Die Möglichkeit einer Infektion kann daher nicht ausgeschlossen werden.
In this study, aerosols workers at waste and wastewater treatment plants were exposed to, were examined with regard to the presence of airborne human pathogenic viruses. Besides the detection of hepatitis B virus and hantaviruses the main issue was to detect hepatitis A virus, rotavirus, human enteroviruses and poliovirus.
Airborne viruses were sampled in parallel with different bioaerosol samplers, using various physical collection methods. At selected locations, measurements with two special-impingers, the MD 8-sampler and two high-volume-samplers were performed. Personal exposition of waste treatment workers to aerosols was measured using the PGP-GSP-system.
Before viruses could be detected, the air samples had to be prepared. Because of the different sampling methods, several protocols had to be established. For the purification and concentration of the collected virus particles the following methods were used: prefiltration, ultrafiltration (100 and 500 KD), density gradient ultrafiltration using a sucrose gradient and the digestion of gelatine with trypsin.
After these sampling processing procedures the virus detection and quantification of the samples of the special-impingers, the MD 8-sampler and the high-volume-samplers were assayed for human enteroviruses and rotavirus using four different tissue cultures (VERO, BGM, A549 and MA104) and molecular biological methods (RT-nested-PCR). For all other viruses only molecular biological methods (PCR) were applied. Regarding to the low flow-rate of the PGP-GSP-System only PCR was taken for virus detection.
For the detection of viruses using the PCR assay, four different commercially available extraction-kits for DNA and RNA were compared. For all viruses besides hantavirus, several nested-PCR-systems for the qualitative and quantitative (using externe standards) determination with the LightCycler technique were established. To get informations about the attitude of a possible inhibition of the PCR reaction, the prepared samples were seeded with defined amounts of equine rhinovirus and amplified with an external standard on the LightCycler. The established PCR assays for hantavirus, hepatitis A virus, human enteroviruses and poliovirus showed a higher sensitivity (to be more sensitive) than the used cell culture. For detecting rotavirus, the sensitivity of both assays were equal, the detection limit for the nested-PCR of hepatitis B virus was one gencopy per reaction.
In none of the 144 aerosol samples (45 PGP-GSP-samples and 99 from the other samplers) rotavirus, hepatitis A virus, hepatitis B virus and hantaviruses could be detected with the PCR technology. Also no rotavirus was isolated with the tissue culture method. In 21 cases the PCR showed positive results for human enterovirus RNA, the calculated concentration ranged from Äq. 100,47 KID50/ml to Äq. 103,74 KID50/ml. Viral infectivity could be demonstrated in 33 out of 99 examined specimens after inoculation on several cell cultures. The virus concentration ranged from 100,7 KID50/ml to more than 103,7 KID50/ml. After plaque purification some of the isolates were sequenced and identified as poliovirus type 1.
In conclusion, the results of these studies indicate that at the investigated locations high measurable levels of hepatitis A virus, hantavirus, rotavirus and hepatitis B virus can not be expected. Nevertheless, in some special cases contamination might be possible. The detection of human enterovirus in 21 % of the location-based samples shows that especially bioaerosols at the waste water treatment plants might possibly be contaminated with viruses. Therefore the risk of infections can not be excluded.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
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Reinhard
Boehm
Prof. Dr.
2002-07-02
ElectronicThesisandDissertation
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ger
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Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
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2003-06-25T16:25:05Z
ddc:630
pub-type:8
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Development and fine mapping of markers closely linked to the SCMV resistance loci Scmv1 and Scmv2 in European maize (Zea mays L.)
Entwicklung und Feinkartierung von eng mit den SCMV-Resistenzloci Scmv1 und Scmv2 gekoppelten Markern in europäischem Mais (Zea mays L.)
Christina M.
Dußle
630
Mais , Resistenzgen , Zuckerrohrmosaikvirus
Kartierung , molekulare Marker , AFLP, Markerkonversion Mapping , marker conversion , AFLP, molecular marker
Sugarcane mosaic virus (SCMV) is an important disease in European maize cultivars (Zea mays L.). Because of its non-persistent transmission by aphid vectors, it is not possible to control SCMV directly. Therefore, cultivation of resistant maize varieties is an efficient way to control SCMV infections.
The overall objectives of this study were the genetic analysis of SCMV resistance in cross F7 x FAP1360A and the identification of closely linked markers to the SCMV resistance genes Scmv1 on chromosome 6 and Scmv2 on chromosome 3 for map-based cloning and marker-assisted selection (MAS). The technical objectives were to (1) identify in particular the location of Scmv1 and Scmv2 on chromosomes 3 and 6 in cross F7 x FAP1360A, (2) estimate the gene action of the alleles present at these loci, (3) enrich the SCMV resistance regions surrounding Scmv1 and Scmv2 with amplified fragment length polymorphism (AFLP) and simple sequence repeat (SSR) markers by applying a modified targeted bulked segregant analysis, tBSA, (4) convert AFLP markers into codominant, simple PCR-based markers as a tool for MAS and map-based cloning of Scmv1 and Scmv2 and, (5) assess resistance gene analogues (RGAs) as potential candidate genes for Scmv1 and Scmv2.
Quantitative trait loci (QTL) mapping SSR markers revealed the presence of two QTL on chromosome 6 (Scmv1a and Scmv1b) and one QTL on chromosome 3 (Scmv2).
tBSA identified 24 AFLP and 25 SSR markers adjacent to either Scmv1 or Scmv2. AFLP marker E35M62-1, closely linked to Scmv1 on chromosome 6, was successfully converted into an indel marker. For chromosome 3, AFLP marker E33M61-2 was converted into a CAPS marker. Both converted AFLP markers mapped to the same chromosome region as their original AFLP markers. Development of CAPS of the RGAs and mapping in relation to SCMV resistance genes Scmv1 and Scmv2 identified pic19 and pic13 as potential candidates for these resistance genes.
In this study, useful markers were developed for applications in MAS. Because inheritance of SCMV resistance is strongly affected by the environment, MAS enables the selection of resistant individuals independently of field experiments. Furthermore, MAS can assist breeders to identify resistant individuals before flowering and to pyramid resistance genes in elite inbred lines. Another benefit of these closely linked markers is their application for map-based cloning. Final evidence, whether there are one or more genes clustered on chromosomes 3 and 6, conferring resistance against SCMV, can only be solved after cloning these genes.
Das Zuckerrohrmosaikvirus (sugarcane mosaic virus, SCMV) ist eine wichtige Pflanzenkrankheit im europäischen Maisanbau. Aufgrund der nicht-persistenten Übertragung durch Blattläuse ist es nicht möglich, SCMV direkt zu bekämpfen. Daher stellt der Anbau resistenter Maissorten die einzig wirksame Bekämpfungsmaßnahme dar.
In Rahmen dieser Studie wurde die Resistenz gegenüber SCMV innerhalb der Kreuzung F7 x FAP1360A untersucht. Im Vordergrund stand das Auffinden von eng mit den SCMV-Resistenzgenen Scmv1 und Scmv2 gekoppelten Markern als Basis für die markergestützte Selektion und die kartengestützte Klonierung. Die Ziele der Arbeit waren (1) die genaue Charakterisierung der Kartenposition von Scmv1 auf Chromosom 6 und Scmv2 auf Chromosom 3, (2) die Schätzung der Geneffekte und Genwirkungsweise der Chromosomenregionen (QTL) die an der Ausprägung der Resistenz gegenüber SCMV beteiligt sind, (3) das Auffinden von eng mit den Resistenzgenen gekoppelten SSR- und AFLP-Markern mittels einer tBSA (targeted bulked segregant analysis), (4) die Konversion von AFLP-Markern zu einfacher handhabbaren PCR-basierten Markern und (5) die Bewertung von Resistenzgenanaloga (RGA) als mögliche Kandidatengene für Scmv1 und Scmv2.
Eine QTL-Kartierung mit vier SSR-Markern bestätigte zwei QTL auf den Chromosomen 6 (Scmv1) und 3 (Scmv2). Mit einer QTL-Analyse mit 24 SSR-Markern und denselben F3-Familien konnten zwei QTL (Scmv1a und Scmv1b) auf Chromosom 6 und ein QTL auf Chromosom 3 identifiziert werden. Mittels tBSA wurden 24 AFLP- und 25 SSR-Marker in den Zielregionen Scmv1 und Scmv2 kartiert. Der eng mit Scmv1 gekoppelte AFLP-Marker E35M62-1 konnte erfolgreich in einen Indel-Marker umgewandelt werden. Ein AFLP-Marker (E33M61-2) für Chromosom 3 wurde zu einem CAPS-Marker konvertiert. Beide konvertierten Marker kartierten in dieselbe Chromosomenregion wie die zur Konversion verwendeten AFLP-Marker. Die Entwicklung von CAPS-Markern aus RGA und deren Kartierung identifizierte pic19 (Scmv1) und pic13 (Scmv2) als mögliche Kandidaten für diese Resistenzgene.
Die in dieser Studie entwickelten und charakterisierten Marker können gut zur MAS eingesetzt werden. Da die Merkmalsausbildung der SCMV-Resistenz stark abhängig von Umweltfaktoren ist, könnten mit Hilfe von MAS resistente Einzelpflanzen unabhängig von Feldversuchen und mechanischer Inokulation noch vor der Blüte selektiert werden. Ein eindeutiger Beweis, wieviele Gene auf den Chromosomen 3 und 6 tatsächlich an der Resistenz gegen SCMV beteiligt sind, kann nur durch die Klonierung dieser Gene erbracht werden.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
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Albrecht E.
Melchinger
Prof. Dr.
2002-07-22
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-333
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eng
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Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
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oai:opus.uni-hohenheim.de:32
2003-07-31T11:45:43Z
ddc:630
pub-type:8
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Rural financial markets under transformation : a study on credit supply and demand in Romania's private farm sector
Ländliche Finanzmärkte in der Transformation: Eine Studie über das Kreditangebot und die Kreditnachfrage im privaten Landwirtschaftsektor Rumäniens
Barbara
Breitschopf
630
Transformationsländer , Kreditangebot , Kreditnachfrage
ländlicher Finanzmarkt Rumänien, Kreditzugangsbegrenzung, kleinbäuerliche Landwirtschaft rural financial markets in Romania, credit access constraints, small scale privat farm sector
The study analyses the credit supply and demand of farms in the rural area of Romania. A qualitative analysis describes and outlines the problems and bottelnecks the financial and agricultural sector are facing during the transformation period. A detailed quantitative analysis gives the credit supply and demand. Based on a multiple non-linear regression the demand function is derived. Taking into account the special situation in transition countries, the collateral requirements and its evaluation process, the price and market uncertainties as well as the orientation of the farm household on utility maximization, results in different capital demand structures. The credit supply of the financial institution with variing transactions costs is derived from a partial profit function. The results show, that a strong focus of the financial institutions on collateral prevents a matching of credit supply and demand since the farm households are not willing to provide collateral when their total assets are rather limited. A higher screening effort of the banks increases transaction cost but also reduces the default risk.
Die Arbeit untersucht das Kreditangebot und -nachfrage von landwirtschaftlichen Privatbetrieben im ländlichen Raum Rumäniens. In einer qualitativen Analyse werden zunächst die Probleme und Engpässe des Finanzsektors und der Agrarsektors betrachtet. Anschließend erfolgt die Ermittlung der Kapitalnachfrage mittels einer multiplen nicht-linearen Regression. Unter Berücksichtigung von Kreditsicherheiten, deren Bewertungsprozess, und Ertrags- und Preisunsicherheiten und der Orientierung des landwirtschaftlichen Haushalts an der Nutzenmaximierung ergeben sich unterschiedliche Kapitalnachfragesstrukturen. Diese werden dem Kapitalangebot gegenüber gestellt, das sich aus einer partiellen Gewinnfunktion der Finanzinstitute mit variierenden Transaktionskosten ableitet. Es zeigt sich, das bei einer starken Orientierung der Kreditvergabe an Sicherheiten kein oder nur ein geringes Zusammentreffen des Angebots und der Nachfrage stattfindet. Die kleinbäuerlichen Betriebe sind nicht bereit, Teile ihres geringen Vermögens unter unsicheren Verhältnissen als Sicherheiten zu stellen. Eine Ausweitung des Screenings führt zu relativ hohen Transaktionskosten und damit zu höheren Mindestkreditbeträgen, es reduziert aber zugleich das Ausfallrisiko der Finanzinstitute.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Franz
Heidhues
Prof. Dr.
2003-02-25
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-321
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
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2003-07-31T12:12:19Z
ddc:630
pub-type:8
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Zur Diversität von Galium aparine L.-Herkünften
On the diversity of populations of Galium aparine L.
Vera
Ernst
630
Klettenlabkraut , Biodiversität
Herbizidempfindlichkeit , Morphologie und Phänologie , RAPD-PCR Galium aparine L. , biodiversity , herbicide susceptibility , morphology and phenology , RAPD-PCR
G. aparine ist eine sehr anpassungsfähige, weit verbreitete Pflanzenart und zählt zu den bedeutendsten Unkrautarten in einer Vielzahl von Kulturen. Nicht selten wird über eine größere Variabilität innerhalb G. aparine hinsichtlich verschiedener Eigenschaften berichtet. Aus diesem Grund und aufgrund der Tatsache, dass umfassende Informationen zur Biologie und Ökologie dieser Art für eine erfolgreiche Bekämpfung erforderlich sind, wurde in vorliegender Arbeit die Diversität von G. aparine unter gleichen Wachstumsbedingungen untersucht. Dies erfolgte anhand von 24 aus Europa stammenden Ackerpopulationen mit teilweiser bekannter Feldhistorie, wobei zum Vergleich eine Herkunft aus einer Hecke und eine Population von G. spurium mitgeführt wurde.
Die Herkünfte wurden hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Herbiziden sowie hinsichtlich ihrer Morphologie und Phänologie untersucht. Mithilfe der RAPD-PCR wurde die Variabilität einiger Populationen auch auf molekularbiologischer Ebene erfasst.
Die Untersuchungen zur Herbizidempfindlichkeit zeigten, dass Ackerpopulationen von G. aparine unterschiedlich empfindlich auf verschiedene Wirkstoffe reagieren. Die größten Unterschiede zwischen den Herkünften waren bei Anwendung eines Versuchsproduktes zu verzeichnen, wobei die Herkünfte sich auf dem für die Bekämpfung relevanten Niveau der ED90 maximal um den Faktor 6,8 voneinander unterschieden. Die kleinste Variabilität wurde bei Einsatz von Mecoprop-P sowie Cinidon-ethyl ermittelt. Hier unterschieden sich die Herkünfte maximal um das 1,5 bzw. 1,7fache voneinander. Resistente Herkünfte gegenüber den geprüften Wirkstoffen konnten nicht ausfindig gemacht werden. Die mitgeführte Heckenpopulation unterschied sich nicht von den Ackerpopulationen, G. spurium reagierte teilweise ein wenig empfindlicher als G. aparine. Zwischen den ermittelten Herbizidempfindlichkeiten der Herkünfte und den in der Feldhistorie aufgeführten chemischen Bekämpfungsmaßnahmen konnte kein Kausalzusammenhang ermittelt werden. Die Ergebnisse, die mit dem Versuchsprodukt und Cinidon-ethyl erzielt wurden, müssen auf eine natürliche Variabilität zurückzuführen sein, da die Wirkstoffe sich zum Zeitpunkt der Entnahme der Herkünfte von den Flächen noch nicht auf dem Markt befanden. Es konnten keine Regionen ausfindig gemacht werden, in denen gegenüber einem Wirkstoff sensitivere bzw. unsensitivere Herkünfte dominieren.
Die Untersuchungen zur Morphologie und Phänologie zeigten, dass die Herkünfte sich hinsichtlich einer Vielzahl von Merkmalen voneinander unterscheiden. Bei den meisten Parametern lagen die jeweils zu ermittelnden Unterschiede in nahezu gleicher Größenordnung, wobei die Herkünfte in der Regel maximal um das 1,2-1,5fache variierten. Größere Unterschiede konnten hinsichtlich der Keimblattfläche, der Samenzahl und des Samenertrages ermittelt werden, wobei bezüglich des letzten Parameters die größte Variabilität innerhalb G. aparine ermittelt wurde. Die Herkünfte unterschieden sich hier maximal um das 2,4fache voneinander. Einige Populationen fielen dahingehend auf, dass sie gleich hinsichtlich mehrerer Parameter größere bzw. kleinere Ausprägungen annahmen, das heißt, dass einige Herkünfte von recht kräftigem, andere von eher zierlichem Habitus waren. Anhand einer Clusteranalyse konnten die G. aparine-Herkünfte in vier Ähnlichkeitsgruppen eingeteilt werden. Die Heckenpopulation differenzierte sich nicht von den Ackerpopulationen, während G. spurium sich bezüglich einiger Merkmale, wie erwartet, deutlich von G. aparine unterschied. Mithilfe einer Korrelationsanalyse konnten zwischen einigen Parametern statistische Zusammenhänge nachgewiesen werden. Beispielsweise resultierte aus einem früheren Blühbeginn häufig ein höherer Samenertrag. Die Ausprägung einiger Merkmale könnte mit der geographischen Herkunft der Populationen in Zusammenhang stehen. Herkünfte aus dem nördlicheren und westlicheren Raum tendierten zu einem etwas zierlicheren Habitus als Herkünfte aus dem südlicheren Raum. Des Weiteren setzte das Blühstadium, zumindest tendenziell, ein wenig später ein. Die Merkmalsausprägungen ließen sich nicht mit der Feldhistorie erklären. Vermutlich haben sowohl klimatisch-geographische Faktoren als auch die langjährige Feldhistorie die Morphologie und Phänologie der Herkünfte beeinflusst. Sensitivere bzw. unsensitivere Herkünfte unterschieden sich morphologisch und phänologisch nicht voneinander.
Mithilfe der Methode der RAPD-PCR wurde ein großer Teil der Herkünfte molekularbiologisch untersucht. 17 von 40 getesteten Decamer-Primern zeigten Polymorphismen an und wurden zur Berechnung der genetischen Ähnlichkeiten herangezogen. Die genetische Ähnlichkeit der G. aparine-Herkünfte einschließlich der Heckenpopulation lag zwischen 93 und 97 %. Es konnten keine eindeutigen Zusammenhänge zwischen den Ergebnissen der RAPD-PCR und der Morphologie und Phänologie sowie der Herbizidempfindlichkeit der Herkünfte nachgewiesen werden.
G. aparine is known as a very adaptable and worldwide distributed plant species. It is one of the worst weed species in numerous crops causing severe problems. Occasionally, a high degree of variability of G. aparine regarding to morphological and phenological characteristics was reported as well as to its herbicide susceptibility. Because of these observations and the necessity to gain more information about the biology and ecology of this species to perform a successful control of this weed in the field the variability of G. aparine was investigated. In comparative studies 24 field populations of different origins within Europe were used. For some of these populations the history of field management for the last few years was known. Additionally to the field populations one population from a hedgerow and one population of G. spurium has been further characterized.
One central aim of these studies was the determination of the susceptibility of the populations against different herbicides. Furthermore the morphology and phenology of the different populations were also characterized. The variability of selected populations was examined by RAPD-PCR, too.
The results of herbicide susceptibility tests showed that field populations of G. aparine reacted differently to the various herbicides. The largest differences in susceptibility were observed for the test herbicide, where one population showed a 6,8-fold higher tolerance than the most susceptible population (ED90). Low variability was detected for Mecoprop-P and Cinidon-ethyl, where populations differed at a factor of at most 1,5 and 1,7, respectively. Nearly all populations could be controlled with reduced herbicide concentrations compared to the recommended dosages. No resistant population was observed. Further, no significant differences between field populations and the hedgerow population could be detected. In several experiments the population of G. spurium tended to react slightly more susceptible towards the herbicides than G. aparine. A correlation between herbicide susceptibility and chemical control measures as described in the field history of the few past years could not be observed. The results with the test herbicide and Cinidon-ethyl might be interpreted as natural variability, because the active agents have not been on the market before sampling of the plants. Populations from adjacent fields showed as different susceptibilities as populations from distant fields, so that no regions with populations predominantly expressing significant levels of susceptibility or tolerance could be identified.
The morphological and phenological tests showed that all populations differed regarding to many parameters. For most parameters the differences between the populations were in an identical range and persistently the populations differed at a maximum factor of 1,2-1,5. Higher differences than at this scale could be observed for the size of cotyledons, the number of seeds and the seminal yield. For the last parameter the largest differences could be observed with a maximum factor of 2,4 between the population with the smallest and highest seminal yield. Further, some populations showed a stronger habit than others. In a cluster analysis the G. aparine populations were divided into four groups. There was no difference between the field populations and the hedgerow population, but the population of G. spurium was, as expected, clearly different from G. aparine. An analysis of correlation revealed correlations for several parameters. For example, an early beginning of flowering was accompanied by a higher seminal yield. Some characteristics could furthermore be correlated with the geographic origin of the populations. Populations from northern and western locations often tended to have a less stronger habit than populations from the southern regions. Furthermore the onset of flowering was delayed compared to the populations from the more southern regions. The different characteristics could not been explained with the field history of the populations. Certainly the field history as well as climatic and geographic factors may have influenced the different morphology and phenology of the populations. In summary no morphological and phenological differences were detected between more sensitive or less sensitive populations.
