Ökoforschung am Standort Witzenhausen

In Witzenhausen wurde vor 22 Jahren der erste Lehrstuhl für ökologischen Landbau eingerichtet. Heute gibt es siebzehn Professuren mit Ausrichtung auf die ökologische Landwirtschaft. Der Artikel gibt einen kurzen geschichtlichen Überblick über die Entwicklung des Ökolandbaus in Witzenhausen bis zum heutigen Zeitpunkt

Untersuchung verschiedener Wintererbsenherkünfte auf ihre Winterhärte und ihre Anbauwürdigkeit im Ökologischen Landbau

Im vorliegenden Versuch wurden mehrere alte Wintererbsenherkünfte aus Genbankbeständen im Vergleich zu modernen, in der EU zugelassenen Sorten auf ihre Eignung für den Ökologischen Landbau geprüft. Zur Versuchsdurchführung wurden an zwei Versuchsstandorten der Universität Kassel/Witzenhausen verschiedene Wintererbsenherkünfte und -sorten in randomisierten Blockanlagen ausgesät. Im Versuchsjahr folgte einem nassen Herbst 2002 ein langer Winter mit anhaltenden Frösten und ein sehr trockenes Frühjahr mit häufigen Wechselfrösten. Der Frühsommer war trocken und heiß. Die Auflaufraten lagen nach ca. 2 Monaten bei 74 % und 86 %, wobei auf beiden Standorten die modernen Wintererbsensorten deutlich besser aufgelaufen sind als die Herkünfte. Die kalte Witterung im Winter führte bei allen modernen Sorten außer bei EFB 33 zu Ausfällen von nahezu 100 %, während die meisten Erbsenherkünfte aus der Genbank zu diesem Zeitpunkt nur geringe Schädigungen aufwiesen. Durch das abwechselnd warme und kalte Wetter im März und im April wurden die bis dahin dichten Bestände stark dezimiert. Wegen der durchschnittlichen Ausfälle von 82 % am ersten Standort musste dort auf einen Teil der geplanten Untersuchungen verzichtet werden. Die Ausfälle am zweiten Standort lagen bei 55 %. Bei der Grünernte (Blühbeginn) wurden durchschnittlich 36 dt TM/ha geerntet. Außer bei Rohprotein lagen die Futterinhaltsstoffe der Wintererbsen im Versuchsjahr deutlich unter den Standardwerten für Sommererbsengrünschnitt. Die Erträge bei der Körnerernte lagen in einem Bereich zwischen 30 und 40 dt TM/ha (durchschnittlich 35,6 dt TM/ha) und waren von den Futterinhaltsstoffen mit den Standardwerten für Sommererbsen vergleichbar. Die Aminosäuregehalte lagen zum Teil höher als bei Sommererbsen. Zum Zeitpunkt der Grünernte wurden Nmin-Gehalte von ca. 45 bis ca. 60 kg Nmin/ha in einer Tiefe von 0 bis 90 cm gemessen. Bis zur Körnerernte war vor allem in der Bodenschicht 0 bis 30 cm ein deutlicher Anstieg an mineralischem Stickstoff zu verzeichnen, sodass nach der Ernte zwischen 68 und 92 kg Nmin/ha im Boden vorlagen

Mischanbau von Winterraps und Wintererbse zur Erhöhung der Ressourcenausnutzung

At the experimental farm of the Uni¬versity of Kassel rapeseed and winter peas were investigated in pure and mixed stands in two growing periods. Sowing winter pea at the beginning of September has a high risk of winterkill compared with later sowings due to an advanced crop development. However, higher grain yields of survived winter peas were achieved in mixtures than in both pure stands. Farmland was used more efficiently with relative yield totals (RYT) at 2.2 and 2.1. Moreover a lower weed density and a higher resistance to lodging were determined for mixtures than in rape¬seed and pea pure stands, respectively

High Resolution inline Topography of Iron in p-Doped Multicrystalline Bricks by MDP

