Probleme der Eiweissernährung in der Welt

Ohne Zusammenfassung mit 8 Fig.     

Beiträge zur phänometrie der kartoffel

Ohne Zusammenfassung Vortrag anl?sslich der 1. Dreijahrstagung der E.G.K.F. in Braunschweig-V?lkenrode in der Sektion “Physiology” am 14. 9. 1960. Saatzuchtleiter, VEG Saatzucht Malchow auf Poel/Kr. Wismar.     

Qualitätsprobleme in der Futterpflanzenzüchtung

Zusammenfassung Der Begriff Qualität bei Futterpflanzen wird erklärt. Unter qualitativ hochwertigen Produkten von Futterpflanzen werden im allgemeinen diejenigen mit einem hohen Gehalt an Nährstoffen, vorzugsweise Eiweiß, verstanden.An Hand einiger Beispiele wird dargelegt, daß eine Qualitätsverbesserung der Futterrüben durch Züchtung möglich ist, da die Nährstoffe Reservestoffe sind, daß eine solche bei Futtergräsern und kleeartigen Gewächsen nur auf dem Wege über die Erhöhung des Blattanteils zu erwarten ist, weil eine Steigerung des Eiweißanteils im Plasma nur schwer zu erreichen ist. Allgemein können die Pflanzen dazu angeregt werden, eine stärkere Ansammlung von Reservestoffen vorzunehmen, nicht aber dazu, ihre artspezifische Zusammensetzung wesentlich zu verändern.Qualitätszüchtung bei Futterpflanzen tritt zum gegenwärtigen Zeitpunkt hinter der Aufgabe zurück, aus ihnen Kulturpflanzen mit entsprechender Massenleistung zu machen, obgleich nicht verkannt werden darf, daß Vorarbeit zur späteren Qualitätszüchtung schon jetzt zu leisten ist.

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Summary The conception quality in forage crops is discussed. High-class products of forage crops are generally those, which have high contents of nutrients, especially protein. Examples show that it is possible to increase the quality of forage beets by breeding because the nutrients are reserve matters. In forage grass and clover species it is only possible to obtain a higher quality by increasing the leafblades because it is difficult to increase the contents of protein in plasmatic constituents. Generally the plants can be stimulated to build up more reserve matters but they will not much modify their composition.At present the breeding of forage plants with high yields is more important than breeding for quality. Nevertheless it is just now necessary to prepare the way for the future quality breeding.

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr.G. Bredemann, zu seinem 80. Geburtstag gewidmet.     

Einfluss der Düngung auf Eiweissqualität und Eiweissfraktionen der Nahrungspflanzen

Ohne Zusammenfassung mit 5 Fig.     

Der Nährwert der in Ungarn angebauten Reissorten

Zusammenfassung Verfasser untersuchten den Rohproteingehalt, die Eiweißfraktionen, die Aminosäurezusammensetzung der Eiweißfraktionen, den Gehalt an Vitamin der B-Gruppe und die küchentechnischen Eigenschaften von etwa 40 in ungarischen Sortenversuchen eingestellten Reissorten.Die Biologische Wertigkeit der vier im Reiseiweiß vorhandenen Eiweißfraktionen: Orysenin, Albumin, Globulin und Prolamin, wurde nach drei verschiedenen Methoden berechnet.Den Nährstoffverlust der geschälten und geschält polierten Reissorten vergleichend, wurde festgestellt, daß durch Polieren in der Biologischen Wertigkeit der Eiweißstoffe und im Gehalt an Vitaminen der B-Gruppe ein bedeutender Verlust eintritt. Der Verlust an Roheiweiß beträgt etwa 15 bis 29 %. Der größte Verlust, mehr als 75 %, tritt bei der Albuminfraktion ein.Der ungarische Reis ist hinsichtlich des Rohproteingehalts, sowie der küchentechnischen Eigenschaften, ausgezeichnet.

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The nutritive value of rice species cultivated in Hungary

Summary Authors determined in 40 rice varieties being cultivated or tested in Hungary, the amount of raw protein, protein fractions, amino acid composition of the protein fractions, the amount of vitamins of the B group, and the cooking properties.The nutritive value of the four fractions contained in rice protein, namely oryzenine, albumine, globuline and prolamine, was calculated by three different methods.Comparing husked rice with husked polished rice, it is obvious that polishing causes heavy losses in the nutritive value of proteins and in vitamins of the B group. The losses in raw proteins amounts from 15 to 29 per cent. The greatest loss, exceeding more than 75 per cent, is manifested in the albumin fraction.In view of the high raw protein contents and the advantageous cooking properties, Hungarian rice varieties may be called excellent.