The results of the RAPD-PCR showed that 17 out of 40 tested primers were suitable to indicate polymorphisms between the different populations. They have been used to calculate the genetic similarity of the populations. The resulting genetic similarity of the G. aparine populations including the hedgerow population was between 93 and 97 %. G. spurium differed clearly from Galium aparine. No correlations could be detected between the results of the molecular and the morphological, phenological and herbicide susceptibility tests.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
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Karl
Hurle
Prof. Dr.
2003-05-05
ElectronicThesisandDissertation
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ger
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Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
3
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2003-08-05T08:42:17Z
ddc:630
pub-type:8
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Die Bedeutung städtischer Gliederungsmuster für das Vorkommen von Pflanzenarten unter besonderer Berücksichtigung von Paulownia tomentosa (Thunb.) Steud. - dargestellt am Beispiel Stuttgart
The relevance of urban structure to the occurrence of plant species with special regard to Paulownia tomentosa (Thunb.) Steud. ? exemplified at Stuttgart
Matthias
Richter
630
Stadtökologie , Stadtstruktur , Pflanzenart , Paulownia
Stadtökologie , Stadtstruktur , Landnutzungstyp , Pflanzenarten , Paulownia tomentosa urban ecology , urban structure , landuse type , plant species , Paulownia tomentosa
Die Bedeutung städtischer Gliederungsmuster und ökologischer Faktoren für das Vorkommen von spontanen und subspontanen Pflanzenarten wird in dieser Arbeit exemplarisch dargestellt.
Ein Skalenmodell stadtökologischer Forschungsebenen dient dazu, den räumlichen Bereich zu strukturieren, auf den die Fragestellung Anwendung findet. Hierbei wird zwischen der Agglomeration Stuttgart, Haupt-Landnutzungstypen, der Kernstadt Stuttgart, unterschiedlichen Bebauungstypen innerhalb der Kernstadt und sogenannten ?Bodennutzungstypen? unterschieden. Die Bodennutzungstypen (z.B. Rasenflächen, Gebüsche, Beete, Bodendeckerrabatten oder Pflasterritzen) als kleinräumliche, abgrenzbare Einheiten werden durch die stetigsten Pflanzenarten charakterisiert sowie bodenkundlich und klimatologisch analysiert.
Mit Hilfe von ?ökologischen Steckbriefen? einiger Pflanzenarten, deren exponiertestes Beispiel Paulownia tomentosa ist, läßt sich eine artspezifische Prognose des Vorkommens spontaner Pflanzenarten in der Kernstadt durchführen.
Zusammenfassend läßt sich die Fragestellung folgendermaßen darstellen:
Wenn eine Abhängigkeit
- der Pflanzenarten und Pflanzengemeinschaften von Bodennutzungstypen,
- der Bodennutzungstypen von Bebauungstypen und
- der Bebauungstypen von der räumlichen Lage in der Kernstadt
gegeben ist, dann
besteht eine Abhängigkeit der Pflanzenarten und Pflanzengemeinschaften von ihrer Lage in der Kernstadt.
Zur Prüfung dieser Hypothese werden die konkreten Bebauungstypen und Bodennutzungstypen randomisiert ausgewählt und Vegetationsaufnahmen durchgeführt.
Die bisherige stadtökologische Forschung orientiert sich bei der Modellbildung an der kompakten Kernstadt, die der räumlichen Struktur einer modernen Großstadt als Agglomeration nicht gerecht wird. Daher wird zunächst ein entsprechendes Agglomerationsmodell konzipiert und in seiner historischen Genese am Beispiel Stuttgarts erläutert. Spontane Pflanzenarten zeigen selbst auf dieser Ebene eine Abhängigkeit von der Landnutzung: So findet man z.B. spontane Blauglockenbäume im Stuttgarter Stadtgebiet weder in Wäldern oder Forsten, noch in landwirtschaftlich genutzten Flächen. Sie kommen fast ausschließlich in Siedlungen der Kernstadtbereiche von Stuttgart, Feuerbach und Bad Cannstatt vor.
Die Stuttgarter Kernstadt läßt sich in drei Zonen einteilen: Großformbebauung im Zentrum, eine sich daran anschließende Blockbebauungszone und eine Einzelhausbebauungszone, zumeist in Hanglage. Weitere Bebauungstypen wie z.B. Villenbebauung, Friedhöfe, Parkanlagen oder Industrieareale verteilen sich in charakteristischer Weise auf diese Zonen. Es wird ein Schema der Verteilung der Bebauungstypen innerhalb der Kernstadt vorgestellt. Paulownia tomentosa findet man am häufigsten in der Zone der Blockbebauung, gefolgt von der Zone der Großformbebauung, wobei klimatische und historische Gründe eine wichtige Rolle spielen.
Über 90% der Wuchsorte des Blauglockenbaumes befinden sich in Ritzen entlang von Mauer- und Häusersockeln, geschotterten Flächen und Brachflächen, die sich durch Nährstoffarmut bei hohen pH-Werten und durch im Sommer trockene Böden mit sehr heißen Bodenoberflächen auszeichnen. Das Vorkommen der Art ist daher an die hiermit verknüpften Bodennutzungstypen gebunden und wird weiterhin durch unterschiedlich intensive Pflege beeinflußt.
Der prozentuale Anteil der Bodennutzungstypen an Bebauungstypen und die relative Lage der Bebauungstypen in der Kernstadt können als Indikatoren für das spontane Auftreten von Pflanzenarten herangezogen werden, wie sich am Beispiel Paulownia tomentosa veranschaulichen läßt. Weiterhin kann dieser Ansatz genutzt werden, um zukünftige Ausbreitungsprozesse von Pflanzenarten vorherzusagen.
The relevance of urban landuse patterns and ecological factors for the occurrence of spontaneously and subspontaneously growing plant species is the subject of this doctoral thesis.
First a model of scales for urban ecological research is introduced in order to structure the different hypotheses.
This model distinguishes between the agglomeration Stuttgart, separated in main ?landuse types? (forest, agricultural area, settlement), the central city of Stuttgart, "building structure/free space types" and ?types of soil use?. The types of soil use (e.g. lawns, bushes, flower-beds or pavements) are characterised by the most frequent plant species. Moreover their soils are analysed and they are described climatically. In cities average types of soil use (concerning the chemical characterisation of soils) are wide-spread.
Some plant species (e.g. Paulownia tomentosa) are described more in detail, concerning their ecological traits and their preferential occurrence on each spacial scale.
The hypothesis is tested: If there is a dependence
- of plant species and phytocoenoses on types of soil use
- and of types of soil use on building structure/free space types
- and of building structure/free space types on their location within the city centre,
- then there is a dependence of plant species and their phytocoenoses on the location within the city.
To test this hypothesis, some building structure/free space types and types of soil use were selected at random and there vegetation relevés were collected.
An attempt is made to construct an improved model of a big city, representing an agglomeration.
On the spatial level of the agglomeration Stuttgart Paulownia tomentosa can be found neither in forests nor in agricultural area. It is growing within settlements only, namely within the central built-up areas of Stuttgart, Feuerbach and Bad Cannstatt.
The city centre of Stuttgart can be divided into three zones: the central business district with big department stores and banking houses, bordering on old apartment houses and detached houses (especially at the slopes). Other building structure/free space types (like villas, graveyards, parks, or industrial areas) are mingled in these zones.
A scheme is outlined which shows how the different building structure/free space types are scattered over the central city.
Paulownia tomentosa can be detected most frequently within the zone of old apartment houses. Historical and climatological reasons are important for this result, too.
More than 90% of the sites where Paulownia tomentosa is growing are cracks: cracks along the bottom of buildings, gravelled area and urban wasteland. The sites are characterised by a low level of nutrients, high pH-values and soils which extremely dry out in summer. So the occurrence of the species depends on the presence of special types of soil use. A low intensity of gardencare is a further important factor for its presence.
Paulownia tomentosa is an exemplification showing how the ecological traits of a species and its dependence from the presence of structural types can be used to find the places where it is growing. In the case of Paulownia this attempt can be used to forecast the expected further spread.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Reinhard
Böcker
Prof. Dr.
2002-07-18
ElectronicThesisandDissertation
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ger
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Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
2
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2003-10-06T09:35:07Z
ddc:630
pub-type:8
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Wohlbefinden von Mastschweinen in verschiedenen Haltungssystemen unter besonderer Berücksichtigung ethologischer Merkmale
Welfare of fattening pigs in different husbandry systems with specific emphasis on ethological traits
Ragnhild E. F.
Weber
630
Wohlbefinden
Mastschweine, artgerechte Tierhaltung, Haltung, Verhalten growing pigs, fattening pigs, welfare, husbandry, behavior
Ziel der Arbeit ist die Untersuchung praxisnaher Haltungsbedingungen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Wohlbefinden von Mastschweinen. Damit soll auch ein Beitrag zur Entwicklung von Indikatoren für die Schätzung von Wohlbefinden geleistet werden.
Aus der Literatur wurden die Themen Definition des Begriffs Wohlbefinden, Indikatoren für Wohlbefinden, Verhaltensweisen von Mastschweinen, Ethologische Untersuchungsmethoden und Haltungssysteme für Mastschweine aufgearbeitet. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse wurden maßgeblich bei Aufbau und Durchführung der Untersuchungen berücksichtigt.
Es wurden 2 Haltungssysteme eingerichtet und verglichen, die unter Einbeziehung des Wissens über ethologische Bedürfnisse von Mastschweinen einen Kompromiss zwischen praxisüblicher Mastschweinehaltung und Wohlbefinden der Tiere darstellen. Der Schwerpunkt lag auf ethologischen Merkmalen. Die Arbeit ist Teil eines Forschungsprojekts zu artgerechter Mastschweinehaltung und deren Akzeptanz bei Erzeugern und Verbrauchern in Nordrhein-Westfalen. Sie wurde auf dem Versuchsgut Frankenforst der Universität Bonn Mitte Juni 1998 bis Anfang Januar 1999 und Mitte April bis Ende September 1999 durchgeführt.
Es wurden 256 Piétrain (Pi) x Deutsche Landrasse (DL) oder Pi x (Deutsches Edelschwein (DE) x DL) Mastschweine in 2 mit Beschäftigungsobjekten (Ketten, Nagebalken, Strohraufe (im einstreulosen System)) angereicherten Haltungssystemen, Teilspaltenboden im klimaregulierten Stall (TSP: 8 Schweinen/Bucht) und Teiltiefstreu im Offenstall (OT: 32 Schweinen/Bucht), untersucht. Über 10 Wochen wurde 1-mal/Woche das Verhalten der Tiere indirekt per Videoaufzeichnung zwischen 5:30 und 8:30 Uhr und 13:30 und 16:30 Uhr beobachtet. Die Verhaltensmerkmale umfassten Nahrungsaufnahme, Erkunden und Beschäftigung, anomale Beschäftigung, Komfort, Aggression und Kampf, Bewegung und Ausruhen und Liegen. Im 2. Untersuchungsjahr wurden punktuell Direktbeobachtungen zur genaueren Analyse bestimmter Verhaltensweisen aus den Bereichen Beschäftigungs- und Komfortverhalten durchgeführt. Weitere erhobene Merkmale umfassten: Gesundheitszustand, Behandlungen, Integument-, Gliedmaßen- und Klauenverletzungen, Allgemeineindruck, Geschlinge- und Schlachtkörperveränderungen, Mast- und Schlachtleistungsmerkmale und haltungstechnische Merkmale.
Die Ergebnisse zeigten, dass sich das für das Wohlbefinden von Mastschweinen wichtige Beschäftigungsverhalten Wühlen, das nur im OT möglich war, nicht durch die hier untersuchten Beschäftigungsobjekte und die Stallumwelt im TSP vollständig kompensieren ließ. Pseudowühlen und Manipulation von Buchtengenossen traten im TSP deutlich häufiger auf. Die Haltungsumwelt (Stroheinstreu, Beschäftigungsobjekte, mehr Platz, mehr Außenreize) im OT bewirkte dagegen einen positiven Effekt auf das Verhalten der Tiere. Insbesondere aus den vermehrt auftretenden Verhaltensweisen Wühlen, Spielen, Alert sein und Laufen/Stehen kann eine Förderung des Wohlbefindens abgeleitet werden. Komfortverhalten und Suhlen wurde ebenfalls im OT signifikant häufiger ausgeführt, konnte insgesamt jedoch am wenigsten beobachtet werden.
Andererseits wurde auch deutlich, dass die Mastschweine im OT nicht frei von Verhaltensstörungen waren. In beiden Haltungssystemen lagen die Schweine insgesamt je über 70 % ohne andere Aktivität. Die zu geringe Beleuchtungsstärke im TSP könnte zu dem weniger ausgeprägten endogen angelegten biphasischen Rhythmus der Tiere geführt haben, die weniger Aktivität am Vormittag zeigten als die Schweine im OT.
Die Klimaregulierung im TSP und die nicht eingestreute planbefestigte Betonfläche im OT reichten zur Abkühlung im Sommer nicht vollständig aus. Dies wurde dadurch deutlich, dass keine klar erkennbare Trennung von Liege-, Kot- und Fressbereich erreicht wurde. Kreislaufprobleme traten bei einigen Tieren im OT an Tagen mit sehr hohen Temperaturen auf.
Die Verletzungen an Integument, Gliedmaßen und Klauen waren in beiden Systemen sehr gering und spiegeln keinen direkten Bezug zum Haltungssystem wider. Die Schlachtkörperuntersuchungen ergaben in beiden Haltungssystemen am häufigsten Lungenveränderungen und Pleuritis. Signifikante Unterschiede zwischen den Systemen (OT > TSP) bestanden hinsichtlich Leberbefunden und Geschlingebefunden insgesamt.
Aus Sicht der Tiergesundheit schnitten die Tiere im OT schlechter ab, negative Auswirkungen auf das Wohlbefinden der Schweine hatte vermutlich der Ra. Einbruch geringen Schweregrades im 2. Untersuchungsjahr im OT.
Signifikante Leistungsunterschiede zwischen den Systemen bestanden nur im 1. Untersuchungsjahr in deutlich geringeren Leistungen im OT, vermutlich durch thermoregulatorische Probleme verursacht.
Mit den hier verwendeten Merkmalen (Indikatoren) und Untersuchungsmethoden konnte das Wohlbefinden der Mastschweine in den untersuchten Haltungssystemen miteinander verglichen werden. Vorschläge zur Verbesserung der Methodik sowie zur Modifikation der Haltungssysteme wurden unterbreitet.
This study aims to compare practice oriented husbandry systems with regard to their effect on the welfare of fattening pigs. This should also contribute to the development of evaluation indicators for pig welfare.
A literature review was conducted covering Definition of Welfare, Indicators for Welfare Assessment, Behavior of Fattening Pigs, Ethological Methods for Welfare Assessment, and Husbandry Systems for Fattening Pigs. Insights attained were significantly taken into account when developing and conducting the study.
2 husbandry systems were established, compromising on conventional pig husbandry and currently available knowledge on the welfare of fattening pigs. The investigation emphasizes on ethological traits. This research is part of a comprehensive project investigating prevalent fattening pig husbandry systems in the federal state of North Rhine-Westphalia, Germany, with regard to animal welfare and pig farmers? and consumers? attitudes towards husbandry conditions. The present study was conducted on the experimental station Frankenforst of the University of Bonn, Germany.
A total of 256 Piétrain (Pi) x German Landrace (DL) or Pi x (Large White (DE) x DL) fattening pigs were investigated throughout 2 periods of time: middle of June 1998 to beginning of January 1999, and middle of April to end of September 1999. They were kept in two enriched husbandry systems. One system was equipped with heater, forced ventilation and partly slatted floor (TSP: 8 pigs/pen), the other was in an open stable with half the area deep littered (OT: 32 pigs/pen). The enrichments included chains, a wooden chewing bar, and a straw rack in the non-bedded system. Over a period of 10 weeks indirect video observations were conducted once per week between 5:30 and 8:30 a.m. and 1:30 and 4:30 p.m. The behavioral traits observed included feeding, exploration and occupation, abnormal occupation, comfort, aggression and fighting, locomotion, and resting and lying. In the second year direct observations were additionally conducted at specific times to analyse occupation and comfort behavior in more detail. Further traits investigated included: state of health, medical treatments, skin lesions, changes of extremities and claws, general condition, carcass, lung, liver, heart, kidney, and lymph node changes, fattening and slaughtering performance and housing characteristics.
The results showed that rooting, which is of utmost importance for the welfare of pigs and which could only be performed in the OT, could not completely be compensated for in the TSP by the enrichment objects and the stable environment. In the TSP the behavioral disorders of pseudo-rooting and manipulation of pen-mates were clearly performed more often. In contrast, the husbandry environment of the OT (straw bedding, enrichment, more overall space, more outside stimuli) had a positive effect on the behavior of the pigs. An improvement of the pigs? welfare in the OT can particularly be concluded from the increased level of rooting, playing, alertness, and walking+standing as compared to the TSP. Comfort+wallowing, the least observed behavior, was also performed significantly more often in the OT.
On the other hand, fattening pigs in the OT were also not completely free of behavioral disorders. In both husbandry systems pigs laid (with no other activity) more than 70 % of the observation time. Low lighting in the TSP probably caused a less pronounced endogenously predisposed two-phase daily rhythm of the pigs with less activity in the morning as compared to the pigs in the OT.
The forced ventilation in the TSP and the non-bedded area of the OT were not completely sufficient to cool the pigs in summer. The territorial division of the pen by the pigs was disturbed to the point that no clear distinction between lying, defecation and feeding areas could be made. Cardiovascular problems occurred in the OT on some very hot days.
Skin lesions, changes in the extremities and claws and the pigs? general condition did not deviate greatly from normal and healthy conditions. No obvious relation of injuries being caused by means of the husbandry system could be found. Carcass inspections showed that lung alterations and pleuritis occurred most frequently. Significant differences between the husbandry systems (OT > TSP) were found for liver and pluck findings.
With regard to animal health the pigs in the TSP were better off. It can be presumed that welfare was reduced by the slight Ra. outbreak in the OT in the second year.
Differences in daily gain and feed conversion were only due to a substantially lower performance of the pigs in the OT in the first year probably caused by higher thermoregulation efforts.
By means of the methods and traits (indicators) used the welfare of the pigs in the two different husbandry systems could be compared. Proposals for further improvements of the methods as well as for the improvement of the husbandry systems were submitted.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Anne
Valle Zárate
Prof. Dr.
2003-02-10
ElectronicThesisandDissertation
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ger
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Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
2
aus: Praesentationsformat
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2003-10-30T09:08:04Z
ddc:630
pub-type:8
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Strategien zur Regulierung des Fruchtschalenwicklers Adoxophyes orana F.v.R. (Lepidoptera: Tortricidae) mit Kombinationen des Neem-Präparates NeemAzal-T/S und Entomopathogenen
Strategies for summer fruit tortrix moth Adoxophyes orana F.V.R. (Lepidoptera: Tortricidae) control by combining NeemAzal-T/S, a product based on Neem extracts, with entomopathogens
Sophia Katharina
Kumpmann
630
Biologischer Pflanzenschutz , Wickler , Fruchtschalenwickler , Apfelanbau , Nimprodukt , Entomopathogener Mikroorganismus , Baculoviren , Bacillus thu
Adoxophyes orana , NeemAzal-T/S , Capex , Kombination Adoxophyes orana , NeemAzal-T/S , Capex , combination
Der Schalenwickler Adoxophyes orana F.v.R. (Lepidoptera: Tortricidae) tritt in Mitteleuropa immer wieder schädigend in Apfelanlagen auf. Für den konventionellen und den biologischen Anbau stehen nach Einführung des neuen Pflanzenschutzgesetzes nur wenige Präparate zur Verfügung. NeemAzal-T/S (Fa. Trifolio-M) wird im Frühling mit 3 l/ha gegen die Mehlige Apfelblattlaus eingesetzt und bewirkt bei den Larven des Schalenwicklers eine direkte Mortalität von ca. 60-70%. Dieser Nebeneffekt reicht aber bei stärkerem Befall zur Regulierung des Schalenwicklers nicht aus. Für den biologischen Anbau sind gegen A. orana das Granuloviruspräparat Capex (Fa. Andermatt) und diverse Bacillus thuringiensis (Bt) ? Präparate zugelassen. Der alleinige Einsatz von Bt gegen A. orana war in der Praxis jedoch nur ein Einzelfällen befriedigend, und auch Capex kann nicht immer mit der erforderlichen Sicherheit hohe Wirkungsgrade erzielen. Sowohl Capex als auch NeemAzal-T/S weisen aber interessante Langzeiteffekte auf die Population des Schalenwicklers auf, die bisher bei der Regulierung nicht berücksichtigt wurden. Ziel dieser Arbeit war es daher, mit diesen wirksamen, verfügbaren und umweltschonenden Präparaten neue Strategien zur besseren und ökonomisch interessanten Regulierung des Apfelschalenwicklers zu entwickeln. Dafür wurden verschiedene Kombinationsstrategien von NeemAzal-T/S mit Bt oder Capex entwickelt und die Langzeiteffekte der Produkte in diese Strategien einbezogen. Daneben hatten Laborversuche das Ziel, ein geeignetes Bt ? Produkt auszuwählen und weitere Zusätze zur Regulierung von A. orana zu untersuchen.
