Effect of row spacing and cultivar on biomass yield and quality of Sorghum bicolor L. Moench

Ein zweijähriges Forschungsprojekt wurde durchgeführt, um den Effekt verschiedener Reihenabstände auf den Biomasseertrag und die chemische Zusammensetzung verschiedener Sorghum-Sorten unter Feldbedingungen in Deutschland zu untersuchen. Es wurden drei Reihenweiten berücksichtigt (75 cm, 37,5 cm, Doppelreihen mit 75 cm zwischen und 10–15 cm innerhalb der Doppel­reihe). Diese Reihenweiten wurden im Jahr 2008 in Kombina­tion mit zwei Sorten (Goliath (S. bicolor × S. bicolor), Bovital (S. bicolor × S. sudanense)) und im Jahr 2009 mit fünf Sorten (Goliath, Bovital, Aron (S. bicolor), Rona 1 (S. bicolor) und Akklimat (S. sudanense)) untersucht. Im Jahr 2008 wurden signifikante LAI-Unterschiede 90 Tage nach Feldaufgang zwischen den getesteten Sorten beobachtet, wobei Bovital höhere LAI-Werte erreichte als Goliath. Von allen getesteten Sorten wurde der niedrigste LAI bei der Sorte Akklimat zu allen drei Terminen gemessen. Der niedrige Reihenabstand von 37,5 cm führte zu einer Erhöhung des LAI im Vergleich zu den anderen Reihenweiten. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass ein weiterer Reihenabstand in beiden Jahren eine signifikante Verringerung der Anzahl an Trieben/m2 verursachte. Der Biomasseertrag von Sorghum schwankte in beiden Experimenten von minimal 10,10 t TM/ha (cv. Akklimat 2009) bis maximal 19.72 t TM/ha (cv. Goliath 2008). Der Reihenabstand hatte im Jahr 2008 keinen Einfluss auf den Trockenmasseertrag, während im Jahr 2009 die Doppelreihe und 37,5 cm Reihenweite zu signifikant höheren Biomasse-Erträgen führten. Die Proteinkonzentration war im Jahr 2008 bei geringen Reihenabständen gleich, während deutlich niedrigere Werte für 75 cm Reihenabstand festgestellt wurden. Im Jahr 2009 wurden dagegen bei der Reihenweite von 75 cm und bei der Doppelreihe signifikant höhere Proteinkonzentrationen beobachtet als bei einem Reihenabstand von 37,5 cm. Rona 1 erreichte mit 18,7% TM die höchsten Zucker-Konzentrationen aller getesteten Sorten. Unter den fünf getesteten Sorten zeigten Rona 1 und Aron niedrigere Konzentrationen an Neutral-Detergenzien-Faser (NDF), Säure-Detergenzien-Faser (ADF) und Säure-Detergenzien-Lignin (ADL).    Two years research was conducted to study comprehensively the effect of different row spacing on biomass yield and chemical composition of different sorghum cultivars under field conditions in Germany. Three row spacing (75 cm, 37.5 cm, double rows 75 cm apart with strip rows of 10–15 cm) and two cultivars (Goliath (S. bicolor × S. bicolor), Bovital (S. bicolor × S. sudanense)) were included in 2008, while the same row spacings and five cultivars (Goliath, Bovital, Aron (S. bicolor), Rona 1 (S. bicolor), Akklimat (S. sudanense)) were tested in 2009. In 2008 the leaf area index (LAI) difference between the tested cultivars was significant only after 90 days following germination when Bovital reached higher LAI than Goliath. Among all five tested cultivars in 2009 the lowest LAI was observed for Akklimat at all three measuring dates. The narrow row space of 37.5 cm led to increased LAI while the wider row spacing caused a significant decrease of the number of tillers/m2 in both years. Dry matter yield of sorghum ranged in both experimental years from min. 10.10 t DM/ha (cv. Akklimat 2009) to max. 19.72 t DM/ha (cv. Goliath 2008). Row spacing had no clear effect on the dry matter yield in 2008 whereas in 2009 double rows of 75 cm and narrow row spacing (37.5 cm) led to significantly higher biomass yield than wide row spacing of 75 cm. Effects of row spacing were inverse between years regarding crude protein concentration. Cv. Rona 1 accumulated highest values of sugar concentration (18.7%) and together with cv. Aron lowest values for neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and acid detergent lignin (ADL) concentration compared with other cultivars.   &nbsp

