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Influence of rootstock on elemental composition in leaves and grapes of vine cultivar ‘Regent’ grown in North-Western Poland
No full textThe aim of this study was to evaluate nutrient contents and heavy metals of the leaves and berries of vine cultivar ‘Regent’ grafted on different rootstocks (‘Couderc 161-49’, ‘Sori’, ‘Kober 125AA’, ‘Börner’ and ‘Kober 5BB’) in comparison to control (‘Regent’ root; own-rooted vines). Leaf and berry samples were collected in three consecutive years (2013-2015) at the research station of West Pomeranian University of Technology Szczecin in Poland. In the experiment, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, N, P and Zn were analysed among mineral nutrients, whereas Cd and Pb were analysed among heavy metals. A substantial influence of tested rootstocks on analysed element contents in leaves and berries has been proven. All tested rootstocks enabled a higher concentration of Ca and Mg in leaves in comparison to ‘Regent’ root. The greatest concentrations of Ca, K and N were found in leaves and berries under ‘Sori’ rootstock. As the only rootstock, ‘Couderc 161-49’ was characterised by a higher level of iron in samples in relation to own-rooted vines. The ‘Börner’ rootstock was the most effective in inhibition of heavy metals uptake
Novel report of the phytochemical composition from Fraxinus excelsior pollen grains
Get PDFIn this research, we investigated the phytochemical profiles for two models of aqueous (Aq) and methanolic (Me) pollen extracts of F. excelsior from three pollination periods from hermaphrodite flowers (H) of polygamous and male flowers of pure male (M) in order to identify their constituent compounds. Pollens of both phenotypes H and M were collected during three pollination periods and were analyzed by light and scanning electron microscopy (LM/SEM). The total phenolic content (TPC) and flavonoids content (TFC) was measured using Folin-Ciocalteu and aluminum chloride (AlCl3) methods, respectively. Antioxidant activities were evaluated using ferric reducing antioxidant power (FRAP) and scavenging free radical DPPH• and ABTS•+. GC-FID and GC/MS were used to identify the chemical composition of essential oils. There was a significant difference (P < 0.001) between the means of TPC for M and TFC for the H. Comparison of H and M antioxidant activities showed that DPPH (IC50) to be (2.977 ± 0.117 μM) during the second pollination period of M and (4.877 ± 0.021 μM) for first period of H. The majority of the compounds identified were linalool (35.42%) from the monoterpenoides in H and Delta-cadinene (43.22%) belonging to the sesquiterpenes in M. We concluded that there is a significant difference between the H and M compounds in pollen at different periods
Tomato yield, physiological response, water and nitrogen use efficiency under deficit and partial root zone drying irrigation in an arid region
Get PDFWater scarcity in arid regions is a serious problem, which calls for innovative irrigation water management. Partial root zone drying (PRD) technique can considerably reduce irrigation amount for crops. To investigate this further, tomato plants were imposed to either surface drip (SUR) with full irrigation (FI) at 100% of evaporative demands and regulate deficit irrigation (RDI) at 50% water of FI or subsurface drip irrigation (SDI) with fixed PRD at 75 (PRD75) and 50% (PRD50) of the FI. Surface evaporation under SUR with FI constitutes a large fraction of water losses from cropped fields while SDI with PRD75 preserved more water for plant uptake. Plants grown under water saving treatments showed lower stomatal conductance and transpiration rates compared to FI plants. Tomato yield under SDI with PRD75 was comparable to yield under SUR with FI for both tested seasons along with 25% water saving and 30% increase in water use efficiency (WUE). Otherwise, PRD50 reduced yield by 18-20%, but a substantial amount of irrigation water was saved along a 60 and 65% higher WUE compared to FI treatment. Fruit dry weight and harvest index (HI) were significantly higher with PRD75 compared to the other treatments. Seasonal N uptake and in turn N recovery was higher in PRD75 than any other treatment associated with improving N use efficiency
