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Weed populations in the main cultures of Luxembourg: control options and monitoring in a complex environmental and political framework
Get PDFChemische Unkrautbekämpfung wird aufgrund von ökotoxikologischen Bedenken diskutiert. Um Landwirten zu helfen, die Ausbreitung von Unkräutern auch bei sinkender Verfügbarkeit von Herbiziden begrenzen zu können, wurden Projekte zu modifizierten Fruchtfolgen zur Reduzierung des Unkrautdruckes, digitale Ansätze für bessere Entscheidungen zum Herbizideinsatz und zur besseren Integration von nicht-chemischen Unkrautbekämpfungsmaßnahmen begonnen. In einem ersten Monitoring in den Rapsbeständen Luxemburgs wurden relativ weit verbreitete Arten wie Stellaria media, Viola arvensis, Polygonum aviculare sowie Poa annua, Elymus repens, und Apera spica-venti gefunden. Chenopodium album wurde neben den im Frühjahr keimenden Polygonum-Arten in moderater bis hoher Individuenzahl im Mais gefunden. Polygonum convolvulus wurde nach chemischer Bekämpfung in hoher Dichte am Standort Kuborn gefunden, wohingegen C. album schlecht von mechanischen Methoden bekämpft wurde. Alopecurus myosuroides-Pflanzen mit reifen Samen wurden nahezu ausschließlich im Süden Luxemburgs gefunden. Alle 35 bislang getesteten A. myosuroides Sämlingsproben waren resistent gegen Stomp® Aqua (mit dem K1 Hemmstoff Pendimethalin). Im Fall von Sigma® Maxx (mit den ALS-Inhibitoren Iodosulfuron+Mesosulfuron), waren jeweils 2 von 35 Proben sensitiv bzw. moderat resistent. 31 Proben waren resistent gegenüber Sigma® Maxx. 17 von 35 Proben waren sensitiv gegenüber Axial® (mit dem ACC-ase Inhibitor Pinoxaden), während 18 Proben resistent gegenüber Axial® waren.Due to ecotoxicological and environmental reasons, chemical treatments for weed control are under discussion. To help farmers in coping with challenges imposed by restricted herbicide availability, projects on using modified crop rotations for reducing weed pressure, digital approaches for better decision support, and a better integration of non-chemical weeding were initiated. First monitoring programs in winter oilseed rape in Luxembourg offered a preliminary overview about mainly widespread weed species like Stellaria media, Viola arvensis, Polygonum aviculare as well as Poa annua, Elymus repens and Apera spica-venti. Chenopodium album was found in moderate and high numbers in maize, as well as the spring-germinating Polygonum species. Polygonum convolvulus escaped from or re-emerged after the chemical control at location Kuborn, while C. album was poorly controlled by the mechanical treatments. Alopecurus myosuroides plants with mature seeds were almost exclusively found in the South of Luxembourg. All 35 A. myosuroides seedling samples tested so far were resistant towards Stomp® Aqua (containing the microtubule assembly inhibitor pendimethalin). In case of Sigma® Maxx (containing the ALS inhibitors iodosulfuron+mesosulfuron), 2 out of 35 samples were sensitive and moderately resistant, respectively. 31 samples were resistant to Sigma® Maxx. 17 out of 35 samples were sensitive to Axial® (containing the ACC-ase inhibitor pinoxaden), while 18 samples were resistant to Axial®
Temperature-induced inactivation of seeds of the Poaceae family
