Potentials of Organic Farming in the Region of Marchfeld (Austria)

Marchfeld is one of the most important crop production regions in Austria. High input agriculture causes environmental problems, especially groundwater pollution by nitrate and pesticides, decline of soil fertility and ecosystem diversity. While Austria has about 8.3 % certified organic farms, Marchfeld has only 1.5 %. The presented study was carried out in order to investigate the potentials of organic farming for solving environmental problems. The main interest of this work is the present economic and social situation of organic agriculture, its environmental effects and the identification of factors that support or hamper the further increase of organic farming in this regio

Ökologischer Kreislauf Moorbad Harbach: Life Cycle Assessment (LCA) for Agricultural Plant Production and Transportation

In 1992 the community of Moorbad Harbach (Austria), located near the border of the Czech Republic and dominated by extensive agricultural practice on small scale farms, decided to initiate activities for regional devolopment. About 40 farms (27 %) converted to organic farming, a local marketing service as well as regional food processing businesses (slaughterhouse, dairy), operating as linkages between regional agriculture and the local spa hotel were founded. The basic idea for the work presented here was to evaluate the – especially ecological – consequences of such a regional conversion. One part of this attempt of evaluation was carried out as a LCA for the agricultural production in Moorbad Harbach. The emphasis of the study was to compare plant production before and after the regional conversion to organic farming. In another step changes in transportation distances and quantities with special regard to transport of raw milk and milk products were quantified

Plant biomass nitrogen and effects on the risk of nitrate leaching of intercrops under organic farming in Eastern Austria

Data on the potential of intercrops to reduce soil nitrate contents, on their N accumulation and biological nitrogen fixation (BNF) are lacking for organic farming in the dry, pannonic region of Eastern Austria. The effect of legumes, non-legumes, and legumes + non-legumes used as intercrops on inorganic soil nitrogen, crop yield and biomass N, and BNF were tested in comparison to bare fallow. Non-legumes and legumes + non-legumes were more efficient than legumes in reducing inorganic soil N contents in autumn and nitrate contents in soil solution from the subsoil in winter. This reduction in inorganic soil N did not last until March of the following year due to an N mineralisation from the mulch. The legume + non-legume mixture contained a larger amount of crop N than both legumes and non-legumes. This was due to the combined effect of soil-N uptake by the non-legumes and BNF by the legumes in the mixture

Konsequenzen einer großflächigen Umstellung auf ökologischen Landbau

Die aktuellen Schwierigkeiten im Agrarsektor haben ein bisher nicht dagewesenes Interesse an einer verstärkten Förderung des ökologischen Landbaus durch gezielte agrarpolitische Maßnahmen geweckt. Es werden Zielvorstellungen von bis zu 20% biologisch wirtschaftender Betriebe geäußert. Eine deutliche Zunahme dieser Betriebe ist aufgrund der weitgehend anerkannten und vielfach nachgewiesenen ökologischen Vorzüglichkeit der biologischen Landwirtschaft wünschenswert. Gleichzeitig stellt sich aber auch die Frage nach den ökonomischen und sozialen Konsequenzen einer weitgehenden Umstellung auf ökologischen Landbau. In einer Reihe von Studien wurde versucht, die Wirkungen einer flächendeckenden Umstellung ganzer Länder (Olson et al., 19821), Langley et al., 1983, für die USA; Bechmann et al., 1992, Zerger & Bossel, 1994, Seemüller, 2000, für Deutschland; Lampkin, 1994, für Großbritannien; Alroe & Kristensen, 2001, für Dänemark) oder Regionen (Rist et al., 1989, für den Kanton Zug; Braun, 1995, für Baden-Württemberg; Pommer & Rintelen, 1997, für Bayern) bzw. einer teilweisen Umstellung (Lampkin, 1994: 10 % ökologischer Landbau in Großbritannien; Wynen, 1998: 10 bis 80 %in Dänemark; Zander et al., 1999: in Brandenburg) abzuschätzen. Die Ergebnisse der zitierten Untersuchungen sollen hier vergleichend dargestellt und daraus Handlungsbedarf hinsichtlich einer großflächigen Umstellung abgeleitet werden