Soil activity of post-emergent herbicides recommended for black-grass and loose silky-bent grass control in winter wheat

The natural emergence of black-grass (Alopecurus myosuroides) was observed on a wheat field over two growing seasons in 2009 and 2010. Under shallow tillage conditions, A. myosuroides emerged steadily between the months September and May. Peak emergence occurred after sowing until the middle of October followed by continuous emergence until winter. Another peak of emergence took place in spring through the beginning of May. Under conventional tillage conditions (ploughing) in 2010, almost no germination of A. myosuroides could be observed after the first herbicide treatment in autumn. In order to evaluate the soil activity of recommended post-emergence herbicides, two pot experiments with sterilized soil were carried out outdoors and under greenhouse conditions. The results show that all tested grass herbicides, ACCase-inhibitors and ALSinhibitors, demonstrated strong soil efficacy against A. myosuroides and Apera spica-venti in most cases. Especially the herbicides propoxycarbazone, pyroxsulam and mesosulfuron-methyl showed a high soil activity even at low doses. While the soil activity was consistent for clodinafop-progagyl, variable results were observed for fenoxaprop-P-ethyl and pinoxaden in the two experiments. We conclude that the soil activity of the tested herbicides is very variable and dependent on many factors which make it difficult to predict their activity especially under field conditions. Keywords: Alopecurus, Apera, cereals, dormancy, pre-emergence activity, weed germinationBodenwirkung von empfohlenen Nachauflaufherbiziden gegen Acker-Fuchsschwanz und Windhalm in WinterweizenDas natürliche Auflaufverhalten von Acker-Fuchsschwanz (Alopecurus myosuroides) wurde auf einem Weizenfeld über zwei Vegetationsperioden in 2009 und 2010 beobachtet. Bei Minimalbodenbearbeitung lief A. myosuroides stetig zwischen den Monaten September bis Mai auf. Dabei fand ein Hauptauflauf von A. myosuroides zwischen Weizenaussaat und Mitte Oktober statt, gefolgt von kontinuierlichem Auflauf bis in den Winter und einem erhöhten Auflauf im Frühling bis Anfang Mai. Bei konventioneller Bodenbearbeitung (Pflügen) im Jahr 2010 wurde dagegen nach erster Herbizidbehandlung im Herbst kaum noch Auflauf beobachtet. Um die Bodenwirkung von empfohlenen Nachauflaufherbiziden zu bewerten, wurden Gefäßversuche mit sterilisiertem Boden unter Freiland- und Gewächshausbedingungen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass alle getesteten Grasherbizide, ACCase-Inhibitoren und ALS-Inhibitoren, in den meisten Fällen eine hohe Bodenwirkung gegenüber A. myosuroides und Apera spica-venti aufweisen. Sogar bei niedrigen Dosierungen zeigten besonders die Wirkstoffe Propoxycarbazone, Pyroxsulam und Mesosulfuron-methyl eine hohe Bodenwirkung. Während die Bodenwirkung von Clodinafop-Progagyl beständig war, kam es bei Fenoxaprop-P-Ethyl und Pinoxaden in den zwei Experimenten zu unterschiedlichen Ergebnissen. Wir schlussfolgern, dass die Bodenwirkung von Herbiziden sehr variabel ist und von vielen Faktoren abhängt, so dass es an dieser Stelle schwierig ist, Vorhersagen zur Wirkung, besonders unter Feldbedingungen, zu machen. Stichwörter: Alopecurus, Apera, Dormanz, Getreide, Unkrautkeimung, Vorauflaufwirkun

Content and composition of essential oil of four Origanum vulgare L. accessions under reduced and normal light intensity conditions

