Pflanzen‐mikroben‐interaktionen und c/n‐Stoffumsetzungsprozesse in der rhizosphäre: Aufklärung und quantifizierung

Bis in jüngste Zeit war unklar, ob den in der Rhizosphäre, der Grenzschicht zwischen dem pflanzlichen Wurzelsystem und dem Boden, ablaufenden Vorgängen tatsächlich Relevanz für die C/N‐Umsetzungsprozesse auf ökosystemarer Ebene zukommt. Zielstellung eigener Arbeiten war es daher, auf der Grundlage von Tracern (¹⁴C, ¹⁵N) und immunologischen Techniken (DAS‐ELISA) Verfahren zur entwickeln und zu testen, die zur Klärung dieser Fragestellung beitragen. Wie ^l4C‐Impulsmarkierungsexperimente ergaben, werden bereits im Verlauf der Ontogenese beträchtliche Mengen des neu assimilierten Kohlenstoffs in die organische Bodensubstanz eingebaut (bei Sommerweizen zwischen 51 und 410% und bei Schilf 21% des Wurzel‐C). Mit Hilfe von DAS‐ELISA ausgeführte Studien ließen einen sehr differenzierten Einfluß von Getreidearten und ‐Sorten auf die Besiedlung der Rhizosphäre mit dem phytoeffektiven Bakterienstamm Pantoea agglomérons D5/23 erkennen. In überstautem Niedermoortorf bewirkte die Anwesenheit von Sumpfpflanzen (Schilf, Rohrglanzgras) eine beschleunigte Umsetzung von ¹⁵N‐markiertem Nitrat zu den gasförmigen Denitrifikationsprodukten N₂O und N₂.     

Einschätzung der potentiellen wassererosionsgefährdung für gemeinden und regionen der bundesländer Mecklenburg‐Vorpommern,brandenburg, Sachsen‐Anhalt und der freistaaten Thüringen und Sachsen

Eine Karte der potentiellen Wassererosionsgefährdung für die östlichen Bundesländer wurde auf der Grundlage gemeindebezogener Datensätze mit Ergebnissen der Mittelmaßstäbigen landwirtschaftlichen Standortkartierung (MMK) erarbeitet. Die Karte enthält das Resultat einer vergleichenden Beurteilung der landwirtschaftlich genutzten Böden hinsichtlich der potentiellen Gefährdung durch Wassererosion auf der Grundlage von Kartierungseinheiten der MMK. Die potentielle Wassererosionsgefährdung wird nach Substrat‐ und Hangneigungsflächentypen eingeschätzt. Auf der Grundlage der gemeindebezogen digitalisierten Kartierungseinheiten der MMK wird der Flächenanteil der auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche der einzelnen Gemeinden vorkommenden Gefährdungsklassen berechnet. Die Beurteilungskenngrößen können zum Vergleich erosionsrelevanter Grunddaten naturräumlicher und administrativer Gebietseinheiten dienen. Werden detailliertere Informationen benötigt, sind darüberhinaus konturenund schlagbezogene Bewertungen möglich. Nach entsprechender Interpretation ist es möglich, Daten zur überschlägigen Abschätzung potentieller Bodenund Schadstoffeinträge in Flußeinzugsgebiete bereitzustellen.     

Erarbeitung einer methode zur verwendung von altdaten der moore für die kennzeichnung von flächenbodenformen

Die Bewertung von Bodenfunktionen in Mooren ist derzeitig aufgrund fehlender Bewertungsmethoden als auch Bewertungsparameter nur unbefriedigend möglich. Das Ziel der Forschungsarbeit war die Erarbeitung einer Methode, vorhandene Altdaten für die Kennzeichnung von Flächenbodenformen in Bodenkarten so aufzubereiten, dass Idealprofile mit entsprechenden Datensätzen für die Bewertung von Bodenfunktionen bereitgestellt werden können. Zur Auswertung kamen folgende Materialien: Datensätze von verschiedenen hydrologisch‐genetischen Moortypen mit Informationen zur Stratigraphie, Art der Torfe und Mudden, Zersetzungsgrad, Tiefe der Substratwechsel, wesentliche physikalische und hydrologische Bodenkennwerte sowie digitalisierte Bodenkarten 1:25000. Die entwickelte Methode stellt eine Abfolgevorschrift mit Zuordnungsregeln dar. Informationen über den hydrologisch‐genetischen Moortyp und die Art der liegenden Schicht ermöglichen eine Vorhersage des Bodensubtyps. Zwei Stufen der Bodenentwicklung wurden beschrieben: vererdetes und vermulmtes Niedermoor. Unter Verwendung von Verknüpfungsregeln und Expertwissen ist es möglich, Idealprofile für Flächenbodenformen inhaltlich zu beschreiben. Durch Zuordnung von GIS‐Karten können dann Bodenfunktionen für definierte Flächen bewertet werden.     