Ernährungssicherung durch Ökologischen Landbau am Beispiel der Region Mostviertel- Eisenwurzen

Ein nachhaltiges Agrar- und Ernährungssystem verfolgt zumindest zwei Ziele: Bereitstellung hochwertiger Lebensmittel und Gewährleistung gesunder Ernährung bei gleichzeitiger größtmöglicher Schonung natürlicher Ressourcen. Zur komplementären Erreichung beider Zielsetzungen wird der Ökologische Landbau als Lösungsmodell diskutiert. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, am Beispiel der Region Mostviertel-Eisenwurzen (A) die Folgen einer großflächigen Umstellung für die Lebensmittelproduktionsmengen abzuschätzen. Darüber hinaus soll auf Seiten des Bedarfs eine konkrete Alternative in Form veränderter Verzehrsgewohnheiten entwickelt und deren Rückwirkung auf die Produktion bewertet werden

Interplay between distribution of live cells and growth dynamics of solid tumours

Experiments show that simple diffusion of nutrients and waste molecules is not sufficient to explain the typical multilayered structure of solid tumours, where an outer rim of proliferating cells surrounds a layer of quiescent but viable cells and a central necrotic region. These experiments challenge models of tumour growth based exclusively on diffusion. Here we propose a model of tumour growth that incorporates the volume dynamics and the distribution of cells within the viable cell rim. The model is suggested by in silico experiments and is validated using in vitro data. The results correlate with in vivo data as well, and the model can be used to support experimental and clinical oncology

Versuch der monetären Bewertung ökologischer Leistungen des Biologischen Landbaus im Bereich Grund- und Trinkwasser am Beispiel des Einzugsgebietes der Fernwasserversorgung Mühlviertel/OÖ

Die tatsächlichen oder potentiellen volkswirtschaftlichen (externen) Kosten durch Umweltbelastung der intensiven Landbewirtschaftung werden der Allgemeinheit aufgebürdet, anstatt als Preis- bzw. Kostenfaktor in das betriebliche Rechnungswesen einzugehen. U.a. in Hinblick auf eine Verringerung externer Kosten der Landwirtschaft infolge Grund- und Trinkwasserbelastung wird der Ökologische Landbau als wirksame Alternative diskutiert. Eine Vielzahl wissenschaftlicher Untersuchungen belegt denn auch das hohe Maß an Grundwasserverträglichkeit des Biologischen Landbaus: So wiesen u. a. VEREIJKEN und WIJNANDS (1990),BRANDHUBER und HEGE (1992), MATTHEY (1992), SCHULTE (1996), BERG et al. (1997) sowie SCHLÜTER et al. (1997) deutlich niedrigere Nitratgehalte des Sickerwassers unter biologisch bewirtschafteten Flächen als unter konventionell oder integriert bewirtschafteten Vergleichsflächen nach. Aufgrund der Verringerung der Nitrat- und Vermeidung der Pestizidbelastung von Grund- und Trinkwasser durch Biologischen Landbau ist daher zu prüfen, in welchem Ausmaß durch diese Bewirtschaftungsform externe Kosten eingespart werden können

When the optimal is not the best: parameter estimation in complex biological models

Background: The vast computational resources that became available during the past decade enabled the development and simulation of increasingly complex mathematical models of cancer growth. These models typically involve many free parameters whose determination is a substantial obstacle to model development. Direct measurement of biochemical parameters in vivo is often difficult and sometimes impracticable, while fitting them under data-poor conditions may result in biologically implausible values. Results: We discuss different methodological approaches to estimate parameters in complex biological models. We make use of the high computational power of the Blue Gene technology to perform an extensive study of the parameter space in a model of avascular tumor growth. We explicitly show that the landscape of the cost function used to optimize the model to the data has a very rugged surface in parameter space. This cost function has many local minima with unrealistic solutions, including the global minimum corresponding to the best fit. Conclusions: The case studied in this paper shows one example in which model parameters that optimally fit the data are not necessarily the best ones from a biological point of view. To avoid force-fitting a model to a dataset, we propose that the best model parameters should be found by choosing, among suboptimal parameters, those that match criteria other than the ones used to fit the model. We also conclude that the model, data and optimization approach form a new complex system, and point to the need of a theory that addresses this problem more generally