Das Forschungsvorhaben „Modellierung der Auswirkungen von unterschiedlichen mineralischen und organischen Düngergaben auf Erträge und Umwelt in betriebstypischen Anbausystemen ausgewählter Regionen von NRW“ war Teil des ...

Die Düngeverordnung (DüV) implementiert die EU -Nitratrichtlinie in Deutschland und ist die zentrale Regulierung, um den Verlust von reaktivem Stickstoff und Phosphor aus der Landwirtschaft zu verringern. Sie wurde im Juni ...

Die Düngeverordnung (DüV) ist das zentrale agrar- und umweltpolitische Instrument zur Steuerung des Einsatzes von Wirtschafts- und Mineraldünger in Deutschland. Sie ist die primäre Implementierung der EU Nitrate Directive ...

The aim of this study was to examine ovine sperm cryoresistance during the rutting season (RS) and its association with sperm head area and seminiferous epithelium proliferation. Small ruminants show fluctuating testosterone ...

Evaluation of ¹³C Mixed Triglyceride Breath Testing and Fecal Elastase 1 assays for the assessment of pancreatic function in babies with cystic fibrosis (Including an assessment of healthy babies to establish ...

Seit dem Jahr 2007 wird ein mehrfaktorieller Feldversuch zu Früchtefolgen mit Feldfutterpflanzen auf dem Campus Klein-Altendorf nahe Bonn durchgeführt. Das Futter wird nicht geworben, sondern verbleibt nach Mulchschnitten zur Nutzungsreife auf dem Feld. In diesem Versuch (CeFiT) wurden Unterschungen an Futterpflanzen und darauf folgenden Nachfrüchten vorgenommen. Die vorliegende Arbeit hat das Ziel, Vorfruchtwirkungen von Futterpflanzen in verschiedenen Früchtefolgen vorzustellen. <br /> Der Versuchsfaktor Vorfruchtart umfasste die Futterpflanzen Luzerne (Medicago sativa L.), Wegwarte (Cychorium intybus L.) und Rohrschwingel (Festuca arundinacea Schreb.). Die Arten unterscheiden sich u. a. bezüglich der Wurzelmorphologie (Luzerne und Wegwarte: allorhiz; Rohrschwingel: homorhiz). Es wurde vermutet, dass die allorhizen Vorfrüchte mehr großlumige Bioporen schaffen als Rohrschwingel. Zudem wurde nach Luzerne eine höhere residuale Stickstoffmenge erwartet. Weiterhin wurde angenommen, dass sowohl eine höhere Bioporendichte als auch eine höhere Residualstickstoffmenge günstige Vorfruchteffekte sind. Der Versuchsfaktor Anbaudauer der Vorfrucht umfasste eine Kulturdauer von einem, zwei und drei Jahren. Erwartet wurde, dass mehrjähriger Anbau zu intensiverer Bioporung sowie bei Luzerne zu höherer Residualstickstoffmenge führt als einjähriger Anbau, so dass eine Verstärkung der Vorfruchteffekte eintritt. Die Annahmen wurden vornehmlich durch Sprossuntersuchungen an den Nachfrüchten Sommerweizen und Futtermalve (2010), Wintergerste und Winterraps (2011) sowie Winterroggen und Winterraps (2012) überprüft. Zudem wurden Infiltrationsmessungen und Untersuchungen zur Stickstoffdynamik der Bioporenwandung (Drilosphäre) durchgeführt. <br /> Die Vorfruchtart hatte einen größeren Einfluss auf die Nachfrüchte als die Anbaudauer der Vorfrucht. Zumeist war Luzerne eine günstigere Vorfrucht als Wegwarte und/oder Rohrschwingel. Da sich Luzerne und Wegwarte wurzelmorphologisch ähneln, wurde die günstigere Vorfruchtwirkung der Luzerne der Stickstoffwirkung der Leguminose zugeschrieben. Diese Schlussfolgerung wird durch Ergebnisse eines Düngungssteigerungs-versuchs mit Stickstoff und Messungen des mineralischen Bodenstickstoffs unterstützt, die auf eine dreijährig andauernde höhere Stickstoffnachlieferung nach Luzerne hinweisen. <br /> Der Einsatz des Hood-Infiltrometers auf dem Unterboden ermöglichte keine Rückschlüsse auf Gefügeänderungen. Im Unterschied dazu war ein neuer tracer-gestützter Ansatz zur Untersuchung der Stickstoffdynamik in der Drilosphäre zielführend. Die Ergebnisse deuten auf einen regenwurminduzierten Stickstoffeintrag in die Drilosphäre mindestens bis in 75 - 105 cm Bodentiefe hin. Es wurde eine Stickstoffaufnahme der Nachfrüchte Sommerweizen und Futtermalve unterhalb von 45 cm Bodentiefe nachgewiesen. <br /> Gaswechselmessungen am Pflanzenspross sowie Nährstoffuntersuchungen von Boden und Sprossbiomasse weisen darauf hin, dass im CeFiT die potentiell hohe Relevanz von Bioporen für die Wasser- und Nährstoffaufnahme von Pflanzen durch günstige Bodenhydrologie am Standort bzw. hohe Nährstoffgehalte im Oberboden zumeist überdeckt wurde....