Kombination von NeemAzal-T/S und Bt-Präparaten:
In Labor- und Freilandversuchen, in denen verschiedene Konzentrationen von NeemAzal-T/S und Bt zeitgleich kombiniert wurden, konnte in keinem Versuch, unabhängig von der verwendeten Konzentration, ein eindeutiger additiver oder synergistischer Effekt auf die Larven beobachtet werden. Eine Behandlungsabfolge im Freiland, bei der einer ersten Behandlung mit NeemAzal-T/S oder einer Kombination von NeemAzal-T/S mit 0,4 kg/ha Bt eine zweite Applikation mit 0,6 - 1,0 kg/ha Bt sechs bis zwölf Tage nach der ersten folgte, brachte dagegen höhere Wirkungsgrade. Dabei stellte sich heraus, dass die Komponente 2 l/ha oder 3 l/ha NeemAzal-T/S bei der ersten Behandlung ein entscheidender Faktor für einen hohen Wirkungsgrad dieser Strategie darstellt, die Zugabe von 0,4 kg/ha Bt zur ersten Behandlung dagegen nicht. Offensichtlich kann mit dieser zeitversetzten Strategie gegen A. orana der negative Einfluss der fraßhemmenden Wirkung beider Produkte, die bei der zeitgleichen Kombination zumindest teilweise für die negativen Ergebnisse verantwortlich sind, vermindert werden.
Kombination von NeemAzal-T/S und Capex:
Capex wird im Frühjahr mit einer zweimaligen Behandlung von 100 ml/ha angewendet. Ziel der folgenden Versuche war, die Wirkungssicherheit dieser Behandlung durch den Nebeneffekt einer NeemAzal-T/S - Spritzung zu vergrößern. Außerdem sollte geprüft werden, ob bei einer solchen Kombination mit geringeren Mengen von Capex gearbeitet werden kann. In Labor- und Halbfreilandversuchen zur Kombination verschiedener Konzentrationen von NeemAzal-T/S und Capex konnten keine synergistischen Effekte auf A. orana nachgewiesen werden. Im Freiland ergab sich auf Standorten, an denen die Wirkung von Capex Wirkungsgrade von 50-60% erreichte, durch NeemAzal-T/S eine Wirkungssteigerung auf 81-94%. Höhere Wirkungsgrade durch Capex (ca. 90 %) ließen sich nicht mehr steigern. Zusätzlich wurden die Langzeiteffekte dieser Behandlungen im Frühjahr auf die nächsten Generationen des Wicklers untersucht: In den Kombinationsvarianten lag der Trieb- und Fruchtschaden signifikant niedriger als in den Capex-Varianten. Dies lässt auf eine zusätzliche verzögerte Mortalität in der Kombinationsvariante schließen. Als Grund dafür wird die Wirkung von NeemAzal-T/S auf die nächste Generation allein oder eine sich ergänzenden Langzeitwirkungen beider Präparate angesehen.
Langzeitwirkung von Capex:
Beobachtungen aus der Praxis warfen die Frage auf, ob durch eine Capex - Spritzung in geringer Konzentration im Sommer zusätzlich zur üblichen Frühjahrsspritzung in einer Wicklerpopulation ein höheres, aber subletales Viruspotential aufgebaut werden kann. In der Sommergeneration konnte eine Steigerung durch das Virus abgetöteter Larven von 8% (nur Frühjahrsbehandlung) auf 22% (mit zusätzlicher Sommerspritzung) festgestellt werden. Der Fruchtbefall konnte bei gleichem Ausgangsbefall von 0,6% auf 0,24% gesenkt werden und war daher für eine gesicherte Aussage zu gering, der Trend ist aber deutlich erkennbar. Dieser mehrfache Einsatz des Viruspräparats auf die verschiedenen Generationen von A. orana ist daher ein viel versprechender Strategieansatz. Häufigkeit, Zeitpunkte und Aufwandmengen der Virusbehandlung für eine optimale Regulierung des Schalenwicklers sind dafür in weiteren Versuchen und Langzeitstudien zu klären.
The summer fruit tortrix moth Adoxophyes orana F.v.R. is known as a serious pest in pome fruits in Central Europe. According the new laws on plant protection in Germany, only few registered products are left which may be used in organic and conventional farming at present. The registered products used in organic farming base on the specific Adoxophyes orana granulovirus (AoGV; tradename: Capex) and Bacillus thuringiensis (Bt). The application of Capex in order to reduce high population densities led to various results, some of which proved to be insufficient. The results of Bt application were not satisfying, either. The application of 3 l/ha NeemAzal-T/S, a product based on Neem (Azadirachta indica A. Juss.) -extracts and plant oil, for aphid control in apple orchards shows promising side effects on Adoxophyes orana with a mortality rate of about 60 - 70%. However, the efficacy of the recommended dose of 3 l/ha at red bud stage is not high enough to obtain a satisfying control of A. orana in orchards with medium and high population densities. A possible positive aspect may be the long-term effect upon the population of A. orana following the application of both, Capex or NeemAzal-T/S. Until now, however, long-term effects have not been considered in control strategies. Thus, this study aimed towards to take advantage of these side effects of the application of NeemAzal-T/S in combination strategies with Bacillus thuringiensis or Capex for efficient and economically interesting control of this pest. Field and laboratory tests were carried out to test different strategies of combinations including short-term and long-term effects of the products. In addition, the aim of some laboratory trials was to test appropriate Bt-products and further additives for A. orana regulation.
Combination of NeemAzal-T/S and a Bt-product
In laboratory trials and field tests, different concentrations of NeemAzal-T/S and Bt were combined and sprayed at the same time to assess the effects of this strategy on the larvae of A. orana. This combination showed neither additive nor synergistic effects, no matter the concentration used. A successive strategy with a first application of NeemAzal-T/S either with or without adding 0,4 kg/ha Bt and with a second application of 0.6 ? 1.0 kg/ha Bt lead to high efficacy. Application of NeemAzal-T/S ? in doses of 2 l/ha or 3 l/ha in the first treatment ? turned out to be an important factor to achieve a good result. The addition of 0.4 kg/ha Bt to the first application did neither show a better nor a worse result. Obviously, this successive combination strategy leads to lower negative influence of the feeding inhibition, which seems to be partly responsible for the negative effects on A. orana when both products were applied at the same time.
Combination of NeemAzal-T/S and Capex
In organic farming, Capex at 100 ml/ha is applied two times in spring. Aim of the following tests was to minimise the risk of failure of a treatment with Capex by taking advantage of the positive side effects of the application of NeemAzal-T/S and to find out whether a reduction of the amount of Capex may be possible in this combination. In laboratory trials, no synergistic effects of a combined application of both products could be observed. In fields, Capex applications leading to 50 ? 60 % efficiency could be raised to 81 ? 94% by adding of NeemAzal-T/S. When Capex applications led to a larval mortality rate of 90% or more, the addition of NeemAzal-T/S showed no effects. Furthermore, the long-term effects of the combination of NeemAzal-T/S and Capex were taken into account. One trial showed that the increased efficiency of the combination was higher when considering also the number of larvae of the subsequent two generations, than assessing the larval mortality rate in the treated generation only. This leads to the conclusion that either the long-term effect of NeemAzal-T/S alone or of both products together reduces the population density of A. orana in the generations following the treatment.
Long-term effects of Capex
Aim of this part of the studies was to estimate whether an application of a small amount of Capex in summer in addition to the usual spraying in spring leads to a higher infection potential in the orchard. With the additional treatment, the rate of infected larvae in summer could be increased from 8% to 22%, and the amout of damaged fruits from 0.2 % to 0.6%. But both infestation rates were very low and, thus, too weak to support any interpretation. Thus, the additional treatment in the summer turned out to be of economical advantage. The repeated use of this virus product in various concentrations and against various generations of A. orana seems to be a very promising strategy. It remains to further research and long-term studies to elucidate the most efficient sequence, amount and dates of application of the virus to obtain maximum control of A. orana.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
C. P. W.
Zebitz
Prof. Dr.
2003-07-04
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-434
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ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
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oai:opus.uni-hohenheim.de:41
2003-10-30T09:29:52Z
ddc:630
pub-type:8
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Prüfung von Citral als Zusatzstoff zu Pheromon zur Bekämpfung des Apfelwicklers Cydia pomonella L. (Lepidoptera, Tortricidae) und des Apfelbaumglasflüglers Synanthedon myopaeformis Borkh. (Lepidoptera, Sesiidae)
Test of Citral as addititve to pheromone in the control of the Codling moth Cydia pomonella L. (Lepidoptera, Tortricidae) and the Apple clearwing Synanthedon myopaeformis Borkh. (Lepidoptera, Sesiidae)
Christine
Hapke
630
Apfelwickler , Apfelbaumglasflügler , Pheromon , Zusatzstoff , Citral
Cydia pomonella , Synanthedon myopaeformis , Verwirrungsmethode , Codlemone Codling moth , Apple clearwing , Cydia pomonella , Synanthedon myopaeformis , mating disruption , pheromone , Citral , Codlemone , additive
In den Jahren 1998 bis 2000 wurde am Beispiel zweier Schadorganismen, dem Apfelwickler Cydia pomonella L. und dem Apfelbaumglasflügler Synanthedon myopaeformis Borkh. eine Modifikation der Verwirrungsmethode getestet. Dabei werden das Pheromon der entsprechenden Art mit einem möglichen Synergisten, dem Monoterpen Citral, als Kombination in einer Obstanlage ausgebracht. Untersuchung der Wirkungweise des Citrals erfolgte unter Laborbedingungen.
In Freilandversuchen gab es beim Apfelwickler auf einer Apfelanlage mit geringem Befallsdruck keine wesentlichen Unterschiede zwischen der gängigen Verwirrungsmethode mit 500 Pheromondispensern pro Hektar und der neuen Technik mit Citral (125 Ampullen/ha) hinsichtlich Fänge in Pheromonfallen und Fruchtbefall. Auf einer Anlage mit hohem Befallsdruck versagten beide Methoden. Durch wöchentliches Wiegen der Dispenser wurde die Abgabe von Citral und Pheromon verfolgt.
In Halbfreilandversuchen in Großkäfigen konnte keine Abhängigkeit des Bekämpfungserfolges von der Populationsdichte festgestellt werden. In kleinen Kopulationskäfigen war die Begattungsrate in der Pheromonparzelle signifikant geringer als in der Citral- und Kontrollparzelle.
In einem Laborwindkanal kam es zu einer signifikanten Verringerung der Attraktivität des Pheromons durch unverdünntes und 10-1 verdünntes Citral. Nach 24 Stunden ließ dieser Effekt allerdings wieder nach. Bei einer Analyse der Citralabgabe der eingesetzten Köder ergab sich eine Halbwertszeit von etwa zwei Stunden. Nach vier Stunden wurden noch etwa 100 µg/h 10-1 verdünntes Citral in den Windkanal abgegeben.
Elektroantennogramme der Antennen von Männchen und Weibchen von C. pomonella zeigten eine starke Reaktion auf Citral. Die Reaktion der Antennen auf Pheromon wurde dabei stark überlagert.
In Laborversuchen konnte in einem geschlossenen System eine Begattung der Falter ab einer Konzentration von 2000 mg/l verhindert werden. Männliche Falter, die 24 h Citral ausgesetzt waren, waren nicht mehr in der Lage, mit frisch eingesetzten Weibchen zu kopulieren ; Citral-exponierte Weibchen dagegen wurden nach 24 h von frisch zugesetzten Männchen begattet.
Bis zu einer Konzentration von 1500 mg/l konnte keine Beeinflussung der Eiablage durch Citral nachgewiesen werden. Weiterhin wurden Erstlarven des Apfelwicklers durch Konzentrationen bis zu 5000 mg/l durch Citral nicht daran gehindert, in den Apfel einzudringen.
Freilandversuche des Apfelbaumglasflüglers erwiesen auf fünf bzw. sechs Versuchsanlagen signifikant geringere Pheromonfallenfänge in den Citral behandelten Parzellen gegenüber den Kontrollparzellen. Auf einer Anlage erreichten die Parzellen mit 500 und 250 Pheromondispensern pro Hektar ebenfalls Verwirrungsgrade von bis zu 100 %. In einer Parzelle mit 250 Citraldispensern pro Hektar konnte kein Verwirrungseffekt beobachtet werden. Ein Unterschied in der Anzahl begatteter oder unbegatteter Weibchen (Saftfallenfänge) zwischen den Varianten war nicht zu erkennen. Die Anzahl begatteter Weibchen war in allen Varianten viel höher als die der unbegatteten. Aufgrund der zu geringen Anzahl Bohrmehlauswurfstellen kann keine Aussage über einen Bekämpfungserfolg abgeleitet werden. Bei einer quantitativen Auszählung der Larven in zufällig ausgewählten Bäumen auf einer Anlage ergab sich ein signifikanter Unterschied zwischen der Citral- und der Kontrollparzelle. Dieser Unterschied beruht jedoch nur auf einer verringerten Anzahl der Larven bis zu 7 mm Körperlänge.
Versuche mit S. myopaeformis in einem Laborwindkanal erbrachten keine aussagekräftigen Ergebnisse, da sich die Attraktivität der mit Pheromon beköderten Fallen als nicht sehr hoch erwies.
Bei der Untersuchung der Bedingungen für eine erfolgreiche Kopulation bei S. myopaeformis erwies sich die Beleuchtungsintensität als nicht ausschlaggebend. Eine wesentliche Bedeutung scheinen dagegen Temperatur und Windgeschwindigkeit zu besitzen. Allgemein erreichte die Kopulationsrate in kleinen Käfigen (30 cm Höhe, 30 cm ï) kaum 50 % und war damit sehr gering.
Im Labor konnten Falter des Apfelbaumglasflüglers nicht zur Kopulation gebracht werden.
Die Synergisierung der eingesetzten Pheromone durch den Zusatzstoff Citral erscheint daher nicht sinnvoll.
In the years 1998 til 2000, a modification of the confusion technique was tested against two pest insects in apple, the Codling moth Cydia pomonella L. and the Apple clearwing Synanthedon myopaeformis Borkh. The respective pheromone was combined with the tentative monoterpene synergist Citral, and applied in the orchard at a density of 125 per hectare as recommended. Laboratory tests were conducted to characterize the effects of Citral mode on individuals of the pests.
Field tests with Codling moth revealed no essential differences in the efficiency between the common confusion method with 500 pheromondispensers per hectare and the new technology with Citral (125 dispensers/ha) as expressed in numbers of male caught in pheromone traps or in percent fruit damage under low pest pressure. Both methods failed under high pest pressure. Weighing the dispensers weekly followed up the release of Citral and the pheromone.
In semi-field tests in large cages (2 m ï´ 2 m ï´ 2 m) pest population density seemed to have no impact on control success. In small cages (30 cm height, 30 cm ï) the copulation rate in the pheromone plot was significantly lesser than in the Citral-treated atmosphere and in the untreated control plot. Using a laboratory wind tunnel undiluted and 10-1 diluted Citral resulted in a significant decrease of the attractiveness of pheromone. After 24 hours this effect diminished. Half-life of released Citral was approximately two hours. After four hours about 100 µg/h 10-1 diluted Citral was still released into the tunnel.
Electroantennogrammes of both, male and female antennae of C. pomonella showed a strong reaction to Citral. The reaction of the antennas to pheromone was strongly overlaid by Citral. In laboratory tests in a closed system, copulation of the moths could be prevented starting from a Citral concentration of 2000 mg/l. Male moths, previously exposed to Citral for 24 h, were not able to copulate with mature, unmated females. Citral-exposed females (24 h exposure time), however, were successfully mated by mature untretaed males.
Any impact of Citral in concentrations up to 1,500 mg/l on oviposition could not be proven. Furthermore, first larvae of the Codling moth were not prevented to penetrate into an apple with up to 5,000 mg/l Citral.
Field tests with the Apple clearwing proved significantly lesser pheromone trap catches in the Citral-treated plots than in the control plots on five alternatively six test orchards. The plots with 500 and 250 pheromone dispensers per hectare also exerted rates of confusion of up to 100 %. In a plot with 250 Citral dispensers per hectare, an effect of confusion could not be observed. Catches in lure pots showed no difference in the amount of mated or unmated females between plots. The amount of mated females in all plots was much higher than those of the unmated.
The amount of fresh frass in treated and untreated plots was too small for proving a success of control. The quantitative preparation of the larvae in coincidentally selected trees on a plant showed a significant difference between the Citral-treated plot and the untreated control plot. However this difference is based only on a reduced number of larvae up to 7 mm body length.
Tests with S. myopaeformis in a laboratory wind tunnel were not successful, because the attractiveness of the traps baited with pheromone were not very high. Investigating the environmental conditions for a successful copulation of S. myopaeformis the light intensity did not prove to play the major role. Temperature and wind velocity seem to possess a substantial meaning, dominating light. The copulation rate in small cages (30 cm height, 30 cm ï) generally hardly reached 50 % and was very small thereby. In the laboratory moths of the apple clearwing could not be brought to copulation.
Synergisation of pheromones with Citral seem to be not recommendable under practical conditions.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
C. P. W.
Zebitz
Prof. Dr.
2002-11-20
ElectronicThesisandDissertation
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ger
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
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2003-11-11T08:52:27Z
ddc:630
pub-type:8
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Der Glucocorticoidrezeptor des Schweins: Herstellung und Charakterisierung eines polyklonalen Antiserums, sowie Studien zur Verteilung des GCR im Intestinaltrakt von Ebern und Kastraten
The porcine glucocorticoid receptor: production and characterization of a polyclonal antiserum and studies about the GCR distribution in the intestine of boars and barrows
Monika
Gutscher
630
Glucocorticosteroide , Glucocorticosteroidrezeptor , Darm , Schwein
polyklonale Antikoerper glucocorticoids , glucocorticoid recepor , polyclonal antibodies , intestine , pig
Glucocorticoide sind entscheidend an der Regulation physiologischer Prozesse beteiligt. Auf zellulaerer Ebene spielen sie eine Schluesselrolle in der Regulation von Differenzierungs- und Apoptosevorgaengen. Diese Regulationsmechanismen sind vor allem in adaptiven Geweben, die sich in ihrer Funktion staendig an neue Anforderungen anpassen muessen, von enormer Bedeutung. Der Gastrointestinaltrakt ist eines der am staerksten beanspruchten Organe. Sowohl die Anpassung an veraenderte Nahrungsverhaeltnisse, als auch die staendige Belastung mit einer Vielzahl an Antigenen, erfordert eine genau abgestimmte Regulation der Zellteilung, Differenzierung und Apoptose. Bei Schweinen konnte gezeigt werden, dass Unterschiede in den Turnoverraten von Skelettmuskulatur und Darm den unterschiedlichen Glucocorticoidrezeptor (GCR) Konzentrationen zugeschrieben werden koennen. Dies erklaert zum Teil die gewebsspezifische Sensitivitaet auf zirkulierende Corticoide.
Studien zur GCR-Verteilung im Intestinaltrakt tragen daher zum Verstaendnis der Regulationsmechanismen bei. Bislang waren Rezeptorstudien beim Schwein nur ueber Bindungsstudien moeglich. Nachteilig ist hierbei, dass in komplexen Gewebsstrukturen, wie z.B. dem Darm, die Rezeptoren nicht den verschiedenen Zelltypen zugeordnet werden koennen. Weiterhin ist ueber Bindungsstudien nur der Nachweis des nichtaktivierten Rezeptors moeglich. Daher war es das Ziel der Untersuchungen, Antiseren gegen den Glucocoridcoidrezeptor des Schweins zu erstellen. Teilarbeiten hierzu waren die Sequenzanalyse der cDNA des GCR und die Klonierung ausreichend grosser Fragmente in rekombinanten Expressionssystemen. Darauf aufbauend sollten speziesspezifische Antikoerper gegen Fragmente des Rezeptorproteins erzeugt werden.
Dazu wurde ein Fragment mit ca. 2,1 kb der GCR cDNA (gcr2.1) sequenziert. Fuer die rekombinante Expression eines GCR-Antigens wurde ein Proteinfragement (135 AS) aus der modulatorischen Region (GCRmr) gewaehlt und als His-tag Fusionsprotein in ein T7-Expressionssystem kloniert. Nach affinitaetschromatographischer und praeparativer Aufreinigung des Fusionproteins ueber Ni-NTA-Agarose und SDS-PAGE wurden Kaninchen immunisiert.