Erträge und n‐bilanzen im IOSDV Madrid im laufe von vier rotationen

Im IOSDV Madrid wird seit 1984 die kombinierte Wirkung von Stallmist, Stroh, Zwischenfrucht und mineralischer N‐Düngung in der Fruchtfolge Sorghum‐Weizen‐Gerste auf einem semiariden Standort in der zentralspanischen Meseta auf einem Calcic Luvisol geprüft.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Witterungsbedingungen die Erträge wesentlich stärker beeinflussen als die Behandlungsvarianten. Durch die sehr geringen Niederschläge während der dritten Rotation waren die Gersten‐ und Weizenerträge unabhängig von der Düngung sehr niedrig, während unter optimalen Niederschlagsbedingungen in der ersten und zweiten Rotation die Weizen‐ und Gerstenerträge mit steigender N‐Düngung zunahmen und ihr Optimum bei der Stickstoffdüngungsstufe N₃ aufwiesen; allerdings zeigte nur die Gerste eine Reaktion auf die gleichzeitige Anwendung organischer Dünger. Während der vierten Rotation wurden die Trockenmasse‐Erträge bei Weizen und Gerste durch organische Düngung bis zur Stufe N₂ erhöht, während höhere Mineral‐N‐Gaben die Erträge negativ beeinflussten. Bei Sorghum traten, bedingt durch die extremen Niederschlagsbedingungen, erhebliche Schwierigkeiten auf, die sich in einem sehr niedrigen Korn‐Stroh‐Verhältnis widerspiegelten und keinerlei signifikanten Zusammenhang zu den Behandlungsvarianten erkennen liessen.     

Über den Einfluß von Kartoffelkäferkahlfraß auf die Knollenausbildung der Kartoffelpflanze

Zusammenfassung Der Einfluß von Kahlfraß durch Larven des Kartoffelkäfers (Leptinotarsa decemlineata Say) auf die Knollenausbildung der Kartoffelpflanze (Solanum tuberosum L. cv, Aquila) wurde in Abhängigkeit vom Entwicklungszustand der Stauden untersucht. Vergleichsweise wurde die Wirkung von Blattverlust durch Beschneiden geprüft. Der normale Wachstums- und Entwicklungsverlauf der Kontrollpflanzen wird dargestellt (Tab. 1).Durch Beschneiden hervorgerufene Blattverluste vor der Blüte verursachten eine Abnahme des Gesamt-Knollengewichts um 30–35% und des Gewichts an Konsumkartoffeln (>4 cm Querdurchmesser) um 40–50%. In späteren Entwicklungsabschnitten lagen die Verluste bei 10–20% bzw. 20–30% (Tab. 2).Kahlfraß bewirkte im Jugendstadium der Pflanze bis zu Beginn des Knollenansatzes sowie während der Reife Ertragsminderungen in etwa gleicher Höhe wie Blattverlust durch Beschneiden. Im dazwischenliegenden Entwicklungsabschnitt (Sichtbarwerden der Blütenknospen bis Blühende) schädigte Kahlfraß wesentlich stärker: Der Gesamtertragsverlust betrug etwa 60%, derjenige an Konsumkartoffeln sogar 70% (Tab. 2, Abb. 1).Die Gesamt-Knollenzahl je Staude wurde in den Versuchen mit Larven nur bei Kahlfraß kurz nach Beginn der Knollenbildung wesentlich herabgesetzt. Dagegen war die Anzahl an Konsumkartoffeln in allen Fraßperioden, in denen starker Gewichtsverlust eintrat, erheblich vermindert (Tab. 2).