The variation in the chemical composition and content of the essential oil was examined in four Origanum vulgare accessions (Ov): 1- Origanum vulgare L. ssp. vulgare (=Ovu), 2- Origanum vulgare L. ssp. hirtum (Link) letswaart (=Ohi), 3- Origanum vulgare L. ssp. viride (Boiss.) Hayek (=Ovi) and 4- Origanum vulgare L. ssp. viride (Boiss.) Hayek × O. majorana L. (=Oxm), growing under reduced (26%) and normal light intensity. Altogether, 64 compounds representing 98.95% of the total oil were identified. Reduced light had a minor effect on the composition of essential oil. It decreased the content of p-cymene in Ohi and increased the sabinene content in Oxm herb samples. The essential oil of Ovu in both samples was mainly composed of trans-sabinene hydrate, ß-caryophellene and germacrene D. The major components of essential oil of Ohi were thymol and carvacrol followed by gamma-terpinene and p-cymene. Herb samples had a considerably higher amount of essential oil than leaf samples. In herb extracts of Ovi, cymyl compounds such as p-cymene, thymol and gamma-terpinene were dominant. Oxm was characterized by several monoterpenes with low concentrations including gamma-terpinene, sabinene cis-b-ocimene and carvacrol methyl ether. The results of the current study suggest a chemical toleration of the evaluated accessions to the applied light reduction. Furthermore, a full investigation of essential oil profiles of Origanum vulgare accessions is presented

Characterization of glandular trichomes in four Origanum vulgare L. accessions influenced by light reduction

The effect of reduced light intensity (minus 26%) on trichomes characteristics and herb yield responses of three subspecies of Origanum vulgare (ssp. vulgare, ssp. hirtum (Link) letswaart and ssp. viride (Boiss.) Hayek) and a hybrid (ssp. viride (Boiss.) Hayek x O. majorana L.) was investigated. It was found that the genotypes showed different morphological characteristics which were significantly influenced by light reduction. Reduced light intensity decreased the total indumentum of the leaf as well as the density and size of capitate glandular trichomes and size of peltate glandular trichomes. It also decreased the theoretical volume of essential oil on one peltate glandular trichome as well as the total theoretical volume of essential oil on adaxial side of one leaf. The indumentum of all samples included non-glandular trichomes, peltate glandular trichomes and capitate glandular trichomes type I. Capitate glandular trichomes type II with low density were observed only on O. vulgare ssp. viride and on the hybrid. It can be suggested that the applied light reduction was a limiting factor for the growth of O. vulgare L. plants. Reduced light shifted the carbon allocation to increase plant surfaces and therefore resulted in reduction of trichomes density of O. vulgare L

Leaf yields and concentrations of polyphenolic compounds in artichoke (Cynara cardunculus L.) affected by different row spacing and plant densities

Die Artischocke (Cynara carduncuclus L., Familie Asteraceae) wird in Deutschland als Blattdrogenpflanze kultiviert, die zur Herstellung von Extrakten und Phytopharmaka verwendet wird. Für die Qualität der aus Artischockenblättern hergestellten Produkte sind vor allem die durch Derivatisierung aus Kaffee- und Chinasäure gebildeten Caffeoylchinasäuren (CCS) von Bedeutung, die eine Konzentration von mind. 2% der Blatt-TM aufweisen sollten. Die Blatterträge und die Gehalte der in den Blättern konzentrierten CCS-Verbindungen können durch die Wachstumsbedingungen des Pflanzenbestandes beeinflusst werden. Aus diesem Grund wurden mit der Artischocke (cv. Green Globe) in den Jahren 2001 bis 2003 auf einem Sandboden zweifaktorielle Feldversuche durchgeführt, in denen der Einfluss unterschiedlicher Reihenabstände und Pflanzendichten auf den Blattertrag und auf die Konzentration an CCS-Verbindungen und Flavonoiden geklärt werden sollte. Die Blätter der Artischockenpflanzen wurden dreimal pro Jahr geerntet, wobei mit dem ersten Schnitt (2001) bzw. mit dem zweiten Schnitt (2002, 2003) die höchsten Blatterträge erzielt wurden. Hohe Pflanzendichten von 8 – 12 Pflanzen m-2 bewirkten gegenüber 2 – 4 Pflanzen m-2 in allen Jahren eine signifikante Zunahme der Blatterträge. Die Veränderung der Reihenweite führte während der Versuchsdurchführung dagegen zu indifferenten Effekten. Die Gehalte an Polyphenolen (CCS-Verbindungen, Flavonoide) in den Blättern sind sehr stark durch den Erntetermin, dagegen kaum durch die Veränderung der Reihenweite und Pflanzendichte beeinflussbar. Während des ersten Aufwuchses wurden in allen Versuchsjahren die höchsten Polyphenolgehalte gemessen, was auf die längere Entwicklungsphase der Pflanzen und auf die höhere UV-Lichtaufnahme der Blätter zurückgeführt wird.In Germany the artichoke (Cynara carduncuclus L., family Asteraceae) is used as leaf plant to produce extracts for dietary and medicinal applications. The quality of the leaves is characterized by caffeoylquinic acids (CQA) derived from derivatization of caffeoyl acid and quinic acid which should reach at least 2% of leaf DM. The leaf yields as well as the CQA compounds accumulated in the leaves can be affected by the growing conditions of the crop. For that reason two factorial field experiments with artichoke (cv. Green Globe) were carried out in 2001 to 2003 on sandy soils to study the effect of different row spacing and plant densities on leaf yield and polyphenolic compounds in the leaves. The leaves were harvested three times per year. Maximal leaf yields were observed with first harvest (in 2001) or with second harvest (in 2002 and 2003). In comparison with low plant densities (2 – 4 plants m-2) the elevated plant densities of 8 to 12 plants m-2 led to highest leaf yields. Contrary to that no clear effect on leaf yield were obtained by changing the row spacing. The concentration of polyphenolic compounds (CQA, flavonoids) in the leaves are significantly influenced by harvest time but hardly by changing the row spacing and plant density. In all three experiments maximal content of polyphenolic compounds were found in leaves harvested after the first growing phase of the plants which can be due to the later plant development and higher UV light uptake by the leaves