Das Anti-pGCR-Antiserum bindet mit hoher Affinitaet das pGCRmr Antigen sowie den denaturierten Rezeptor im Western Blot. Immunpraezipitationsversuche zeigten, dass das Antiserum den nativen Rezeptor in seiner inaktivierten Form als Multiproteinkomplex gekoppelt an HSP90, als auch in seiner aktivierten Form mit abgespaltenem HSP90 bindet. Die Resultate der Immunpraezipitation bestaetigen die Anwendbarkeit der Antikoerper in der Immunhistochemie. Praktische Anwendung fand das charakterisierte Antiserum in immunhistochemischen Studien zur Verteilung und Lokalisation des GCR im Duenn- und Dickdarm von Ebern und Kastraten. Die intrazellulaere Verteilung des GCR wurde mittels Western Blot Techniken untersucht. Bei Kastraten und Ebern kann in der Lamina propria ein Anstieg rezeptortragender Zellen von den proximalen Duenndarmbereichen Duodenum und Jejunum in Richtung Colon festgestellt werden. Die Immunfaerbung der Epithelzellen zeigt bei beiden Tiergruppen ein umgekehrtes Muster wie in der Lamina propria. Werden die beiden Gruppen - Eber und Kastraten - vergleichend betrachtet, zeigt sich, dass nur signifikante Unterschiede in der Anzahl GCR immunreaktiver Zellen in der Lamina propria zu beobachten sind. Im Duodenum sind bei Ebern etwa 10% weniger immunreaktive Zellen zu verzeichnen als bei Kastraten. Im Jejunum ist derselbe Effekt, allerdings wesentlich ausgepraegter, zu beobachten. Hier sind etwa 30% weniger immunreaktive Zellen. Im Dickdarm sind keine signifikanten Unterschiede festzustellen.
UEber die intrazellulaere Rezeptorverteilung koennen folgenden Aussagen getroffen werden: in den einzelnen Darmabschnitten besteht zwischen Kastraten und Ebern sowohl in der Cytosol als auch in der Kernfraktion kein entscheidender Unterschied; im Ileum ist der Anteil des GCR im Cytosol kleiner als im Kern und im Colon ist der Anteil des GCR im Cytosol groesser als im Kern. Die unterschiedliche intrazellulaere GCR Lokalisation in den beiden Darmabschnitten kann durch die erhoehte Expression der 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase 2 im Colon erklaert werden. 11beta-HSD 2 inaktiviert Cortisol und unterbindet somit die Aktivierung und damit Translokation des Rezeptors in den Kern.
Glucocorticoids are well known to be essential for many physiological and developmental processes. Such functions include their effects on carbohydrate and protein metabolism and their regulatory influences on the immune system. In cell regulation they play a dose-dependent key role for differentiation and apoptosis. In rapidly renewing tissues the stringent control of these mechanisms is central to the maintenance of tissue homeostasis. ln the gastrointestinal tract both the adaption to changing nutrients and the presentation with a vast array of different types of antigens, including potential pathogens and harmless dietary antigens requires a granular regulation of cell proliferation, differentiation and cell death. In the pig, the differences in the turn-over rate for instance between skeletal muscle and the gut tissue could be attributed to different GCR concentrations respectively. This explains the tissue specific sensitivty on circulating corticoids.
Thus studies on GCR distribution contributes to the clarification of the role of glucocorticoids in the regulation of these mechanisms in the intestinal tract. In the pig, so far receptor detection has been performed by radio ligand binding assays, which only measures steroid unoccupied non-activated receptors in the cytoplasm. Selective GCR antibodies react with both occupied and unoccupied GCR. In addition, antibodies enable celltype specific detection of the GCR in complex tissues by immunocytochemistry. The aim of this investigation was the production of porcine GCR-specific polyclonal antibodies by detailed analysis of the cDNA sequence of the GCR and the recombinant expression of a suitable antigen fragment.
A fragment with 2.1 kb of the GCR cDNA (gcr2.1) was sequenced. Based on Blast sequence analysis a GCR antigen fragment for recombinant expression was selected from the modulatory region (GCRmr) and cloned in a T7-expression system as a His-tag fusion protein. After affinity chromatographic und preparative purification The anti-pGCR-antibodies bind the pGCRmr antigen with high affinity, as well as the denatured receptor in western blot analysis. In additon, immunoprecipitation assays demonstrated that cytosolic GCR is recognized regardless of whether it is unoccuppied or occuppied with dexamethasone. Thus, the antiserum is able to bind the native GCR both in its inactivated form as a multiprotein complex in association with HSP90 and in its activated form with shed HSP 90. Our investigations with immunoprecipitation assays support the applicability of the anti-pGCR antiserum in immunohistochemistry. The characterized antibodies were implemented in immunohistochemy for studies of distribution and localization of the GCR in the small bowl and colon of boars and barrows. The intracellular distribution of the GCR was examined by western blot assays.
Immunohistochemical studies showed an increased number of immunostained GCR in the colon compared with the small intestine, as has been shown earlier with ligand-binding assays. 32,9 % and 14,5 % of the cells of the lamina propria were GCR immunoreactive in the small intestine of barrows and boars. In the colon 49,3 % and 43,3 % showed immunostaining. Epithelial cells showed a reversed pattern compared to the lamina propria in both groups. The number of GCR immunoreactive cells in barrows and boars decreased from 9,6 % and 9 % in the small intestine to 5,4 and 5,6 % in the colon, respectively. Comparison of both groups ? barrows and boars - revealed significant differences in the number of GCR immunoreactive cells in the lamina propria of the small bowl. Boars showed a decreased GCR expression of 10 % in the duodenum and 30 % in the jejunum. The number of GCR immuostained colonic cells amounts to 36,9 % in the colon ascendens and 49,2% in the colon descendens of boars and 47,5 % and 51 % in barrows. Studies of the subcellular localization by western blot analysis of cytosolplasmic and nuclear proteins demonstrated that in both groups in the ileum a higher amount of GCR was translocated into the nucleus. In the colon the number of cytoplasmic GCR was higher. The different subcellular GCR distribution in the two segments of the intestine can be explained by the increased expression of 11â-hydroxysteroid dehydrogenase 2 in the colon. 11â-HSD 2 inactivates cortisol and thus inhibits receptor activation and thereby translocation to the nucleus.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
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Rolf
Claus
Prof. Dr.
2002-09-16
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-407
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ger
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
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2004-02-02T15:26:29Z
ddc:630
pub-type:8
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Möglichkeiten und Grenzen der Sekundärwalderhaltung im Bundesstaat Sucre, Venezuela - Brachewirtschaft, Agroforstsysteme und forstliche Nutzung in der kleinbäuerlichen Landwirtschaft -
Possibilities and limitations in the conservation of secondary forests in the Sucre State, Venezuela - Fallow systems, agroforestry systems and forest use in the peasant agriculture
Alexis Holger
Valqui Haase
630
Sekundärwald , Sucre <Venezuela> , Península de Paria , Entscheidungsbegründung , Entwaldung , Tropischer Wald , Kleinbauernbetrieb , Subsistenzwirtsc
Landnutzungssysteme Secondary forests, Venezuela, Decision making, deforestation, land use systems
Als direkte Verursacher der Tropenwaldzerstörung gelten weltweit über eine halbe Milliarde Menschen, die vor allem als Landlose und Kleinbauern in Waldgebieten und angrenzenden Gebieten in den Tropen leben und durch vielfältigste Maßnahmen im Rahmen ihrer Existenzsicherung den Tropenwald nutzen und zerstören.
Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Verdeutlichung dieser Problemstellung, indem handlungsleitende sozioökonomische und rechtliche Faktoren bei der Nutzung und Zerstörung von Waldökosystemen am Beispiel der kleinbäuerlichen Betriebssysteme in der Paria Region des Bundesstaates Sucre, Venezuela, untersucht werden. Die kleinbäuerlichen Betriebssysteme sichern ihre Existenz hier vorwiegend durch den Anbau landwirtschaftlicher Kulturen in Brachewirtschafts- und Baum-Dauerkultur-Mischsystemen. Folgende Forschungsfragen wurden untersucht: Tragen das Agrarreformgesetz und die lokale Bodenordnung bzw. die Forstgesetzgebung und die aktuelle Forstpolitik dazu bei, dass Kleinbauern den Wald schützen? Welchen Beitrag leisten die praktizierten Landnutzungssysteme zur Ernährungs- und Einkommenssicherung der kleinbäuerlichen Familien und zur Walddegradation? Welche Funktionen erfüllt der Wald aus Sicht der Kleinbauern und welchen Nutzen können diese daraus realisieren?
Die grundlegenden rechtlichen Institutionen des Agrarreformgesetzes, nämlich insbesondere das Recht des Besitzer auf Eigentum solange das Land bearbeitet wird, haben negative Implikationen auf die Waldflächen. In einer wie in der Region Paria von Wald geprägten Umwelt bedeutet die Anwendung dieser Rechte, die sich auch in der lokalen Bodenordnung wiederfinden, dass die aus landwirtschaftlicher Sicht ineffiziente Landnutzungsform Wald durch möglichst produktivere landwirtschaftliche Nutzung ersetzt werden muss. Somit stel-len die Grundlagen der Agrarverfassung einen Widerspruch zu den Zielen der Walderhal-tung dar.
Die Forstpolitik, die de jure die nachhaltige Nutzung der Forstressource fördert, hat zu einem korrupten System um die Nutzungsgenehmigungen geführt, zu dem Kleinbauern keinen Zugang finden. Sie führt de facto dazu, dass Kleinbauern eine ungenehmigte und damit illegale forstliche Nutzung durchführen bzw. von einer Nutzung absehen. Dadurch trägt diese Forstpolitik zwar zu einer gewissen Walderhaltung bei, aber auch dazu, dass Wald für Kleinbauern keine produktive Ressource ist und auf diese Weise die nachhaltige Nutzung der Forstressourcen durch die kleinbäuerlichen Betriebsysteme verhindert.
Der Beitrag der forstlichen Nutzung zur Einkommenssicherung der kleinbäuerlichen Familien fällt im Vergleich zu dem aus der landwirtschaftlichen Nutzung sich ergebenden Einkommen gering aus. Und die Nutzung von Forstprodukten für die Subsistenzsicherung verliert durch die Substitution durch industriell hergestellte Produkte an Bedeutung.
Während in den Baum-Dauerkultur-Mischsystemen die Baumkomponente mit der Zeit einen stabilen Sekundärwald bildet, wird in der Brachewirtschaft regelmäßig der Sekundärwald bzw. die Sekundärvegetation für den Anbau von annuellen Kulturen gerodet. Da ein auf diesen Flächen entwickelter Sekundärwald den Besitzanspruch wegen der Nichtbearbeitung der Flächen in Frage stellt, wird seine Entwicklung durch eine frühzeitige Rodung vermieden.
Der Beitrag zur Einkommens- und Subsistenzsicherung der wichtigsten landwirtschaftlichen Kulturen fällt unterschiedlich aus. Der Kakaoanbau in den Baum-Dauerkultur-Mischsyste-men trägt zur wirtschaftlichen Stabilität der Haushalte durch ein über mehrere Monate verteiltes Einkommen, relativ hohe Rentabilität der eingesetzten Familienarbeit und zur finanziellen Absicherung im Alter und bei Krankheit bei. In den Brachewirtschaftssystemen tragen annuelle Kulturen, hauptsächlich Kürbis, Taro und Okumo, kurzfristig zum Einkommen der Familien bei, wobei sie sich durch eine relativ höhere Flächenrentabilität auszeichnen. Taro und Okumo sowie Mais sind zudem Hauptbestandteile des Speiseplans der bäuerlichen Familien.
Sekundärwälder dienen in den Baum-Dauerkultur-Mischsystemen zur Beschattung, in den Brachewirtschaftssystemen zur Wiederherstellung der Bodenfruchtbarkeit sowie zur Verminderung der Unkraut- und Schädlingspopulation und in begrenztem Maße zur Einkommens- und Subsistenzsicherung. Eine besondere Funktion erfüllen die Wälder, die zur Sicherung der Trinkwasserversorgung der Gemeinden im Bereich der Einzugsgebiete der Quellen erhalten werden. Trotzdem erfüllen Wälder aus Sicht der Kleinbauern in erster Linie die Funktion einer Reserve für Umnutzung in landwirtschaftliche Flächen.
Half a billion people are considered as direct actors of tropical deforestation. Especially those, who live in the tropics in forest areas or nearby forests as peasants and landless people. They use and destroy the tropical forests by trying to secure the subsistence of their families.
This study analysis the leading socio-economic and legal factors of the use and destruction of forest ecosystems in the small scale agriculture of the Paria Region, in the State Sucre, Venezuela. In the Paria Region the small scale agricultural systems secure their subsistence especially trough the cultivation of agricultural products in fallow systems and agroforestry systems. Following questions are treated: In which way does the agrarian reform law and the local land tenure as well as the forest law and the forest politics influence the protection of forests by peasants? How does the landuse systems contribute to the income and subsistence assurance of peasant families as well as to deforestation? Which functions does the forests fulfil from the point of view of the peasants and what benefit could they realise from the forests?
A quantitative and qualitative approach was chosen. Standardised survey as well as econometric and statistical data analysis methods, like Cluster analysis and logistical regression, are combined with semistructured interviews and qualitative analysis methods.
Conclusions:
Forests are seen in the agrarian reform law as well as at community level primarily as a reserve for agricultural land. The "agrarian occupation" which follows the principle, land is owned by them who use it, is an instrument to avoid land concentration. But in countries like Venezuela it has also deforestation as consequence, where forests are seen as land that is not in use.
The fact that forests are seen as land that is not in use or even useless land is reinforced by the restriction which peasants are confronted with, due to the forest law and it's implementation, when they wanted to use the forests for income generation. Also the function of the forests as supplier of subsistence goods for the families is loosing importance because of the substitution of this goods by industrial ones. This restriction and development has the consequence that peasants become more and more "disinterested forests managers".
The comparison of the fallow systems and agroforestry systems of the Paria Region shows that agroforestry systems are relative better from the view of income generation and forests conservation. They have a lower land productivity, but they have a relative high work productivity and generated better distributed income. On the other side they are less forest destructive. In most of the cases they can be even seen as secondary forests.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
F.
Heidhues
Prof. Dr.
2002-11-16
ElectronicThesisandDissertation
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ger
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2003/45/
oai:opus.uni-hohenheim.de:42
2004-01-20T10:29:55Z
ddc:630
pub-type:8
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Spatial undergrowth species composition in oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) in West Sumatra
Räumliche Zusammensetzung der Segetalarten im Ölpalmanbau (Elaeis guineensis Jacq.) in Westsumatra
Jörn Uwe
Germer
630
Ölpalme , Pflanzen , Westsumatra , Sumatra , Pflanzensoziologie
Histosol, Fluvisol Oil palm, Flora, West Sumatra, Phytosociology
The area planted to oil palm expanded during the last decades substantially, making it become the world's second most important oil crop. Despite its economic significance the oil palm remains remarkably unknown. Little attention is paid also to the oil palm undergrowth, though important in stabilizing the agro-ecosystem in plantations.
Comprehensive knowledge of undergrowth species adapted to specific ecological niches in oil palm plantations is essential to investigate their function in and potential benefit to the oil palm agro-ecosystem. The objectives of the conducted research were to develop a reproducible approach for phytosociological investigation in oil palm plantations and to accomplish a general inventory of the vascular plants associated with oil palm in a plantation in West Sumatra. Additionally it was aimed to study the undergrowth heterogeneity within the fields and the distribution of species in the plantation in response to solar radiation below the palm canopy, soil type and physical and chemical soil parameters. A rich diversity of 298 species, 186 dicotyledonae, 77 monocotyledonae and 35 pteridophyta (ferns and allies), representing 81 families was identified in the research area. Similar to rainforests, plants with a high consistency were few, while most of the species occurred only sporadically in the oil palm undergrowth. In average 36 species were found in each of the 100 sampled relevés. The 8 most frequent species were identified as an abstract plant community: Mikania micrantha H.B.&K., Pouzolzia zeylanica Benn., Ageratum conyzoides L., Sporobolus diander Beauv., Nephrolepis biserrata (Sw.) Schott., Pityrogramma calomelanos (L.) Link, Lygodium microphyllum (Cav.) R.Br. and Stenochlaena palustris Bedd. Due to particular management practice, oil palm fields can be zoned in harvesting path, palm circle and inter-row. Species that were mainly found in the inter-row were: Diplazium esculentum (Retz.) Sw, Cyclosorus interruptus (Willd.) H.Ito, Nephrolepis biserrata and Christella dentate (Forssk.) Brownsey & Jermy. Plants that were found primarily in the other zones were small herb species such as Hedyotis corymbosa Lam., Limnophila rugosa Merrill, Borreria setidens (Miq.) Boldingh and Peperomia pellucida H.B.&K., the sedges Fimbristylis miliacea Vahl and Cyperus kyllingia Endl. as well as the grass Sporobolus diander.
It was found that the palm canopies developed slower on histosol than on fluvisol and assumed that the main reason for this difference was the lower nutrient pool in low-density organic soil. Melliferous species, which are often important as hosts for pest antagonists, were infrequent where less light was available. In the inter-row a distinct shift from a creeper and grass to a fern and non-creeper dicotyledonae dominated undergrowth was observed with falling levels of solar radiation. Species consistently more frequent in less shaded sampling sites throughout the research area were: Basella alba Linn., Calopogonium muconoides Desv., Commelina diffusa Brum.f., Imperata cylindrica Beauv., Pueraria phaseoloides Benth. and Sporobolus diander whereas Ageratum conyzoides, Christella dentata, Diplazium esculentum, Peperomia pellucida, Phyllanthus debilis Willd., Pouzolzia zeylanica and Sparganophorus villantii Crantz preferred more shaded environments. The soil analyses revealed that the soil carbon content was not only distinctly different between histosol and fluvisol, but also between individual sites on the two soil types. Next to the carbon content the effective cation exchange capacity varied largely between sites. The physical soil properties were stable within the sites, while the chemical properties were significantly influenced by fertilization. Species abundance per relevé was significantly higher on fluvisol than on histosol, while the difference in the total number of species between the soil types was small. 11 species showed a preference towards low soil carbon content: Ceratopteris thalictroides (L.) Brongn., Christella dentata, Christella parasitica (L.) Lev., Diplazium esculentum, Eleusine indica (L.) Gaertn., Hedyotis corymbosa, Pleocnemia irregularis (C.Presl) Holtt., Polygonum barbatum L., Selaginella plana Hieron., Sphaerostephanos polycarpus (Bl.) Copel. and Stachytarpheta indica Vahl. Accordingly the presence of two species: Borreria latifolia (Aubl.) K. Schum. and Dicranopteris linearis J. Underw. augmented with increasing soil carbon content. In the sampling sites marked by high ECEC ferns were dominant. On fluvisol 11 out of 18 species that occurred more frequently where the ECEC was higher were ferns and on histosol 3 out of 12 species respectively. The distinct difference of soil carbon content blanketed, apart form the ECEC possible effects of other soil properties on the undergrowth species composition.