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La valeur nutritive des espèces de riz cultivées en Hongrie

Résumé Les auteurs ont examiné la teneur en protéines brutes, les fractions protéiques et la teneur en acides aminés des fractions protéiques, ainsi que la teneur en vitamines du groupe B et les propriétés culinaires de 40 espèces de riz cultivées en Hongrie. La valeur nutritive des quatre fractions présentes dans la protéine du riz: Oryzeanine, albumine, globuline et prolamine ont été calculées selon trois méthodes différentes.En comparant le riz décortiqué et le riz décortiqué et poli il est évident que par le polissage une perte significative se manifeste dans la valeur nutritive des substances protéiques ainsi que dans le contenu en vitamines groupe B. La perte en protéine brute varie de 15 jusqu'à 29 %. La plus grande perte environ 75 % s'observe dans la fraction albumine.Le riz hongrois se distingue par grande teneur en protéine et par ses propriétés culinaires avantageuses.

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mit 1 Fig.     

Zur Bezugsgrösse der Respirationsintensität von Kartoffelknollen

Zusammenfassung Die Abh?ngigkeit der Respirationsh?he unterschiedlich grosser Kartoffelknollen sowohl von der Knollenoberfl?che als auch dem Knollengewicht bildete den Anlass, eine Funktion zu suchen, der sich die Respirationswerte besser zuordnen. Diese Funktion bot sich im geometrischen Mittel der beiden Parameter∖G.O. Bei Verwendung dieser Funktion als Bezugsgr?sse für die CO₂-Abgabe wird die einseitige Beeinflussung durch einer der Parameter, die aus der sich ver?ndernden Beziehung von Gewicht und Oberfl?che unterschiedlich grosser Knollen resultiert, weitgehend eliminiert. Die “ideale” Knolle für Respirationsuntersuchungen müsste bei einem mittleren St?rkegehalt von 15% 96 g wiegen.

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Summary The reference quantity plays a decisive part in the evaluation of the respiration level of potato tubers. Occasionally the surface area of the tubers but usually their weight is used. In tubers of different sizes (20–200 g) the ratio of surface area (O) to weight (G) varies; in tubers weighing 96 g the ratioO∶G is 1∶1 (Fig. 2), assuming an average starch content of 15%. The respiration value of tubers of different sizes was best expressed in terms of the function∖G.O, the geometric mean of the parameters surface area and weight (Fig. 3). Using this function as the reference quantity for the amount of CO₂ evolved permits the specific influence of the parametersO andG on the respiration intensity to be largely eliminated. There remains, however, the specific influence of variety (Fig. 4). If it is possible to work with uniformly graded material then, from the technical research stand-point the “ideal” weight of the tubers is 96 g. In the case of evaluation of varieties this size of tuber does not, however, always correspond with the typical varietal average.

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Résumé Pour la détermination du niveau respiratoire de tubercules de pomme de terre, la grosseur du tubercule joue un r?le déterminant. C’est ainsi que peuvent être utilisés pour cette détermination tant?t la surface, le plus souvent cependant le poids du tubercule. Avec des tubercules de grosseur variable (20–200 g) le rapport de la surface (O) au poids (G) se modifie; avec des tubercules pesant 96 g le rapport deO∶G s’élève à 1∶1 (Fig. 2), en supposant une teneur moyenne en amidon de 15%. La meilleure détermination du niveau respiratoire de tubercules de grosseur variable résulte de la fonction ∖G.O, qui est la moyenne géométrique des paramètres “surface” et “poids” (Fig. 3). Utilisant cette fonction pour préciser la grosseur du tubercule lors de la détermination du dégagement de CO₂, on éliminine grandement l’influence spécifique des paramètresO etG sur l’intensité respiratoire. L’influence spécifique de la variété reste cependant réelle (Fig. 4). Un matériel trié uniformément peut-il être travaillé, des techniques de recherches se dégage le point de vue que le poids idéal des tubercules est d’environ 96 g. Concernant les déterminations sur variétés, cette grosseur de tubercules n’est cependant pas conforme dans chaque cas à la moyenne typique de la variété.

     

Ergänzungen zum Nachweisverfahren Des Y-Virus in der Kartoffelknolle

Zusammenfassung Der Nachweis des Kartoffel-Y-Virus im Gewebeanschnitt von Licht- und Dunkelkeimen stimmte überein und war im Vergleich zum Anschnitt des Kronenendes in den Herbst- und Wintermonaten sortenweise ungünstiger. In kéimenden Kartoffelknollen nach Winterlagerung und 3-w?chiger Vorkeimung bei 20 C hatten Verwundungen keinen Einflu? auf die Virus-aktivit?t; sie war in isolierten Kronenendestüken gegenüber ganzen Knollen erh?ht. Die Virusaktivit?t nahm in Kartoffelknollen w?hrend des Vegetationsablaufes mit fortschreitender Entwicklung bis zum Eintritt der Keimruhe st?ndig ab.

