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Change of some cropping systems in a long-term trial comparing differentsystems: rationale and implications for statistical analysis
Full text linkDas Projekt “Nachhaltigere Landwirtschaft 4.0 ohne chemisch-synthetischen Pflanzenschutz” (NOcsPS) testet eine Reihe von Anbausystemen, die ohne die Nutzung von chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln auskommen, wobei mineralische Düngung verwendet werden kann. Das Experiment startete im Jahr 2020 (Aussaat im Herbst 2019). Im Jahr 2024 (Aussaat im Herbst 2023) wurden einige der Anbausysteme modifiziert. Die Analyse dieses Experiments kann mit Hilfe linearer gemischter Modelle durchgeführt werden. Um die in den Jahren 2020 bis 2023 erfassten Daten gemeinsam mit den ab 2024 anfallenden Daten unter Einschluss der modifizierten Anbausysteme gemeinsam auswerten zu können, muss der Analyseansatz auf Basis gemischter Modelle adaptiert werden. In der vorliegenden Arbeit entwickeln wir Modelle für diesen Zweck. Ein wesentliches Merkmal des Ansatzes ist die Nutzung von Konzepten aus dem Bereich der Netzwerk Meta-Analyse, welche die Kombination von direkten und indirekten Vergleichen der Systeme in den verschiedenen Jahren erlaubt. Zunächst wird das Verfahren mittels eines kleinen hypothetischen Datensatzes illustriert. Danach folgen detaillierte Analysen für die Daten aus den beiden Versuchsstandorten Dahnsdorf und Hohenheim. Die vorgeschlagene Methode kann auch in anderen Dauerversuchen verwendet werden und stellt einen generellen Ansatz bereit, mit dem Änderungen in den Behandlungen modelliert werden können. Wir empfehlen generell, nur in besonders gut begründeten Fällen eine Änderung von Systemen in Langzeitexperimenten vorzunehmen, weil sich hierdurch die nachfolgende Analyse sowie die Interpretation der Ergebnisse verkompliziert, wie in unserer Arbeit illustriert. The project “Sustainable agriculture 4.0 without chemical synthetical plant protection” (NOcsPS) tests a number of cropping systems that avoid the use of chemical synthetical pesticides while at the same time using mineral fertilizers. The experiment started in 2020 (sowing in fall 2019). In 2024 (sowing in fall 2023), some of the cropping systems were modified. Analysis of this experiment may be done using linear mixed models. In order to include the data from 2020 to 2023 in joint analyses with the data collected for the modified systems from 2024 onwards, the mixed modelling approach needs to be reconsidered. In this paper, we develop models for this purpose. A key feature is the use of network meta-analytic concepts that allow a combination of direct and indirect comparisons among systems from the different years. The approach is first illustrated using a toy example. This is followed by detailed analyses of data from the two trial sites Dahnsdorf and Hohenheim. Our proposed methodology can be applied in other long-term experiments as well and provides a general strategy for modelling changes of treatments. Our general recommendation is to be very conservative in the conduct of long-term experiments and make changes only in very well justified cases, because the subsequent analysis and interpretation of results is complicated, as demonstrated in our paper
Photosynthetic performance of grape varieties in the tropical climate of India
Full text linkPhotosynthetic characteristics are critical indicators of a plant’s ability to grow and achieve high yield under specific climatic conditions. In this study, grape varieties including ‘Thompson Seedless’, ‘Bangalore Blue’, ‘Red Globe’, and ‘Crimson Seedless’, along with newly released varieties ‘Manjari Medika’, ‘Manjari Kishmish’, and ‘Manjari Shyama’ were evaluated for their photosynthetic performance under tropical climatic regions of India. The results showed a significant positive correlation of yield and biomass with parameters such as apparent quantum yield, net photosynthetic rate, chlorophyll content, and leaf area index (LAI). This indicates that varieties exhibiting higher photosynthetic efficiency also produced greater biomass and yield. Hierarchical clustering grouped the seven varieties into three distinct categories. ‘Manjari Medika’ and ‘Red Globe’ formed the first category due to their superior apparent quantum yield, net photosynthetic rate, chlorophyll content, and LAI, resulting in the highest yield and biomass. The second category included ‘Manjari Kishmish’, ‘Manjari Shyama’, and ‘Thompson Seedless’, while ‘Crimson Seedless’ and ‘Bangalore Blue’ were grouped in the third category, having comparatively lower photosynthetic performance. Principal Component Analysis (PCA) and a comprehensive evaluation using the TOPSIS method ranked the varieties based on their photosynthetic traits. ‘Manjari Medika’ and ‘Red Globe’ ranked the highest, whereas ‘Bangalore Blue’ ranked the lowest. Overall, the findings highlight that in the tropical climate, ‘Manjari Medika’ and ‘Red Globe’ exhibit superior photosynthetic performance and yield potential, followed by ‘Manjari Kishmish’, ‘Manjari Shyama’, and ‘Thompson Seedless’
Nouvelle conception du seuil de croissance chez Ia vigne
Full text linkDes expériences de débourrement à température basse et des observations portant sur de nombreuses variétés nous ont permis de mettre en évidence et de défin deux seui1s de croissance pour la Vigne:
Un seuil de croissance réelle, qui correspond, morphologiquement, à un stade d\u27évolution et de croissance que les bourgeons ne peuvent pas dépasser. Ce seuil se situe dans une zone étroite de température plus proche de 0° que de 5°C.