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Summary The effect of leaf destruction by larvae of the colorado beetle (Leptinotarsa decemlineata Say) on tuber development of the potato plant (Solanum tuberosum L. cv. Aquila) was studied by having regard to the developmental state of the plant. Investigations on the influence of leaf damage by cutting were made too. The normal course of growth and development of the control plants is represented in table 1.Leaf destruction by cutting before flowering-time caused decreases of total tuber weights about 30–35% and of market potatoes (transverse diameter > 4 cm) about 40–50%. By cutting at subsequent states decreases were about 10–20% and 20–30% respectively (tab. 2).Leaf damage by the colorade beetle in juvenile states of the plant until beginning of tuber formation and in the period of ripening caused yield decreases, which were as high as by cutting off the leaves. The developmental period between them (appearing of flower buds until the end of flowering) was much more sensitive to bare eating byLeptinotarsa: decrease of total yield was about 60% and of market potatoes even 70% (tab. 2, fig. 1).In studies with larvae ofLeptinotarsa total number of tubers strongly decreased only by leaf destruction soon after beginning of tuber formation. On the other hand number of market potatoes was very low in every eating period, in which considerable decreases of weight were observed.

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(Leptinotarsa decemlineata Say) (Solanum tuberosum L. cv. ). . 1 . , 30–35%, , (. . 4 ) 40–45%. 10–20% 20–30% (. 2). , , . , , : 60%, 70% (. 2, . 1). . , .

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Die Untersuchungen wurden in der damaligen Forschungsstelle für Kartoffelkäferbekämpfung Mühlhausen/Thür. der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin durchgeführt.     

Über die Wasserbeständigkeit der Bodenkrümel,besonders in Abhängigkeit von Zeit und Bodenfeuchtigkeit: II. Mitteilung: Über die Veränderungender stabilen Krümelanteile in Abhängigkeit von der Bodenfeuchtigkeit

In Gefäß‐ und Inkubationsversuchen wurde die Wirkung steigender teerhaltiger Zusätze auf das Pflanzenwachstum von Gartenkresse (Lepidium sativum L.) sowie das Abbauverhalten dieses Substrates geprüft. Es zeigte sich eine nachteilige Beeinflussung der Pflanzenentwicklung, deren Ausmaß durch die Höhe des Teersubstratzusatzes bestimmt war. Zur Aufklärung des Ursachenkomplexes werden als wesentliche Faktoren flüchtige organische Kohlenwasserstoffe, N‐Immobilisierung und O₂‐Mangel, induziert durch die einsetzende starke CO₂‐Entwicklung, diskutiert.     

Notulae cucurbitologicae X. Schätzung der Einflußstärke von Trieblänge und Anzahl der Früchte auf den Fruchtertrag je Pflanze beim Kürbis mit Hilfe der Pfadanalyse

Zusammenfassung Auf Grund von geschätzten Korrelationen bei je einer Kreuzung innerhalb der KürbisartCucurbita pepo und innerhalbC. maxima wurden die Einflüsse der Pflanzenlänge (PL in Abb. 1 und 2) und der Anzahl der Früchte je Pflanze (ZF) auf den Fruchtertrag je Pflanze (GP) untersucht. Bei Anwendung der Pfadanalyse konnte gezeigt werden, daß unabhängig von der Artzugehörigkeit und vom Pflanzenhabitus die Anzahl der Früchte ertragsbestimmend wirkt (65 bis 80% der Summe der Einflüsse), während der Einfluß der Pflanzenlänge bei allen vier Elternstämmen und ihren beiden F₁Generationen unter 5% liegt. Da die Korrelationen innerhalb der einzelnen Generationen und Ausgangsformen (zwischen den Pflanzen) geschätzt wurden, so gelten diese Ergebnisse ebenfallsinnerhalb dieser Pflanzengruppen.

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Notulae cucurbitologicae X. Estimation of the influence of plant length and fruit number upon fruit yield per plant inCucurbita by means of path analysis

Summary In two crosses, one of them within the speciesCucurbita pepo and the other one withinC. maxima, the influences of both plant length (PL in Figs. 1 and 2) and the number of fruits per plant (ZF) upon the fruit yield per plant (GP) were studied, based on the estimation of correlations. Use of path analysis showed that, independent on species and plant habit, the number of fruits is deciding for yield (65 to 80% of the total of influences). The influence of plant length, on the other hand, is less than 5% in all the four parent strains as well as in their F₁ generations. Since the correlations have been estimated within the individual generations and original forms resp. (i. e. between plants), the results obtained prove right alsowithin these groups of plants.

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X. , ,

, , Cucurbita pepo C. maxima (PL . .) (ZF) (GP). , , , (GP) , ( 65 80% ), . 5% (. 2). , () (GF) 20%. , . .

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Der Verf. ist Herrn H.-W.Jank für die maschinelle Verrechnung der Korrelationen und einige mathematische Ratschläge sowie Frl. B.Kohl für die Betreuung der Versuche und Bonituren zu Dank verpflichtet.     