Die weltweit mit Ölpalmen kultivierte Fläche dehnte sich in den letzten Dekaden stark aus, damit wurde die Ölpalme global zur zweitwichtigsten Ölpflanze. Trotz ihrer Bedeutung als wichtige Nahrungspflanze ist die Ölpalme in der Öffentlichkeit relativ unbekannt. Dem Unterwuchs in Ölpalmplantagen wird, obwohl er wichtige stabilisierende Wirkungen auf das Agroökosystem hat, ebenfalls wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Das Ziel der Arbeit war einen reproduzierbaren Ansatz für die phytosoziologische Inventur von Unterwuchs in Ölpalmplantagen in Abhängigkeit von abiotischen Faktoren zu entwickeln und durchzuführen. Im Untersuchungsgebiet, einer Ölpalmenplantage auf einer Flussaue in Westsumatra, wurden 298 Pflanzenarten, 186 Dicotyledonae, 77 Monocotyledonae und 35 Pteridophyta (Farne und farnähnliche Pflanzen) aus insgesamt 81 Familien gefunden. Die Artenvielfalt war geringer als in den natürlichen Wäldern der Region, aber wesentlich höher als im Unterwuchs dieser Wälder. Ähnlich wie im tropischen Regenwald war die Zahl der stetig vorkommenden Arten gering und der sporadisch anzutreffenden Arten hoch. Acht mit höchster Stetigkeit gefundenen Arten wurden als Vegetationsgesellschaft identifiziert, die jedoch nicht in ein feststehendes Vegetationsformenkonzept eingegliedert werden kann: Mikania micrantha H.B.&K., Pouzolzia zeylanica Benn., Ageratum conyzoides L., Sporobolus diander Beauv., Nephrolepis biserrata (Sw.) Schott., Pityrogramma calomelanos (L.) Link, Lygodium microphyllum (Cav.) R.Br. and Stenochlaena palustris Bedd.. Die verschiedenen Feldzonen, der Erntepfad, die Baumscheiben und die Zwischenreihen unterliegen einem unterschiedlichen Management und Pflege. Zu den Arten die vorwiegend in den Zwischenreihen gefunden wurden gehören: Diplazium esculentum (Retz.) Sw., Cyclosorus interruptus (Willd.) H.Ito, Nephrolepis biserrata and Christella dentata (Forssk.) Brownsey & Jermy. Wogegen in den anderen Zonen überwiegend niedrigwüchsige krautige Arten wie: Hedyotis corymbosa Lam., Limnophila rugosa Merrill, Borreria setidens (Miq.) Boldingh und Peperomia pellucida H.B.&K., die Seggen Fimbristylis miliacea Vahl und Cyperus kyllingia Endl. wie auch das Grass Sporobolus diander dominierten. Die abiotischen Faktoren die am stärksten die Zusammensetzung des Unterbewuchses beeinflussten waren die Sonneneinstrahlung unterhalb der Palmenkronen, der Bodentyp, der Kohlenstoffgehalt und die effektive Kationen-Austauschkapazität des Bodens. Die Pflanzdichte war konstant und die Beschattung des Bodens hauptsächlich von der Ausdehnung des Kronenradius beeinflusst. Es wurde eine verzögerte Entwicklung der Palmenkrone auf Histosol festgestellt und angenommen, dass diese Verzögerung mit dem begrenzten Nährstoffvorrat organischer Böden aufgrund deren geringeren Dichte zusammenhängt. Arten die wesentlich öfter in den wenig beschatteten Revelés vorkamen waren: Basella alba Linn., Calopogonium muconoides Desv., Commelina diffusa Brum.f., Imperata cylindrica Beauv., Pueraria phaseoloides Benth. und Sporobolus diander, wogegen Ageratum conyzoides, Christella dentata, Diplazium esculentum, Peperomia pellucida, Phyllanthus debilis Willd., Pouzolzia zeylanica und Sparganophorus villantii Crantz direkte Sonneneinstrahlung mieden. Die Bodenanalysen zeigten auf, dass der Kohlenstoffgehalt des Fluvisols wesentlich geringer war als des Histosols, aber auch zwischen den verschiedenen Revelés der beiden Bodentypen wurden deutliche Differenzen gefunden. Neben dem Kohlenstoffgehalt wurde eine starke Abweichung der effektiven Kationen-Austauschkapazität zwischen den Aufnahmeflächen festgestellt. Innerhalb der Revelés waren die physikalischen Bodeneigenschaften stabil, während die chemischen Parameter signifikant durch die Düngung beeinflusst wurden. Die Artenvielfalt pro Revelé war auf Fluvisol signifikant höher als auf Histosol, wobei die absolut auf den beiden Bodentypen gefundene Artenzahl nur geringfügig abwich. 11 Arten wuchsen bevorzugt auf Böden mit geringem Kohlenstoffgehalt: Ceratopteris thalictroides (L.) Brongn., Christella dentata, Christella parasitica (L.) Lev., Diplazium esculentum, Eleusine indica (L.) Gaertn., Hedyotis corymbosa, Pleocnemia irregularis (C.Presl) Holtt., Polygonum barbatum L., Selaginella plana Hieron., Sphaero-stephanos polycarpus (Bl.) Copel. und Stachytarpheta indica Vahl. Dagegen kamen nur zwei Arten deutlich öfters auf Kohlenstoff reichem Boden vor: Borreria latifolia (Aubl.) K. Schum. und Dicranopteris linearis J. Underw.. In den Revelés die sich durch hohe effektive Kationen-Austauschkapazität auszeichneten waren auf Fluvisol 11 von 18 verstärkt auftretenden Arten Farne und auf Histosol entsprechend 3 von 12 Arten. Der starke Unterschied im Kohlenstoffgehalt zwischen den Aufnahmeflächen maskierte, abgesehen von der effektiven Kationen-Austauschkapazität, mögliche Auswirkungen anderer Bodeneigenschaften auf die Zusammensetzung der Vegetation.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Joachim
Sauerborn
Dr.
2003-02-27
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-427
application/pdf
eng
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
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oai:opus.uni-hohenheim.de:46
2003-12-15T11:16:46Z
ddc:630
pub-type:8
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Unkrautbekämpfung in Zuckerrüben - Ermittlung der Kritischen Periode
Weed control in sugar beets - identification of the critical period
Henner
Kobusch
630
Unkrautbekämpfung , Zuckerrübe , Glufosinat-Ammonium
Unkrautkonkurrenz, Kritische Periode weed control, sugar beet, glufosinate, weed competition, critical period
Zuckerrüben sind in frühen Entwicklungsstadien sehr empfindlich gegen Verunkrautung. Das ist ein wesentlicher Grund dafür, dass für die Unkrautbekämpfung in Zuckerrüben keine Scha-densschwellen entwickelt wurden. Ein weiterer Grund ist, dass die in Zuckerrüben verwendeten Herbizide zu späten Entwicklungsstadien der Zuckerrüben nicht mehr ausreichend wirksam sind und die Selektivität gegenüber den Zuckerrüben abnimmt. Mit herbizidresistenten Sorten dürfte es jedoch möglich sein, die Unkrautbekämpfung zu einem späteren Zeitpunkt als bisher durchzuführen. Dafür ist es notwendig die Zeitspanne zu kennen, in der Zuckerrüben zur Vermeidung von Ertragsverlusten unkrautfrei sein müssen. Die Zeitspanne ist definiert durch den Zeitpunkt, bis zu dem eine Verunkrautung toleriert werden kann (Beginn der Kritischen Periode) und durch den Zeitpunkt, ab dem sie toleriert werden kann (Ende der Kritischen Periode). In der vorliegenden Arbeit wurde geprüft, ob es Parameter gibt, die eine standorts- und jahresunabhängige Festlegung der Kritischen Periode ermöglichen. Dazu wurden verschiedene Parameter an drei Standorten in der Ukraine und in Stuttgart-Hohenheim über drei Jahre untersucht. Schließlich wurde versucht, die Unkrautbekämpfung in Feldversuchen mit einer glufosinatresistenten Transformante unter Berücksichtigung der Kritischen Periode durchzuführen. Ein einheitliches Entwicklungsstadium der Zuckerrüben, bis und ab dem Verunkrautung toleriert werden konnte, wurde nicht festgestellt. Das Entwicklungsstadium, bis zu dem Verunkrautung toleriert werden konnte, variierte zwischen dem 2- und 10-Blattstadium der Rüben. Gleiches traf für das Entwicklungsstadium zu, ab dem Verunkrautung toleriert werden konnte. Hier variierten die Entwicklungsstadien zwischen dem 2- und 12-Blattstadium der Rüben.
Sowohl der Parameter Unkrautdeckungsgrad als auch der Zuckerrübendeckungsgrad waren zu dem Entwicklungsstadium, bis zu dem Verunkrautung toleriert werden konnte, standorts- und jahresabhängig. Der Unkrautdeckungsgrad variierte in Hohenheim zwischen 96,7 % und 66,5 %. Der tolerierbare Deckungsgrad in Poltava mit 77,5 % unterstrich die Standortsabhängigkeit dieses Parameters. Gleiches galt für den Zuckerrübendeckungsgrad, der zwischen 5,3 % und 15,0 % zu Beginn der Kritischen Periode variierte. Die standorts- und jahresabhängigen Effekte auf die Deckungsgrade wurden durch den Parameter relativer Unkrautdeckungsgrad fast voll-ständig kompensiert. Am Standort Hohenheim variierte er lediglich zwischen 94,8 % und 84,5 %. In Poltava wurde mit 83,8 % der geringste Wert berechnet. Danach kann ein maximaler relativer Unkrautdeckungsgrad (Anteil des Unkrautdeckungsgrades am Gesamtdeckungsgrad - Formel 5) von 83 % toleriert werden, bevor mit einer Ertragsabnahme zu rechnen ist. Damit ist eine entscheidende Größe definiert, an der sich die Unkrautbekämpfung in Zuckerrüben orien-tieren kann. Voraussetzung ist, dass Verfahren zur Verfügung stehen, die zu diesem Zeitpunkt eine Bekämpfung ermöglichen. In einem weiteren Schritt wurde versucht, die Unkrautbekämpfung in Feldversuchen mit einer glufosinatresistenten Transformante unter Berücksichtigung der Kritischen Periode durchzuführen. Bis zum Beginn der Kritischen Periode konnte mit der Unkrautbekämpfung mit Glufosinat in keinem Fall gewartet werden. Die Glufosinatbehandlungen mussten bei beiden Versuchen zum 6-Blattstadium der Rüben beginnen, während die eigentliche Kritische Periode erst zum 10- bzw. 12-Blattstadium begann. Als limitierender Faktor für eine vollständige Umsetzbarkeit des Beginns der Kritischen Periode mit Bezug zu dem Entwick-lungsstadium der Zuckerrüben zeigte sich in den Feldversuchen eine nachlassende Kulturverträglichkeit der glufosinatresistenten Transformante mit zunehmendem Entwicklungsstadium der Rüben. Modelluntersuchungen bestätigten diesen Zusammenhang. Neben dem Einfluss des Entwicklungsstadiums wurde hierbei auch ein Einfluss der Witterung deutlich. Eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit von 50 % auf 80 % führte unabhängig vom Entwicklungsstadium zu einer Erhöhung der NH3-Konzentration in der Transformante. Die größte NH3-Zunahme trat durch die Erhöhung der Luftfeuchte bei dem jüngsten Blatt der 6-Blattvariante auf. Hier unterschied sich der NH3-Gehalt im Vergleich der Luftfeuchten um den Faktor 18, während er bei dem ältesten Blatt der 6-Blattvariante als auch bei der 2-Blattvariante durchschnittlich um den Faktor 7 anstieg. Neben einer Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium wurde auch eine Abhängigkeit vom Blattalter deutlich. Als Fazit kann gezogen werden, dass die Unkrautbekämpfung mit Bezug zum Entwicklungsstadium in glufosinatresistenten Zuckerrüben zu einem Zeitpunkt erfolgen muss, zu dem eine Notwendigkeit zur Vermeidung von Ertragsverlusten noch nicht besteht. Technologien, die eine Unkrautbekämpfung erst zum Beginn der Kritischen Periode ermöglichen, scheinen im Moment nicht verfügbar zu sein.
Early leaf stages of sugar beet are very sensitive to weed competition, which is a major reason for the absence of thresholds for weed control in sugar beet. In combination with non-selective herbicides, the use of herbicide resistant sugar beets appears to allow the control of weeds at a later date than usual applications of common selective herbicides. Therefore, it is necessary to know the critical period, in which the crop should be weed free in order not to loose yield. The influencing factors of the critical period are the moment until weed can be tolerated (beginning of the critical period) and the moment after weed can be tolerated (end of the critical period). The primary objective of the present work was the establishment of a parameter, which would allow a determination of the critical period independent of location and season. Therefore, triannual field trials were carried out at three different sites in the Ukraine and in Stuttgart-Hohenheim in order to evaluate the suitability of different parameters. In addition, by use of a glufosinat resistant sugar beet transformant, the practicability of the critical period was investigated. Application of the critical period and moreover the definition of a general period threshold requires a reference value defining the beginning and end of the critical period which is both independent of location and season. The primary aim of this work was to establish a parameter, which fulfills this condition. All parameters relate to the growth of sugar beet or of the weed quantify their interaction. The following parameters were investigated: the leaf stage of the sugar beet, the weed and sugar beet coverage level, the relative weed coverage, the temperature sum and the intensity of weed shading of the beets. The investigation took place at three separate sites in the Ukraine and in Stuttgart-Hohenheim enabling the effect of different sites to be taken into account. A uniform sugar beet leaf stage until and after weeds could be tolerated was not found. The leaf stage until weeds could be tolerated varied between the 2 and 10 leaf stage. Similarly the leaf stage after which the weeds could be tolerated varied between the 2 and 12 leaf stage of the beet. A uniform and therefore location and year-independent degree of sugar beet coverage and weed coverage relating to leaf stage was not found at the beginning of the critical period at the Hohenheim site (1999 and 2000) and Poltava (1999) in the Ukraine. The degree of weed cover varied at the beginning of the critical period between 96.7% and 66.5% in Hohenheim. The same applies to the degree of sugar beet coverage which varies between 5.3% and 15%. The difference between the two levels of coverage is almost completely compensated by the parameter relative weed coverage. At the Hohenheim site it only varied between 94.8% and 84.5%. The minimum value was found at Poltava with 83.8%. On this basis, a maximum relative weed coverage of 83 % can be tolerated without significant yield loss. Herewith, a decisive parameter is defined as a measure for timing weed control in sugar beets. However, an important requirement is the availability of efficient control methods at this certain point of time. In a further step an attempt was made to apply the critical period in relation to the leaf stage of the beet by using a glufosinate resistant sugar beet transformant. In no trail it could be waited with glufosinate applications until the beginning of the critical period. The latest leaf stage, when glufosinate application had to start in Poltava and Vinnitsa was the 6-leaf stage, whereas the critical period began at the 10- or 12-leaf stage. A limiting factor for the definitive application of the beginning of the critical period was shown in the field trials by a decreasing tolerance of the glufosinate resistant transformant at ever later leaf stages of beet development. Prediction model investigations confirmed this correlation. In addition to the effect of the leaf stage the effect of weather conditions was also apparent. The increase in air humidity from 50 % to 80 % led to an increase in NH3 concentration in the resistant transformant, regardless of its leaf stage. NH3 is found in non-resistant plants due to the inhibition of glutamine-synthetase by glufosinate, which leads to cell death. The largest increase in NH3 when the air humidity was increased from 50 % to 80 % occurred at the youngest leaf at the 6-leaf stage. In addition to the dependency of NH3 concentration on leaf stage the effect of leaf age was also apparent. Concluding, the control of weeds, related to the leaf stage of glufosinate resistant sugar beet, has to be done before the critical period begins. Unfortunately, technologies, which offer the possibility to control weeds by an integration of the critical period, are so far not available.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Karl
Hurle
Prof. Dr.
2003-09-15
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-467
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
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oai:opus.uni-hohenheim.de:47
2003-12-19T09:15:03Z
ddc:630
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Molekulare Analyse des Himbeerringflecken Nepovirus (RpRSV) und Herstellung eines Konstrukts zur Induktion von RpRSV?Resistenz in Reben
Molecular analysis of the Raspberry Ringspot Nepovirus (RpRSV) and establishing of a construct for the induction of a RpRSV resistance in vine
Rainer
Ebel
630
Reben , Nepoviren , Genkonstrukt , Gene Silencing , infektiöser Klon
Vine, Nepoviruses, Gene Construct, Gene Silencing, Infectious Clone
Das Himbeerringflecken Nepovirus (RpRSV) ist eines der Viren, welches in den Komplex der Reisigkrankheit an Reben
involviert ist. Es existieren zwei verschiedene Stämme von RpRSV: den ?grapevine? ? Stamm (RpRSV-g) und den in
Deutschland bedeutenderen ?cherry? ? Stamm (RpRSV-ch). Beide Stämme haben zwei RNA Stränge (RNA1 und
RNA2). Beide Stränge haben ein Genom gebundenes Protein am 5' Ende und sind am 3' Ende polyadenyliert. Die RNA
Stränge haben ein großes offenes Leseraster flankiert von einer 5' und 3' nicht kodierenden Region. Die offenen Leseraster
kodieren für ein großes Polyprotein, welches proteolytisch in kleinere funktionelle Proteine gespaltet wird. Die Ziele der
Arbeit waren die Herstellung von RpRSV resistenten Unterlagsreben sowie die genauere Charakterisierung von RpRSV.
Die Strategie der Virusresistenz war die Herstellung eine Genkonstruktes, welches ein ?Gene Silencing? der Virusgene
induzieren sollte. Nicotiana benthamiana wurde hierzu als Testsystem verwendet. Da keine RpRSV Sequenzdaten
existierten, wurden beide Stämme von RpRSV sequenziert. Die RpRSV Stämme wurden in Chenopodium quinoa
vermehrt. Die virale RNA wurde isoliert, doppelsträngige cDNA synthetisiert, kloniert und sequenziert. Die erhaltenen
Sequenzen wurden intensiv miteinander verglichen. Eine Sequenz der 3' nicht kodierenden Region der RNA2 von
RpRSV-ch wurde für die Herstellung eines Genkonstruktes ausgewählt. Mit der Sequenz wurde ein ?inverted repeat?,
separiert von einem pflanzlichen Intron, hergestellt. Dieses Konstrukt wurde unter der Kontrolle eines 35S Promotors in die
Transformationsvektoren pPZPnptII und pPZPbar kloniert. Nicotiana benthamiana wurden mittels Agrobakterien
vermittelter Transformation transformiert. Die T2 Generationen der regenerierten transgenen Pflanzen wurden hinsichtlich
ihrer RpRSV ? Resistenz getestet. Weiterhin wurden ?full length? Klone der RNA1 und RNA2 von RpRSV-g hergestellt.
Hierzu wurde die doppelsträngige cDNA beider RNA Stränge unter der Kontrolle eines 35S Promotors kloniert. Mit den
Klonen wurden erfolgreiche Infektionsexperimente durchgeführt in Chenopodium quinoa durchgeführt.
The Raspberry Ringspot Nepovirus (RpRsV) is one of the viruses responsible for the fanleaf disease of grapevine. Two
different serological strains of RpRSV exist: the grapevine strain (RpRSV-g) and the cherry strain (RpRSV-ch), which
occurs in Germany and Switzerland. RpRSV has two RNAs (RNA1 and RNA2). Both have a genome-linked protein at
the 5' ends and are polyadenylated at the 3' ends. RNA1 and RNA2 have one open reading frame flanked by 5' and 3'
non-coding regions. The ORFs encode for one large polyprotein which is proteolytically cleaved in smaller functional
proteins. The aims of the work were to produce RpRSV grapevine plants and the closer characterisation of RpRSV. The
strategy was to create a gene construct, which should induce a gene silencing against the viruses in the grapevine rootstocks.
Nicotiana benthamiana was chosen as a test system for the constructs. Because there was no sequence data available
both strains were sequenced. The RpRSV strains were propagated in Chenopodium quinoa. The viral RNAs were
purified, cDNA synthesized, cloned and sequenced. The sequences were compared and multiple alignments were
performed. A sequence from the RNA2 3' non-coding region of RpRSV-ch was selected for the gene construct. An
inverted repeat of this sequence was generateted, separated by a plant intron sequence. This construct under the control of
a 35S promotor was cloned in the transformation vectors pPZPnptII (antibiotic resistance) and pPZPbar (herbicide
resistance). Agrobacterium mediated transformation of Nicotiana benthamiana has been carried out. The T2 generation
of the regenerated transgenic tobacco lines were tested for RpRSV resistance. Furthermore full-length clones of the RNA1
and RNA2 of RpRSV-g were produced. Therefore the full-length ds cDNA of both RNA strains were cloned under the
control of a 35S promotor. Infection experiments in Chenopodium quinoa with the full clones have successfully been
carried out.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Götz
Reustle
Dr.
2003-07-30
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-475
application/pdf
ger
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thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2003/47/
oai:opus.uni-hohenheim.de:44
2004-01-12T11:49:13Z
ddc:630
pub-type:8
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Einfluss der Bearbeitungsintensität beim Umbruch von Luzerne-Kleegras auf die Stickstoffmineralisation zur Folgefrucht Winterweizen im organischen Landbau
Influence of tillage intensity on nitrogen mineralization after a grass-clover-alfalfa mixture followed by winter wheat in organic farming
Fabian
Wald
630
Bodenbearbeitung , Intensität , Umbruch <Landwirtschaft> , Luzerne , Kleegras , Winterweizen , Biologischer Landbau , Mineralisation , Stickstoff , St
Organischer Landbau , N-Mineralisation , Luzerne-Kleegras tillage , intensity , plow-in , grass-clover-alfalfa mixture , nitrogen mineralisation
In Fruchtfolgen des organischen Landbaus spielen Gemenge aus Leguminosen und Gras eine wichtige Rolle. Sie werden meist mehrjährig angebaut. Mit dem Umbruch der Narbe wird der von den Leguminosen assimilierte Stickstoff durch die Mineralisation der organischen Substanz wieder freigesetzt.
Für eine Steuerung der Mineralisierung steht in der Praxis ausschließlich das Instrument der Bodenbearbeitung zur Verfügung. Die vorliegende Untersuchung zielt darauf ab, Zusammenhänge zwischen verschiedenen Intensitäten von Bodenbearbeitungen zum Narbenumbruch und N-Mineralisierung zu analysieren. Die gewonnenen Daten wurden für eine Überprüfung des Simulationsmodells CANDY verwendet.
Als Versuchsgelände standen drei Flächen von jeweils ca. 0,1 ha auf zwei Standorten zur Verfügung, die von 1999 bis 2001 experimentell bewirtschaftet wurden: Hohenheim (mit den Versuchen 610 und 611) und Kleinhohenheim (mit Versuch 660). Alle Flächen trugen zu Beginn ein dreijähriges Luzerne-Kleegrasgemenge, das für die Versuche 610 und 660 im Spätsommer 1999 umgebrochen wurde, für den Versuch 611 im Jahr 2000. Die Bodenbearbeitung der Narbe wurde in drei Stufen variiert: RT+RT+Pflug: zweifache Rotortillerbearbeitung (RT, 10 cm tief) in etwa zweiwöchigem Abstand, abschließend wurde die Fläche gepflügt (Pflug, 25 cm tief); RT+Pflug: einmalige Rotortillerbearbeitung und abschließender Pflugeinsatz (Bearbeitungstiefen wie zuvor); Pflug: ausschließlicher Pflugumbruch (Bearbeitungstiefe wie zuvor). Anschließend wurde auf allen Versuchflächen jeweils im Herbst Weizen eingesät und bei den Versuchen 610 und 660 im Jahr 2001 Hafer.