Un seuil de croissance apparente, ou température au-dessous de laquelle la vitesse de débourrement des bourgeons ou de croissance des sarments devient si réduite qu\u27elle cesse d\u27être perceptible. Cette température, déterminée sur des courbes de vitesse de débourrement expérimentales, est spécifique de chaque génotype. Elle varie de 4° C environ pour les variétés précoces (clone de Vitis thunbergii) a 11° C pour les variétés tardives (Ugni Blanc)
Fate and persistence of insecticides in pine forests by eco-chemical monitoring
Full text linkDie trocken-armen Kiefernwälder im nordostdeutschen Tiefland (Brandenburg) sind typische Schadgebiete für nadelfressende Insekten, die großräumige Massenvermehrungen ausbilden können. Bei der Prognose irreversibler Waldschäden durch starken Nadelfraß bzw. Kahlfraß ist in Deutschland eine Ausbringung von Insektiziden im Kronenbereich der Wälder möglich. Gesetzliche Grundlage hierfür ist das Pflanzenschutzgesetz (PflSchG), welches nationale Ausnahmen für die avio-chemische Anwendung von Pflanzenschutzmitteln nach § 18 PflSchG regelt.Ein ökologisch-chemisches Monitoring kann Daten zum Verbleib und zur Beständigkeit der applizierten Pflanzenschutzmittel respektive der enthaltenen Wirkstoffe in der Umwelt liefern, mit denen die Auswirkungen auf den Naturhaushalt besser abgeschätzt werden können. In der vorliegenden Studie wurden luftgestützte Waldschutzmaßnahmen sowie weiterführende Freilandversuche durchgeführt, um die Wirkstoffgehalte von Tebufenozid und lambda-Cyhalothrin auf verschiedene Umweltkompartimente (Schadinsekten/Nicht-Zielorganismen, Kiefernnadeln und Waldboden) zu bestimmen. Die zeitabhängigen Probenahmen erfolgten vor und nach der Insektizidanwendung. Die Ergebnisse der Spurenanalytik und Expositionsabschätzung lassen eine erste Beurteilung der Belastungssituation zu.Pine forests in the North-east German Plain (Brandenburg) are typical areas for outbreaks of insect pests, like Dendrolimus pini (L.). The reasons for the landscape-defining cultivation of Pinus sylvestris L. are mainly climatic and historical. In interest of forest management, it is important to prevent large-scale larvae feeding and defoliation damages. Therefore, insecticides can be applied to the crown area of pine forests, if a high risk of forest damage is predicted after using monitoring methods. According to Paragraph 18 of the German Plant Protection Act (PflSchG), the aerial application with helicopter is possible.Ecological-chemical monitoring can generate data on the fate and persistence of the plant protection products respectively incorporated active substances applied in the environment, which can be used to estimate the effects on the ecosystem. In the present study, aerial forest protection measures were monitored and further field trials were carried out to determine the active substance levels of tebufenozide and lambda-cyhalothrin on different compartments (insect pests/non-target organisms, pine needles and forest soil) in time-dependent sampling before and after application. The results of the trace analysis and exposure estimation allowed an evaluation of the exposure situation in pine forests
European forests are under increasing pressure from global change-driven invasions and accelerating epidemics by insects and diseases
Full text linkDer Klimawandel hat die europäischen Wälder seit mehr als zwei Jahrzehnten fest im Griff, und Störungen, vor allem durch Insekten und Krankheitserreger, haben erheblich zugenommen. Untersuchungen deuten auf einen direkten Zusammenhang zwischen steigenden Temperaturen und zunehmenden Schäden durch einheimische Insekten hin. Obwohl die rasche Ausbreitung nicht-einheimischer invasiver Schädlinge und Krankheitserreger hauptsächlich durch den globalisierten Handel und die mangelnde Anpassung der Baumarten an neue Bedrohungen bedingt ist, begünstigt der Klimawandel auch die rasche Ausbreitung einiger invasiver Schädlinge. In diesem Artikel stellen wir Beispiele von Baum-Insekten-Pathogen-Systemen vor, die durch den Klimawandel eine starke Verstärkung der Ausbruchsdynamik erfahren haben. Wir dokumentieren die Ausbreitung