Feldskalige variabilität von frühjahrsfeuchte und mineralischem stickstoff in der ungesättigten zone sandiger standorte Nordostdeutschlands

Auf sandigen Standorten des Jungpleistozäns wurden die Variabilität der Frühjahrsfeuchte und des mineralischen Stickstoffgehaltes im Porenwasser unter verschiedenen Landnutzungsbedingungen bis 4,2 m Tiefe analysiert. Das Mittel der Frühjahrsfeuchte lag bei etwa 10 cm³/100 cm³. Die hohe standörtliche Variabilität der Frühjahrsfeuchte (Variationskoeffizienten von 26-63%) beruhte weitgehend auf Substratheterogenitäten der Geogenese. Endmoränen hatten die höchste Gesamtvarianz, Flugsanddecken zeigten die höchste Strukturvarianz. Die untersuchte Sanderfläche wies eine geringere Feuchteheterogenität auf als die Grundmoränenflächen. Bei Beprobungsabständen von 10 m wurden Reichweiten der Autokorrelation im Dekameterbereich gefunden. Die Standorte mit Flugsanden und die Sanderfläche wiesen relativ große Reichweiten der Autokorrelation auf (Reichweite 140 m), die Endmoränenstandorte und die endmoränennahe Grundmoräne waren besonders kleinflächig strukturiert (Reichweite 20-40 m). Die Gehalte an mineralischem Stickstoff in der ungesättigten Zone widerspiegelten die Landnutzung und wiesen noch höhere Variabilität auf als die Frühjahrsfeuchte. Unter ehemaliger Güllebewirtschaftung wurden sehr hohe Mengen mineralischen Stickstoffs ermittelt. Hohe N-min -Konzentrationen wurden auch unter einem Kiefernforst gemessen. Extensiv genutztes Grasland wies die geringsten Mengen und Konzentrationen an mineralischem Stickstoff auf. On sandy Pleistocene sites the variability of springtime soil moisture content (field capacity) and mineral nitrogen in pore water were analysed down to 4.2 m depth under different land use systems. The average of the field capacity was about 10 cm³/100 cm³. Their large site-specific variability (variation coefficients of 26-63%) is mainly due to the substrate heterogeneity of the pedogenesis. End moraines had the highest total variability, aeolic sand layers were strongly spatially dependent. The sandy outwash area had the lowest variability of field capacity, lower than the glacial tills. Considering sampling distances of 10 m, the autocorrelation length was also in the range of decametres. Areas of aeolic sands and outwash sands showed relatively large ranges of autocorrelation (140 m), end morains and glacial tills neighboured to end moraines are structured into smaller areas (range of autocorrelation 20-40 m). The amounts of mineral nitrogen in the vadose zone reflect the land use and show larger variability than the field capacities. Highest amounts were found in arable land of former intensive slurry application. High nitrogen concentration were also measured under a pine forest. Not fertilized grassland had the lowest amounts and concentrations of mineral nitrogen.     

Zur Optik der Blattoberflächen

Ohne Zusammenfassung     

Der Einfluß von Stickstoff und Magnesium auf Ertrag und Qualität der Zuckerrübe

Die deutsche Wissenschaft trägt internationale Verantwortung für die Weiterentwicklung der Wissenschaft als gemeinsames Gut aller Völker, für die Stärkung des Friedens in Europa und der Welt und für die Erhaltung der Umwelt—regional und global.

Diese dreifache Verantwortung erwächst ihr aus der reichen Tradition der deutschen Wissenschaft, aus unserer immer noch guten ökonomischen Situation und aus der Tatsache, daß wir Verursacher und Leidtragende von regionalen und globalen Umweltschäden sind. Der Nutzen für die deutsche Wissenschaft ist evident: Wissenschaft gedeiht im internationalen Dialog und leidet in der Isolation, sie profitiert von Frieden und Wohlstand in der Welt, von Exportindustrie und Technologietransfer und sie braucht den Zugang zu fremden Lebensräumen für die Umweltforschung im weitesten Sinne.

An Beispielen aus der Ökologie tropischer Küstenzonen werden Formen kombinierter Forschungs‐ und Ausbildungsprojekte als Schritte zur Entwicklung partnerschaftlicher Zusammenarbeit und zum Aufbau von eigenständiger Forschungskapazität in Entwicklungsländern geschildert.