Get PDFHinsichtlich der Unkrautsamen-Hygiene von Gärresten aus Biogasfermentern gibt es noch ungelöste Fragen. Die Fähigkeit von Samen, feucht-warme Bedingungen zu überleben, ist artspezifisch, und Prognosen für nicht getestete Arten abzugeben ist schwierig. In dieser Arbeit wird untersucht, ob die Herkunft der Art Rückschlüsse auf die Temperaturtoleranz ihrer Samen gibt. Hier wurden Samen von sechs Arten der Familie der Süßgräser getestet: Alopecurus myosuroides, Cynodon dactylon, Echinochloa crus-galli, Panicum dichotomiflorum, Setaria viridis und Vulpia myuros. Die Samen wurden bei 42°C in Wasserbädern bis zu 12 Tagen inkubiert. In regelmäßigen Zeitabständen wurden Samen entnommen und ihre Keim- und Lebensfähigkeit geprüft. Es wurden 4-parametrische Zeit-Wirkungskurven modelliert. Ein Vergleich der Arten und Biotypen anhand der mittleren Inaktivierungszeit (ET50-Werte) zeigte, dass Samen von C4-Gräsern, die aus wärmeren Florenzonen stammen, länger überlebten und besser keimten als Samen der C3-Grasarten. Bei Gräsern, die auch in tropischen Regionen vorkommen, lag der ET50-Wert bei über fünf Tagen. Die Studie zeigt, dass die evolutionären Bedingungen, die zur heutigen weltweiten Verbreitung der Gräser führten, für eine Abschätzung der Überlebensfähigkeit ihrer Samen genutzt werden können. Betreiber von Biogasanlagen sollten sich des Risikos bewusst sein, mit dem Gärrest Grassamen, insbesondere von Hirsen, zu verbreiten.There are still unanswered questions regarding the weed seed hygiene of residues from biogas fermenters. The ability of seeds to survive in humid-warm conditions is species-specific. Predicting the behavior of untested species is difficult. This paper examines whether the origin of the species gives an indication of the temperature tolerance of its seeds. Seeds of six species of the Poaceae family were tested: Alopecurus myosuroides, Cynodon dactylon, Echinochloa crus-galli, Panicum dichotomiflorum, Setaria viridis and Vulpia myuros. Seeds were incubated at 42°C in water baths for up to 12 days. Seeds were taken from the water bath at regular intervals and their germination and viability were tested. 4-parametric time-response curves were modeled. A comparison of species based on mean inactivation time (ET50 values) showed that seeds of C4 grasses originating from warm floral zones survived longer and germinated better than seeds of C3 grasses. For species that also occur in tropical regions, the ET50 value exceeded five days. The study shows that the evolutionary conditions that led to their today’s worldwide distribution can be used to estimate the survivability of their seeds. Farmers should be aware of the risk of spreading grass seeds, especially of C4 grasses, with the fermentation residues
Comparison of two cover crops methods in sugar beets in a field trial with different herbicide active substance
Get PDFZukünftig wird sich der Anbau von Zuckerrüben erschweren. Grund dafür ist unter anderem, dass in absehbarer Zeit immer mehr herbizide Wirkstoffe wegfallen, da sie ihre Zulassung verlieren. So wurde die Genehmigung für den Wirkstoff Desmedipham bereits vor einigen Wochen von der Europäischen Union nicht erneuert und auch eine Verlängerung der Zulassung des Wirkstoffs Phenmedipham ist ungewiss. Auf einem Praxisbetrieb wurde ein Streifenversuch angelegt, um zu überprüfen, ob mit den verbleibenden herbiziden Wirkstoffen und verschiedenen Zwischenfruchtanbauverfahren, die am Standort auftretenden Unkräuter erfolgreich bekämpft werden können. Neben dem Unkrautspektrum und dem Bekämpfungserfolg der eingesetzten Herbizide wurde in den verschiedenen Anbauvarianten das Wachstum der Rüben, sowie der Rüben- und Zuckerertrag erfasst.
Verglichen wurde die unkrautunterdrückende Wirkung verschiedener Zwischenfrucht-Anbauverfahren. Dies könnte auf die unterschiedlichen Biomasserückstände der einzelnen Varianten zurückgeführt werden. Die geringste unkrautunterdrückende Wirkung wies die Winterweizen-Zwischenfrucht auf, welcher vor der Zuckerrübenaussaat mit Glyphosat beseitigt wurde. Der Zeitpunkt der Beseitigung des Zwischenfrucht-Winterweizens hatte einen starken Effekt auf die spätere Verunkrautung der Zuckerrüben.