Der mineralische Stickstoffgehalt des Bodens wurden durch wiederholtes Beproben in den Tiefen 0-10, 10-20, 20-30, 30-60 und 60-90 cm ermittelt. Zur Erfassung von Nitratausträgen über Winter wurden Monitoringboxen im ungestörten Bodenkörper für den Zeitraum September 2000 bis April 2001 in 1 m Tiefe installiert.
Der Umbruch des Luzerne-Kleegrases mittels einer Rotortillerbearbeitung der Varianten RT+RT+Pflug und RT+Pflug hatte einen deutlichen Mineralisierungsschub zur Folge, der im Falle der Variante Pflug verhaltener ausfiel. Hier war möglicherweise der spätere Arbeitstermin (ca. 6 Wochen) von Einfluss.
Die Nmin-Gehalte im Herbst 1999 waren nach RT+RT+Pflug höher als bei RT+Pflug. Letztere Variante wurde allerdings 10 Tage später begonnen. Die im Folgejahr durchgeführte zeitgleiche Bodenbearbeitung der beiden Varianten (Versuch 611) erbrachte gleichfalls einen signifikanten, wenngleich sehr geringen Unterschied der Nmin-Werte.
Nitratauswaschung wurde nur im Versuch 611 gemessen. Dabei konnten nach dem auf den Umbruch folgenden Winterhalbjahr in den Varianten RT+RT+Pflug, RT+Pflug bzw. Pflug Mengen von 86, 84 bzw. 64 kg N/ha festgestellt werden. Wegen hoher Nmin-Gehalte im Herbst muss auch für die ein Jahr zuvor begonnenen Versuche angenommen werden, dass bei Rotortillerumbruch wahrscheinlich höhere Nitratverluste auftraten als bei der Pflugvariante.
Die Stickstoffaufnahme und die Erträge von Weizen waren je nach Standort uneinheitlich. In Kleinhohenheim waren sie bei den Varianten RT+RT+Pflug und RT+Pflug geringer als bei der Variante Pflug. Umgekehrt verhielt es sich in Hohenheim, allerdings auf höherem Niveau; im Versuch 611 war diese Relation zwischen den Varianten wegen starken Hagelschlags beim Ertrag nicht absicherbar.
Hafer bildete die zweite Nachfrucht. Hier waren in allen Varianten und auf beiden Standorten keine Effekte der Intensität der Bodenbearbeitung auf Stickstoffaufnahme und Ertrag festzustellen.
Zur Simulation der Ergebnisse der Versuche 610 und 611 wurde das Model CANDY benutzt. Es erwies sich zunächst als unzulänglich, weil es die N-Dynamik nach einer Bodenbearbeitung nicht modellierte. Abhilfe wurde erreicht durch fiktive zusätzliche Gaben organischen Materials. Hierdurch wurde die N-Dynamik nach Umbruch im Durchschnitt befriedigend bis sehr gut nachvollzogen. Um die Unzulänglichkeit des Modells im Grundsatz abzustellen, wird eine weitere Annahme vorgeschlagen: Ein Teil der im Modell bereits vorgesehenen physikalisch geschützten organischen Substanz (SOS) soll zum Zeitpunkt einer Bodenbearbeitung mineralisiert werden.
Die Daten der Bodenfeuchte des Versuchs 611 dienten dazu, das Modell erfolgreich zu kalibrieren. Mit geänderten Bodenparametern konnte es danach auf die Bodenfeuchtedaten des Versuchs 610 mit gutem Ergebnis angewendet werden. Im Gegensatz dazu modellierte CANDY den Nitrataustrag unzureichend ? möglicherweise weil es präferentielle Fließwege nicht berücksichtigte.
In the crop rotation of organic farming grass-legume mixtures play an important role due to the legumes´ ability to assimilate N. Ploughing-in of established grass-legume mixtures results in releasing the assimilated N by mineralisation of organic matter.
In practice the mineralisation can only be controlled by means of soil cultivation. The aim of the present study is to analyse the relations between different intensities of soil cultivation and N-mineralisation. The data were used to test the simulation model CANDY.
The field experiment of each 0.1 ha was set up at three sites in two different locations, which were cultivated from 1999 to 2001: Hohenheim (with trials 610 and 611) and Kleinhohenheim (with trial 660). In the beginning all sites had a three-year old grass-clover-alfalfa mixture, which was ploughed-in for trial 610 and 660 in the late summer of 1999 and in the year 2000 for trial 611. The factor soil tillage was varied in three stages as follows:
RT+RT+plough: double rototill cultivation (RT, 10 cm deep) in intervals of approx. 2 weeks, followed by ploughing (plough, 25 cm deep); RT+plough: single rototill cultivation, followed by ploughing (depths as mentioned above); Plough: ploughing without any preceding cultivation (depth 25 cm). After uniform seedbed preparation with a rotary harrow, wheat was sown on all trial sites in autumn, and in trials 610 and 660 it was followed by oat in 2001.
Nitrogen content in the soil was determined by repeated sampling at a depths of 0-10, 10-20, 20-30, 30-60 and 60-90 cm. Monitoring boxes were installed in 1 m depth in an undisturbed soil body from September 2000 until April 2001 to record nitrate leaching.
Ploughing-in of the grass-clover-alfalfa by means of rototiller cultivation (treatments RT+RT+plough and RT+plough) was followed by a significant increase of mineralisation, which in case of the plough treatment was less pronounced. In this case the date of cultivation, 6 weeks after the rototilling, may have had an influence.
Nmin-contents in autumn 1999 were higher after RT+RT+plough than after RT+plough. It has to be taken into consideration that there was a time gap between both treatments of 9 days. But also in the following year (611), when both treatments were cultivated the same date, there was a significant, slight difference of the Nmin values depending on the treatment.
Nitrate leaching was only measured in trial 611. Quantities of 86, 84 and 64 kg N/ha were observed in treatments RT+RT+plough, RT+plough and plough, respectively during winter. Due to high Nmin-contents in autumn, for the rototill treatments higher nitrate losses can be assumed compared to the plough treatment for both years of experiment.
Depending on the location, nitrogen uptake and yields of wheat turned out to be different. In Kleinhohenheim they were lower in treatments RT+RT+plough and RT+plough than in the plough treatment. It was the other way round in Hohenheim on a higher production level. Due to strong hail impact, this relation between the treatments was not to be proved in trial 611.
Oat was the second crop. In this case no effects of intensity of soil cultivation on nitrogen uptake and yield could be observed between treatments and locations.
The CANDY model was used for simulating the results of trials 610 and 611. First, the model seemed to be inadequate because it could not model the N-dynamic after soil cultivation. Adding fictitious organic material to the system helped to overcome this problem and then, on average, the N-dynamic model fit was satisfying. An estimate to overcome the general insufficient fit of the model could be mineralisation of parts of the physically protected organic matter (SOS), which is already implemented in the model, right at the moment of cultivation.
Data of soil moisture of trial 611 served to calibrate the model successfully. With amended soil parameters the model was then easily applied to the corresponding data of trial 610. In contrast, CANDY did not predict well the nitrate leaching - possibly because the model did not consider preferential flow.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Wilhelm
Claupein
Prof. Dr.
2003-07-31
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-445
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2004/44/
oai:opus.uni-hohenheim.de:50
2004-02-03T11:31:13Z
ddc:630
pub-type:8
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Die Ökobilanz zur Abschätzung von Umweltwirkungen in der Pflanzenproduktion - dargestellt anhand von Praxisversuchen zur konservierenden Bodenbearbeitung und von unterschiedlich intensiv wirtschaftenden konventionellen Betrieben
Life-cycle assessment in plant production - personated on the basis of different tillage systems and conventional farming systems with varying intensities
Beate
Arman
630
Konservierende Bodenbearbeitung , Umweltbilanz , Ackerbau
Anbauintensität , Ökobilanz , Umweltwirkungen Life-cycle assessment , conservation tillage , farming systems
Im Bereich der Landwirtschaft treten Schwierigkeiten bei Ökobilanzen dadurch auf, dass die Methodik der Ökobilanzierung in der technisch-industriellen Produktion entwickelt wurde. Die landwirtschaftliche Produktion unterscheidet sich von der industriellen Produktion jedoch maßgeblich durch die stärkere Abhängigkeit von natürlichen Ressourcen und den direkten Einfluss auf diese. Bei der Anpassung der Ökobilanz als Methode in der Landwirtschaft stehen deshalb, neben der Bereitstellung von Daten für die eingesetzten Produktionsmittel, die Erweiterung der Umweltwirkungskategorien um spezifische Wirkungen aus der Landwirtschaft im Vordergrund. Defizite bestehen dabei unter anderem bei der Bilanzierung von Wirkungen im Bereich des landwirtschaftlich genutzten Bodens.
Die vorliegenden Ökobilanzen wurden mit zwei unterschiedlichen Zielsetzungen durchgeführt. Es sollten zum Einen die Auswirkungen konventioneller und konservierender Bodenbearbeitungsverfahren bilanziert werden. Ziel dieser Ökobilanzen war es zu zeigen, ob die Ökobilanz genügend Trennschärfe besitzt, um als Entscheidungshilfe bei der Optimierung von Anbauverfahren hinsichtlich der damit verbundenen Umweltwirkungen zu dienen. Zum anderen wurde die Anbauintensität dreier konventioneller Betriebe verglichen. Hier sollte gezeigt werden, ob die Ökobilanz Transparenz hinsichtlich der Umwelteffekte verschiedener Produktionsverfahren schafft, die es ermöglicht, dem Verbraucher Informationen über die Umweltrelevanz dieser Verfahren zu geben. Die Entwicklung einer Methode, um Wirkungen im Bereich des Bodens in Ökobilanzen zu erfassen, war ein weiteres Ziel der Arbeit.
Die untersuchten Betriebe lagen in der Region Hohenlohe und waren in das Teilprojekt ?Konservierende Bodenbearbeitung" der Projektgruppe Kulturlandschaft Hohenlohe eingebunden. Zur Bilanzierung der Bodenbearbeitungsverfahren wurden die drei Verfahren Pflug, Grubber und Mulchsaat untersucht. Die Daten wurden auf zwei Versuchsfeldern mit gleicher Fruchtfolge (ZR, WW, SM, WW) in einem der Betriebe erhoben. Die Bilanzierung der Anbauintensität erfolgte in drei konventionell wirtschaftenden Betrieben, die sich in der Höhe der eingesetzten Düngemittel, Pflanzenschutzmittel und der Bodenbearbeitung unterschieden. Die bilanzierte Fruchtfolge der drei Betriebe unterschied sich nicht (ZR, WW, WG).
Bei der Entwicklung der Methodik zur Bilanzierung von Umweltwirkungen im Wir-kungsbereich des landwirtschaftlich genutzten Bodens waren bei der Auswahl der bilanzierten Wirkungen drei Aspekte ausschlaggebend: 1. Welche Bodeneigen-schaften gibt es? 2. Welche dieser Eigenschaften werden direkt von Anbaumaßnah-men beeinflusst? 3. Für welche sind relevante, negative Wirkungen durch die landwirtschaftliche Nutzung bekannt?
Für folgende Bodeneigenschaften wurden Wirkungen abgeschätzt: die Gründigkeit des Bodens, der Nährstoff- und Humusgehalt, die Dichte des Bodens und das Bodenleben
Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass es zur Differenzierung unterschiedlicher Bodenbearbeitungsvarianten hinsichtlich ihrer Umwelteffekte notwendig ist, Wirkungen im Bereich des Bodens mit zu betrachten. Der Vergleich der Betriebe zeigt, dass Ökobilanzen die Umweltrelevanz verschiedener Anbauintensitäten abbilden und für den Verbraucher sichtbar machen können.
In the agricultural field difficulties in life-cycle assessment result from the fact that the methods of life-cycle assessment were developed in techno-industrial production. Agricultural production, however, differs from industrial production in that it depends more strongly on natural resources and, moreover, has a direct influence on them. Hence, apart from preparing data for the used production goods, the expansion of environmental impact categories to include specific effects from agriculture is focused on in the adaptation of ecobalances as an agricultural method. Among others deficiencies here include the balancing of effects in agriculturally utilized soil.
The ecobalances at hand were carried out with two different goals in mind. For one, the impact of conventional and conservational cultivation methods were to be balanced. The goal of this ecobalance was to show whether life-cycle assessment have adequate selective power in order to be used as a decision criterion in the optimisation of cultural methods and their environmental impact. For another, the intensity of cultivation of three agricultural enterprises was compared. It was to be shown here whether life-cycle assessment can provide transparency as to the environmental effects of various production methods, which would enable the consumer to obtain information on the environmental relevance of these methods. A further goal of this work was the development of a method for the recording of effects on the soil in life-cycle assessment.
The examined farms are situated in the Hohenlohe region and were integrated in the subproject "Conservation Tillage" of the "Cultural Landscape Hohenlohe" project group. In order to balance soil working methods, the three methods plow, cultivator and mulch sowing were examined. The data was obtained from two test fields with the same crop rotation on one of the farms. Balancing of the intensity of cultivation was carried out on three conventionally working farms using varying levels of fertilizer, crop protectants and tillage. The balanced crop rotation of the three farms did not vary (sugar-beets, winter wheat, winter barley).
When developing methods for balancing environmental effects on agriculturally utilized soil three aspects were decisive in the selection of balanced effects: 1. What soil properties are there? 2. Which of these properties are influenced directly by cultivation measures? 3. For which properties are relevant negative effects caused by agriculture known?
Based on the indicated methods the impact was assessed for the following soil properties:
- Soil depth is influenced by soil loss. Soil loss was calculated with the universal soil loss equation.
- Impact on the nutrient content was assessed with the help of a nutrient field balance, humus content with the help of a humus balance.
- Variations in soil density caused by loading were assessed with the help of the weighted soil load.
- Soil life is affected by pollutant input, modelling of the effect potential was carried out with the help of the Critical-Surface-Time model.
All in all the results show that in order to differentiate between the tillage variants with respect to their environmental impact, it is necessary to also consider effects on the soil. Comparison of the farms showed that life-cycle assessment can reflect the environmental relevance of different cultivation intensities and can make them visible for the consumer.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Wilhelm
Claupein
Prof. Dr.
2003-10-14
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-503
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2004/50/
oai:opus.uni-hohenheim.de:49
2004-02-03T12:15:28Z
ddc:630
pub-type:8
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Emission von Ammoniak (NH3) und Lachgas (N2O) von landwirtschaftlich genutzten Böden in Abhängigkeit von produktionstechnischen Maßnahmen
Ammonia (NH3) and nitrous oxide (N2O) emissions from agricultural soils as affected by production management
Barbara Cornelia Elisabeth
Leick
630
Lachgas , Ammoniak , N-Düngung , Emissionen , klimarelevante Gase , Nitrifikationshemmstoffe , Grünland , Acker , Biogas , Leguminosen , Frost/Tau-Zyk
Nitrous Oxide, Emissions, Ammonia, Fertilizer, Greenhouse Gases
Ziel der Untersuchungen war es, ereignisbezogene Emissionen an NH3 und N2O in landwirtschaftlichen Betriebssystemen zu erfassen. Messungen wurden bei der Ausbringung von Flüssigmist sowie bei mineralischer Düngung auf Acker und Grünland durchgeführt. Des Weiteren fanden N2O-Emissionen während Frost / Tau-Zyklen statt. Der Einfluss von Pflanzenbeständen auf den NH3- und N2O-Haushalt wurde ebenfalls untersucht. Die Untersuchungen fanden auf Standorten im Allgäu, Oberschwaben, in Hohenheim (Filderebene) sowie in Gefäßversuchen statt.
Die NH3-Emissionen nach Flüssigmistdüngung auf Grünlandflächen variierten zwischen 11 und 40% des ausgebrachten NH4+-N. Niedrige Emissionen (< 20%) traten immer dann auf, wenn kurz nach der Düngung Niederschläge auftraten und somit der Flüssigmist in den Boden eingeschwemmt wurde. Die Ausbringungstechnik (Prallteller, Schleppschlauch, Gülleinjektion) hatte unter diesen Bedingungen keinen deutlichen Einfluss auf die NH3-Emission.
Die N2O-Emission nach Flüssigmistdüngung auf Grünland lag am Versuchstandort Hohenheim bei 0,16% des ausgebrachten NH4+-N. Im Vergleich dazu lagen die Emissionen im Allgäu zwischen 1,7 und 2,3% des ausgebrachten NH4+-N. Gülleinjektion führte zu höheren N2O-Emissionen als die Ausbringung mit dem Prallteller. Im Allgäu war die N2O-Emission nach mineralischer N-Düngung deutlich geringer (0,3 bis 0,8% des gedüngten N) als nach Gülledüngung. Die N-Düngerform in Hohenheim hatte keinen deutlichen Einfluss auf die Emissionen (
The goal of this research was to quantify event-based NH3 and N2O emissions in various farming systems and to propose emission-avoidance strategies.
Emission measurements were made on pasture land (Allgaeu, Hohenheim) and on cultivated fields (Hohenheim, Biberach). These measurements were made after applying organic and mineral fertilizers, after incorporating crop residues, and after freeze / thaw cycles; furthermore, experiments were conducted using container plants of different species (leguminous, and non-leguminous) and different fertilizers.
NH3 emissions data was gathered under field conditions using the wind tunnel method and the IHF method (Integrated Horizontal Flux). In the container experiments, data was gathered by taking photo-acoustic measurements. N2O emissions data was compiled using closed chambers (Hohenheim measuring chambers) and using an open-chamber system in which an exchange occurred between the air in the chambers and the ambient air. N2O levels were determined using a gas chromatograph or by photo-acoustic measurements. The NH3 emissions after applying liquid manure to pasture land varied between 11 and 40% of the total nitrogen applied. Emission levels of less than 20% occurred when it rained shortly after spreading liquid manure causing it to be washed into the soil. The application technique (splash plate, surface banding and liquid manure injection) had no apparent influence on NH3 emissions under these conditions.
The N2O emissions after liquid manure fertilization on pasture land in Hohenheim were 0.16% of the total NH4+-N. In comparison, the emissions in the Allgäu were between 1.7 and 2.3% of the total NH4+-N applied. Liquid manure injection led to higher emissions as did application using a splash plate. In the Allgäu, the N2O emissions after mineral-nitrogen fertilization were markedly lower (0.3 to 0.8% of applied N) than after liquid manure application. In Hohenheim, the nitrogen form had no distinct influence on the emissions (
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Christof
Engels
Prof. Dr.