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Summary In supplementary experiments for the identification of the Y virus in potato tubers (Nienhaus: 1960, 1961/62) the question arose as to which was the most reliabie test for virus Y,viz. rubbing the leaf of the A₆-test plant with the cut surface of a sprout or with the surface of a section cut from the rose end of the tuber. The inhibitory effect of expressed sap from sprouts produced in light or darkness on the development of local lesions in leaves of A₆ averaged 93% and 94%, when two volumes of sap were mixed with one volume of virus suspension. The sprouts of theAckersegen, Capella, Dt. Erstlinge andMaritta varieties were particulaly rich in inhibiting material (Table 1) No differences in the number of local lesions occurred when cut surfaces taken from different parts of infectious sprouts produced in light or darkness were tested (Table 2), but in six varieties tested the virus activity in autumn and winter was usually higher in the cut surface of the rose end than in that of the sprouts grown in light. It was very low in the rose end of tubers after unusually long storage (Table 3). When the tubers were wounded before a 3 week's storage at 20°C, after the end of the dormant period in spring no activation of the virus was found, but the activity was higher in isolated pieces of rose end than in whole tubers (Table 4). The virus activity decreased in growing tubers during the vegetation process and in prematurely harvested tubers during subsequent storage at 20°C. There is assumed to be an inactivating process with increasing ripening of the tubers; this process becomes retrograde again when the dormant period is broken during winter storage (Table 5).

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Résumé Dans des essais complémentaires d'identification du virus Y dans le tubercule de la pomme de terre (Nienhaus; 1960, 1961/62), nous avons recherché lequel des deux tests permettrait de démontrer avec plus de certitude la présence du virus Y: la friction du limbe de la plante test A₆ avec la coupure d'un germe ou avec celle au sommet du tubercule. L'action inhibitrice des jus exprimés de germes développés à la lumière et dans l'obscurité sur l'apparition de lésions sur les feuilles de la plante test A₆ atteignait les moyennes respectivement de 93 et 94% en cas de mélange de deux tiers de jus de germes avec un tiers de suspension de virus. Les germes des variétésAckersegen, Capella, Dt. Erstlinge etMaritta étaient particulièrement riches en substance inhibitrice (Tableau 1). En frictionnant les feuilles avec des coupures à différentes régions des germes infectieux développés à la lumière et dans l'obscurité, il ne fut constaté aucune différence du nombre de lésions (Tableau 2). Cependant, chez 6 variétés étudiées, il fut observé qu'en automne et en hiver, l'activité du virus dans la coupure au sommet du tubercule souvent etait plus grande que dans celle du germe développé à la lumière. Mais l'activité dans la coupure au sommet du tubercule était extrémement basse si les tubercules avaient été conservés pendant un temps excessivement long (Tableau 3). Si les tubercules étaient blessés avant un stockage de trois semaines à 20°C, au printemps aprés la fin de la dormance, aucune activation du virus dans le tubercule n'était démontrée, mais l'activité dans des morceaux de sommet isolé, était plus grande que dans le reste du tubercule (Tableau 4). Dans le tubercule en développement, l'activité du virus diminuait pendant la phase terminale de la végétation: dans les tubercules récoltés trop t?t, il en était de même durant un stockage prolonge à 20°C. Il est supposé qu'à mesure que le tubercule m?rit, il se déroule un processus d'inactivation, lequel régresse à son tour après interruption de l'état de dormance pendant le stockage d'hiver (Tableau 5).

     

Die Ernährung der Lebewesen auf unserer Erde als Ganzheitsproblem

Zusammenfassung Auf Grund der bei so vielen Völkern der Erde so weit verbreiteten Fehlernährung sowie Unterernährung wird die Frage nach deren Ursachen aufgeworfen und näher untersucht. Im Mittelpunkt der Ernährung der Lebewesen steht die grüne Pflanze, die bei der CO₂-Assimilation unter Bindung der Lichtenergie der Sonne aus anorganischen Ausgangsstoffen organische Stoffe zu bilden vermag, die dann allen anderen Lebewesen als Baustoffe sowie als Energielieferanten für ihren Betriebsstoffwechsel zur Verfügung stehen. Darüber hinaus ist die grüne Pflanze allein im stande, auch die für den Stoffwechsel der heterotrophen Lebewesen notwendigen Vitamine zu synthetisieren. Die grüne Pflanze kann ihrer Aufgabe im Lebensgetriebe auf unserer Erde als Ernährerin aller anderen Lebewesen nur dann entsprechen, wenn sich die von ihr benötigten Stoffe in einem ständigen Kreislauf befinden; an Hand der in der Atmosphäre nur in einer Konzentration von 0.03% vorkommenden Kohlensäure wird dies näher gezeigt. Dieser ständige Kreislauf ist nur durch den Tod aller Lebewesen gesichert, der damit zu einer Voraussetzung für die Kontinuität des Lebens wird. Daß durch die grüne Pflanze eine vollwertige Ernährung gesichert wird, lehrt die Entwicklungsgeschichte der Lebewesen; ohne diese durch die grüne Pflanze gesicherte Ernährungsgrundlage hätte sich auch das Menschengeschlecht nicht zu der gegenwärtigen körperlichen und geistigen Vollkommenheit entwickeln können. Wenn es heute trotzdem so weit verbreitet Unterernährung und Fehlernährung gibt, so liegt die Schuld daran am Menschen selbst, der vielfach den natürlichen Ernährungsinstinkt verloren hat. Die Ursachen hierfür sind im Wohlstandsstaat anderer Art als in gewissen Entwicklungsländern. Von der richtigen Erkennung dieser Ursachen hängen jedoch ganz wesentlich die im einzelnen Falle zu ergreifenden Maßnahmen ab, um Hunger und Fehlernährung aus der Welt zu schaffen.Festvortrag im Rahmen einer Feierstunde am 18. Oktober 1962 in München anläßlich der Ehrung des langjährigen verdienstvollen Präsidenten der Gesellschaft für Ernährungsbiologie Prof. Dr. Dr. h.c. WilhelmStepp zu seinem 80. Geburtstag und der Verleihung der Ehrenmitgliedschaft der genannten Gesellschaft an den Vortragenden.     