Außerdem wurden zwei Herbizid-Varianten verglichen, in denen einerseits die Wirkstoffe Desmedipham und Phenmedipham und andererseits Clopyralid und Metamitron eingesetzt wurden. Dabei zeigte die Herbizid-Variante Desmedipham und Phenmedipham die höchsten Wirkungsgrade gegenüber den Leitunkräutern. Auffällig war jedoch, dass in dieser Herbizid-Variante der Rübenertrag mit 83,8 t/ha und der Zuckergehalt mit 15,5 % geringer ausfiel als in der Vergleichs-Variante Clopyralid und Metamitron (98,8 t/ha mit 16,5 % Zucker). Die mittlere Anzahl der Unkrautpflanzen lag über dem gesamten Boniturzeitraum auf einem sehr geringen Niveau. Es wurden maximal elf Pflanzen/m² bonitiert. Dies könnte erklären, dass trotz der höheren Unkrautzahlen in der Herbizid-Variante Clopyralid und Metamitron höhere Erträge realisiert wurden.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass trotz wegfallender Herbizide, Zuckerrüben erfolgreich angebaut werden können und der Zwischenfruchtanbau einen wichtigen Beitrag zur Unkrautunterdrückung leisten kann.In the future, the cultivation of sugar beet will become more difficult. One of the reasons is that more and more herbicidal active ingredients will be prohibited because they loose their approvals. A few weeks ago the approval for the active substance desmedipham was not renewed by the European Union and the approval for Phenmedipham is also uncertain. On a practical farm, a strip trial with various cultivation methods was carried out to check if the herbicidal active substances available for use in sugar beet and various covercropping methods could be used to control weeds successfully. In addition to the weed spectrum and the efficacy of the herbicides used, the growth of the sugar beets as well as the beet and sugar yield were recorded in the various cultivation variants.
The weed-suppressing effect of various covercropping methods was compared. Differences could be attributed to the different biomass residues of the individual cover crop varieties. The lowest weed-suppressing effect was found for the winter wheat cover crop, which was removed with glyphosate before sowing of the sugar beet. The time of removal of the winter wheat cover crop had a strong effect on the subsequent weeds in the sugar beet.
In addition, two herbicide variants were compared in which on the one hand the active ingredients desmedipham and phenmedipham and on the other hand clopyralid and metamitron were used. The herbicide variants desmedipham and phenmedipham showed the highest efficacy on the main target weeds. However, it was noticeable that in this herbicide variant the beet yield of 83.8 t/ha and the sugar content of 15.5 % were lower than in the comparison variant clopyralid and metamitron (98.8 t/ha with 16.5 % sugar). The average number of weed plants over the entire experimental period was at a very low level. A maximum of eleven weed plants/m² were assessed. This could explain that higher yields were achieved under the herbicide variant clopyralid and metamitron although higher weed numbers were detected.
In summary, it can be stated that despite the loss of important herbicides, sugar beet can be successfully cultivated and cover crops can make an important contribution to weed suppression
Impact of soil tillage and herbicide treatment on population dynamics and resistance development of black-grass (Alopecurus myosuroides)
Get PDFDie Entwicklung von herbizidresistentem Acker-Fuchsschwanz ist ein zunehmendes produktionstechnisches Problem beim Anbau von Wintergetreide. Um den Einfluss der Bodenbearbeitung und der Herbizidbehandlung auf die Resistenzentwicklung und die Populationsdynamik von Acker-Fuchsschwanz zu untersuchen wurde am Standort Pettenbrunn im Landkreis Freising von 2011 bis 2018 ein Dauerversuch durchgeführt. Als Versuchsvarianten wurden vier unterschiedliche Herbizidbehandlungskonzepte unter wendender vs. nicht-wendender Grundbodenbearbeitung verglichen. Es konnten zwischen den Herbizidbehandlungskonzepten signifikante Unterschiede auf die Populationsentwicklung, die chemische Regulierungsfähigkeit von Acker-Fuchsschwanz und das Auftreten von Resistenzen gegenüber Herbiziden aus der Gruppe der ACCase-Inhibitoren nachgewiesen werden. Im Vergleich der Versuchsvarianten zeigte sich der regelmäßige Einsatz von Herbiziden aus der HRAC-Gruppe A unter nicht-wendender Bodenbearbeitung als besonders kritisch für die Regulierungsfähigkeit von Acker-Fuchsschwanz und die Entwicklung von ACCase-Resistenzen.The development of herbicide-resistant black-grass is an increasing challenge for winter cereal production . To investigate the impact of soil tillage and herbicide treatment on the resistance development and the population dynamics of black-grass, a long-term field trial was carried out at the Pettenbrunn site in the Freising district from 2011 to 2018. Four different herbicide treatment concepts were compared as trial variants under plough tillage vs. reduced soil tillage. Significant differences in population development, chemical weed control of black-grass and the occurrence of resistance to herbicides from the group of ACCase inhibitors could be demonstrated. A comparison of the experimental variants showed that the regular use of herbicides from HRAC group A under reduced soil tillage was particularly critical for the regulatory capacity of black-grass and the development of ACCase resistance
