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Web service design of an automated assistance system for site-specific application of pesticides with financial and environmental risk perspectives
Get PDFIn dem Projekt „Assistenzsystem zur teilflächenspezifischen Applikation von Pflanzenschutzmitteln“ (AssSys) wird ein System für die teilflächenspezifische Applikation von Pflanzenschutzmitteln entwickelt. Es wird der Fragestellung nachgegangen, inwieweit sich Pflanzenschutzmittel einsparen lassen, wie diese umweltschonender ausgebracht werden können und wie wirtschaftlich eine teilflächenspezifische Behandlung ist. Das Herzstück von AssSys ist der Applikationskartenservice, welcher über das Internet mit zahlreichen Webservices verbunden ist. Die Webservices sind so konzipiert, das offene, gängige Standards zum Einsatz kommen, wie z. B. die Datenaustauschformate ISOXML und GeoJSON. Erste Applikationskarten konnten bereits erzeugt und auf das Terminal im Schlepper übertragen werden.In the project "Assistance system for site-specific application of plant protection products (AssSys)”, a system for site-specific application of plant protection products is being developed. The questions of interest are to what extent the amount of pesticides applied can be reduced, how the applications can be made more eco-friendly and how economical a site-specific treatment is. The heart of AssSys is the application map service, which is linked to numerous web services via the Internet. The web services are designed with commonly used, open-standard formats such as the data exchange formats ISOXML and GeoJSON
Evolution of herbicide resistance in Alopecurus myosuroides and Apera spica-venti in German cereal production during the last 15 years
Get PDFDas Vorkommen von Herbizidresistenzen bei Ungräsern nimmt in den letzten 30 Jahren in Deutschland kontinuierlich zu. Dies gilt sowohl für die Anzahl der betroffenen Arten, die regionale Verbreitung, den Resistenzgrad, die Anzahl der Aktivsubstanzen, der Wirkstoffklassen und damit die betroffenen Herbizide. Der Beitrag zeigt anhand von Gewächshausbiotestergebnissen von 1197 Acker-Fuchsschwanz- und 737 Windhalmproben die Entwicklungen sowie den aktuellen Status Quo auf. Deutlich wird die Verschärfung der Entwicklung im Bereich der Nachauflaufherbizide mit Blattaktivität insbesondere bei A. myosuroides und die Zunahme der ALS-Herbizidresistenzen bei A. spica-venti. Die Frequenz von wirkstoffklassenübergreifenden Kreuzresistenzen nimmt zu. In der Folge können viele Acker-Fuchsschwanz- und einige Windhalmpopulationen im Nachauflauf nicht mehr mit selektiven Herbiziden kontrolliert werden. Die Situation wurde im Untersuchungszeitraum 2006 bis 2018 stetig deutlicher und zeigt, dass das Ausmaß an Änderungen in den Ackerbausystemen aktuell noch nicht ausreicht den Trend zu stoppen. Dadurch wird die Produktivität des gesamten Ackerbaues gefährdet, der Herbizideinsatz tendenziell erhöht und damit auch der Selektionsdruck eher verstärkt statt, wie notwendig, abgesenkt.The occurrence of herbicide resistance in grass weeds has been steadily increased in Germany over the past 30 years. This applies both to the number of species affected, the regional distribution, the degree of resistance and the number of herbicides and classes of active substances involved. Based on greenhouse bioassay results of 1137 Alopecurus myosuroides populations and 737 Apera spica-venti populations, the article shows the developments as well as the current status quo. The aggravation of the development in the field of post-emergence herbicides, in particular in A. myosuroides, and the increase in ALS herbicide resistance in A. spica-venti are clear. The frequency of cross-class resistance increases. As a result, many A. myosuroides and some A. spica-venti populations can no longer be controlled with selective herbicides in the post emergence treatments. The situation became more and more evident in the period from 2006 to 2018 and shows that the extent of changes in arable farming systems is currently not enough to stop the trend. As a result, the productivity of agriculture is endangered and the use of herbicides and thus also the selection pressure is increased rather than reduced as necessary
Effects of cover crop in pure stands and in mixtures on weed control and performance of maize (Zea mays)