Selection for reduced iodosulfuron sensitivity in Apera spica-venti
Get PDFDer Gemeine Windhalm (Apera spica-venti) ist eine genetisch variable Ungrasart. In Deutschland werden für A. spica-venti immer mehr Resistenzfälle besonders gegenüber Herbiziden aus der Gruppe der ALS-Inhibitoren gemeldet. Als Gründe werden sowohl Target-Site (TSR)- als auch Non-Target-Site-Resistenzmechanismen (NTSR) diskutiert. Derzeit gibt es wenige Untersuchungen zur Herbizidresistenzevolution und insbesondere zu NTSR-Mechanismen bei A. spica-venti. Um diese Resistenzentwicklung besser zu verstehen, wurde aus einer sensitiven Elternpopulation (A 77) mit reduzierten Aufwandmengen des Wirkstoffes Iodosulfuron eine F1-Generation selektiert. Diese Population wurde A 77-1 genannt und einem Dosis-Wirkungs-Experiment unterzogen. Dabei zeigte die Population A 77-1 im Vergleich zur Elternpopulation eine reduzierte Sensitivität gegenüber dem Wirkstoff Iodosulfuron (RF=2). Außerdem wurden Individuen der A77-1-Population auf eine mögliche TSR untersucht. 53 % der untersuchten Individuen zeigten eine Pro197Asn-Substitution. Einzelpflanzen, die keine TSR trugen, wurden identifiziert, vermehrt und A 77-1-1 genannt. Durch die gleichzeitige Behandlung von A 77-1-1 Pflanzen mit Iodosulfuron und dem Cytochrom P450 (CYP)-Inhibitor Malathion konnte die Herbizidwirkung wieder hergestellt werden. Daher stellen wir fest, dass wir erfolgreich eine Population, die sowohl TSR und NTSR zeigt, selektiert haben. Um CYPs zu identifizieren, die möglicherweise die Reduzierung der Sensitivität gegenüber Iodosulfuron bedingen, wurde eine ACP-PCR durchgeführt. Dabei wurden 6 CYPs identifiziert.Apera spica-venti is a genetically diverse cross-pollinated grass weed species for which increasing numbers of resistance cases towards ALS herbicides are reported in Germany. Target-site and non-target-site mechanisms are discussed to be involved. But to date, studies on resistance evolution - especially on non-target-site mechanisms involved in A. spica-venti are rare. To better understand this, a progeny population was selected from a sensitive parental population (A77) using the ALS inhibiting herbicide iodosulfuron at reduced dose rate. This progeny population was designated A77-1 and subjected to a dose-response experiment using iodosulfuron. A77-1 exhibited a decreased sensitivity to iodosulfuron compared to the parental A77 biotype (RI=2). 53% of the studied individuals of A 77-1 exhibited an ALS target-site resistance (Pro197Asn). Individuals lacking target-site resistance were identified and propagated to yield the population A 77-1-1. The coapplication of iodosulfuron and the cytochrome P450 (CYP) inhibitor malathion was able to reconstitute iodosulfuron efficacy in A 77-1-1. So, we assume that we successfully selected for target-site resistance and non-target-site resistance simultaneously. ACP-PCR was employed to identify CYPs involved in reduced sensitivity to iodosulfuron. 6 CYPs were identified
Relationship between selective herbicide use intensity and pre-harvest glyphosate applications