On the issue of controlling Lolium ssp. at resistance sites – investigations of the federal states Hesse and Saxony
Get PDFIn den Bundesländern Sachsen und Hessen breitet sich seit einigen Jahren regional Weidelgras auf Ackerflächen aus, welches sich durch Herbzidmaßnahmen im Frühjahr nicht mehr bekämpfen lässt. Biotests zeigten bereits, dass die HRAC-Klassen A und B, mit Ausnahme des Wirkstoffs Foramsulfuron (HRAC B), nicht mehr wirksam waren. Daher wurden bekannte Genorte auf Mutationen untersucht, welche die ACCase sowie die ALS beeinflussen. Im Zeitraum 2016 - 2019 wurden darüber hinaus Feldversuche zur Bekämpfung von Weidelgras in Getreide und Mais durchgeführt. Ziel der Versuchsserie war es, die Leistungsfähigkeit von Herbiziden aus den HRAC-Gruppen A, B, C sowie F1, K1, K3 und N zu untersuchen. Durch Molekularanalyse konnten Mutationen nachgewiesen werden, welche die ALS sowie die ACCase beeinflussen. Die Feldversuche bestätigten die Ergebnisse der Resistenzuntersuchungen. In Mais zeigte das eingesetzte foramsulfuronhaltige Mittel eine gute Wirkung. Alle anderen blattaktiven Mittel der HRAC-Klassen A und B versagten. Die eingesetzten Bodenherbizide zeigten ebenfalls meist akzeptable Wirkungsgrade. Welsches Weidelgras (Lolium multiflorum L.) wird u.a. als Untersaat oder zu Futterzwecken angebaut. Aktuell werden zur Aufklärung der Ursachen verschiedene Saatgutherkünfte daraufhin getestet, ob diese bereits resistente Individuen beinhalten, welche bei falschem Herbizidmanagement herausselektiert werden und sich im Feld vermehren könnten. Aus den Untersuchungen sollen konkrete Beratungsempfehlungen abgeleitet werden.In the federal states Saxony und Hesse, ryegrass has been spreading to arable land for a number of years, which in the past could no longer be effectivly controlled by herbicides. Biotests already showed that HRAC- classes A and B were no longer effective except for the active ingredient foramsulfurone (HRAC B). Known sites of gene locations were examined for mutations affecting ACCase and ALS. In the period from 2016 to 2019, field trials were conducted to control ryegrass in cereals and maize, in order to archieve herbicide efficacy of HRAC classes A, B, C, F1, K1, K3 and N. Molecular analysis revealed mutations influencing ALS and ACCase. Results from field trials confirmed results of the resistance investigations (biotests). In maize, the used formasulfuron-containing agent controlled ryegrass with high efficacies. All other leaf active herbicide agents of the HRAC class A and B failed. The soil herbicides used, showed mostly acceptable efficacies. Ryegrass is cultivated for fodder or as undersowing in crops like maize. Currently seed varieties of ryegrass are tested to determine wether they already contain resistant individuals, which can be selected out with wrong herbicide management and multiply in the field. From the investigations concrete advice recommendations are to be derived
Herbicide resistance in Apera spica-venti in Lower Saxony
Get PDFIn den Jahren 2007 bis 2018 wurden auf 286 Monitoringflächen Samenproben von Apera spica-venti (Gemeiner Windhalm) gezogen und in Biotestungen die Wirksamkeit von Herbiziden unterschiedlicher Wirkstoffklassen getestet. Enge Getreidefruchtfolgen und einseitiger Herbizideinsatz ermöglichen Apera spica-venti Resistenzen gegenüber der Wirkstoffgruppe der ALS-Hemmer in Niedersachsen auf fast zwei Dritteln der untersuchten Standorte zu entwickeln. Neben den Wirkstoffgruppen der ALS-Hemmer und Photosynthesehemmer sind beginnend auch die ACCase-Hemmer resistenzgefährdet. Besonders Propaquizafop und Pinoxaden zeigen resistenzbedingt auf ersten Standorten zunehmende Wirkungsminderungen. Cycloxydim und Clethodim wirken allerdings gegen Apera spica-venti ausnahmslos, ebenso wie die Bodenwirkstoffe Flufenacet (enthalten in Cadou SC, Herold, Cadou forte und Bacara forte), Pendimethalin (enthalten in Malibu, Picona und Stomp Aqua), Flurtamone (enthalten in Cadou forte und Bacara forte) und Propyzamid (enthalten in Kerb flo. bzw. Milestone).