Auftreten von Falschem Mehltau bei Gartenkresse (Lepidium sativum L.) in der Saatgutvermehrung – Evaluierung von Saatgutbehandlung und Wachstumsbedingungen in einem Gefäßversuch

Die zur Familieder Brassicaceae gehörende Gartenkresse wird in Deutschland überwiegend im biologischen Anbau vermehrt. Seit einigen Jahren werden diese Gartenkressebestände von Erregern des Falschen Mehltaus (Hyaloperonospora parasitica, Perofascia lepidii) befallen, was zu einem Totalausfall des Pflanzenbestandes führen kann. Daher ist die biologische Saatgutproduktion von Gartenkresse gefährdet, was eine Beeinträchtigung der Saatgutversorgung für die Keimsprossenerzeugung zur Folge hat. In den laufenden Untersuchungen wird der Einfluss von nicht chemischen Saatgutbehandlungsmaßnahmen (Wasserdampf, Elektronen), sowie Wachstumsbedingungen (Feuchte, Boden) auf die Infektion mit Falschem Mehltau untersucht. Stichwörter: Falscher Mehltau, Lepidium sativum L., SaatgutvermehrungAppearance of Downy Mildew in seed propagation of Garden Cress (Lepidium sativum L.) – Evaluation of Seed Treatment and Growth Conditions in pot experimentThe seed propagation of Garden Cress (Lepidium sativum L.) is in Germany mainly done in organic farming. Since several years there is a high incidence of Downy Mildew (Hyaloperonospora parasitica, Perofascia lepidii) in the organic seed propagation of Garden Cress. The disease infestation with Downy Mildew can lead to complete failure of seed harvest. Therefore organic seed propagation of Garden Cress is highly at risk. The ongoing investigations evaluate the influence of Seed Treatment (Water steam, Electron beam) and Growth Conditions (Moisture, Soil) on the infestation with Downy Mildew. Keywords: Downy Mildew, Lepidium sativum L., Seed Propagatio

Maßnahmen zur Reduzierung von Pilzbefall bei Gartenkresse (Lepidium sativum) zur Gewinnung von erregerfreiem Saatgut im ökologischen Anbau