2003-02-20
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-496
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2004/49/
oai:opus.uni-hohenheim.de:48
2004-02-03T13:32:41Z
ddc:630
pub-type:8
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Regionale Darstellung der Umweltbelastungen durch klimarelevante Gase in der Agrarlandschaft Kraichgau - Das Boden-Landnutzungs-Informations-System für Treibhausgasemissionen
Regional determination of environmental impacts in the form of greenhouse gas emissions from the agricultural landscape of the Kraichgau region - The Soil and Land Use Information System for Greenhouse Gas Emissions
Andrea
Rohierse
630
Umweltinformationssystem , Fernerkundung
Geoinformationssystem - GIS , klimarelevante Gase , Boden-Landnutzungs-Informations-System Geographic Information System - GIS , Greenhouse Gas Emission , Soil and Land Use Information System
Zusammenfassung Ziele der Dissertation sind die regionale Darstellung der Umweltbelastungen durch klimarelevante Gase in der Agrarlandschaft Kraichgau, die Durchführung einer Prognose über die Entwicklung der Emissionen klimarelevanter Gase aus der Landwirtschaft sowie geeignete Vermeidungsszenarien einer Wirkungsanalyse zu unterziehen. Für die Erreichung dieser Ziele wird ein Umweltinformationssystem für klimarelevante Gase, das den Namen ?Boden-Landnutzungs-Informations-System für Treibhausgasemissionen? trägt, mit Hilfe eines Geografischen Informationssystems (GIS), aufgebaut. Ergebnisse Räumliche Darstellung der Geodatenbank Neben der Generierung einer Bodenfeuchtpotenzialkarte für den Kraichgau, können mit der aufgebauten Geo-Datenbasis zahlreiche thematische Karten erzeugt werden wie beispielsweise die Düngekarten und die Emissionskarten der klimarelevanten Gase Lachgas, Methan und der CO2-Äquivalente-Bilanz. Dabei kann räumlich visualisiert werden, wo Zentren mit hohen oder geringen Emissionen im Kraichgau liegen. Das Ergebnis der Evaluation der Landnutzungskarten aus den Satellitenbildern 2000 zeigt, dass die angewandte Methode der überwachten Klassifizierung (supervised Classification) und der multitemporalen Satellitenbildauswertung der Genauigkeit für die regionale Darstellung der Treibhausgase aus der Landwirtschaft genügen, da im Mittel 72 % der kraichgautypischen Ackernutzungen richtig klassifiziert werden konnten. Prognose der klimarelevanten Gase aus der Landwirtschaft Mit Hilfe des aufgebauten Umweltinformationssystems wurde es ermöglicht, kraichgauspezifische Emissionen räumlich zu quantifizieren. Für diesen Naturraum wurden durchschnittliche gesamte Lachgasemissionen von 3,2 kg N2O-N / ha*a nach IPCC (2000b) unter Berücksichtigung der 22 Kraichgaugemeinden ermittelt. Der durchschnittlich berechnete Maximalwert der Lachgasemissionspotenziale aus landwirtschaftlich genutzten Böden des Referenzsystems 2000 auf Gemeindeebene beträgt 4,1 kg N2O-N / ha*a, der Minimalwert liegt bei 2,2 kg N2O-N / ha*a. Mit Hilfe des Global Warming Potential - GWP wurde die CO2-Äquivalente-Bilanz für die Böden des Kraichgaus nach IPCC (2001) mit durchschnittlich 1,5 t CO2-Äquivalente / ha*a (GWP 100) errechnet. Der wissensbasierte Ansatz lieferte hierbei eine CO2-Äquivalente-Bilanz von rund 1,1 t CO2-Äquivalente / ha*a (GWP 100). Insgesamt wurde eine Quelle an klimarelevanten Gase für die Ackerbauregion und den Naturraum Kraichgau modelliert. Ausschlaggebend war dabei die starke Gewichtung des Lachgases gegenüber dem Methan und Kohlendioxid aufgrund des angewandten GWPs und die Tatsache des relativ hohen Stickstoffeinsatzes in der intensiv bewirtschafteten Agrarlandschaft. Wirkungsanalyse Die Ergebnisse der Wirkungsanalyse zeigen, dass bei einer Reduzierung von 20 % am gesamt eingesetzten Stickstoff rund 6 % an klimarelevanten Gasen eingespart werden können. Wird beim Landmanagement dann die aktuelle Düngeberatung beispielsweise über den Nitratinformationsdienst angewandt, ergab dies im GIS-Modell eine Reduktion an CO2-Äquivalenten von ca. 10 % für den Kraichgau. In einem weiteren Vermeidungsszenario wurden Landnutzungsänderungen von intensiv angebauten Feldfrüchten (Hackfrüchten) in extensiver angebaute Feldfrüchte beispielsweise Sommerfrüchte (Braugerste) durchgeführt, die stellvertretend für andere extensiv anzubauende Nutzpflanzen stehen. Gleichzeitig wurde die Umwandlung von Ackerflächen in Grünlandflächen geringerer Intensität angewandt, bevorzugt in Wasserschutzgebieten der Zone III. Dann ergab sich im Boden-Landnutzungs-System eine Reduktion der CO2-Äquivalente-Bilanz von etwa einem Drittel. Wurden noch weitere Maßnahmen ergriffen und die Umstellung der landwirtschaftlich genutzten Flächen auf ökologische Wirtschaftsweise durchgeführt, was neben einer anderen Düngepraxis, anderer Anbaustruktur, Änderungen der engen Fruchtfolgen in mehrgliedrige Fruchtfolgen und extensive Grünlandnutzug nach sich ziehen, konnte sogar eine Reduktion an Treibhausgasen von etwa zwei Dritteln modelliert werden. Die angewandten Vermeidungsszenarien Reduktion des Stickstoffinputs, die flächendeckende Anwendung der aktuellen Düngeberatung, die Durchführung verschiedener Landnutzungsänderungen bis hin zur Umstellung der Betriebe auf ökologischen Landbau zeigen, dass die Ziele des Klimaschutzes in der Landwirtschaft zu erreichen sind und neben der Reduktion des mineralischen wie auch organischen Düngereinsatzes, Änderungen in der Anbaustruktur, in den Fruchtfolgen, der Wahl der Feldfrüchte wie auch insgesamt in den Bewirtschaftungsmethoden und Landnutzungsänderungen notwendig sind. Bei Übertragung dieses Maßnahmenbündels der Vermeidungsszenarien in die Produktionspraktiken landwirtschaftlicher Betriebe, die je nach Betriebsform eine unterschiedliche Gewichtung erfahren, könnte der Klimaschutz in der Landwirtschaft vermehrt den Weg zur Umsetzung finden.
Summary Goals The goals of the doctoral thesis were to determine at regional level the environmental impacts in the form of greenhouse gas emissions from the agricultural landscape of the Kraichgau region, to produce a method for projecting greenhouse gas emissions from agriculture and to subject appropriate prevention scenarios to an impact analysis. To attain these goals, a geographic information system (GIS) was used to build an environmental information system for greenhouse gases titled ?Soil and Land Use Information System for Greenhouse Gas Emissions?. Results Spatial presentation of the geodata bank Besides generation of a map of potential soil moisture for the Kraichgau region, the geodata basis developed here can be used to produce numerous thematic maps, such as fertilization maps and emissions maps of the greenhouse gases nitrous oxide and methane, as well as a map of the CO2 equivalent inventory. This can visualize the locations of centres of high or low emissions in the Kraichgau region. The findings of the evaluation of land-use maps generated from satellite images of the year 2000 show that the method of supervised classification used there and the multitemporal satellite image evaluation provide sufficient accuracy for a regional determination of greenhouse gas emissions from agriculture, as they were on average able to classify correctly 72% of arable land uses typical of the Kraichgau region. Forecast projection of greenhouse gas emissions from agriculture The environmental information system thus established allowed spatial quantification of Kraichgau-specific emissions. For this physiographic region, average total nitrous oxide emissions of 3.2 kg N2O-N / ha*a according to IPCC (2000b) were determined, taking the 22 Kraichgau municipalities into consideration. The average calculated maximum nitrous oxide emission potential from agriculturally utilized soils of the 2000 reference system at municipal level figures 4.1 kg N2O-N / ha*a, while the minimum figures 2.2 kg N2O-N / ha*a. Using Global Warming Potential (GWP) indexes, the CO2 equivalent inventory was calculated according to IPCC (2001) for the soils of the Kraichgau region. This was found to average 1.5 t CO2 equivalent / ha*a (GWP 100). The knowledge-based approach yielded a CO2 equivalent inventory around 1.1 t CO2 equivalent / ha*a (GWP 100). Overall, modelling found the Kraichgau physiographic region and arable farming region to represent a source of greenhouse gases. This was determined strongly by the high GWP of nitrous oxide compared to that of methane and carbon dioxide, and the circumstance that nitrogen inputs are relatively high in the intensively managed agricultural landscape. Impact analysis The results of the impact analysis show that if total nitrogen inputs are reduced by 20%, then some 6% of greenhouse gas emissions can be saved. If then, in land management, current fertilization guidance such as provided by the nitrate information service is complied with, this resulted in the GIS model in a roughly 10% reduction of CO2 equivalent emissions for the Kraichgau region. In a further prevention scenario, land uses were changed from intensively cultivated field crops (root crops) to extensively cultivated field crops or summer crops (malting barley), these being representative of other extensively cultivated crop varieties. At the same time, arable land was converted to low-intensity grassland areas, preferentially in zone III water protection zones. This reduced the CO2 equivalent inventory in the soil and land use system by about one third. Implementation of further measures and conversion of agriculturally utilized areas to organic management ? which, besides different fertilization practices, involves different cropping structures, a shift from short rotations to multiple rotations, and extensive grassland use ? even produce a reduction of greenhouse gas emissions by about two thirds in the model. The prevention scenarios ? involving reduced nitrogen inputs, compliance with current fertilization guidance across the whole region, and a range of land-use changes through to the conversion of farming practices to organic management ? show that climate protection goals can indeed be achieved in agriculture. This necessitates, besides reducing mineral as well as organic fertilizer inputs, changes in cropping structures, in rotations, in the choice of field crops as well as general changes to management methods and land-use changes. If this package of measures developed in the prevention scenarios were implemented in the production practices of farm holdings, with specific focuses depending upon the specific type of holding, climate protection in agriculture could be promoted greatly.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Reiner
Doluschitz
Prof. Dr.
2003-10-08
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-480
application/pdf
ger
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2004/48/
oai:opus.uni-hohenheim.de:52
2004-02-24T11:35:42Z
ddc:630
pub-type:8
has-source-swb:false
Resistance gene analogues as a tool for basic and applied resistance genetics exemplified by sugarcane mosaic virus resistance in maize (Zea mays L.)
Resistenzgenanaloga als Methode zur grundlegenden und angewandten Resistenzgenetik
Marcel
Quint
630
Epidemiologie , Genetik
RGA, SCMV, Mais, Genomics RGA, genomics, maize, ghost marker, disease resistance
With the recent cloning of a number of plant disease resistance genes (R genes) it became apparent that R genes share certain homologies in conserved amino acid domains. PCR amplification of genomic DNA using degenerate primers on the basis of these conserved amino acid domains identified sequences with homologies to plant disease R genes - resistance gene analogues (RGAs). RGAs exist in large numbers in plant genomes and provide new possibilities for the investigation of resistance genetics in general and also for the analysis of certain plant disease resistances.
The overall objective of this thesis was to evaluate the use of RGAs for plant breeding for the example of sugarcane mosaic virus (SCMV) resistance in maize. SCMV is one of the most important virus diseases of maize and causes serious yield losses in susceptible cultivars. Owing to the non-persistent manner of transmission, control of aphid vectors by chemical means is not effective and therefore, cultivation of resistant maize varieties is the most efficient method of virus control. Previous studies on the inheritance of oligogenic SCMV resistance located two major quantitative trait loci (QTLs) - Scmv1 and Scmv2 - on chromosomes 6S and 3L, respectively. The objectives of this study were to (1) give an overview on the current status of breeding for virus resistance in maize, (2) identify and genetically map candidate genes for Scmv1 and Scmv2, (3) use potential sequence homologies of linked RGAs for targeted increase of the number of candidate genes in the target regions, (4) convert closely linked amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers into codominant, simple PCR-based markers as a tool for marker-assisted selection (MAS) and map-based cloning, (5) evaluate RGAs for the development of molecular markers, MAS, and map-based cloning, and (6) investigate the consequences of duplicate markers for the construction of linkage maps and their implications for MAS and map-based cloning.
Three previously published RGAs, pic13, pic21, and pic19 were cloned from six maize inbred lines, converted to cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) markers, and mapped in relation to SCMV R genes (Scmv1, Scmv2) in maize. Pairwise sequence alignments among the six inbreds revealed a frequency of one single nucleotide polymorphism (SNP) per 33 bp for the three RGAs, indicating a high degree of polymorphism and a high probability of success in converting RGAs into codominant CAPS markers compared to other sequences. Therefore, RGAs meet important requirements for the development of molecular markers, i.e., a high degree of polymorphism and availability in great numbers throughout the genome. In contrast to this, the degree of polymorphism for AFLPs closely linked to Scmv1 an Scmv2 was significantly lower in the same six inbred lines compared to RGAs. Only two of eight AFLP markers could be converted into one CAPS and one indel (insertion/deletion) marker. By genetic mapping, pic21 was shown to be different from Scmv2, whereas pic19 and pic13 could be mapped as single-copy markers to the target regions and are candidates for Scmv1 and Scmv2, respectively, due to genetic mapping and consistent restriction patterns of ancestral lines.
Subsequently, pic19 was used as candidate for Scmv1 to screen a maize BAC library to identify homologous sequences in the maize genome and to investigate their genomic organisation. Fifteen positive BAC clones were identified and classified into five physically independent contigs consisting of overlapping clones. Genetic mapping clustered three contigs into the same genomic region as Scmv1 on chromosome 6S. The two remaining contigs mapped to the same region as a QTL for SCMV resistance on chromosome 1. Thus, RGAs mapping to a target region can be successfully used to identify further linked candidate sequences. The pic19 homologous sequences of these clones revealed a sequence similarity of 94-98% at the nucleotide level. The high sequence similarity and the multi-locus character of the previously single-copy mapped RGA pic19 show potential problems for the use of RGAs as molecular markers. The existence of ghost markers analogous to ghost QTL was suggested to be a result of simultaneous mapping of several homologous gene family members which cannot be distinguished at the level of PCR.
The idea of ghost loci derived by potentially duplicated sequences such as expressed sequence tags (ESTs), AFLPs, or simple sequence repeats (SSRs) was the subject of a theoretical and computer simulation study. Simultaneous amplification of homologous sequences results in an excess of heterozygotes causing distorted segregation ratios. We were able to theoretically prove the existence of such ghost markers resulting in changes of the correct marker orders. If these fictive ghost markers are part of a genetic map which is the subject of MAS or map-based cloning this may have fatal effects like locating a target gene into an incorrect marker interval. This incorrect locus order caused by duplicate marker loci can negatively affect the assignment of target genes to chromosome regions in a map-based cloning experiment, hinder indirect selection for a favourable allele at a QTL, and decrease the efficiency of reducing the chromosome segment attached to the target gene in marker-assisted backcrossing.
In conclusion, this thesis demonstrates the use of RGAs for plant breeding and resistance genetics in general. RGAs provide a good source for the development of simple PCR-based markers. Furthermore, RGAs are an excellent tool for MAS, the identification of candidate genes and effective increase of such candidates in target regions using sequence homologies between RGAs. The duplicate nature of RGAs revealed potential problems for genetic mapping of potentially duplicated sequences which are widespread in eukaryote genomes and existent for several types of molecular markers. For resistance genetics in general, investigation of RGAs is important for the understanding of R gene organisation and evolutionary genetics of plant disease resistance.
Pflanzliche Krankheitsresistenzgene (R-Gene) weisen Homologien in konservierten Aminosäureregionen auf. Homologien zu R-Genen ausfweisende, sog. Resistenzgenanaloga (RGAs), existieren in großer Anzahl in pflanzlichen Genomen und eröffnen neue Möglichkeiten für die Erforschung der Resistenzgenetik allgemein sowie die Untersuchung spezifischer pflanzlicher Resistenzen.
Im Rahmen dieser Dissertation wurde am Beispiel der Zuckerrohrmosaikvirusresistenz (sugarcane mosaic virus, SCMV) bei Mais der Nutzen von RGAs für die Pflanzenzüchtung untersucht und bewertet. SCMV ist eine der wichtigsten Viruserkrankungen bei Mais und verursacht signifikante Ertragsverluste in anfälligen Sorten. Aufgrund der nicht-persistenten Übertragungweise des Virus durch Aphiden ist es nicht möglich, die SCMV-Vektoren auf chemischem Wege effizient zu bekämpfen. Daher ist der Anbau resistenter Sorten die einzig wirksame Bekämpfungsmaßnahme. Vorhergehende Studien zur genetischen Basis der oligogen vererbten SCMV-Resistenz identifizierten zwei Genomregionen (quantitative trait loci, QTLs), Scmv1 und Scmv2, auf den Chromosomen 6S und 3L, die massgeblich an der Ausprägung der Resistenz beteiligt sind. Die Ziele dieser Arbeit waren (1) einen Überblick über den aktuellen Status der Virusresistenzzüchtung bei Mais zu geben, (2) die Identifizierung und genetische Kartierung von Kandidatengenen für die beiden Zielgene Scmv1 und Scmv2, (3) die Nutzung potentieller Sequenzhomologien gekoppelter RGAs zur gezielten Erhöhung der Anzahl von Kandidatengenen in den Zielregionen, (4) die Konvertierung eng gekoppelter AFLP (amplified fragment length polymorphism) Marker in codominante, einfach handhabbare PCR Marker, (5) die Bewertung von RGAs für die Entwicklung molekularer Marker, markergestütze Selektion (marker-assisted selection, MAS) und kartengestützte Klonierung, sowie (6) die Untersuchung der Auswirkungen duplizierter Loci auf die Erstellung genetischer Kopplungskarten, MAS und kartengestützte Klonierung.
Die drei zuvor veröffentlichten RGAs pic13, pic21 und pic19 wurden aus sechs Maisinzuchtlinien kloniert und in CAPS (cleaved amplified polymorphic sequence) Marker umgewandelt. Paarweise Sequenzvergleiche ergaben eine Frequenz von einem SNP (single nucleotide polymorphism) alle 33 bp über die drei RGAs. Demnach haben RGAs verglichen mit anderen genomischen Sequenzen einen sehr hohen Polymorphiegrad und lassen sich daher leicht in codominante CAPS Marker umwandeln. RGAs erfüllen wichtige Anforderungen für die Entwicklung molekularer Marker bezüglich des Polymorphiegrades und des zahlreichen Vorkommens in pflanzlichen Genomen. Im Gegensatz dazu war der Polymorphiegrad der eng koppelnden AFLP (amplified fragment length polymorphism) Marker wesentlich kleiner und nur zwei von acht AFLPs konnten in einen CAPS und einen Indel (Insertion/Deletion) Marker umgewandelt werden. Die genetische Kartierung der RGAs zeigte, daß Scmv2 nicht mit pic21 identisch ist, während pic19 und pic13 als single-copy Marker in die Zielregionen kartierten und auch aufgrund der Vorfahrenanalysen als Kandidaten für Scmv1 und Scmv2 in Frage kommen.
Daraufhin wurde mit pic19 als Kandidat für Scmv1 in einer Mais BAC-Bibliothek ein Screening durchgeführt, um pic19-homologe Sequenzen im Maisgenom zu identifizieren und deren genomische Organisation zu untersuchen. 15 positive BAC-Klone wurden identifiziert und konnten in fünf physikalisch unabhängige Contigs (Bereiche überlappender Klone), angeordnet werden. Drei Contigs kartierten eng gekoppelt in die Scmv1âRegion auf Chromosom 6S, während zwei weitere in dieselbe Region auf Chromosom 1 kartierten wie ein QTL für SCMV-Resistenz. Diese Ergebnisse zeigen beispielhaft, dass RGAs aus Zielregionen unter Nutzung potentieller Sequenzhomologien gekoppelter RGAs erfolgreich genutzt werden können, um benachbarte Kandidatengene zu identifizieren. Paarweise Sequenzvergleiche der pic19-homologen Sequenzen der einzelnen Contigs ergaben eine 94-98%ige Sequenzidentität auf Nukleotidebene.
Die hohe Sequenzähnlichkeit und der Multilocuscharakter des ursprünglich single-copy kartierten RGAs pic19 zeigen potentielle Probleme für die Verwendung von RGAs als molekulare Marker auf. Daraufhin wurde als Folge von simultaner Amplifikation homologer Sequenzen, die auf PCR Ebene nicht unterschieden werden können, die Existenz von Ghost-Markern analog zu den bekannten Ghost-QTL vorgeschlagen.
Die Idee der auf potentiell duplizierten Sequenzen wie z.B. ESTs (expressed sequence tags), AFLPs oder SSRs (simple sequence repeats) beruhenden Ghost-Marker war Gegenstand einer detaillierten theoretischen Untersuchung und Computersimulationsstudie. Demnach resultiert die simultane Amplifikation homologer Sequenzen in einem Überschuß an Heterozygoten, wodurch es zu schiefen Spaltungsverhältnissen für den betreffenden Marker kommt. Die Existenz von Ghost-Markern und die daraus folgenden Verfälschungen der korrekten Markerfolge konnten theoretisch nachgewiesen werden. Werden diese fiktiven Ghost-Marker über eine genetische Kopplungskarte für MAS oder kartengestützte Klonierung herangezogen, so kann die Kartierung eines Zielgens in ein falsches Markerintervall aufgrund des Ghost-Markers fatale Auswirkungen haben. Die durch duplizierte Loci hervorgerufene inkorrekte Locusfolge kann die Kartierung von Zielgenen negativ beeinflussen und zur Feinkartierung falscher Markerintervalle bei der kartengestützen Klonierung führen. In der MAS behindern inkorrekte Locusfolgen die indirekte Selektion auf vorteilhafte Allele in einer QTL-Region und verringern die Effizienz der Reduzierung des Genomanteils des rekurrenten Elters bei markergestützer Rückkreuzung.
Zusammenfassend konnte diese Studie den Nutzen von RGAs sowohl für die Pflanzenzüchtung als auch für die Erforschung der Resistenzgenetik deutlich machen. RGAs stellen aufgrund ihres zahlreichen Vorkommens und des hohen Polymorphiegrades einen hervorragenden Ausgangspunkt für die Entwicklung molekularer Marker dar. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, daß RGAs von großem Nutzen für die MAS, die Identifizierung von Kandidatengenen, sowie die effektive Erhöhung der Anzahl der Kandidatengene in einer bestimmten Zielregion durch Nutzung von Sequenzhomologien zwischen RGAs sind. Die potentielle Duplikation von RGAs zeigt mögliche Probleme für die genetische Kartierung von duplizierten Sequenzen auf, die trotz des hohen Anteils von Duplikationen in eukaryotischen Genomen bislang unterschätzt wurden. Diese Problematik trifft nicht nur für RGAs zu, sondern ist über zahlreiche Markertypen hinweg existent. Für die Resistenzgenetik im Allgemeinen liefert die Erforschung von RGAs wichtige Erkenntnisse zum Verständnis der genomischen Organisation und der Evolution von R-Genen und R-Genclustern.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
A. E.
Melchinger
Prof. Dr.