<strong>Homorhizal and allorhizal root systems: precrop effects of perennial fodder crops on yield formation of cultivated plants</strong><br /> Since 2007 a factorial field trial concerning crop sequences containing perennial fodder cropping is carried out at the experimental farm Campus Klein-Altendorf near Bonn/Germany. The fodder is not harvested but mulched when flowering started each time. In the Central Field Trial (CeFiT) investigations were conducted on fodder crops as well as on following crops. The objective of this thesis is to evaluate precrop effects of distinct fodder cropping schemes on different subsequent crops. <br /> The factor precrop species included lucerne (Medicago sativa L.), chicory (Cychorium intybus L.), and tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.). The species chosen differ in root architecture. Lucerne and chicory develop an allorhizal root system, and fescue forms a homorhizal one. It was expected that allorhizal precrops create more bigger sized biopores than fescue. Besides, a higher amount of residual nitrogen was predicted after lucerne. The expectation was that both higher biopore density and greater amount of residual nitrogen were favourable precrop effects. The factor duration of precrop cultivation included one, two, and three years. Perennial cropping was expected to exhibit more intensive forming of biopores and, in case of lucerne, to result in a higher amount of residual nitrogen than annual cropping. Thus, intensified precrop effects were predicted. The expectations were tested primarily by investigating shoot parameters of spring wheat and mallow (2010), winter barley and winter rapeseed (2011), and winter rye and winter rapeseed (2012). Additionally, measuring of infiltration rates as well as investigations of nitrogen dynamics of biopore walls (drilosphere) were carried out. <br /> The factor precrop species had a stronger influence on following crops than the factor duration of precrop cultivation. Frequently, lucerne caused more favourable precrop effects than chicory and fescue. Given the fact that allorhizal root architecture of lucerne and chicory were similar to each other, the more favourable precrop effect of lucerne was presumably being caused by higher amounts of residual nitrogen. This assumption was indorsed by results of a fertiliser trial including staggered nitrogen application to spring wheat as well as by results of measurements of mineral soil nitrogen. Both investigations hinted at a higher nitrogen level in soil for three years due to lucerne precrop compared to chicory and fescue. <br /> Hood-Infiltrometer measurements could not reveal the subsoil structure changes which were detected by biopore counting. In contrast to that, a new tracer-based approach to investigate nitrogen dynamics of the drilosphere was promising. Results of this approach proposed nitrogen input caused by earthworms into drilosphere at least up to 75 - 105 cm soil depth. Nitrogen uptake of following spring wheat and mallow from subsoil deeper than 45 cm soil depth was shown. <br /> Measurements of shoot gas exchange as well as nutrient analysis of soil and shoot biomass proposed that potentially high relevance of biopores for water and nutrient uptake by plants was masked by favourable soil hydrology and high nutrient content of the CeFiTs top soil....