von Schadinsekten und Krankheitserregern in zuvor klimatisch ungeeignete Regionen und die durch solche Artenverschiebungen verursachten Schäden. Obwohl eine systematische Erfassung dieser Ereignisse noch aussteht, sind die hier von erfahrenen Wissenschaftlern zusammengetragenen Informationen sehr wertvoll, einige der dringendsten Probleme des europäischen Waldschutzes aufzuzeigen.Rising temperatures attributed to anthropogenic climate change have held a firm grip on European forests for over two decades now and disturbances have increased substantially, mainly from insects and pathogens. Empirical evidence suggests a direct linkage between rising temperatures and increasing damage from native insects. Although the rapid spread of non-native invasive pests and pathogens is mainly driven by globalized trade and lacking tree species adaptation to locally new threats, climate change favors rapid range expansion of some invasive pests. Here, we present some examples of tree-insect-pathogen interactions in native and non-native systems that have experienced climate change-induced severe outbreak dynamics. We document the spread of damaging insects and pathogens into previously climatically unsuitable regions and underscore the severe forest damages such species distribution shifts can cause. Although systematic assessments are still pending, the information provided here by multiple independent empirical evidences is highly valuable for identifying some of the most pressing issues in European forest protection. Our work can guide forest protection agencies in preparing mitigating strategies for upcoming decades
Physiological and Molecular Investigation of the Millerandage Problem in ‘Kalecik Karası’ (Vitis vinifera L.)
Full text linkMillerandage, defined as the coexistence of both seeded and seedless berries within a grape cluster, is a common physiological disorder frequently observed in the ‘Kalecik Karası’ cultivar. One of the primary causes of this condition is the deficiency of boron, a micronutrient essential for pollen tube development and successful fertilization. Rootstocks influence boron uptake and transport, thereby affecting the severity of millerandage. In this study, the physiological and molecular basis of millerandage was investigated in ‘Kalecik Karası’ vines grafted onto 5BB (5.51), 41B (3.26) and 1103P (3.87) rootstocks. Among these, the 5BB rootstock showed the highest fruit set and Millerandage Index, indicating a strong tendency toward the formation of seedless berries despite high boron levels. Therefore, in the second phase of the study, only the 5BB rootstock was selected, and boron content in leaves as well as the expression levels of BOR-type transporter genes (VvBOR1, VvBOR3, VvBOR4) were analyzed in both seeded and seedless berries across five different phenological stages. Leaf boron levels were lowest during flowering and highest at veraison. Gene expression analysis revealed significantly higher BOR gene expression in seeded berries, especially at the fruit set stage, while expression levels remained low in seedless berries. This suggests limited boron translocation and disrupted fertilization in seedless berries. In conclusion, millerandage development is associated with both physiological effects of rootstocks and differential expression of boron transporter genes. Monitoring the expression of these genes and managing micronutrient nutrition may help improve berry quality in sensitive cultivars
Food Policy Councils: Drivers of the Transformation of Urban Agriculture?
No full textErnährungsräte (ER) sind Netzwerke, die sich aus Vertretern von Zivilgesellschaft, Landwirtschaft, Wissenschaft und Politik zusammensetzen, um Ernährungssysteme auf lokaler und regionaler Ebene nachhaltiger und gerechter zu gestalten. Sie fördern urbane Landwirtschaft, regionale Wertschöpfungsketten und setzen sich für gesunde, umweltfreundliche Lebensmittelproduktion ein. ER entstanden aus der Kritik an industriellen Ernährungssystemen und agieren als Plattformen für die Zusammenarbeit von Interessengruppen, um Ernährungspolitik zu beeinflussen und lokale Initiativen zu stärken.