2003-01-31
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-522
application/pdf
eng
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2004/52/
oai:opus.uni-hohenheim.de:54
2008-05-30T12:52:09Z
ddc:630
pub-type:8
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Function and composition of the soil microbial community in calcareous grassland exposed to elevated atmospheric carbon dioxide
Funktion und Zusammensetzung der bodenmikrobiellen Gemeinschaft in einem Kalkmagerrasen unter einer erhöhten atmosphärischen Kohlendioxidkonzentration
Diana
Ebersberger
630
Bodenmikrobiologie , Kohlendioxidemission , Mikrobiozönose , Denaturierende Gradienten-Gelelektrophorese , Enzym
PLFA , 16S rDNA , erhöhtes CO2 , Globale Umweltveränderungen , Mesobromion Global Change , soil microbiology , soil enzymes , elevated CO2 , microbial community structure
Terrestrial ecosystems generally respond to rising atmospheric carbon dioxide (CO2) concentrations with increased net primary productivity and increased water use efficiency. This may change the amount and quality of organic substances entering the soil and fuelling microbial metabolism. Soil microorganisms and their activity might also be affected by increased soil moisture at elevated CO2. This thesis was designed to analyse the response of the soil microbial community in a species-rich calcareous grassland in the Swiss Jura Mountains, which had been exposed to ambient and elevated CO2 concentrations (365 and 600 ppm) for six growing seasons. In the first study, laboratory incubation experiments were conducted to explore the relationship between litter quality under elevated carbon dioxide and enzymes involved in carbon cycling. Naturally senescent, mixed litter from the long-term field experiment was incubated with soil material for 10, 30 and 60 days. Soil samples were then obtained close to the litter layer using a microtome cutting device. Litter and soil samples were analysed for invertase and xylanase activity. The lower litter quality produced under elevated CO2, i.e. wider C/N ratio, yielded lower invertase and xylanase activities of litter. Litter addition stimulated activities in adjacent soil. Invertase activities of adjacent soil were not affected by litter quality, while soil xylanase activity was higher in soil compartments adjacent to litter from elevated CO2 plots. The reduced enzyme activities of litter produced under elevated CO2 can slow decomposition, at least during the initial stages. Since the effects of litter quality on enzyme activities in adjacent soil were small, we conclude that CO2-induced belowground C-inputs (e.g. increased root mass) and altered moisture conditions are more important controls of enzyme activities than altered litter quality.
In the second study, functional diversity of the soil microbial community was assessed by analysing N-mineralisation and activities of enzymes of the C-, N-, P- and S-cycle of soil samples taken in spring and summer 1999, in the 6th season of CO2 exposure. In spring, N-mineralisation increased significantly by 30% at elevated CO2, while there was no significant difference between treatments in summer. The response of soil enzymes to CO2 enrichment was also more pronounced in spring, when alkaline phosphatase and urease activities were increased most strongly, by 32% and 21%, respectively. In summer, activity differences between CO2 treatments were greatest in the case of urease and protease (+21% and +17% at elevated CO2). The significant stimulation of N-mineralisation and enzyme activities at elevated CO2 was probably caused by higher soil moisture and/or increased root biomass. In the third study, soil microbial community structure of soil samples taken in spring and summer 1999 was analysed by means of PLFA profiles and 16S rDNA fingerprints obtained by PCR-DGGE. PLFA profiles were not affected by elevated CO2. Ordination analysis of DNA fingerprints revealed a significant relation between CO2 enrichment and variation in DNA fingerprints. This variation must be attributed to low intensity bands because dominant bands did not differ between treatments. Diversity of the bacterial community (number of bands in DNA fingerprints and Shannon indices) was not affected. The observed minute, but significant changes in the structure of the soil bacterial community might be caused by changes in the quality of rhizodeposits at elevated CO2. These could either result from altered rhizodeposition of individual plants or from altered species composition of the calcareous grassland.The 4th part of the thesis compiles data on soil microorganisms, soil fauna, soil structure and nitrogen cycle of calcareous grassland after CO2 exposure for six growing seasons. Microbial biomass, soil basal respiration and the metabolic quotient were not altered significantly. PLFA analysis revealed no significant shift in the ratio of fungi to bacteria. Protozoans, bacterivorous and fungivorous nematodes, acarians, collembolans, and root-feeding nematodes were not affected by elevated CO2. Total nematode numbers averaged slightly lower (-16%) and nematode mass was significantly reduced (by 43%) due to fewer large-diameter nematodes classified as omnivorous and predacious. CO2 exposure resulted in a shift towards smaller aggregate sizes; this was caused by higher soil moisture. Reduced aggregate sizes result in reduced pore neck diameters. This can confine the locomotion of large-diameter nematodes and possibly accounts for their decrease. The CO2 enrichment also affected the nitrogen cycle. N stocks in living plants and surface litter increased, but N in soil organic matter and microorganisms remained unaltered. N mineralisation increased considerably, but microbial N did not differ between treatments, indicating that net N immobilization rates were unaltered.
Terrestrische Ökosysteme reagieren auf die gegenwärtige Erhöhung der atmosphärischen CO2-Konzentration mit Steigerung der Nettoprimärproduktion und verbesserter Effektivität der Wassernutzung. Dies kann dazu führen, dass sich Menge und Qualität der organischen Substanzen, die in den Boden gelangen und den heterotrophen Bodenmikroorganismen als Energiequelle dienen, verändern. Bodenmikroorganismen und ihre Aktivität können zudem durch die höhere Bodenfeuchte unter erhöhtem CO2 beeinflusst werden. Diese Dissertation hatte zum Ziel, die Reaktion der bodenmikrobiellen Gemeinschaft eines Kalkmagerrasens, der über sechs Vegetationsperioden mit CO2-angereicherter Luft (600 ppm) begast wurde, näher zu charakterisieren.Im ersten Teil der Dissertation wurde ein Laborexperiment durchgeführt, um den Einfluss der Streuqualität unter erhöhtem CO2 auf die Aktivität von Enzymen des C-Kreislaufes zu bestimmen. Hierzu wurde gemischte Streu mit Boden inkubiert, und Proben in unmittelbarer Nähe der Streu gewonnen. Die Invertase- und Xylanaseaktivität der Streu, die unter erhöhtem CO2 produziert wurde, war generell erniedrigt. Die Streuzugabe stimulierte die Enzymaktivitäten im angrenzenden Boden. Die Invertaseaktiviät im angrenzenden Boden wurde durch die Herkunft der Streu nicht beeinflusst, die Xylanaseaktivität wies jedoch höhere Werte bei Inkubation mit Streu aus der erhöhten-CO2-Variante auf. Die geminderten Enzymaktivitäten der Streu, die unter erhöhtem CO2 produziert wurde, können geringere Abbauraten im Initialstadium des Abbaus zur Folge habe. Da die Streuqualität insgesamt nur wenig Einfluss auf die Aktivitäten im direkt angrenzenden Boden hatte, sind für die Bodenenzymaktivitäten CO2-induzierte Änderungen der C-Einträge über die Wurzeln und das veränderte Feuchteregime vermutlich bedeutsamer als die Streuqualität.In der zweiten Studie wurde die funktionelle Diversität der Bodenmikroorganismen durch die Bestimmung der N-Mineralisation und der Aktivitäten von Enzymen der C-, N-, P- und S-Kreisläufe charakterisiert. Hierzu wurden Proben im Frühjahr und Sommer 1999 genommen. Unter erhöhtem CO2 war die N-Mineralisation im Frühjahr um 30% erhöht, während im Sommer kein signifikanter Anstieg zu verzeichnen war. Die Enzyme reagierten ebenfalls im Frühjahr stärker auf die CO2-Anreicherung als im Sommer, wobei die Aktivitäten der Alkalischen Phosphatase und Urease unter erhöhtem CO2 am stärksten gesteigert waren (+32% bzw. +21%). Im Sommer waren die Unterschiede zwischen den CO2-Varianten für Urease (+21%) und Protease (+17%) am größten. Die signifikante Steigerung der N-Mineralisation und der Enzymaktivitäten kann man auf die höhere Bodenfeuchte und die größere Wurzelmasse unter erhöhtem CO2 zurückführen. Im dritten Teil der Arbeit wurden die bodenmikrobielle Gemeinschaftsstruktur der Proben aus dem Frühjahr und Sommer 1999 mittels PLFA-Mustern und DGGE-Profilen der 16S rDNA charakterisiert. Die PLFA-Muster wurden durch die CO2-Anreicherung nicht beeinflusst. Eine Ordinationsanalyse der DNA-Profile zeigte, dass es im Fall der Sommer-Proben eine signifikante Beziehung zwischen CO2-Anreicherung und Variation in den DNA-Profilen gab. Diese Variation muss allerdings Banden mit geringer Intensität zugeschrieben werden, da sich die dominanten Banden zwischen den Varianten nicht unterschieden haben. Die geringen, aber signifikanten Effekte in der bakteriellen Gemeinschaftsstruktur wurden möglicherweise durch qualitative Änderungen der Rhizodeposition, resultierend entweder aus einer veränderte Rhizodeposition einzelner Pflanzenarten oder aber aus der veränderten Artenzusammensetzung, hervorgerufen.Der vierte Teil besteht aus einer Synthese von Daten zu Mikroorganismen, Bodenfauna, Bodenstruktur und N-Kreislauf nach 6 Jahren CO2-Anreicherung des Kalkmagerrasens. Mikrobielle Biomasse, Basalatmung, metabolischer Quotient und das Pilz/Bakterien-Verhältnis zeigten keine signifikante Änderung unter erhöhtem CO2. Protozoen, bakterivore und fungivore Nematoden, Milben und Collembolen, und wurzelfressenden Nematoden wurden ebenfalls nicht beeinflusst. Die Gesamtindividuenzahl der Nematoden war allerdings etwas erniedrigt unter erhöhtem CO2 (-16%), ihre Biomasse war signifikant um 43% reduziert. Dies ist auf den Rückgang der omnivoren und räuberischen Nematoden mit einem großen Körperdurchmesser zurückzuführen. Die CO2-Anreicherung bewirkte eine Verschiebung zu kleineren Aggregatgrößen, vermutlich verursacht durch die erhöhte Bodenfeuchte. Kleinere Aggregatgrößen bedingen geringere Porendurchmesser, was die Bewegung großer Nematoden einschränken kann. Die CO2-Anreicherung beeinflusste auch den N-Kreislauf: die N-Vorräte in Pflanzen und Streu nahmen unter erhöhtem CO2 zu, während die N-Vorräte in der bodenorganischen Substanz und den Mikroorganismen gleich blieben. Obwohl die N-Mineralisation zeitweise stark erhöht war, unterlag der mikrobielle N keiner Veränderung, so dass die netto N-Immobilisierungsraten vermutlich unverändert blieben.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Ellen
Kandeler
2003-09-15
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-544
application/pdf
eng
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2004/54/
oai:opus.uni-hohenheim.de:55
2004-05-25T14:23:26Z
ddc:630
pub-type:8
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Soil erosion in Andean Cropping Systems: The impact of Rainfall Erosivity
Bodenerosion in Andinen Anbausystemen: Die Auswirkung der Niederschlagserosivität
Kai
Sonder
630
Erosion , Maniokanbau , Anden , Minimalbearbeitung , Südamerika <Nord>
USLE , CIAT , Erosivität , Disdrometer USLE , CIAT , Cassava , South-America , Minimum tillage
Rationale and methods
The Andean region of Colombia, 30% of the country, has about 15% of the tot. population and 50% of the rural population. A great part of the countries food-crops are grown on the hillsides of the region, which are severely degraded or threatened by degradation. The objectives of the present study were:
a) to determine the applicability of the USLE rainfall erosivity factor to the Andean Region, particularly the energy-intensity term b) to calculate long-term erosivity data c) to establish the long-term erosivity of two soil types in the research area d) to evaluate the yield and soil conservation performance of several cassava-based cropping systems.
Research was carried out at two sites in the Cauca department in the southwest of Colombia. Santander de Quilichao is located at 3o 6' N, 76 o 31' W, at an altitude of 990 m a.m.s.l., with an annual precipitation of 1,789 mm and an average temperature of 23.7 o C. Mondomo, which lies 2o 53' N, 76 o 35' W at an altitude of 1,450 m a.m.s.l., has an annual precipitation of 2,133 mm and an average temperature of 18.2 o C. The soils at both sites belong to the inceptisols, which form about 77% of the soils of the Cauca departments.
In 1987 erosion plots were established at both sites on slopes of between 7% and 20% consisting of 8 treatments and 3 repetitions at Quilichao with 2 at Mondomo. During the research in this study, the 8 treatments comprised: 1) Continuous bare fallow, 2) Traditional cassava-based rotation, 3) Continuous sole cassava, 4) Cassava-based rotation with minimum tillage and mulch, 5) Cassava-based rotation with two previous years of bush fallow, 6) Cassava-based rotation with vetiver grass barriers, 7) Cassava-based rotation with legume strips, and 8) Cassava-based rotation with improved fallow element.
Rainfall erosivity
Drop size distribution measurements with a Joss-Waldvogel Distrometer showed that the USLE R factor is applicable for the research region as no significant differences were found between the measured kinetic energy of rainfall events and calculated values according to the USLE.
The average annual r-factor values during the 12 year research period for Quilichao and Mondomo were 10,037 and 9,016 MJ ha-1 mm h-1 a-1 respectively. A highly significant relationship was found between a modified Fournier index based upon average monthly rainfall amounts and the equivalent monthly r-factor values.
Soil losses
K-factor values measured of 0.017 t h MJ-1 mm-1 at Quilichao and 0.011 t h MJï·1 mm-1 at Mondomo may be regarded as being between medium and low, although soil losses on the bare fallow plots were very high due to the extreme erosivity of the climate. Total soil losses in Quilichao on the bare fallow from 1986 to 1998 were 1,840 t ha-1. In Mondomo it was 2,380 t ha-1.
From June 1994 to July 1997, the 7 cropped treatments in Quilichao showed susceptibility to erosion in the following order (from high to low):
Sole continuous cassava, bush fallow >> farmer rotation, legume strips > improved fallow > minimum tillage, grass barriers. In Mondomo the susceptibility to erosion for the same period was: Sole continuous cassava >> legume strips >> bush fallow > improved fallow, farmer rotation > grass barriers, minimum tillage.
When calculating soil loss for a representative plot only the minimum tillage and grass barrier treatments reached levels below the tolerable average annual soil losses under both the Quilichao and Mondomo conditions.The erosivity and erodibility values for the whole 12-year duration of this project showed that there is a highly significant relationship between annual soil loss amounts and the R-factor of the USLE. The continuous bare fallow plots showed strong declines of organic matter at both sites.
Yield performance
The two conservation treatments, minimum tillage and grass barriers, showed no significant differences regarding yield compared to the widely used continuous cassava system. The farmer rotation treatment showed the highest yield levels, but there were no significant differences between this treatment and the minimum tillage treatment at Mondomo and Quilichao.
Conclusions
The results confirm the high erosivity of the climate and support the necessity of maintaining permanent soil cover. The proven applicability of the R-Factor of the USLE for the region and the long-term soil erodibility values determined should enable the potential erosion risk to be estimated and appropriate soil conservation measures offered. Of the cropping systems evaluated, both the minimum tillage and the vetiver grass barrier treatments proved to be interesting alternatives to the local cropping systems as they reduced soil erosion to a sustainable level and at the same time reached or even surpassed the yields of the traditional cassava monocropping. All the other systems would lead to degradation if long-term permanent cropping was practised.
Methoden
Die Andine Region Kolumbiens, die etwa 30% des Landes bildet, ist Lebensraum von 50% der Landbevölkerung und von großer Wichtigkeit für die Lebensmittelproduktion. Die Ziele der vorliegenden Arbeit waren: a) Den Erosivitätsfaktor R der USLE für tropisch-andine Bedingungen zu ermitteln b) Langjährige Bodenerodierbarkeitswerte für zwei Bodentypen der Region zu bestimmen c) Verschiedene Maniokanbausysteme im Hinblick auf Bodenschutz und Erträge zu bewerten.
Die Versuche wurden im Südwesten Kolumbiens durchgeführt. Santander de Quilichao liegt bei 3o6'N, 76o31'W auf einer Höhe von 990 m über N.N. Das langjährige Jahresniederschlagsmittel liegt bei 1,789 mm und die Durchschnittstemperatur bei 23.7oC. Mondomo liegt bei 2o53'N, 76o35'W auf einer Höhe von 1,450 m über N.N., mit einer durchschnittlichen Niederschlagsmenge von 2,133 mm und einer Durchschnittstemperatur von 18.2oC. Die Böden beider Standorte gehören zu den Inceptisolen, die etwa 77% der Böden der Region bilden. An beiden Versuchstandorten wurden Erosionsparzellen auf Hängen mit Gefällen zwischen 7 und 20% eingerichtet. Es wurden 8 verschiedene Behandlungen durchgeführt, angelegt mit 3 Wiederholungen in Quilichao und 2 in Mondomo. Von 1994 bis 1998 wurden die folgenden Behandlungen mit einander verglichen: 1) Langjährige Schwarzbrache, 2) Traditionelle auf Maniok basierende Fruchtfolge, 3) Maniok im Daueranbau, 4) Auf Maniok basierende Fruchtfolge mit Minimalbodenbearbeitung und Mulch, 5) Auf Maniok basierende Fruchtfolge mit vorheriger Buschbrache, 6) Auf Maniok basierende Fruchtfolge mit Vetiver Grassbarrieren im Abstand von 8m, 7) Auf Maniok basierende Fruchtfolge mit Leguminosenstreifen im Mischanbau, 8) Auf Maniok basierende Fruchtfolge mit verbesserter Brache als Fruchtfolgeelement.
Erosivität
Die gemessenen Tröpfchengrößenverteilungen zeigten, dass der R-Faktor der USLE im Einsatzgebiet anwendbar ist, da zwischen den gemessenen Kinetischen-Energiesummen von Niederschlagsereignissen und nach der USLE Methodologie errechneten keine signifikanten Unterschiede festgestellt wurden. Der durchschnittliche jährliche R-Faktor von 1987 bis 1998 lag bei 10,037 and 9,016 MJ ha-1 mm h-1 jeweils für Quilichao und Mondomo. Es wurde ein hoch signifikanter Zusammenhang zwischen monatlichen R-Faktorwerten und einem modifizierten Fournier-Index festgestellt.
Bodenverluste
Während die ermittelten K-Faktorwerte von 0.017 t h MJ-1 mm-1 für Quilichao und 0.011 t h MJ-1 mm-1 für Mondomo als mittel bis niedrig gelten können, waren die Bodenverluste auf den USLE-Parzellen, bedingt durch die hohe Erosivität, sehr hoch. Der Bodenverlust von 1987 bis 1998 betrug 1,840 t ha-1 in Quilichao, in Mondomo bei 2,380 t ha-1. Von 1994 bis 1997 zeigten die 7 bepflanzten Behandlungen in Quilichao folgende Abfolge hinsichtlich der Empfindlichkeit gegenüber Erosion: Maniok im Daueranbau, Buschbrache >> traditionelle Fruchtfolge, Leguminosenstreifen > verbesserte Brache > Minimalbodenbearbeitung mit Mulch, Vetiver Grassbarrieren. Für Mondomo galt: Maniok im Daueranbau >> Leguminosenstreifen >> Buschbrache > verbesserte Brache, traditionelle Fruchtfolge > Vetiver Grassbarrieren, Minimalbodenbearbeitung mit Mulch.
Die Anwendung der K-Faktor Werte auf ein Standardfeld zeigte, dass nur Minimalbodenbearbeitungs- und Vetiver Grassbarrierenbehandlungen als nachhaltig gelten können. Die Betrachtung des Zeitraums von 1986 bis 1998 zeigte einen hochsignifikanten linearen Zusammenhang zwischen jährlichen Bodenabtragsmengen und dem R-Faktor.
Produktivität
Die trad. Fruchtfolge erbrachte über 4 Jahre die höchsten Erträge. Bei Maniokanbau lagen von 1994 bis 1997 in Quilichao mit Ausnahme der Grassbarrieren- und Leguminosen- streifenbehandlungen die übrigen Erträge deutlich über der Maniok im Daueranbau Behandlung. In Mondomo lagen die Erträge von Maniok im Daueranbau auf gleichem Niveau verglichen mit Minimal Bodenbearbeitung und Buschbrache.
Schlussfolgerungen
Die Ergebnisse belegen die hohe Erosivität des Klimas in der Versuchsregion und unterstreichen die Notwendigkeit, den Boden das ganze Jahr über zu schützen. Durch die Bestätigung der Verwendbarkeit des R-Faktors der USLE für die Region sowie der erfassten langjährigen Mittelwerte der Erodibilität des Bodens sollte es möglich sein, für weitere Bereiche der Andinen Region Kolumbiens und darüber hinaus das Erosionsrisiko unter Anwendung der USLE abzuschätzen und dementsprechend Bodenschutzmaßnahmen zu empfehlen. Unter den evaluierten Anbausystemen erwiesen sich sowohl die Minimalbodenbearbeitung als auch der Einsatz von Vetiver Grasbarrieren als interessante Alternative zu den lokalen Anbausystemen, da beide die Erosion auf ein nachhaltiges Niveau reduzierten und gleichzeitig das Ertragsniveau der herkömmlichen Anbaumethode erreichten bzw. übertrafen. Alle anderen Systeme würden auf längere Sicht zur Degradation und letztlich Verlust der Anbauflächen führen.
Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
Hohenheim
Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
Dietrich Dr
Leihner
Prof.
2003-02-03
ElectronicThesisandDissertation
urn:nbn:de:bsz:100-opus-559
application/pdf
eng
http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.php
thesis.doctoral
Universität Hohenheim
Hohenheim
Fakultät Agrarwissenschaften
1
aus: Praesentationsformat
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2004/55/
1711647412211