Get PDFZwischenfruchtreinsaaten und Mischungen werden in landwirtschaftlichen Produktionssystemen aufgrund ihrer vielfältigen Dienstleistungen, die sie für die Landwirte erbringen, zunehmend eingesetzt. Ihr Beitrag zur Unkrautbekämpfung ist eine der offensichtlichsten Dienstleistungen. Allelopathische Substanzen der Zwischenfrüchte (ZF) können jedoch nicht nur Unkräuter, sondern auch Kulturpflanzen negativ beeinflussen. Wir haben die Auswirkungen von reinen ZF-Beständen und -Mischungen auf die nachfolgende Maiskultur im Hinblick auf die Auflaufgeschwindigkeit der Kulturpflanzen und den Unkrautdruck im Jahr 2018 untersucht. Im Rahmen eines Feldversuchs wurden 10 verschiedene ZF-Arten sowie spezielle Mischungen von vier Arten mit erhöhtem (i) allelopathischem Potenzial, (ii) Biomasseproduktion oder (iii) Auflaufgeschwindigkeit sowie (iv) eine Mischung mit allen 10 Arten untersucht. Das Auflaufverhalten des Mais war zwischen den ZF-Reinbeständen heterogener als zwischen den Mischungen. Allerdings war das Auflaufverhalten von Mais in den Mischungsvarianten im Vergleich zu den reinen ZF-Beständen etwas verzögert. Die ZF Hafer, Senf und Lein in Reinsaat konnten das Auflaufen der Kulturpflanze deutlich beschleunigen. Roggen und Wicke reduzierten im Juni 2018 die Anzahl der Unkräuter und die Unkrautdeckung sehr effektiv. Die Gesamtbiomasse des Mais unterschied sich jedoch nicht wesentlich zwischen den Behandlungen. Obwohl die Mischungen für verschiedene Zwecke konzipiert waren, zeigten sie in Bezug auf die Unkrautbekämpfung eine recht einheitliche Wirkung. Neben der Fähigkeit zur Unkrautbekämpfung sollten zusätzliche Kriterien in Betracht gezogen werden, um geeignete vielseitige ZF-Mischungen herzustellen.Pure stands of cover crops (CC) and species mixtures raise increasing consideration in agricultural production systems due to the manifold services they provide to farmers. Their contribution to weed control is one of the most obvious services. However, especially allelochemicals can affect both weeds and crop plants. We examined the carry-over effects of CC stands, pure and in mixtures, on the subsequent maize crop in terms of crop establishment speed and weed pressure in 2018. Within a field trial, 10 different CC species, as well as particular mixtures of four species with either enhanced allelopathic potential, biomass production or emergence speed as well as a mixture with all 10 species were examined. The emergence pattern of the maize crop was more heterogeneous between the pure CC stands than across the mixtures. However, the time of emergence was slightly delayed in the latter in comparison to the pure CC stands. The single CC oat, mustard and flax were able to accelerate crop emergence significantly. Rye and vetch were the most effective treatments in the reduction of weed density and coverage in June 2018. However, total maize biomass did not differ considerably between the treatments. Although designed for different purposes the mixtures performed quite uniform in regard to weed control. Additional criteria besides weed control ability should therefore be considered to create appropriate multifunctional CC mixtures
Weather and yield
Get PDFBasierend auf langjährigen (1997 bis 2017) meteorologischen Messungen und landwirtschaftlichen Beobachtungen auf dem Versuchsfeld des Julius Kühn-Institutes – Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen – in Dahnsdorf (Gemeinde Planetal, Landkreis Potsdam-Mittelmark, Land Brandenburg) wurden – unter Einbeziehung umfangreicher Literaturstudien – die Zusammenhänge zwischen Witterung und Ertrag im Winterweizen analysiert. Ziel war die Ermittlung ertragsrelevanter meteorologischer und Wachstums-Parameter innerhalb des Erntejahres. Dazu wurde das Erntejahr in zehn, wachstumsorientierte Vegetationsphasen unterteilt. Für jede Vegetationsphase wurden die für den Ertrag relevanten meteorologischen und Wachstums-Parameter ermittelt. Dieses erfolgte nach zwei Methoden: Einerseits ohne Berücksichtigung der Einflüsse der vorangegangenen Vegetationsphasen (Methode I), andererseits unter deren Einbeziehung (Methode II). Mit beiden Methoden konnten für die zehn Vegetationsphasen bis zu sechs, für den Ertrag signifikante Parameter nachgewiesen werden. Diese differieren zwischen den Methoden. Meist ist ihre Anzahl in Methode II geringer: Die aus dieser