Studie über Primär- und Sekundär-infektionen bei der Kultur vonClaviceps purpurea Tul.

Zusammenfassung Mit der Methode getrennter Ernte aus Primär- und Sekundär-Infektion stammender Sklerotien wird die Zahl sekundär infizierter Ähren und Sklerotien, das Gesamtgewicht und mittlere Gewicht derselben, sowie der mittlere Befall primär und sekundär infizierter Ähren bestimmt. Die auf verschiedenen Roggensorten, unter verschiedenem Klima (Mitteleruropa, Spanien) in Jahren verschiedener Witterung gewonnenen Ergebnisse werden festgehalten und vergliche. Weiters erstreckt sich die Untersuchung auf verschiedene chemische Rassen. Das Material reicht für eine statistisch gesicherte Auswertung nicht aus, ergibt aber Folgendes:Das Ausmass der Sekundärinfektion hängt in erster Linie von der Witterung ab, die sich sowohl auf das Ausmass der Honigtaubildung, auf deren Dauer, den Umfang der Infektion und die Entwicklung auswirkt. In zweiter Linie machen sich Unterschiede zwischen verschiedenen Roggensorten bemerkbar, die innerhalb der Versuchsreihe bei den polyploiden Sorten am extremsten waren. Bei den chemischen Rassen zeigen sich auffallende Unterschiede in der Sklerotienzahl und dem Sklerotiengewichte zwischen qualitativ verschiedenen Stämmen, hingegen keine auffälligen Unterschiede zwischen qualitativ gleichen, nur im Gehalte differierenden Rassen.Da das Ausmass der Sekundär-Infektion für den Ertrag entscheidend ist, kommt Untersuchungen obiger Art praktisch grösste Bedeutung zu, zu denen vorliegende Studie Anregung sein will.

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Summary The determination of the number of secondarily infected ears and sclerotia, their total and medium weight as well as the average attack of primarily and secondarily infected ears, is made by the method of harvesting separately the sclerotia resulting from the primary and from the secondary infection. The results obtained from various rye species in a variety of climates (Central Europe, Spain) during periods of heterogeneous atmospheric conditions are to be established and compared. The research is to be extended on various chemical races (strains). This material may not be sufficient for reliable statistical data, it leads however to the following conclusions:The extension of the secondary infection depends mainly upon the atmospheric conditions which are influencing the intensity of honey-dew production, its duration, the reach of the infection as well as the development. Secondarily, differences between various species of rye will be observed, which are mostly pronounced with the polyploid species. Remarkable differences in the number of sclerotia and their weights are noticeable between the chemical races (strains) of divergent quality, whereas races of equal qualities and differing only in the proportion show no remarkable differences.Owing to the fact that the extension of the secondary infection is decisive for the crop, the greatest practical importance is to be attributed to investigations of the above kind, for the suggestion of which this essay may be considered as a contribution.

     

Beziehungen zwischen Eiweissqualität und Backeigenschaften des Weizens in Abhängigkeit von der Düngung