AbstractThe iron density is one crucial parameter to verify the quality of the material. Brick measurements enable to check the material quality right at the beginning of the production line. This paper presents contact less high resolution inline topographic measurements of the iron density in multicrystalline silicon bricks by MDP (microwave detected photoconductivity). The measurement procedure is fully automatic and takes less than 5min a brick. The data obtained were compared to QSSPC (quasi steady state photoconductivity) measurements, however, with a loss in spatial resolution. Furthermore, passivated wafers were prepared from the bricks after the measurements and investigated individually. The consistency of all the data is remarkable

Untersuchungen zur Winterhärte von Wintererbsen

Winter peas have several agronomic advantages in comparison to spring pea, but the overwintering of winter peas are uncertain under the climatic conditions in Germany. Therefore, the winterhardiness of four genotypes (cvs. Assas, Cheyenne, EFB 33, Württembergische) was examined in two field trials in three growing seasons. In a first trial all peas were grown in pure and mixed stands with rye at the experimental farm of the University of Kassel and at the experimental farm of the University of Applied Sci-ence in Osnabrueck. In a second trial the impact of three sowing dates (mid of Sep-tember, end of September/begin of October and mid of October, respectively) was de-termined at the experimental farm of the University of Kassel only in pure stands. In contrast to Assas and Cheyenne, EFB 33 and Wuerttembergische always showed sufficient winter hardiness in both trials. Consequently, a rosette growth with small leaves and short internodes at the onset of winter as well as a quantitative photoperi-odic sensitivity is required for high winter survival under the climatic conditions in Germany. Furthermore the risk of winterkill for winter peas was higher at the experi-mental site in Osnabrueck than in Kassel in two of three growing seasons due to less snow blanket in one winter and because of waterlogging as a consequence of sandy soil and unusual high precipitation in the other winter, respectively

The level of N2-fixation of different genotypes of winter pea in comparison to spring pea in pure and mixed stands

Im Vergleich zu Sommererbsen ist wenig über die sym­biotische N2-Fixierleistung von Wintererbsen in Rein- und Gemengesaat bekannt. Daher wurden sieben Wintererbsengenotypen mit einer Sommererbse in Reinsaat und zwei substitutiven Gemengestufen mit Getreide (25% (Mix1) bzw. 50% (Mix2) der Reinsaatstärke der Erbsen) in Feldversuchen auf zwei Standorten untersucht. Die Höhe der N2-Fixierleistung wurde zur Blüte und zum Korndrusch mit der erweiterten Differenzmethode geschätzt. Die N2-Fixierung zur Blüte und zum Korndrusch fiel bei den fünf winterharten Wintererbsen (52 bzw. 85 kg ha–1) allgemein höher als bei der Sommererbse (17 bzw. 42 kg ha–1) aus. Dies wurde auf eine frühere N2-Fixierung sowie eine gewöhnlich höhere oberirdische Biomasse (144 bzw. 75 kg ha–1) und damit wahrscheinlich ein­hergehend größere unterirdische Biomasse der Wintererbsen im Vergleich zu Sommererbsen zurückgeführt. Darüber hinaus wurde in Reinsaat unter den Winter­erbsen (69 kg ha–1) eine höhere durchschnittliche Menge an mineralischem N als unter der Sommererbse (36 kg ha–1) bestimmt, während in den Gemengevarianten ähnliche Werte auf einem geringeren Niveau vorgefunden wurden. Aus den Ergebnissen kann ein höherer Beitrag von Wintererbsen zur N-Versorgung von Fruchtfolgen im Vergleich zu Sommererbsen geschlussfolgert werden.    In contrast to the common spring pea (SP), little is known about the capacity of winter peas (WP) for sym­biotic N2 fixation in pure and mixed stands. Therefore, seven WP genotypes and one semi-leafless SP in pure stands and two mixtures with cereals (25% (Mix1) or 50% (Mix2) of the pea pure stand sowing density) were examined in field experiments on two sites. The amount of fixed N2 at flowering and at mature harvest was assessed applying the extended total-N-difference method. At flowering and at grain harvest the N2 fixation for the five frost-resistant WP genotypes (52 and 85 kg ha–1, respectively) was generally higher than for SP (17 and 42 kg ha–1, respectively). This was traced back to the earlier N2 fixation of WP and a usually higher above-ground biomass (144 and 75 kg ha–1, respectively) and presumably higher below-ground biomass as compared with SP. Furthermore, average inorganic N in soil at mature harvest in pure stands was higher under WP (69 kg ha–1) than under SP (36 kg ha–1), while for any other treatment similar values on a lower level were estimated. Results show that WP may better contribute to the N supply within crop rotations than SP.   &nbsp