Weitere Herbizidresistenzen lassen sich bei Apera spica-venti durch Wirkstoffwechsel, Wirkstoffkombination und flankierende ackerbauliche Maßnahmen vermeiden.From 2007 to 2018, seed samples of Apera spica-venti were taken on 286 monitoring sites and the effectiveness of herbicides with different classes of active ingredients was tested in bioassays. Short, cereal-dominated crop rotations and repeated use of herbicides with the same mode of action enable Apera spica-venti to develop resistance to the active ingredient group of ALS inhibitors in Lower Saxony at almost two-thirds of the sites investigated. In addition to the active ingredient groups of ALS inhibitors and photosynthetic inhibitors, ACCase inhibitors are also affected by resistance evolution. In particular, propaquizafop and pinoxaden show a loss of efficacy at several sites investigated. However, cycloxydim and clethodim are still effective against Apera spica-venti, as are the soil active ingredients flufenacet (included in Cadou SC, Herold, Cadou forte and Bacara forte), pendimethalin (included in Malibu, Picona and Stomp Aqua), flurtamone (included in Cadou forte and Bacara forte) and propyzamide (contained in Kerb flo and Milestone).
Further herbicide resistance evolution in Apera spica-venti can be reduced by rotation and combination of the active ingredients and accompanying agricultural measures
Controlling arable weeds with natural substances as bio-based herbicides
Get PDFVerbreitete Unkrautbekämpfungspraktiken sind intensive, wendende Bodenbearbeitung und der Einsatz chemisch-synthetischer Herbizide. Während die starke Abhängigkeit von synthetischen Herbiziden im konventionellen Ackerbau diskutiert wird, verstärkt sich gleichzeitig der Trend zur reduzierten Bodenbearbeitung als klimaschonende landwirtschaftliche Praxis. Diese Entwicklungen erfordern alternative Unkrautbekämpfungsmethoden.
Die vorliegende Gewächshausstudie untersucht die Bekämpfung von 21 Ackerunkräutern und -ungräsern mit Bioherbiziden (Essig-, Zitronen- und Pelargonsäure sowie Magnesiumchlorid). Es werden vier natürliche Säuren und der Wirkstoff Glyphosat sowie eine Variante ohne Unkrautkontrolle verglichen. Zur Bewertung der Bekämpfung der Unkräuter und Ungräser dient der Grad der Nekrotisierung (0-100 %).
Die Effizienz der natürlichen Säuren unterscheidet sich deutlich in der Bekämpfung von Unkräutern und Ungräsern, die höchste Wirkung wurde für Pelargonsäure ermittelt. Überwiegend gilt jedoch, dass die Wirksamkeit der natürlichen Säuren im Vergleich zu Glyphosat deutlich geringer ist.
Dennoch deuten die Ergebnisse darauf hin, dass natürliche Säuren potentiell geeignet sind, spezifische Unkräuter bereits kurze Zeit nach der Applikation ausreichend zu bekämpfen. Es wurde eine hohe Wirksamkeit von Pelargonsäure zur Kontrolle von Ausfallraps nachgewiesen.Today farmers manage arable weeds with chemical tools or mechanical tillage practices. While the heavy reliance on synthetic herbicides in conventional arable farming is under discussion, the environmentally driven trend towards reduced tillage as a climate-smart agricultural practice becomes more prominent. These trends demand for alternative control methods of weeds.
This greenhouse study investigates the control of 21 arable weeds with four natural substances. The experimental setup compared an untreated control with four natural substances (acetic, citric and pelargonic acid and magnesium chloride), and glyphosate was used as the common active ingredient for stubble and pre-sowing herbicide applications. The level of necrotisation (0-100%) was used to assess the efficacy of herbicide treatment.
The efficacy differs substantially among the bio-based herbicides. For all natural substances, pelargonic acid has the highest mean efficacy for controlling the weeds tested in this experiment. For most weeds, however, the efficacy of natural substances is much lower compared to glyphosate.