Die Analyse der Websites von ER in Deutschland kommt zu dem Ergebnis, dass ER eine wichtige Triebfeder für die Transformation der urbanen Landwirtschaft sein können. Durch ihre Arbeit fördern sie nachhaltige und regionale Ernährungsumgebungen, indem sie soziale Gerechtigkeit, Bürgerbeteiligung und umweltfreundliche landwirtschaftliche Praktiken vorantreiben. Die ER sind in der Lage, durch Bildung, Netzwerkbildung und politische Empfehlungen die Akzeptanz und Umsetzung vor allem urbaner Landwirtschaft in den Stadtregionen zu steigern. Allerdings wird auch auf strukturelle, wirtschaftliche und politische Herausforderungen hingewiesen, die eine umfassende Transformation erschweren könnten. Trotz dieser Hindernisse haben ER das Potenzial, langfristig nachhaltige Veränderungen in der Ernährungspolitik und der urbanen Landwirtschaft herbeizuführen.Food Councils (ER) are networks composed of representatives from civil society, agriculture, science and politics to make food systems more sustainable and fair at the local and regional level. They promote urban agriculture, regional value chains and advocate for healthy, environmentally friendly food production. ER emerged from the criticism of industrial food systems and act as platforms for cooperation between interest groups to influence food policy and strengthen local initiatives.
The analysis of ER websites in Germany concludes that ER can be an important driver for the transformation of urban agriculture. Through their work, they promote sustainable and regional food environments by promoting social justice, citizen participation and environmentally friendly agricultural practices. ER are able to increase the acceptance and implementation of urban agriculture in cities through education, networking and political recommendations. However, structural, economic and political challenges are also pointed out that could make comprehensive transformation difficult. Despite these obstacles, ER have the potential to bring about long-term sustainable changes in food policy and urban agriculture
Climate from the Roots: subproject of the research project „Open Planning Cultures (OPEN_CULTURES)“
Full text linkDas Subprojekt “Climate from the roots” (Sub-Lab 1) ist eins von drei Teilprojekten des tansdisziplinären Forschungsprojektes und niedersächsischen ZukunftKlimaLabors OPEN_CULTURES – eine Kooperation zwischen dem Julius Kühn–Institut, der Technischen Universität Braunschweig und der Universität Oldenburg. Die Projektstruktur sowie die Kernziele des Gesamtprojektes werden umrissen und die Inhalte des Sub-Lab 1 ausführlicher erläutert. Das übergeordnete Ziel von OPEN_CULTURES ist der Entwurf klimawirksamer Gestaltungsprinzipien für die Stadtentwicklung und Raumplanung. Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten sind dabei anwendungsorientiert. Das Sub-Lab 1 umfasst im Projekt die soziale Dimension und nimmt die Anwendungsfälle “lokales urbanes Gärtnern in Gemeinschaftsgärten” und “Energiegemeinschaften” in den Fokus. Das Sub-Lab 1 hat das Ziel, eine klimabezogene Handlungsfähigkeit und Selbstwirksamkeit von Bürger:innen und zivilgesellschaftlichen Initiativen durch Citizen-Science und anderen partizipativen Formaten zu entwickeln. Die Forschungsschwerpunkte bilden dabei die Rubriken Selbstwirksamkeit, Vernetzung und Partizipation. Durch die Schnittstellen aller Teilprojekte miteinander werden die Erfahrungen und Ergebnisse untereinander integriert und co-produziertes „Klimawissen“ zur Erarbeitung von Gestaltungsprinzipien für ein nachhaltiges städtisches Leben genutzt.The sub-project ‘Climate from the roots’ (Sub-Lab 1) is one of three sub-projects of the transdisciplinary research project and Lower Saxony Climate Future Lab OPEN_CULTURES - a cooperation between the Julius Kühn-Institute, the University of Braunschweig - Institute of Technology, and Carl von Ossietzky University of Oldenburg. The project structure and the core objectives of the overall project are outlined and the content of Sub-Lab 1 is explained in more detail. The overarching aim of OPEN_CULTURES is to develop climate-friendly design principles for urban development and spatial planning. The research and development activities are application-orientated. The Sub-Lab 1 comprises the social dimension and focusses on the use cases of ‘local urban gardening in community gardens’ and ‘energy communities’. The aim of Sub-Lab 1 is to develop the climate-related capacity for action and self-efficacy of citizens and civil society initiatives through citizen science and other participatory formats. The work is divided into research aspects of self-efficacy, networking and participation. Through the interfaces between all sub-projects, the experiences and results are integrated with each other and co-produced ‘climate knowledge’ is used to develop design principles for sustainable urban living