Get PDFDer vorliegende Beitrag untersucht den Zusammenhang zwischen der Intensität selektiver Herbizidmaßnahmen in der Kultur und dem Einsatz von Glyphosat zur Vorerntebehandlung im folgenden Sommer. Zu diesem Zweck wird ein umfangreicher Datensatz landwirtschaftlicher Praxis-Daten ausgewertet. Die feldspezifischen Anwendungsdaten wurden in einer Studie zum Glyphosateinsatz von jeweils 15 Betrieben in vier Regionen Norddeutschlands über einen Zeitraum von zehn Jahren (2005 bis 2014) ermittelt. Zur Darstellung der Herbizidintensitäten wird der Indikator Behandlungsindex (BI) verwendet. Im Durchschnitt der vier Regionen wird auf 8,7 % der Felder eine Glyphosatanwendung zur Vorerntebehandlung durchgeführt, der höchste Anteil in Wintergerste. Unkrautbekämpfung mit Vorerntebehandlung unterschied sich im Gesamt-Herbizideinsatz nicht signifikant von Verfahren ohne Vorerntebehandlung.Als Einflussfaktor auf die Glyphosatintensität zur Vorerntebehandlung (BIGly) wurde in allen Fruchtarten und Regionen der selektive Herbizideinsatz in der Kultur identifiziert, mit Ausnahme der Wintergerste in den östlichen Regionen Fläming und Oder-Spree. In den westlichen Regionen Diepholz und Uelzen wiesen Anbauverfahren mit wendender Bodenbearbeitung in allen Fruchtarten signifikant geringere Glyphosatintensitäten zur Vorerntebehandlung im Vergleich zu nicht-wendenden Verfahren auf.Unkrautbekämpfungsverfahren, in denen höhere selektive Herbizidintensitäten und wendende Bodenbearbeitung kombiniert waren, reduzierten die Vorerntebehandlungen mit glyphosathaltigen Herbiziden um BIGly 0,1-0,4, dies entspricht einer eingesparten Applikation mit 10-40 % der zugelassenen Aufwandmenge auf dem gesamten Schlag.We investigated the relationship between in-crop selective herbicide use and pre-harvest glyphosate applications. For this purpose, a comprehensive collection of agricultural on-farm data was analysed. Data on herbicide measures of 60 farms in four districts of Northern Germany were examined for the period 2005 until 2014. We used the Treatment Frequency Index (TFI) to quantify the herbicide use intensity.Averaged across the four districts, pre-harvest glyphosate applications were used on 8.7% of the fields, the highest percentage in winter barley. Weed control with pre-harvest applications did not differ in the total herbicide use from processes without pre-harvest treatments.Pre-harvest glyphosate use intensity (TFIGly ) was affected by in-crop selective herbicide use in all crop and districts, except for winter barley in eastern districts Fläming and Oder-Spree. Plough tillage significantly reduced pre-harvest glyphosate use intensity in the western districts Diepholz and Uelzen.To avoid the need for pre-harvest glyphosate applications we recommend the combined use of selective herbicides in-crop together with plough tillage. Such weed management strategies are able to reduce preharvest glyphosate use intensity by TFIGly 0.1-0.4; this is equivalent to an additional application with 10-40 % of the maximum approved dosage on the whole field
Describing glyphosate use pattern in north German arable farming - Comparison of two different approaches
Get PDFGlyphosat ist der meistgenutzte Herbizidwirkstoff in Deutschland. In den vergangenen Jahren haben zahlreiche Studien die Anwendungsmuster glyphosathaltiger Herbizide untersucht. Der vorliegende Beitrag fasst zwei unterschiedliche empirische Untersuchungen zum Einsatz von Glyphosat in Norddeutschland zusammen. Ziel der Studie ist es, durch die gemeinsame Analyse unterschiedlich erhobener Anwendungsdaten weitergehende Erkenntnisse zu den Applikationsmustern glyphosathaltiger Herbizide im Ackerbau zu gewinnen. Der Beitrag besitzt innovativen Charakter, es werden schlagspezifische Anwendungsdaten und betriebliche Fragebogenerhebungen zum Glyphosateinsatz aus fünf Regionen Norddeutschlands (Diepholz, Uelzen, Rostock, Fläming und Oder-Spree) zusammengeführt. Die Ergebnisse belegen, dass die feldspezifischen Applikationsmuster glyphosathaltiger Herbizide im Ackerbau die Einschätzungen der Landwirte in der Befragung stützen, die Übereinstimmung jedoch mit zunehmender Detailtiefe abnimmt. Hinsichtlich der Anwendungsmuster glyphosathaltiger Herbizide weisen die Ergebnisse darauf hin, dass Landwirte für eine Unterscheidung der Anwendungsgebiete Vorsaatanwendung und Stoppelbehandlung noch nicht ausreichend sensibilisiert sind. Für die zukünftige Diskussion um den Wirkstoff Glyphosat wäre eine