Nevertheless, the results indicate that natural substances as bio-based herbicides have the potential to offer an increased target specificity and rapid degradation in the soil. We found a high efficacy of pelargonic acid for controlling Brassica napus
Responsible handling with herbicides regarding water protection in winter rape
Get PDFDie bisher in der Praxis dominierende einmalige Herbizidanwendung im Vorauflauf entspricht nicht den Grundsätzen des Integrierten Pflanzenschutzes. Zu diesem Zeitpunkt lässt sich die schlagbezogene Unkrautsituation nicht abschätzen und Möglichkeiten einer Anpassung der Aufwandmengen der Herbizide sind sehr eingeschränkt. Aus diesem Grund wurde ein mehrstufiges integriertes Unkraut-Bekämpfungskonzept entwickelt, welches die zielgerichtete Anwendung der Nachauflaufherbizide stärker in den Fokus rückt. Mit diesem hier vorgestellten Konzept wird das Belastungsrisiko für Gewässer nach der Ausbringung von Herbiziden durch Wirkstoffaustrag und Abschwemmung reduziert. Es können eine Großzahl bedeutender Rapsunkräuter gut kontrolliert werden. Im Rahmen eines gemeinsamen Versuchsprogramms der Bundesländer Berlin, Brandenburg, Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen wurden auf 139 Standorten im Zeitraum von 2010 – 2019 Versuche zur Unkrautbekämpfung im Winterraps im Sinne des mehrstufigen integrierten Unkraut-Bekämpfungskonzeptes durchgeführt. Die Versuchsergebnisse belegen, dass auf einem Fünftel der Winterrapsfläche die Notwendigkeit bestand, die vollen Aufwandmengen zu applizieren. Die Prüfung der Wirksamkeit von Varianten mit reduzierten Metazachlormengen bzw. Metazachlor-freien Varianten stand im Vordergrund der Untersuchungen. Trotz der geltenden Begrenzung der Wirkstoffausbringung von maximal 1000 g/ha wurden Metazachlor und dessen Metaboliten (Metazachlorsulfonsäure und Metazachlorsäure) in den letzten Jahren in Grund- und Oberflächengewässern vermehrt nachgewiesen. Zum vorbeugenden Gewässerschutz wird deshalb eine Reduzierung der Metazachlormenge auf ≤ 500 g/ha empfohlen. Die geprüften Alternativen werden hier diskutiert und in das mehrstufige Bekämpfungskonzept integriert.The prevailing single treatment pre-emergence weed control application does not comply with the principles of the integrated pest management. At this early stage of herbicide application an analysis of the number and range of later emerging weeds is not manageable in the necessary way. That means possible adjustments or reductions of the registered and therefore normally used herbicide product amounts are highly limited. On this basis, a multi-step-application-scheme was elaborated which focusses mostly on the target-oriented application of post emergence herbicides. The concept of this scheme minimizes the risk of water pollution caused by herbicidal export or run-off while the major important weeds in the winter rape culture are sufficiently controlled.
As a part of the joint trial program of the federal states of Berlin, Brandenburg, Saxony, Saxony-Anhalt and Thuringia (2010 to 2019) this application scheme was implemented in several weed control trials in winter rape on 139 sites. The results proof that the use of the full registered product amount was only necessary on 20% of the included winter rape fields where the efficacy of metazachlor- reduced respectively Metazachlor–free test variants were as a main trial question.