Zusammenfassung Widerspruchsvolle experimentelle Ergebnisse über den Einfluß der Düngung auf die Backfähigkeit des Weizens führten dazu, die einschlägige Literatur zu sichten. Dabei ergab sich zunächst, daß Versuchsansteller, die Klebergehalt = Backqualität setzten, zur Verwirrung der Verhältnisse erheblich beigetragen haben. Es ist seit langem bekannt, daß Klebergehalt und Backqualität miteinander nicht korrelieren.Dem Sorteneinfluß ist stärkste Beachtung zu schenken. Eine in ihrer Backfähigkeit gute Weizensorte (Gruppe A) reagiert z.B. auf Stickstoffgaben (geteilte Gaben, Spätdüngung), die durch entsprechende Phosphor- und Kaligaben zu einer harmonischen Volldüngung vereinigt sind, mit einer Erhöhung der Backqualität, während Sorten, die der Qualitätsgruppe C angehören, auf die N-Düngung gleicher Art weniger günstig, ja meist ungünstig ansprechen.Diese im Grundsatz zutreffenden Ergebnisse über die Wirkung der N-Düngung auf Weizensorten unterschiedlicher Backqualität erfahren durch Klima- bzw. Witterungseinflüsse eine mitunter starke Beeinflussung, wie aus diesbezüglichen ökologischen Arbeiten der Weltliteratur zu entnehmen ist. Ein Teil der sich widersprechenden Ergebnisse zur Frage Backqualität und Düngung findet hierin ihre kausale Deutung.Eine Beziehung zwischen der durch N-Düngung beeinflußten Backqualität und der Eiweißqualität des Weizenkorns scheinen nach ersten Versuchsergebnissen zu bestehen und zwar dürften sich diese sowohl auf Klima/Witterung, als auch auf die Auswirkung der N-Düngung erstrecken.Ein Einfluß von Klima und Witterung auf den Stickstoff-Haushalt des Getreidekorns muß sich zwangsläufig auch auf die Eiweißqualität (Biologische Eiweißwertigkeit) auswirken. Hierzu konnte expermentell festgestellt werden, daß bei Standortversuchen mit gleicher Düngung und gleichen Sorten unter dem Einfluß des Seeklimas geringere Rohproteingehalte und eine höhere Eiweißqualität, daß unter kontinentalklimatischen Bedingungen jedoch ein höherer Rohproteingehalt und eine geringere Eiweißqualität zu verzeichnen waren.Die entgegengerichtete Tendenz zwischen Rohproteingehalt und Eiweißqualität konnte in N-Düngungsversuchen nur von einer bestimmten Düngergabe ab festgestellt werden. Auch hier zeigt sich ein deutlicher Einfluß der Sorte. So wies eine A-Sorte bei steigenden, geteilten N-Gaben einen fortlaufenden Anstieg der Eiweißqualität auf, während eine C-Sorte — unter sonst gleichen Standort- und Kulturbedingungen — einen Abfall der Eiweißqualität erkennen ließ.Im Gegensatz zu Ergebnissen im Hinblick auf die Frage N-Düngung und Backqualität sind hier die bisher vorliegenden experimentellen Befunde noch nicht so aussagestark, um diese Einzelergebnisse zu verallgemeinern.

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Summary Contradictory experimental results on the influence of manuring on bread-making quality of wheat in the literature on the subject gave rise to this experimental work. This situation was provoced to a great extent by the fact, that some research workers took gluten content for the sole measure for bread-making quality. This cannot be maintained since there are no positive correlations between both of them.The influence of variety is of great importance to bread-making quality of wheat. Varieties high in bread-making quality are even improved, when higher amounts of N-fertilizers are supplied; this is not true of varieties low in bread-making quality.These findings are modified by the influence of different climates and weather conditions. A great deal of contradictory results are therefore also caused by ecological differentiation.According to our experimental results with wheat in Germany it seems likely that bread-making quality and protein-quality (biological value of protein) are both well correlated, finding its explanation both in the N-manuring and the ecological conditions, chiefly of climate and weather. Experimental results of yield, contents of protein, 10 essential amino acids and biological value, given in some tables and graphs, support these statements.

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Résumé Les résultats contradictoires publiés sur l'influence de la fumure sur la valeur boulangère du blé nous ont conduit à une revue critique de la littérature du sujet. Certains expérimentateurs ont admis que la teneur en gluten exprimait la valeur boulangère, ce qui a contribué beaucoup à créer la confusion. Il est connu depuis longtemps qu'il n'y a pas de corrélation entre taux de gluten et valeur boulangère.Il faut accorder la plus grande attention aux différences variétales. Une variété de blé de bonne qualité boulangère (groupe A) réagit par exemple à la fumure azotée (fumures répétées, tardives) que complètent harmonieusement des fumures phosphatées et potassiques, par une élévation de la valeur boulangère, tandis que des variétés de blé appartenant au groupe C réagissent d'une manière moins favorable, voire même réagissent par une diminution de qualité.Ces résultats fondamentalement cohérents sur l'action de la fumure azotée sur les variétés de blé de valueurs boulangères différentes sont profondément modifiées par les conditions climatiques et les différences saisonnières, ainsi qu'il apparaît dans les travaux d'écologie publiés dans la littérature mondiale. Une partie des résultats divergents sur le problème valeur boulangère et fumure y ont leur cause.Il semble bien exister une relation positive entre fumure azotée et valeur boulangère, et qualité protéique du grain de blé, d'après les premiers essais à ce sujet, et ce aussi bien dans le cas de l'action du climat, de la saison, que dans le cas de l'effet des fumures azotées.Une action du climat et de la saison sur le métabolisme azoté du grain de blé doit nécessairement entraîner une modification de la qualité protéique (qualité biologique des protéines). Il a pu être démontré expérimentalement, dans des essais de stations différentes avec les mêmes variétés et les même fumures, que le climat maritime détermine une diminution du taux des protéines brutes, et une augmentation de la valeur biologique de protéines, tandis que le climat continental élève le taux protéique brut, mais diminue la valeur biologique des protéines.L'opposition entre le taux protidique brut et la qualité protéique n'a pu être mise en évidence qu'à partir d'un certain taux de fumure. Ici encore les différences variétales sont nettes. Une variété de la catégorie A montre, pour des doses croissantes d'azote (données par fractions répétées) une augmentation régulière de la qualité protéique, tandis qu'une variété de la catégorie C donne, dans les mêmes conditions de localité et de culture, une diminution de la qualité protéique. Toutefois, les résultats expérimentaux acquis ici ne sont pas suffisamment décisifs pour pouvoir être généralisés.