Methode abgeleiteten linearen Ertrags-Modelle sind besser angepasst, werden aber sehr stark durch die die Einflüsse der vorangegangenen Vegetationsphase charakterisierenden Parameter geprägt. Abhängig von den in die Analysen einbezogenen Daten treten Instabilitäten bezüglich der für den Ertrag signifikanten Parameter sowie der Anpassung des zugehörigen Ertrags-Modells auf. Die Einbeziehung unterschiedlicher (mehrjähriger) Zeiträume führt zu unterschiedlichen signifikanten Parametern. Andererseits kann durch die Auswahl der (Eingangs-)Parameter die Anpassung des Ertrags-Modells verbessert werden. Die Definition „eigener“, sich an das Wachstum der Vegetation und den meteorologischen Bedingungen während der jeweiligen Vegetationsphase anpassender (Eingangs-)Parameter hat sich dabei als sinnvoll erwiesen.Based on long-term (1997 - 2017) meteorological measurements and agricultural observations on an experimental field of Julius-Kühn-Institute - Federal Institute for Research on cultivated plants - located in Dahnsdorf (municipal of Planetal, administrative district of Potsdam-Mittelmark, federal state of Brandenburg) relationships between weather and yield on winter-wheat were analysed. Enormous studies of literature were included. Aim was to find meteorological and growth parameters that are relevant for yield. For this reason crop year was divided in ten growth-orientated vegetation phases. For each vegetation phase meteorological and growth parameters were determined that were relevant for yield. It was carried out by two different methods: in method I effects of preceding vegetation phases were not considered, in method II they were included. In this mentioned ten vegetation phases up to six parameters could be detected by both methods. These parameters were relevant for yield and differed between mentioned methods. The number of parameters was often lower in method II. Linear models of yield derived from this method are better adapted but they are strongly influenced by previous vegetation phase. Depending on included data of the analyzings instabilities emerge concerning important yield parameters and fitting a belonging model of yield. Inclusion of different (long-term) periods of time leads to different significant parameters. On the other hand adaption of the model of yield can be improved by selecting of initial parameters. Useful was the predetermination of initial parameters that were adapting to the growth of vegetation and meteorological conditions during respective vegetation phase
Further investigations of the population dynamics and pathogenicity of the pinewood nematode, Bursaphelenchus xylophilus (Steiner and Buhrer 1934) Nickle 1970, and its non-vector transmission to Pinus sylvestris
Get PDFDer Kiefernholznematode, Bursaphelenchus xylophilus (Steiner und Buhrer) Nickle 1970, führt in anfälligen Koniferenarten, hauptsächlich Pinus spp., außerhalb seines natürlichen Verbreitungsgebietes (Nordamerika) und in nicht heimischen Kiefernarten zur sogenannten Kiefernwelkekrankheit. Er ist seit seiner Einschleppung nach Asien und Europa zum schädlichsten pflanzenparasitären Nematoden von Bäumen geworden. Erkrankte Bäume welken und sterben. Derzeit betroffene europäische Länder sind Portugal und Spanien. B. xylophilus ist in der Europäischen Union (EU) aufgrund der zu beobachteten Gefahr in Befallsländern als ein Quarantäneschädling gelistet. In dieser Doktorarbeit, die Teil eines EU-Forschungsvorhabens der EU-Kommission ist, wurden Untersuchungen zur Unterstützung der Schädlingsrisikoanalyse, Managementstrategien und Notfallplanung der EU-Pflanzengesundheitspolitik durchgeführt.
Die Übertragung von B. xylophilus zu neuen Wirtsbäumen findet üblicherweise über Vektorkäfer der Gattung Monochamus statt. Es wurden jedoch B. xylophilus in importierten Holzhackschnitzeln mit Ursprung Nordamerika in der EU beanstandet und die Nachfrage nach Hackschnitzelimporten aus Nordamerika steigt. Daher ist das phytosanitäre Risiko der nicht-vektorassoziierten Übertragung von B. xylophilus mittels Hackschnitzeln von Interesse.
Darüberhinaus stellte sich heraus, dass Pinus sylvestris, eine in Deutschland und Nordosteuropa weitverbreitete Baumart, in Gewächshausversuchen mit Sämlingen höchst anfällig gegenüber B. xylophilus ist. In Europa wurden bisher noch keine erwachsenen Bäume dieser Art getestet.