In den letzten Jahren kam es durch das massive Auftreten von Falschem Mehltau, Perofascia lepidii, in den Vermehrungsbetrieben des ökologischen Landbaus in Deutschland zu erheblichen Problemen in der Saatgutproduktion der Gartenkresse und daraus folgend in der Saatgutverfügbarkeit. Um die heimische Produktion von ökologisch erzeugtem Kresse-Saatgut nachhaltig zu sichern, sollten im Rahmen des Projektes folgende Fragen untersucht werden: 1. Evaluierung des Schaderreger-Auftretens in Garten-Kresse in Praxis-Betrieben des ökologischen Landbaus. Durchführung von Grow-Out-Tests mit unterschiedlich belasteten Saatgutpartien und Prüfung der Wirksamkeit von Pflanzenschutz- und pflanzenstärkenden Mitteln (Teil-Projekt Ökoplant). 2. Klärung des Einflusses agronomischer Maßnahmen auf die Ertragsbildung und auf die Infektion mit Falschem Mehltau bei Garten-Kresse. Klärung der Wirksamkeit von physikalischen Saatgutbehandlungen, der Blattnässedauer, der Bodenkontamination und der Applikation von Pflanzen-Extrakten auf die Infektion mit Falschem Mehltau bei Garten-Kresse (Teil-Projekt JLU). 3. Entwicklung von Testverfahren zur Saatgutprüfung, zum Erregerbefall und zur Resistenzprüfung bei Garten-Kresse (Teil-Projekt IGZ). In einem dreijährigen von Ökoplant durchgeführten Monitoring auf den Kresse-Vermehrungsflächen in Sachsen, Thüringen, Hessen und Rheinland-Pfalz konnten umfangreiche Kenntnisse zum Auftreten von Schaderregern und zum Befalls-Verlauf von Falschem Mehltau in Gartenkresse gewonnen werden. Es wurde deutlich, dass die Primär-Infektion vor allem von belastetem Saatgut und von befallenen Vermehrungsflächen ausgeht, auf denen bereits in den Jahren zuvor Kresse kultiviert wurde. In einem Feld-Grow-Out-Test mit unterschiedlich belasteten Saatgutpartien, konnte unter den gegebenen Bedingungen kein Auswachsen des Erregers beobachtet und somit kein Rückschluss auf den Befallsgrad des Saatgutes gezogen werden. Der Einsatz von Pflanzenschutz- und pflanzenstärkenden Mitteln verursachte weder durch Saatgutbehandlung, noch durch Spritz-Applikation der Pflanzen, eine phytotoxische Reaktion der Gartenkresse. Es konnten jedoch keine gesicherten Effekte auf den Schaderregerbefall gefunden werden. Eine endgültige Empfehlung des Mitteleinsatzes für die Praxis kann auf dieser Basis daher noch nicht vorgenommen werden. An der JLU durchgeführte Keimtests haben gezeigt, dass das in der Praxis verwendete Kresse-Saatgut über eine sehr gute Keimfähigkeit und Triebkraft verfügt. Niedrige Keimtemperaturen von 5 °C führen im Vergleich mit optimaler Keimtemperatur (20 °C) zu einer deutlichen Verlängerung der Keimungsphase aber nur unwesentlich zu einer Verringerung der Keimfähigkeit. Unterschiedliche Keim-Substrate üben einen moderaten Einfluss auf die Keimfähigkeit aus. Die Gartenkresse toleriert eine Aussaat-Verzögerung bis Anfang April. Ab der zweiten April-Dekade sind, im Vergleich mit einer Aussaat Ende März, deutliche Ertragsreduktionen zu beobachten. Diese Effekte sind auf die Verkürzung der vegetativen Pflanzenentwicklung und auf die reduzierte Schotenzahl pro Pflanze zurückzuführen. Frühe Aussaaten führen tendenziell zu einer geringeren Infektion mit Falschem Mehltau. Die Pflanzendichte beeinflusst das Mikroklima und die Konkurrenzverhältnisse in einem Pflanzenbestand. Pflanzendichten von 90 – 100 Pflanzen/m2 wirken ertragsmindernd. Das Optimum liegt je nach Bodenart und Aussaattermin in der Spanne von 150 – 250 Pflanzen/m2. Eine lange und späte Nässedauer (ab Schossbeginn) fördert sehr deutlich die Infektion mit Falschem Mehltau. Das Trockenhalten der Pflanzenoberfläche durch einen „Rain-Shelter“ reduzierte die Infektion mit Falschem Mehltau