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mit 6 Fig.     

Einfluß verschiedener Ernährung und anderer Wachtumsfaktoren auf die Aktivität der Oxydationsenzyme in Pflanzen

Zusammenfassung In Wasserkulturversuchen wurde der Einfluß verschiedener Mineralstoffernährung und anderer Wachstumsfaktoren auf die Enzyme der terminalen Atmung in Pflanzen untersucht (Ascorbinatoxydase, Cytochromoxydase, Phenoloxydasen, Peroxydase, Katalase) und mit den entsprechenden Ertragsbestimmungen in Verbindung gebracht.1. Steigende Kaligaben senken die Aktivität der Oxydationsfermente bei gleichzeitiger Zunahme der Substanzproduktion. Einseitig hohe Kalidüngung führt zu einem gewissen Ertragsrückgang, verbunden mit erneutem Anstieg der Enzymtätigkeit. Die Katalaseaktivität nimmt mit der Kalidüngung in der Regel zu; Pflanzen mit schwachem Kalimangel weisen vorübergehend eine stark erhöhte Katalasetätigkeit auf.2. Mit zunehmender Stickstoffernährung steigen die Erträge sowie die Aktivitäten aller oxydierenden Enzyme an. Pflanzen, die unter starkem N-Mangel leiden, weisen eine sehr niedrige Oxydasetätigkeit auf, dagegen führt schwacher bis mäßiger Stickstoffmangel zu einer auffallenden Betonung einzelner offenbar sehr wichtiger Atmungsenzyme.3. Eine Steigerung der Phosphorsäure erhöht die Aktivität der Atmungsenzyme ähnlich der Stickstoffdüngung, jedoch sind die relativen Unterschiede im ersteren Falle geringer. Bei schwachem oder mäßigem P-Mangel ist die Aktivität einzelner Enzyme stark überhöht.4. In Versuchen mit steigenden Borgaben finden wir die höchste Enzymaktivität unter ungünstigen Ernährungsbedingungen (Bormangel oder -überdüngung), die beide zu einer geringeren Substanzbildung führen. Optimal ernährte Pflanzen erzielen hohe Erträge bei normaler Atmungstätigkeit.5. Mit zunehmender Eisendüngung steigen Substanzproduktion und Aktivität aller Oxydationsenzyme an. Bei schwachem Eisenmangel sind einzelne Enzyme besonders hoch, in Pflanzen mit starken Mangelsymptomen dagegen alle sehr niedrig.6. Geringe Fluorgaben bewirken einen leichten Ertragsrückgang und eine schwach erhöhte Enzymaktivität. Höhere Fluorkonzentrationen führen schließlich zum völligen Zusammenbruch des Wachstums, begleitet von einem steilen Anstieg der Atmungsenzyme.7. Mangelnde Wasserversorgung führt zu einem starken Anstieg der Enzyme der terminalen Oxydation mit Ausnahme der Katalase.8. Licht hemmt die Aktivität aller untersuchten Oxydationsenzyme.

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Summary The influence of mineral nutrition, different water and light conditions on the enzymes of terminal oxidation (Ascorbinatoxidase, Phenoloxidases, Peroxidase, Katalase) has been studied in plants.Rising amounts of potassium lowered the activity of oxidizing enzymes and increased dry matter production. Extremely high amounts of potassium depressed yields and increased enzyme activity again. Nitrogen increased both yields and enzyme activities. Plants suffering from severe nitrogen-deficiency showed a very low oxidation activity, whereas slight or moderate nitrogen deficiency emphasized the activity of a few single respiration enzymes. Rising amounts of phosphorus influenced these enzymes in a similar way — but with smaller differences than nitrogen. In experiments with boron the highest enzyme activity was found in plants suffering from boron deficiency as well as boron toxicity together with a low dry matter production in both cases. Plants well dressed with boron obtained optimal yields and a relatively low respiration. Rising amounts of iron increased dry matter production and activity of all oxidizing enzymes. Slight iron deficiency showed high activity of single enzymes. Fluorine caused severe depression of yields and high enzyme activities.Water deficiency increased respiration strongly. Light inhibited the activity of all oxidizing enzymes examined.