Despite the enacted application limit of 1000 g metazachlor and its metabolites per hectare there is still a major problem of a large number of findings of metazachlor sulphone acid and metazachlor acid in ground- and surface-water. Therefore, the reduction of the metazachlor application amount below 500 g per hectare is a strictly recommended precaution for water protection. Such (in the trials included) 500-g/ha- limited test-variants are discussed regarding their possible integration in the multi-step-application scheme in the article below
A bioremediation process based on the application of Rhizobium sp. I3 and Ramie (Boehmeria nivea L.) in lead contaminated soils
Get PDFUmweltverschmutzung durch Schwermetalle, insbesondere Blei (Pb), ist eines der schwerwiegendsten Umweltprobleme. Das Vorhandensein von übermäßigem Pb im Boden führt zu einer Verschlechterung des Bodens und gefährdet das Ökosystem des Landlebens. Daher muss eine Sanierung durchgeführt werden. Ramie (Boehmeria nivea L.) hat bekanntlich hyperakkumulative Eigenschaften und kann als Bioremediationsmittel verwendet werden. In dieser Studie wurde die Wirkung von anorganischen Düngemitteln, Rhizobium sp. I3 und Kuhdung getestet, um mit Ramie-Pflanzen den Bleigehalt im Boden zu senken. Die Forschung wurde von Mai bis November 2017 in Karanganyar, Zentral-Java, Indonesien in Reisfeldern durchgeführt, die direkt an die Textilindustrie angrenzen und mit Blei kontaminiert waren. Der Versuchsaufbau war faktoriell mit einem vollständig randomisierten Blockdesign und bestand aus 3 Faktoren: Anorganischer Dünger (P0: ohne anorganische Dünger, P1: mit anorganischem Dünger), Bioremediationsmittel (B0: ohne Bioremediationsmittel, B1: mit Rhizobium sp. I3, B2: mit Kuhdung) und Pflanze (T0: ohne Pflanzen, T1: mit Ramie) und wurde dreimal wiederholt. Die Daten wurden durch statistische Analyse unter Verwendung eines ANOVA-Signifikanzniveaus von 5% analysiert, gefolgt von einem T-Test oder einem Duncan Multiple Range Test mit einem Signifikanzniveau von 5% sowie einem Korrelationstest. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kombination aus anorganischem Dünger + Rhizobium sp. I3 + Ramie (P1B1T1) die höchste Bleiaufnahme gegenüber dem anfänglichen Bodenbleiniveau von 29,98 μg g–1 (45% höher als bei der Kontrolle) aufwies und die Bleigehalte um 9,29 μg g–1 senken konnte. P1B1T1 hatte mit 60,35% den höchsten Wert für die Wirksamkeit der Bioremediation, eine um 12,22% höhere Differenz zur Kontrolle (48,13%). Die Bioremediation unter Verwendung des Bakteriums Rhizobium sp. I3 war besser als bei der Verwendung von Kuhdung, da es den Bleigehalt des Bodens bei höchster Wirksamkeit der biologischen Sanierung verringern kann.Environmental pollution by heavy metals, especially lead (Pb), is one of the most serious environmental problems. The existence of excessive Pb in the soil will cause soil degradation and threaten the ecosystem of life on the land, therefore remediation needs to be done. Ramie (Boehmeria nivea L.) is known to have hyperaccumulatory qualities. Therefore, it can be used as bioremediation agent. This study was done to determine the effect of inorganic fertilizers, Rhizobium sp. I3 and cow manure in an effort to reduce soil Pb levels with Ramie plants. The research was conducted from May to November 2017 in Karanganyar Regency, Central Java Province, Indonesia in paddy fields directly adjacent to the textile industry contaminated by Pb. The experimental design was factorial with a Completely Randomized Block Design as the based design, consisting of 3 factors: inorganic fertilizer (P0: without inorganic fertilizer, P1: with inorganic fertilizer), bioremediation agents (B0: without bioremediation agents, B1: with Rhizobium sp. I3, B2: with cow manure), and plant (T0: without plant, T1: with Ramie). The experiment was repeated three times. Data were analyzed by statistical analysis using ANOVA significance level of 95% continued by T-test or Duncan Multiple Range Test, significance level of 95%, as well as a correlation test. The results showed that the combination of inorganic fertilizer + Rhizobium sp. I3 + Ramie (P1B1T1) had the highest Pb absorbtion of 29.98 μg g–1 (45% higher than control) and was able to reduce soil Pb levels by 9.29 μg g–1 from initial soil Pb level. P1B1T1 had the most effective bioremediation value of 60.35%, a difference of 12.22% in comparison to the control (48.13%). Bioremediation using Rhizobium sp. I3 was better than using cow manure; because it can reduce soil Pb levels in the soil with the highest effectiveness of bioremediation
Identification and mapping of QTL for resistance against Zymoseptoria tritici in the winter wheat accession HTRI1410 (Triticum aestivum L. subsp. spelta)