Der dritte Teil dieser Doktorarbeit bestand aus einer Bewertung von potenziell toleranten oder resistenten Wirtsbaumherkünften als eine Managementoption der Kiefernwelkeerkrankung in betroffenen Ländern.
Das Langzeitüberleben von B. xylophilus in Hackschnitzeln and seine nicht-vektorassoziierte Übertragung von befallenen Hackschnitzeln zu unbefallenen Bäumen wurden untersucht. Mit B. xylophilus befallene Hackschnitzel wurden hergestellt, indem eine Suspension bestehend aus Nematoden und Leitungswasser in P. sylvestris Stämme inokuliert wurde. Während des Langzeitlagerungstests wurde das Überleben von B. xylophilus in versiegelten und offen gelagerten P. sylvestris Hackschnitzeln bei 15 °C und 25 °C untersucht. Für die Untersuchung der nicht-vektorassoziierten Übertragung wurden mit B. xylophilus befallene Hackschnitzel unter unterschiedlichen Testbedingungen an P. sylvestris Sämlinge platziert.
Es wurden Untersuchungen mit sieben- bis achtjährigen Bäumen durchgeführt, um die Aussagefähigkeit der auf Sämlingen basierenden Analysen zur Populationsdynamik und Pathgenität des Schädlings für erwachsene P. sylvestris Bäume zu überprüfen. Die Bäume wurden mit einer B. xylophilus Suspension bestehend aus Nematoden und Leitungswasser künstlich inokuliert. Zur Nematodenextraktion während der Populationsdynamikuntersuchung wurden die Kiefern in 48 Segmente geteilt. Physiologische Änderungen und die Entwicklung von Welkesymptomen wurden bis zum Tod der Bäume aufgenommen.
Die Pathogenität von B. xylophilus wurde gegenüber unterschiedlichen deutschen Kiefernherkünften (gemäß der Deutschen Herkunftsgebietsverordnung) untersucht. Hierfür wurden P. sylvestris Sämlinge mit einer B. xylophilus Suspension bestehend aus Nematoden und Leitungswasser künstlich inokuliert.
In den versiegelten Hackschnitzeln wurde B. xylophilus bei 15 °C und 25 °C mehr als 1 Jahr lang gefunden. Dies war signifikant länger als die zu beobachtende Dauer für die Variante offen gelagert bei 25 °C. Weiterhin war die nicht-vektorassoziierte Übertragung mittels Hackschnitzeln durch Temperatur, Baumzustand und Hackschnitzelposition beeinflusst. Hauptsächlich waren Bäume bei 25 °C mit Stamm- oder Wurzelverletzungen plus Direktkontakt des verwundeten Pflanzenabschnitts mit befallenen Hackschnitzeln mit B. xylophilus befallen und zeigten eindeutige Symptome der Kiefernwelkekrankheit. Darüberhinaus war für stamm- und wurzelverletzte Kiefern nicht immer ein Direktkontakt mit befallenen Hackschnitzeln für die nicht-vektorassoziierte Übertragung nötig. Bei 15 °C wies eine mit B. xylophilus befallene Kiefer eindeutige Symptome der Kiefernwelkekrankheit auf.
Zu Beginn der Populationsdynamikuntersuchung war B. xylophilus in der Inokulationsstelle und den benachbarten Segmenten lokalisiert. Bevor externe Welkesymptome entstanden, war B. xylophilus im gesamten Stamm, den benachbarten Astsegmenten, Wurzelhals und Wurzeln lokalisiert. Schließlich wurde B. xylophilus in allen Holz- und Wurzelsegmenten in Kombination mit einer Zunahme der Kiefernwelkeerkrankung und hohen Nematodendichten festgestellt. Kurz vor dem vollständigen Absterben der Bäume war die Baumspitze teilweise nematodenfrei und die darunter liegenden Baumsegmente waren stark mit Nematoden befallen. Während der Pathogenitätsuntersuchung starben alle mit B. xylophilus inokulierten Kiefern und zeigten einen signifikanten, aber unterschiedlich verlaufenden Abfall des Wasserpotentials in den Nadeln im Vergleich zu einer trockengestressten Variante.
Alle getesteten P. sylvestris Herkünfte zeigten eine Mortalität von 100 %. Es wurde jedoch eine zeitlich signifikant unterschiedlich verlaufende Krankheitsentwicklung bei wenigen P. sylvestris Herkünften gefunden.