Climate and weather extremes generally lead to crop yield, income and consumption losses. Despite their occurrence at the farm level, very little has so far been done to empirically assess weather risks and their effects ...

Nrf2 is a redox sensitive transcription factor involved in regulation of antioxidants defense mechanism against various stressors. Maintaining reactive oxygen species (ROS) within cellular homeostatic levels is crucial for ...

Die zunehmende Verwendung von Nanopartikeln (Np) in Konsumgütern und industriellen Anwendungen löst im Hinblick auf deren mögliche Freisetzung in der Umwelt und die damit verbundenen Auswirkungen auf Ökosysteme und Organismen gegenwärtig verstärkte Bedenken aus. Trotz dieser möglichen Risiken wird dem gezielten Einsatz von Nanomaterialien im Bereich der Pflanzenproduktion ein großes Potenzial zugesprochen. Jedoch ist über die Wirkungen von Np auf Pflanzen nur relativ wenig bekannt. Das Ziel dieser Arbeit war daher, die Wirkung verschiedener Np auf das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen sowie mögliche Anwendungen bei der Blattdüngung und beim Pflanzenschutz zu untersuchen. Zunächst wurde die Wirkung metallischer Np (ZnO- (30-40 nm), TiO₂- (5-15 nm), Ag-Np (15 nm)) auf die Keimung und Entwicklung von Pflanzen im Vergleich zu den jeweiligen Bulkmaterialien beurteilt. Im Fall einer negativen Wirkung der Np wurde in weiteren Experimenten untersucht, ob direkte Wechselwirkungen der Np mit den Pflanzen ("Np-Effekte") oder von den Np freigesetzten Ionen ("ionische Effekte") für diese Wirkung verantwortlich waren. Daneben wurden mögliche Vorteile gezielter Anwendungen ausgewählter Np im Bereich der Blattdüngung (Cu-Np, Fe-Np) oder des Pflanzenschutzes (Cu-Np) durch eine mögliche effektivere Wirkung oder bessere Verträglichkeit im Vergleich zu einem gelösten und einem weiteren partikulären Cu-Präparat (Kupferoxychlorid) untersucht. Np wirkten sich im Vergleich zu den Bulkmaterialien positiv (ZnO-Np) oder auch negativ (Ag-Np) auf die Keimung und Entwicklung von Pflanzen aus. TiO₂-Np beeinträchtigten die Entwicklung der Pflanzen ähnlich wie TiO₂-Bulk. Ag-Np zeigten starke negative "ionische Effekte" auf die Transpirations- und Assimilationsrate von Zea mays und Brassica napus. In Abhängigkeit von der Expositionsdauer und der Pflanzenart traten zusätzliche negative "Ag-Np-Effekte" bei Z. mays (auf das Wurzelwachstum) und B. napus (auf die Transpirations-, Assimilationsrate und Trockenmasse) auf, was wahrscheinlich auf die beobachtete Akkumulation grauer Aggregate an der Wurzeloberfläche zurückzuführen war. Eine gezielte Anwendung von Fe-Np führte zu keiner Düngewirkung, vermutlich wegen der Bildung nicht wasserlöslicher Eisenoxidverbindungen. Verglichen mit gelösten Präparaten (Cu-EDTA, CuCl₂) hatten die Cu-Np meistens eine ähnliche oder geringere Düngewirkung und eine geringere Pflanzenschutzwirkung. Im Verhältnis zu Kupferoxychlorid war die Düngewirkung der Cu-Np besser, während die Pflanzenschutzwirkung ähnlich war. Die Pflanzenverträglichkeit der Cu-Np war gegenüber CuCl₂ besser und im Vergleich zu Cu-EDTA sowie Kupferoxychlorid schlechter. Bei der Kupferaufnahme in das Blatt erzielten die Cu-Np ein ähnlich hohes Niveau wie Cu-EDTA, welches sich jedoch erst mit zunehmender Wirkdauer einstellte. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern detaillierte Erkenntnisse über die Wirkung von Np auf Pflanzen und sind in Bezug auf die Risikobewertung und möglichen Anwendungsgebiete von Np in der Pflanzenproduktion von Bedeutung....
The increasing use of nanoparticles (np) in consumer products and industrial applications raises concerns about their potential release into the environment and possible related impacts on ecosystems and organisms. Despite these potential risks, the targeted application of np in plant production systems may offer promising benefits. However, there is only little known about the influence of np on plants. Therefore, the aim of this study was to analyze the effects of metallic np on the growth and development of plants and to test their suitability as foliar fertilizers and plant protection agents. Initially, the effects of metallic np (ZnO (30-40 nm), TiO₂ (5-15 nm), Ag (15 nm)) on the germination and development of plants were evaluated in comparison to their corresponding bulk counterparts. In case of negative impacts of the np on plants compared to bulk material, further experiments should reveal whether this was caused by direct interactions between the np and plants ("np-effects") or by free ions released from the np ("ionic effects"). Furthermore, the potential benefits of targeted applications of np in the fields of foliar fertilization (Cu-np, Fe-np) or plant protection (Cu-np) were studied in terms of effectiveness and plant compatibility as compared to dissolved or particulate (Cu-oxychloride) Cu compounds. In general, effects of np on the germination and development of plants compared to bulk materials were positive (ZnO-np) or negative (Ag-np). TiO₂-np impaired the plant development in a similar way as TiO₂-bulk material. Further investigations with Ag-np showed strong negative "ionic effects" on the transpiration rate and assimilation rate of Zea mays und Brassica napus. Depending on the duration of exposure and plant species, additional "Ag-np-effects" occurred for Z. mays (on the root growth) and B. napus (on the transpiration rate, assimilation rate and dry matter), which was possibly caused by the observed accumulation of grey aggregates on the root surface. In the investigations on the targeted application of np Fe np did not yield any fertilizing effects, which was probably due to the formation of water insoluble Fe-oxide compounds. Compared to dissolved Cu-compounds (Cu-EDTA, CuCl₂), Cu-np had mostly similar or lower fertilizing and plant protecting effects. In comparison with Cu- oxychloride, fertilizer efficiency of cu np was higher and the plant protection performance was similar. With regard to the tolerable dose, the plant compatibility of Cu-np was higher than CuCl₂ but lower than Cu-EDTA and Cu-oxychloride. As compared to the dissolved compound (Cu-EDTA) Cu-np reached a similar final level of Cu uptake into the leaf, although initial uptake rates were lower. The results of this work provide detailed information about effects of np on plants and contribute significantly to the assessment of risks and benefits of np applications in plant production....

Spatially dispersed farmers supply raw milk as the primary input to a small number of large dairy-processing firms. The spatial competition of processing firms has short- to long-term repercussions on farm and processor ...