drastisch. Die Wasserdampf-Behandlung (65 und 68 °C, 60 – 90 sec) und die Elektronen-Behandlung (11,9 und 17,9 kW/m) hatten keinen gesicherten Einfluss auf die Infektion mit Falschem Mehltau. Die Erhöhung der Temperatur während der Wasserdampf-Behandlung von 68 auf 70 °C (60 sec) wird von der Garten-Kresse toleriert. Die Verlängerung der Behandlungsdauer auf 90, 120 und 150 sec (je 70 °C) führt dagegen zu einem linearen Rückgang der Keimfähigkeit. Dieser Effekt wird unter Feldbedingungen noch verstärkt. Von den geprüften Pflanzen-Extrakten (Gefäßversuche, mehrmalige Behandlung der Pflanzen) zeigten Süßholz-Kraut, Origanum und Hopfen im Vergleich mit der Kontrolle und der Wasser-Applikation tendenziell eine inhibierende (den Befall verzögernde) Wirkung auf den Falschen Mehltau in Gartenkresse. Anis und Melisse zeigten dagegen keine Wirksamkeit. Zur Kontrolle von Saat- und Pflanzgut wurde im IGZ eine molekularbiologische Nachweismethode auf Basis von Fingerprint-Mustern etabliert. Ausgangspunkt für die Testverfahren sind Kenntnisse zur Biologie von P. lepidii. Die Sporenkeimrate von P. lepidii SE 1-11 in vitro liegt je nach Sporenform (frisch oder gefroren) bei etwa 30 bzw. 20 % und erfolgt bei Temperaturen von 5 und 10 °C. Die Befallsstärke (BS) und Befallshäufigkeit (BH) durch den Erreger sind abhängig von der Inokulum-Konzentration, Inokulum-Form und der Zeit nach der Inokulation. Im Vergleich zu gefrorenen Sporen verursachen frische Sporen die höchsten BS und BH. Gefrorene Sporen (3 x 105 Sporen ml-1) können 13 dpi hohe BS und BH verursachen und eignen sich für die Untersuchungen zur Krankheitsentwicklung. P. lepidii kann innerhalb eines weiten Temperaturbereiches (13 bis 25 °C) Kresse-Pflanzen infizieren, wobei die höchsten BS bei 20 °C erreicht werden. Die Blattnässedauer (BD) spielt beim FM eine wesentliche Rolle in der Krankheitsentwicklung. Sie korreliert positiv mit der Krankheitsentwicklung, wobei bereits bei einer geringen BD von einer Stunde nach Inokulation von Kressepflanzen befallene Pflanzen beobachtet werden können. Anhand dieser Erkenntnisse wurde eine Testmethode entwickelt, die für die Bewertung des Saatgutes und des Bodens als Primärinfektionsquellen und für Resistenzscreening von Lepidium-Akzessionen angewandt wurde. Von den 93 Lepidium-Akzessionen, die auf Anfälligkeit gegen P. lepidii SE 1-11 geprüft wurden, konnten keine resistenten Herkünfte gefunden werden. Im Ergebnis der Prüfung der Wirtsspezifität von P. lepidii SE 1-11 an einigen ausgewählten Brassica-Kulturarten wie Raps und Senf sowie dem Kruziferen-Unkraut, Acker-Schmalwand, wurden diese als Nicht-Wirte eingestuft, da der Erreger auf diesen weder Symptome verursachte noch spekulierte. Aus den vom Boden isolierten Erreger-Populationen konnten im Vergleich zum Stammisolat P. lepidii SE 1-11 Unterschiede in der Virulenz erkannt werden. In den Samen-Grow-out-Tests, die unter kontrollierten Bedingungen zur Erfassung der primären Inokulum-Quelle durchgeführt wurden, konnte der Erreger zu keiner Zeit aus Pflanzen herauswachsen. Mittels PCR konnte jedoch der Erreger im Stängel nachgewiesen werden. In Grow-out-Versuchen, die im Feld durchgeführt wurden, konnte im Vegetationsjahr 2013 aus einigen Saatgutchargen, die aus Praxisschlägen stammten, erstes Krankheitsauftreten vom FM beobachtet werden, der sich später im Feld epidemisch verbreitete. Die Untersuchung von Bodenproben aus Praxisflächen zeigte, dass die Böden teilweise stark verseucht waren und ebenfalls als primäre Inokulum-Quellen dienten. Die Nachverfolgung einiger Böden mit einer Anbau- und Befalls-Historie zeigten, dass der Erreger in der Lage ist, mindestens bis zu sechs Jahren im Boden zu überdauern