Schlussfolgernd betrachtet wurden das Langzeitüberleben in Hackschnitzeln und die nicht-vektorassoziierte Übertragung von befallenen Hackschnitzeln zu beschädigten Bäumen klar aufgezeigt, obwohl eine solche Etablierung weniger wahrscheinlich als eine Ausbreitung über Vektoren sein sollte. Diese Ergebnisse sollten in Freilandversuchen getestet werden.
P. sylvestris Sämlinge sind gute Indikatorbäume für Untersuchungen der Populationsdynamik und Pathogenität von B. xylophilus, weil die Ergebnisse in sieben- bis achtjährigen P. sylvestris Bäumen vergleichbar zu denen in Sämlingen waren, auch wenn das Erreichen eines Populationsmaximums und die Entwicklung von Welkesymptomen zeitlich verzögert waren.
Die Phänomene verspäteter Symptomentwicklung und verspäteten Baumtodes einiger Kiefernherkünfte sollten hinsichtlich potenzieller Abwehreigenschaften näher überprüft werden. Es wird eine fortlaufende Suche nach toleranten oder resistenten Herkünften oder Individuen für Kreuzungsvorhaben als Teil einer phytosanitären Langzeitstrategie gegen B. xylophilus vorgeschlagen.
Alles in allem müssen die von befallenen Hackschnitzeln ausgehende Gefahr und das hohe Risiko für P. sylvestris Wälder bei der Schädlingsrisikoanalyse, den Managementstrategien und der Notfallplanung Berücksichtigung finden.The pinewood nematode, Bursaphelenchus xylophilus (Steiner and Buhrer) Nickle 1970, is the causal agent of the so-called pine wilt disease in susceptible conifer species, mainly Pinus spp., outside its natural range (North America) and in non-native pine species. Since its introduction to Asia and Europe, it has become the most harmful plant parasitic nematode of trees. Diseased trees wilt and die. Currently affected European countries are Portugal and Spain. Because of the observed threat in infested countries, B. xylophilus is listed as a quarantine pest in the European Union. In this PhD thesis, which is part of a European Union research project of the European Union Commission, investigations were conducted to support the pest risk analysis, management strategies and contingency planning of European Union Plant Health policy.
The transmission of B. xylophilus to new host trees is commonly by vector beetles of the genus Monochamus. However, B. xylophilus have been complained in wood chips with origin North America imported to the European Union, and the demand for wood chip imports from North America is increasing. Therefore, the phytosanitary risk of non-vector transmission of B. xylophilus by wood chips is of interest.
Moreover, Pinus sylvestris, a widespread tree species in Germany and northeastern Europe, was found to be highly susceptible to B. xylophilus in greenhouse trials using saplings. In Europe, mature trees of this species have not yet been tested.
The third part of this thesis was an evaluation of potentially tolerant or resistant host tree provenances as an option for management of pine wilt disease in affected countries.
The long-term survival of B. xylophilus in wood chips and its non-vector spread from infested wood chips to non-infested trees were investigated. B. xylophilus-infested wood chips were produced by inoculating a nematode-tap water suspension into P. sylvestris logs. During the long-term storage test, the survival of B. xylophilus was studied in sealed and openly stored P. sylvestris wood chips at 15 °C and 25 °C. For the investigation of non-vector spread, B. xylophilus-infested wood chips were placed on P. sylvestris saplings under different conditions.
Investigations using seven- to eight-year-old trees were conducted to examine the significance of sapling-based analyses of the population dynamics and pathogenicity of the pest for mature P. sylvestris trees. The trees were artificially inoculated with B. xylophilus using a nematode-tap water suspension. For nematode extraction during the population dynamics investigation, the pines were divided into 48 segments. Physiological changes and the development of wilt symptoms were recorded until tree death.
The pathogenicity of B. xylophilus towards different German pine provenances (according to the German Legal Ordinance on Regions of Provenance) was studied. For this purpose, P. sylvestris saplings were artificially inoculated with B. xylophilus using a nematode-tap water suspension.
In the sealed wood chips, B. xylophilus was found for more than 1 year at 15 °C and 25 °C. This was significantly longer than the duration observed for the variant openly stored at 25 °C. Furthermore, non-vector spread through wood chips was influenced by temperature, tree condition and wood chip location. Trees with stem or root injuries plus direct contact of the wounded part with infested wood chips at 25 °C were primarily B. xylophilus-infested and showed clear symptoms of pine wilt disease. Moreover, for stem- and root-injured pines, direct contact with infested wood chips was not always necessary for non-vector spread. At 15 °C, one B. xylophilus-infested pine exhibited clear symptoms of pine wilt disease.