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Resumé Les divers sels minéraux, et d'autres facteurs de croissance, donnés en milieu liquide (cultures sur solution) ont été étudiés quant à leur action sur les enzymes de la respiration terminale des végétaux (Oxydase de l'acide ascorbique, cytochromoxydase, phénoloxydase, peroxydase, catalase), en rapport avec les divers rendements obtenus sur ces milieux.1) Des doses croissantes d'ions K diminuent l'activité des ferments d'oxydation, tandis que la production de matière sèche croît. Une fumure potassique forte et déséquilibrée conduit à une certaine diminution de rendement, liée à une nouvelle augmentation de l'activité enzymatique. L'activité de la catalase augmente en général avec la fumure potassique; toutefois, des plantes souffrant d'une faible carence potassique ont montré passagèrement une augmentation de l'activité enzymatique.2) Des doses croissantes d'azote augmentent les rendements ainsi que l'activité de tous les enzymes d'oxydation. Les végétaux qui souffrent d'une forte carence en N, montrent une activité oxydasique faible; ceux qui sont soumis à une carence faible, ou modérée de N, montrent déjà une activité considérable de certains enzymes respiratoires apparemment fondamentaux.3) Des doses croissantes d'acide phosphorique augmentent l'activité des enzymes respiratoires, comme le fait l'azote; toutefois les différences relatives sont plus faibles dans ce cas. Dans le cas de carences faibles ou modérées en P, l'activité de certainens zymes est fortement exagérée.4) Dans le cas de doses croissantes de bore, le maximum d'activité enzymatique se place dans les conditions de nutrition les moins favorables (carence en bore, ou excès de bore), conditions qui conduisent l'une et l'autre à des diminutions de récoltes. Des plantes recevant la nourriture optima donnent de bons rendements, pour une activité respiratoire normale.5) Dans le cas de fumures en fer croissantes, la production de matière sèche, l'activité de tous les enzymes d'oxydation augmentent parallèlement. Pour une faible carence en fer, certains ferments sont remarquablement actifs chez les végétaux; pour une forte carence, tous les ferments sont sans exception à des taux très bas.6) De petites quantités de fluor déterminent une petite diminution de rendement, et une petite augmentation de l'activité enzymatique. Des quantités plus considérables de fluor arrêtent complètement la croissance, tout en augmentant brutalement le taux d'enzyme.7) Une alimentation en eau insuffisante détermine une forte augmentation des enzymes de l'oxydation terminale, à l'exception de la catalase.8) La lumière inhibe l'activité de tous les enzymes étudiés.

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Aus dem Agrikulturchemischen Institut Weihenstephan

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Auszug aus der Habilitationsarbeit, Techn. Hochschule München-Weihenstephan 1959.     

Methioningehalt und Eiweißqualität von Blattpflanzen in Abhängigkeit von der Stickstoffdüngung

Zusammenfassung Beim Feldsalat und beim Spinat wurden mit steigenden N-Gaben unter den gegebenen Bedingungen sowohl in Klimakammer-Versuchen in Mitscherlichgefäßen (Glassand + 1 % Torfmull), als auch in 10 m² großen Betonkasten-Parzellen auf N-bedürftigem Geisenheimer sandigen Lehmboden folgende Ergebnisse erzielt:1. An Feldsalat (Valerianella olitoria L.), der in einer Klimakammer mit 2 Lichtstufen kultiviert wurde, konnte am Ertragsverlauf gezeigt werden, daß die N-Wirkung mit höherer Lichtintensität steigt. Rohprotein- und Reineiweißgehalte des Feldsalates ließen bei den Versuchen mit steigenden Stickstoffgaben einen charakteristischen, flach S-förmig ansteigenden Kurvenverlauf sowie einen absinkenden Relativen Eiweißgehalt (Eiweiß-N in % Gesamt-N) und einen steilen Abfall der Eiweißqualität (EAS-Indices nach B. L.Oser) erkennen. Fast alle essentiellen Aminosäuren wiesen mit steigenden N-Gaben und bei höherer Lichtintensität einen ansteigenden Kurvenverlauf auf. Die Werte für Histidin und Tryptophan veränderten sich dagegen kaum. Als einzige essentielle Aminosäure fiel Methionin mit steigenden N-Gaben bis zum Erreichen des Höchstertrages ab.Bei höherer Lichtintensität erhöhten sich die Werte der EAS-Indices und die Methioningehalte deutlich gegenüber den entsprechenden bei geringerer Lichtintensität. Analoge Befunde beim Kopfschluß (Kohlkopf, Kopfsalat) gegenüber freier Blattentfaltung werden diskutiert.2. Im wesentlichen wurden diese Ergebnisse durch Freilandversuche an Spinat (Spinacia oleracea L.) mit steigenden N-Gaben (Kalkammonsalpeter) bestätigt.Wurde jedoch der Spinat in jungem, noch nicht voll entwickeltem Zustand geerntet, beobachteten wir ein Absinken der Methioningehalte und der EAS-Indices erst bei hohen N-Gaben (180 kg N/ha).3. Der Methionin-Stoffwechsel in Pflanzen wird unter Berücksichtigung unseres heutigen Wissens und vorliegender Ergebnisse diskutiert.