Get PDFZymoseptoria tritici, der Erreger der Septoria-Blattdürre (STB), verursacht weltweit Ertragsver-luste von bis zu 50 % und hat an Bedeutung durch Veränderungen im Weizenanbau gewonnen. Der Anbau resistenter Sorten ist der kostengünstigste und umweltfreundlichste Weg, diese Ver-luste zu reduzieren. Typische Symptome dieses Schaderregers sind nekrotische Blattflecken. Häufig genutzte Fungizide, wie Strobilurine und Azole verlieren ihre Wirksamkeit bei der Be-kämpfung von STB. Folglich besteht die Notwendigkeit, Genbank-Akzessionen auf Resistenzen zu untersuchen, Informationen über die Genetik der Resistenz zu gewinnen und molekulare Marker für den effizienten Einsatz neuer Resistenzen in der Weizenzüchtung zu entwickeln. Die Spelzweizen Genbankakzession HTRI1410 erwies sich in Feldversuchen als resistent und da-mit wertvolle Quelle für die Verbesserung der Resistenz gegen Z. tritici in Brotweizen. Um die Genetik der STB-Resistenz in HTRI1410 zu untersuchen, wurde eine DH-Population, beste-hend aus 135 Linien, die aus Kreuzungen von HTRI1410 mit den drei anfälligen Sorten ‘Alcedo’, ‘Jenga’ und ‘Solitär’ stammen, erzeugt. Basierend auf zweijährigen und dreiortigen Feldver-suchsergebnissen ergab sich eine Heritabilität h²= 0,55 für die STB-Resistenz. Zusätzlich zu diesen umfangreichen Versuchen wurde eine künstliche Inokulation in einem Blattsegementtest mit drei ausgewählten Isolaten (IPO323, IPO98022, IPO98050) durchgeführt und die mittlere, nekrotisierte Blattfläche bestimmt. Eine quantitative Variation für die Reaktion hinsichtlich einer Zymoseptoria-Infektion wurde beobachtet und ein signifikanter genotypischer Effekt festgestellt. Parallel dazu wurde die Population mit dem 90k iSelect SNP Chip genotypisiert. Die genotypi-schen Daten wurden für die Erstellung einer genetischen Karte verwendet. Etwa 6.000 SNPs erwiesen sich als polymorph zwischen der resistenten Akzession und den drei anfälligen Eltern. Von diesen wurden 1.118 SNPs auf dem A-Genom kartiert, 1.326 SNPs auf dem B-Genom und 267 SNPs auf dem D-Genom. In QTL-Analysen basierend auf den Feldversuchsergebnissen, wurden QTL auf den Chromosomen 5A, 4B und 7B lokalisiert. Basierend auf dem Blattseg-menttest wurden 17 QTL auf den Chromosomen 1A, 2A, 3A, 4A, 6A und 1B, 2B, 5B nachge-wiesen. Weiterhin wurden KASP-Marker für entsprechende QTL entwickelt, die eine markerge-stützte Selektion auf STB-Resistenz erlauben.Zymoseptoria tritici, the causal agent of Septoria tritici blotch (STB), causes yield losses of up to 50 % in wheat, globally. Growing of resistant cultivars is the most cost effective and envi-ronmental friendly way to avoid these losses. Zymoseptoria tritici is present worldwide and has gained evident importance due to changes in wheat growing practices. Fungicides such as strobilurins and azoles lost their efficiency in controlling STB. Therefore, there is a need to conducted screening of gene bank accessions for resistance, get information on the genetics of resistance and develop molecular markers for the efficient deployment of new resistances in wheat breeding. In extensive screening programs for resistance, the spelt wheat gene bank accession HTRI1410 turned out to be resistant in field trials and to be a valuable source for improvement of resistance to Zymoseptoria tritici in wheat, therefore. In order to get information on the genetics of the STB resistance in HTRI1410, a DH population consisting of 135 lines derived from crosses of HTRI1410 to three susceptible cultivars, i.e. ‘Alcedo’, ‘Jenga’ and ‘Sol-itär’, was generated. Based on two years and three locations, the heritability for STB resistance was calculated at h²= 0.55. In addition to the extensive field trials, artificial inoculation in de-tached leaf assays was conducted using three isolates (IPO323, IPO98022, IPO98050) and the necrotic mean leaf area was determined. A quantitative variation for the reaction to a Zy-moseptoria infection was observed and a significant genotypic effect detected. In parallel the DH population was genotyped by the wheat 90k iSelect SNP chip. The genotypic data were used for map construction. About 6,000 SNPs turned out to be polymorphic between HTRI1410 and the three susceptible cultivars. Out of these, 1,118 SNPs were mapped to the A genome, 1,326 SNPs mapped to the B genome and 267 SNPs to the D genome. QTL anal-yses based on field trials revealed QTL on chromosomes 5A, 4B and 7B. In addition, based on the detached leaf assay, 17 QTL were detected on chromosomes 1A, 2A, 3A, 4A, 6A and 1B, 2B, 5B. Furthermore, KASP markers for respective QTL were developed facilitating effi-cient marker based selection for resistance to STB