At the start of the population dynamics investigation, B. xylophilus was located at the inoculation site and in adjacent segments. Before any external wilt symptoms developed, B. xylophilus was located in the entire stem, adjacent branch segments, root collar and roots. Finally, B. xylophilus was detected in all wood and root segments in combination with an increase in pine wilt disease and high nematode densities. Shortly before tree death, the treetop was partly nematode-free, and the subjacent tree segments were highly nematode-infested. During the pathogenicity investigation, all B. xylophilus-inoculated pines died and exhibited a significant but variable decline in the water potential in the needles compared to a drought-stressed variant.
All tested P. sylvestris provenances showed a mortality of 100 %. However, significant differences in the time course of disease development were found for a few provenances.
In conclusion, long-term survival in wood chips and non-vector transmission from infested wood chips to damaged trees were clearly shown, although such establishment should be less likely than spread via vectors. These findings should be tested in outdoor trials.
P. sylvestris saplings are good indicator trees for investigations of B. xylophilus population dynamics and pathogenicity because the results in seven- to eight-year-old P. sylvestris trees were comparable to those in saplings, although delayed in reaching a population peak and developing wilt symptoms.
The phenomena of delayed symptom development and delayed tree death of some pine provenances should be more closely examined with respect to potential defence traits. An ongoing search for tolerant or resistant provenances or individuals for cross-breeding purposes is suggested as part of a long-term phytosanitary strategy against B. xylophilus.
Overall, the threat based on infested wood chips and the high risk for P. sylvestris forests must be considered in pest risk analysis, management strategies and contingency planning
Effect of moisture-proof corrugated boxes on water loss from cabbage during storage
Get PDFReducing water loss from cabbages during storage is essential to extend the shelf life of this widely consumed horticultural crop. In this study, we evaluated the effect of moisture-proof corrugated boxes (MPBs) on water loss from cabbages during storage. We first evaluated the water vapour barrier property of MPB material and found it to be superior to that of conventional corrugated box (CCB) material. Cabbages were then stored in MPBs and CCBs for 9 days, during which their water loss was measured. Cabbages stored in MPBs showed significantly less water loss than those in CCBs. Moreover, storage in the MPBs did not negatively affect the fundamental qualities of the cabbages, such as the green colouration, the soluble solid content, and the ascorbic acid content. The use of MPBs was demonstrated to be an effective and viable way to reduce water loss from cabbages during storage
Perspectives on long-term bee vitality monitoring
Get PDFBienen sind essentielle Bestäuber und daher ist ihr Schutz von zentraler Bedeutung für die Sicherung der biologischen Vielfalt und der landwirtschaftlichen Produktion. Innerhalb des Projekts MonViA werden viele Partner zusammenarbeiten, um wirksame Strategien zur Förderung der biologischen Vielfalt zu entwickeln. Wir präsentieren eine Langzeit-Fallstudie wie sich Klima auf die Leistungsfähigkeit von Honigbienenvölkern auswirkt. Veränderungen des mitteleuropäischen Honigertrags haben wir in Bezug auf die Änderung von Temperatur und Niederschlag modelliert. Eine + 1°C Temperaturänderung steigert den jährlichen Honigertrag um + 0,9 kg pro Volk, während + 100 mm Niederschlag den Ertrag um – 0,4 kg verringert. Basierend auf Klimawandelprognosen im Zeitraum 2020–2050, schätzen wir eine potenzielle Ertragssteigerung von + 0,4 bis + 0,8 kg Honig pro Volk. Wir schließen daraus, dass die Honigbienenpopulation in Deutschland von steigenden Temperaturen profitieren könnte. Weiterhin diskutieren wir, wie die Bienenleistung mit dem Wetter zusammenhängt und wie unsere Analysen durch die Einbeziehung weiterer Daten, mit einer höheren zeitlichen und räumlichen Auflösung, gestärkt werden könnten. Die Einflüsse extremer Wetterbedingungen, imkerlicher Praxis, Krankheitsbelastung, Verfügbarkeit von Nahrungsressourcen, Landnutzung und auch Landschaftsstrukturen sollten im Rahmen des Monitorings der Bienenvitalität miterfasst werden.Bees are essential pollinators and their protection is relevant to secure biodiversity and agricultural production. MonViA-project members and partners collaborate in monitoring projects to develop effective policies to support