einheitliche und von allen Beteiligten verwendete Definition der Anwendungsabgrenzungen wünschenswert, um eine lösungsorientierte Diskussion zu ermöglichen.Glyphosate is the most used herbicide active ingredient in Germany. Numerous studies have been carried out in recent years to analyze Glyphosate use patterns arable farming. Two different empirical studies about the use of glyphosate in North Germany were combined for this paper. A combination of differently collected data sets allows an additional gain of knowledge about glyphosate use-pattern in German arable farming. Field records and questionnaire based survey data of farms in five North German districts (Diepholz, Uelzen, Rostock, Fläming and Oder-Spree) from both data sets were analyzed in detail. This is a new and innovative approach in agricultural science.Questionnaire based surveys among farmers correspond predominantly with actual records. However, correspondence decreased as the detail of analysis increased.In view of GBH use patterns, the study indicates that many farmers are not sensitized enough for the differentiation between the application purposes stubble treatment and pre-sowing applications. With regard to a possible future accompanying stewardship of glyphosate after re-evaluation, a consistent definition and awareness of application purposes would be preferable for all stakeholders in order to enable a solutionoriented debate
Effect of different soil cultivation methods on the emergence of Apera spica-venti
Get PDFAuf ca. 40 % der Ackerfläche in Deutschland wird die pfluglose Bodenbearbeitung angewandt. In einem Dauerfeldversuch werden die langfristigen Auswirkungen dieser nichtwendenden Bodenbearbeitung auf den Unkrautauflauf untersucht. Seit dem Herbst 2007 werden dazu die Wirkungen von zwei unterschiedlichen Bodenbearbeitungsvarianten, neben anderen Faktoren, auf den Auflauf von Windhalm (Apera spica-venti) in einem Langzeitversuch untersucht. Die Versuchsfelder sind in Brandenburg, ca. 50 km entfernt von Berlin, beheimatet.Die Fruchtfolge des Versuchs besteht aus Winterraps, Winterweizen, Wintergerste, Wintertriticale, Erbsen und Mais. Die hier betrachteten Versuchsparzellen wurden seit Versuchsbeginn 1995 mit Herbiziden behandelt. Der Unkrautauflauf, die Anzahl und Art, wurde vor der Herbizidbehandlung (im Herbst oder Frühjahr) in jeder Versuchsparzelle an 4 Punkten mit jeweils 0,25 m² gezählt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anzahl der Windhalmpflanzen im Median bei den Getreideversuchsparzellen in den gepflügten Varianten zwischen 9 (2013) und 55 (2010) Pflanzen/m² lag. In den pfluglosen Versuchsparzellen lag der Median zwischen 18 (2009) und 140 (2017) Windhalmpflanzen je m². In den pfluglosen Versuchsparzellen steigt die Anzahl der keimenden Apera spica-venti Pflanzen seit 2007 an.Minimum tillage, i.e. without plowing the soil, is practiced on about 40% of the arable fields in Germany. The effects on the long run of this soil cultivation are investigated in a long-term field trial. Since autumn 2007 two different soil cultivation methods are investigated in a long-term field trial, among other things, for the emergence of Apera spica-venti before herbicide control. The experimental fields are located in Germany, in the federal state of Brandenburg, about 50 km from Berlin. The crop rotation consists of winter oilseed rape, winter wheat, winter rye, winter barley, winter triticale, peas and maize. The plots were treated with herbicide since the start of the field trial in 1995. Weeds were counted before herbicide application in autumn or spring. For each plot 4 points with an area of 0.25 m² were investigated and both weed number and species were determined.The results show that the median of Apera spica-venti plants spans from 9 (year 2013) to 55 (2010) plants per m² in cereals crop plots with plowing. For the plots without plowing the median ranges between 18 (2009) and 140 (2017) Apera spica-venti plants per m². In plots without plowing the numbers of emerging Apera spica-venti plants has been rising since the year 2007