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Summary Fertilizer-experiments with rising amounts of N in growth rooms (Mitscherlich pots; glass sand + 1 % peat muld) as well as in open air (concrete plots, size 10 m²) on Geisenheim sandy loam, deficient in nitrogen, gave the following results:1. Cornsalad (Valerianella olitoria L.), cultivated in a growth room with 2 degrees of light intensity showed a higher effect of N — as regard yield — when light intensity rose. Crude protein and protein in cornsalad increased in a characteristic way (S-shaped curve), on the other hand relative protein contents (protein-N in % of total N) as well as protein quality (EAA-Index) decreased. All essential aminoacids — except Histidine and Tryptophane, which did not change considerably — increased with higher amounts of Nitrogen and light intensity. The only aminoacid, which showed a distinct decrease, until the highest amount of yield has been attained, was Methionine.This aminoacid as well as the EAA-Indices decreased when light intensity decreased. We found similar effects when vegetables, as cabbage and head lettuce, formed heads.2. About the same results gave a couple of open air experiments with Spinach (Spinacia oleracea L.) in concrete plots. Rising amounts of Nitrogen (Calcium ammonium nitrate) caused the same effect on Methionine and on protein quality. If the Spinach was yielded very young, only high amounts of Nitrogen resulted in a decrease of Methionine and of protein quality.3. The metabolism of Methionine in plants, as it is known at present is discussed in view of our findings.

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Résumé La mâche et l'épinard ont été cultivés avec des doses croissantes d'azote, aussi bien dans des chambres climatisées, en pots de Mitscherlich (sable de verre et 1 % de tourbe fine), qu'en parcelles de 10 m² dans des compartiments de beton remplis d'une argile sableuse de Geisenheim très pauvre en azote.Voici les résultats obtenus:1. La mâche (Valerianella olitoria L.) cultivée dans une chambre climatisée à deux niveaux d'éclairement, a montré une reponse au taux de N fonction croissante de l'éclairement (jugée d'après le rendement). Les courbes donnant les taux de protides totaux, et les taux de protéines vraies en fonction des taux croissant de fumure azotée, présentent une forme en S caractéristic, le taux relatif de protéines (N des protéines % de N total), ainsique la qualité des protides totaux (indice d'aminoacides essentiels d'aprèsOser) sont des fonctions décroissantes des taux de fumure. Presque tous les aminoacides essentiels se rencontrent à des taux croissant lorsque le taux de N de la fumure croît, et lorsque l'éclairement augmente. Par contre, les taux d'histidine et de tryptophane se modifient à peine. Parmi tous les aminoacides essentiels, seule la méthionine diminue lorsque le taux de N de la fumure croît, et cela jusqu'au maximum de rendement.Par contre, lorsque l'éclairement augmente, les valeurs de l'indice d'aminoacides essentiels, les taux de methionine augmentent. Des faits analogues avaient été observés dans la formation d'une pomme (chou pommé, salade pommée); les plantes en rosette ont des indices plus élevées que les plantes pommées.2. Les mêmes résultats sensiblement ont été obtenus sur l'épinard (Spinacia oleracea L.) cultivé en plein air sur divers compartiments bétonés. Des doses croissantes d'azote dans la fumure (nitrate d'ammonium et de calcium) ont eu sur le taux de méthionine, sur l'indice d'aminoacides, le même effet déprimant. Si l'épinard est récolté très jeune, seules des doses très élevées d'azote ont un effet déprimant sur méthionine et qualité protéique.3. Le métabolisme de la méthionine tel qu'il est présentement connu chez les végétaux, est discuté à la lumière des faits observés ici.

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mit 9 Fig.     

Ueber die Rolle der Ascorbinsäure und anderer Reduktone in Pflanzen

Zusammenfassung Die Ascorbinsäure wirkt als Stimulationsfaktor der Keimung; sie reagiert mit Di- oder Triphenolen; sie erniedrigt, in Gegenwart von Hydroperoxyd die Viscosität von gewissen Kolloïden; sie reagiert als Ferment-Substrat, oder als Coenzym; sie hat vielleicht eine mutagene Wirkung.

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Summary Ascorbic acid is a stimulating factor in germination; it reacts with di- or tri-phenols and it lowers, in presence of hydrogen peroxyde, the viscosity of some colloids. It acts as fermenting substrate or as co-enzyme and might have mutagene action.

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Résumé L'acide ascorbique est un stimulant de la germination; il entre en réaction avec des di-ou triphénols; il diminue la viscosité de certains colloïdes en présence d'eau oxygénée; il réagit comme substrat de ferments, ou comme coenzyme; il a peut-être une action mutagène.