Genetic and ultrastructural analysis reveals the key players and initial steps of bacterial magnetosome membrane biogenesis

Magnetosomes of magnetotactic bacteria contain well-ordered nanocrystals for magnetic navigation and have recently emerged as the most sophisticated model system to study the formation of membrane bounded organelles in prokaryotes. Magnetosome biosynthesis is thought to begin with the formation of a dedicated compartment, the magnetosome membrane (MM), in which the biosynthesis of a magnetic mineral is strictly controlled. While the biomineralization of magnetosomes and their subsequent assembly into linear chains recently have become increasingly well studied, the molecular mechanisms and early stages involved in MM formation remained poorly understood. In the Alphaproteobacterium Magnetospirillum gryphiswaldense, approximately 30 genes were found to control magnetosome biosynthesis. By cryo-electron tomography of several key mutant strains we identified the gene complement controlling MM formation in this model organism. Whereas the putative magnetosomal iron transporter MamB was most crucial for the process and caused the most severe MM phenotype upon elimination, MamM, MamQ and MamL were also required for the formation of wild-type-like MMs. A subset of seven genes (mamLQBIEMO) combined within a synthetic operon was sufficient to restore the formation of intracellular membranes in the absence of other genes from the key mamAB operon. Tracking of de novo magnetosome membrane formation by genetic induction revealed that magnetosomes originate from unspecific cytoplasmic membrane locations before alignment into coherent chains. Our results indicate that no single factor alone is essential for MM formation, which instead is orchestrated by the cumulative action of several magnetosome proteins

Kontrolle von Rhizoctonia solani in Kartoffeln mit einer neu entwickelten Reihenapplikationstechnik von suppressiven Komposten

The soil borne pathogen Rhizoctonia solani is of increasing importance since organic seed potatoes are compulsory in organic potato production. No convincing measure to control the disease is available for organic production. The effect of a suppressive compost mixture of organic household and yard waste to control R. solani in potatoes was tested in an organic field trial at the University Kassel in 2006. The compost was directly applied at the seed tuber area. Seed tubers (variety Nicola) naturally infested with black scurf were planted in three infection classes (no, middle and high infection). Compost amendment had a strong impact on symptoms of R. solani on tubers. The reduction of both the infestation of harvested potatoes with black scurf and the rate of tubers with deformations and dry core was significant at final harvest. Although the rate of initial infection of the seed tubers had an impact on tuber health and quality the disease was reduced up to 50% in all infection classes. These promising results en-courage increasing the research on a development of a strip application technique of composts to control the disease

Optimierung des Kartoffelanbaus im ökologischen Landbau hinsichtlich der Weiterverarbeitung zu Pommes frites und Chips