From traditional weed mapping to an autonomous robot: developments and results from Hungary
Get PDFSeit dem Jahr 2000 entwickeln wir in Ungarn Techniken für die teilflächenspezifische Unkrautbekämpfung. Seit Beginn konzentrierten wir uns aus finanziellen Gründen auf die Erstellung von Unkrautverteilungskarten (Kartentechnik). Die Methode zur Nachauflauf-Unkrautbekämpfung wurde für Winterweizen entwickelt und beginnt mit der Unkrautkartierung und der Datennachbearbeitung von Informationen und endet mit der Erstellung von Applikationskarten mit GIS-Software. In den ersten fünf Jahren haben wir die Methoden zur Unkrautkartierung entwickelt. Nach Experimenten und Berechnungen fanden wir die Lösung in einer ungarischen Methode basierend auf dem Unkrautdeckungsgrad. Dabei wird das Feld in 0,5 Hektar große Quadrate geteilt und der Unkrautdeckungsgrad wird für jedes Quadrat erfasst. Die Informationen sind georeferenziert mit DGPSKoordinaten. Der Verarbeitungsalgorithmus berücksichtigt Deckungsgrade mit Fokussierung auf das Vorkommen von gefährlichen Unkrautarten, wählt die Zellen, in denen eine chemische Unkrautbekämpfung erforderlich ist, sowie die Zellen mit geringem Risiko, in denen auf eine Unkrautbekämpfung verzichtet werden kann. Zu Beginn haben wir eine konventionelle Feldspritze verwendet, die wir später zu einem Twin Tank mit Direkteinspeisung verändert haben. Von 2008 bis 2016 wurde die Technologie auf 1237 Hektar, 38 Feldern auf insgesamt 2459 Parzellen getestet. Wir konnten für die neun Jahres-Intervall eine durchschnittliche Herbizideinsparung von 51 % ermitteln. Die Vorteile des entwickelten Verfahrens sind die Wirtschaftlichkeit und die sichere Unkrauterkennung. Der Nachteil ist der hohe Zeitaufwand durch einen Unkrautexperten, da das gesamte Feld abgedeckt werden muss.Als Weiterentwicklung wurde im Jahr 2016 ein autonomes Fahrzeug zur Unkrauterfassung konstruiert. Dies führt zu einer signifikanten Erhöhung der Bildanzahl. Die verwendete Office-Umgebung verbessert die Genauigkeit der Bildverarbeitung, die Unkrautartenerkennung und die Ermittlung des Deckungsgrades.We are developing precision weed control technology in Hungary since 2000. From the beginning, for financial reasons, we focused our attention on the map-based technology. The post-emergence weed control method developed for winter wheat begins with weed mapping, continues with post-processing of information and ends with creation of application maps with GIS software.In the first five years, we have developed the weed mapping methodology. Based on experiments and calculations, we have found the solution in a Hungarian method based on weed coverage. The field is divided in 0.5-hectare quadrats and the weed coverage of each quadrat is estimated. The information is georeferenced with DGPS coordinates. The processing algorithm considers the coverage limits for all weed species with focus on the presence of dangerous weeds, selects the cells where chemical weed control is mandatory and the cells with low risk, where the absence of chemical protection can be allowed. At the beginning, we have used a conventional, tank mix sprayer, later we have switched to a twin tank, direct injection machine. From 2008 to 2016 the technology was tested on 1237 hectares, 38 fields, 2459 quadrates in total. We can report 51% average herbicide saving for the nine-year interval. The advantages of the developed method are costeffectiveness and safe weed detection. The disadvantage is the high expenditure of time by the weed expert because the whole field must be covered.As a further development, we have created an autonomous weed mapper in 2016. The result is a significant increase of image samples. The used office environment improves the accuracy of image processing, the identification of species and coverage estimation