biodiversity in Germany. In the current case-study, the impact of climate on honey bee population performance was assessed. We modeled year-to-year Central-European honey yield changes and found + 1°C temperature change to stimulate annual honey yield by + 0.9 kg per colony, and + 100 mm precipitation to reduce honey yields – 0.4 kg. In regard to different climate change scenarios for Germany, our modelling suggests a potential + 0.4 to + 0.8 kg honey yield gain per colony in 2050, as compared to 2020. We conclude that the German honey bee population may benefit by rising temperatures. We discuss how bee performance is linked to weather and how our analysis would be strengthened by including more data, with a higher temporal and spatial resolution, i.e., intra-annually and -nationally. Pollinator trend monitoring should be extended with analyses that include e.g., extreme weather conditions, disease loads, availability of floral resource, beekeeping practice, land use and landscape structure
Non-Apis bees as model organisms in laboratory, semi-field and field experiments
Get PDFIm Rahmen der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln und ihren Wirkstoffen in der EU wurde das Risiko für Bienen bisher anhand der Westlichen Honigbiene (Apis mellifera L.) als Modellorganismus für alle Bienenarten bewertet. In den letzten Jahren wurde kontrovers diskutiert, ob Wildbienenarten in der Risikobewertung ebenfalls berücksichtigt werden sollten, um die bisherigen Datenanforderungen für Honigbienen zu erweitern. Dies geht damit einher, etablierte, standardisierte Methoden für die Honigbiene an zusätzliche Wildbienenarten anzupassen und zu verstehen, wie diese Arten auf den verschiedenen Testebenen (Labor-, Halbfreiland- und Freilandtests) eingesetzt werden können. In diesem Artikel gehen wir zunächst auf die Bedeutung von Bienen als Testorganismen ein, diskutieren den derzeitigen Stand der Forschung, die für die Methodenentwicklung und das experimentelle Design für das Arbeiten mit Bienen wichtig ist, um abschließend einen Ausblick auf aktuelle Aktivitäten in der Standardisierung von Testmethoden zu geben.As part of the registration process of plant protection products (PPPs) and their active substances in the EU, the risk of PPPs for bees has been assessed so far by using the European honey bee (Apis mellifera L.) as a surrogate species. In the past few years other bee species have been discussed to augment data on honey bees. The addition of bee species in the registration process goes along with adapting test methodologies to new bee species and understanding how to use these species at different tiers (laboratory, semi-field and field levels). Here we first discuss the importance of bees as test organisms, outline the current state of research relevant to the methodology and design of experiments with bees and highlight recent activities in the standardization of test procedures
Contrasting adaptation of xylem to dehydration in two Vitis vinifera L. sub-species
Get PDFXylem hydraulic properties of agricultural crop species can be linked to their region of origin, but because crop systems are often irrigated to reach optimum quality and yield, key differences in drought resistance are not often considered. We investigated how hydraulic conductivity and xylem vulnerability to drought-induced cavitation of two grapevine cultivars correspond to their centers of domestication with \u27Merlot\u27 (Vitis vinifera subspecies occidentalis) having been domesticated in a temperate forest region, and \u27Thompson Seedless\u27 (Vitis vinifera subspecies orientalis) domesticated in a semi-arid region. We used anatomical measurements and xylem vulnerability curves to evaluate hydraulic traits and drought resistance. Our results showed that \u27Thompson Seedless\u27 was significantly more vulnerable to drought-induced cavitation than \u27Merlot\u27. Bench dehydration produced significantly different estimations of xylem vulnerability to cavitation in each cultivar. This result was consistent with anatomical measurement, with \u27Thompson Seedless\u27 stems having greater maximum stem-specific hydraulic conductivity, more vessels, higher vessel density and a greater lumen fraction than \u27Merlot\u27. The relatively large amount of xylem vessels and lumen area in \u27Thompson Seedless\u27 is consistent with domestication in a semi-arid habitat where a greater number and size diversity of xylem vessels would be needed to transport water and meet evaporative demand as opposed to cultivars that were domesticated in temperate forest regions like \u27Merlot\u27. These differences appear to expose \u27Thompson Seedless\u27 to high xylem vulnerability to cavitation