Voraussetzungen für einen erfolgreichen Anbau von Verarbeitungskartoffeln sind außer einem hohen Ertrag vor allem die von der Kartoffel verarbeitenden Industrie geforderten produktspezifischen Qualitäten für Pommes frites und Chips. Für die Verarbeitung zu Pommes frites muss z.B. ein hoher Anteil großfallender Knollen realisiert werden oder bei Chipskartoffeln bestehen strenge Vorgaben für die Gehalte an reduzierenden Zuckern. Um hohe Zuckergehalte zu vermeiden, erfolgt die Kartoffellagerung bei 8°C, was erhöhte Ansprüche an die Lagerfähigkeit bedeutet. In dem gemeinsam von der Universität Kassel (FG Ökologischer Land- und Pflanzenbau, Projektleitung), der FAL (Institut für ökologischen Landbau), der Universität Kiel (Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung) und der BFEL (Institut für Getreide-, Kartoffel- und Stärketechnologie) bearbeiteten Projekt wurden daher Strategien für die Erzeugung qualitativ hochwertiger Verarbeitungskartoffeln geprüft. Der Sortenwahl kommt die entscheidende Bedeutung zu. So können für eine Verarbeitung zu Pommes frites die Sorten Agria und Marena empfohlen werden, die bei hohen Erträgen marktfähiger Ware (>50 mm) eine gute Qualität zur Ernte und nach Lagerung zeigten. Für die Verarbeitung zu Chips ist die Sorte Marlen geeignet, die sich als relativ lagerstabil erwies. In Abhängigkeit der Ausreife der Kartoffeln kann der Richtwert für die reduzierenden Zucker nach Lagerung schnell überschritten werden. Hier stellen die 4°C-Sorten Sempra und Verdi eine Alternative dar, wobei deren Ertragsniveau nicht zufriedenstellend war. Die weiteren Ergebnisse belegen, dass alle pflanzenbaulichen Möglichkeiten hinsichtlich einer guten Nährstoff- und Wasserversorgung sowie der Pflanzgutvorbereitung ausgeschöpft werden sollten, um hohe Erträge mit der notwendigen Sortierung bei ansprechender Rohstoffqualität zu erzielen. Als Vorfrucht eignen sich insbesondere Leguminosen (Körnererbsen mit anschl. Zwischenfrucht oder Kleegras). Das Kleegrasmanagement (Schnitt- oder Mulchnutzung) hat keinen wesentlichen Einfluss auf den Ertrag, die Sortierung und die Produktqualität. Auf leichten Böden empfiehlt sich der Einsatz einer qualitätsfördernden Düngung von Kalium – entweder über Stallmist oder mit den im Ökologischen Landbau zugelassenen mineralischen Kaliumdüngern. Eine gleichmäßige Wasserversorgung muss auf leichten Standorten über Beregnung sichergestellt werden, die auch zu einer verbesserten N-Ausnutzung organischer Dünger beitragen kann. Der Einsatz N-haltiger organischer Dünger (Horngrieß) wies im Vergleich zu Stallmist eine bessere Wirkung auf. Pflanzenbauliche Maßnahmen hatten zwar einen Einfluss auf die Verarbeitungsqualität, diese wurde aber stärker von der Witterung und dem davon abhängigen Wachstumsverlauf beeinflusst. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass der Anbau von Verarbeitungskartoffeln unter Einbeziehung der standort- und betriebsspezifischen Gegebenheiten erfolgreich betrieben werden kann

Bestimmung der N-Fixierung unterschiedlicher Wintererbsengenotypen im Vergleich zu einer Sommererbse in Rein- und Gemengesaat

In organic farming the cultivation of leguminous crops is one of the most important sources of nitrogen (N). However, regarding the amount of N fixed, there are hardly any published data for winter peas. Therefore, the N fixation of five regular leafed winter peas types and one semi-leafless spring pea cultivar in single and mixed cropping (with winter rye spring cereals respectively) was measured in four successive growing seasons (2003/04 – 2006/07) at the experimental farm of the University of Kassel and in two consecutive vegetation periods (2005/06 - 2006/07) at the experimental farm of the University of Applied Science in Osnabrueck. The amount of N fixed was calculated according to the extended difference method at the beginning of flowering and at grain harvest. N fixation was usually higher for winter peas than for spring pea. At the beginning of flowering the amount of N fixed in pure stands was with a mean value of 92 kg ha-1 for winter peas and 29 kg ha-1 for the spring pea higher than in mixture with a mean value of 42 and 15 kg ha-1 respectively. At grain harvest the amount of N fixed for the spring pea in pure stands was higher than in mixtures with a mean of 65 and 33 kg ha-1 respectively. On the other hand the N fixation for winter peas was usually comparable in pure and mixed stands with a mean of 100 and 86 kg ha-1 respectively. This was a consequence of the higher pea grain yield in mixture than in pure stands and of a reduced biomass (leaves) loss in mixtures. Therefore, regular leaf winter peas can contribute to the N supply of the crop rotation better than spring peas