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Mitscherlich\u27s slide method and what it has to do with geostatistics
Get PDFDie Mitscherlich-Anlage ist eine Versuchsanlage, bei der die Versuchsglieder in systematischer Reihenfolge in einer Reihe von Parzellen angeordnet sind. Diese Anordnung erlaubt es, mittels gleitender vollständiger Blöcke gleitende Mittelwerte über die gesamte Versuchsfläche zu berechnen. Diese Mittelwerte erfassen den räumlichen Trend und können zu einer Korrektur der Beobachtungswerte herangezogen werden. Dem Verfahren, das als Gleitmethode bekannt ist, wurde bei seiner Entwicklung allerdings kein explizites statistisches Modell zugrunde gelegt, so dass die Frage der zu bevorzugenden Auswertung solcher systematischen Versuchsanlagen offen ist. Des Weiteren stellen sich Fragen nach der relativen Vorzüglichkeit solcher Versuchsanlagen gegenüber randomisierten Versuchsanlagen und nach der besten Analysemethode. Diese Fragen sind insofern von aktueller Bedeutung, als es noch heute genutzte Langzeitversuche gibt, welche nach einem systematischen Design angelegt wurden. In diesem Beitrag gehen wir diesen Fragen nach, indem wir dem für die Gleitmethode vorgeschlagenen Auswertungsalgorithmus ein lineares gemischtes Modell zugrunde legen, welches eine lineare geostatistische Kovarianzstruktur impliziert. Wir betrachten dabei auch eine zweidimensionale Erweiterung des Mitscherlich-Verfahrens, welches von von Boguslawski unter der Bezeichnung „Ertragsflächenmethode“ vorgeschlagen wurde. Unsere Ergebnisse zeigen, dass ein systematisches Design unter dem hier vorgeschlagenen Modell tatsächlich optimal ist. Hieraus sollte allerdings nicht geschlossen werden, dass ein systematisches Design randomisierten Versuchsplänen vorzuziehen ist, denn es ist nicht zu erwarten, dass dieses spezielle Modell grundsätzlich besser an gegebene Daten passt als andere Vertreter aus der großen Klasse der geostatistischen Modelle. Die Vorteile einer Randomisation von Versuchen werden in der Schlussfolgerung betont.The Mitscherlich design entails a systematic arrangement of the treatments in a single row of plots. This arrangement allows forming “sliding” complete blocks across the whole design, for which moving averages can be computed. These means capture spatial trend and may be employed for correcting the observed data. The method, which is known as “slide method”, does not have an underlying statistical model, meaning that the choice of best method for analysis remains an open question for these systematic designs. Furthermore, there is the question of the relative merit of a systematic design compared to randomized designs and that concerning the best method of analysis. These questions are of current interest because several long-term experiments laid out according to a systematic design are still in use today. In this contribution, we pursue these questions based on a newly proposed linear mixed model that can be thought of as underlying the slide method and which implies a linear geostatistical covariance structure. We also consider a two-dimensional extension of the Mitscherlich method, which von Boguslawski proposed under the term “response surface method”. Our results show that a systematic arrangement is indeed optimal under the assumed model. This should not be taken to imply, however, that a systematic design is generally to be preferred to randomized designs, because it is not to be expected that the model proposed here provides the best fit among the large class of geostatistical models to any given dataset. The advantages of a randomized experimental design are emphasized in the conclusion
Weed suppression and crop yield performance in sole and intercrops of common vetch and spring wheat depending on seed density ratio in organic farming
Get PDFDie Saatwicke (Vicia sativa L.) kann durch ihren hohen Rohproteingehalt im Korn eine alternative Körnerleguminose zu Ackerbohnen, Erbsen, Lupinen und Sojabohnen darstellen. Da eine Körnernutzung von Saatwicken unüblich ist, müssen Anbausysteme für diese Nutzung entwickelt werden. Unkrautkonkurrenz stellt im Körnerleguminosenanbau ein zentrales Problem dar, sodass Gemenge-Anbausysteme für die Saatwicke konzipiert werden müssen, die eine gute Unkrautunterdrückung gewährleisten. Vor diesem Hintergrund wurden unterschiedlich zusammengesetzte Gemenge aus Saatwicken mit Sommerweizen und deren Reinsaaten im Jahr 2018 in Norddeutschland untersucht. Ziel war es, diejenigen Saatstärkenverhältnisse zu bestimmen, die die höchste Unkrautunterdrückung und den höchsten Gesamt- sowie Saatwickenertrag erreichen. In einem Feldversuch mit vierfacher Wiederholung wurden zu drei Ernteterminen die Biomasse der Kulturpflanzen sowie zur Vollreife die Kornerträge erfasst. Dabei wurde jeweils auch die Unkrautbiomasse geerntet und deren Stickstoffgehalt analysiert. Die Transmission der photosynthetisch aktiven Strahlung zum Unkrautbestand wurde über den Vegetationsverlauf gemessen. Die Bewertung der Erträge und der Unkrautunterdrückung der Gemenge erfolgte mithilfe verschiedener Indizes. Zudem wurden mögliche Ursachen der Unkrautunterdrückung diskutiert. In den Gemengen mit steigendem Weizenanteil nahm die Unkrautbiomasse ab, wobei diese auch weniger Stickstoff enthielt. Während der Jugendentwicklung transmittierten Gemenge mit höheren Weizenanteilen weniger photosynthetisch aktive Strahlung zum Unkrautbestand, wohingegen diese Gemenge in den späteren Entwicklungsstadien mehr Licht zum Unkraut durchließen. Die Gemenge erzielten höhere Gesamtbiomassen und Gesamtkornerträge als die Reinsaaten. Der mittlere Land-Äquivalenzkoeffizient (LER) aller Gemenge, berechnet anhand der Kornerträge, betrug 1,32. Der Index tatsächlicher Ertragsgewinn oder -verlust (AYL) gab einen mittleren tatsächlichen Ertragsgewinn der Gemenge von 73% im Vergleich zu den Reinsaaten an. Der Konkurrenzquotient (CR) wies den Weizen im Vergleich zur Wicke als konkurrenzstärker aus, sodass der Weizen für den höheren Gesamtertrag der Gemenge verantwortlich war. Es konnte gezeigt werden, dass die Saatwicke in Gemengen mit Sommerweizen erfolgreich angebaut werden kann. Wenn der Wickenanteil im Gemenge nicht zu hoch ist, kann Unkraut durch Gemengeanbau effektiv unterdrückt werden. Bei hohen Wickenanteilen im Gemenge ist die Unkrautunterdrückung nicht ausreichend. Die Konkurrenz um Licht im frühen Entwicklungsstadium und um Stickstoff bestimmt das Unkrautwachstum in Gemengen aus Saatwicke mit Sommerweizen.Common vetch (Vicia sativa L.) can be an alternative grain legume to faba beans, peas, lupins and soy beans due to its high grain protein content. As it is uncommon for grain use, cropping systems need to be developed. Weed infestation is a major problem in grain legume cultivation. Therefore, intercropping systems for common vetch which ensure a low level of weed infestation need to be designed. Thus, weed suppression of common vetch in a replacement series with spring wheat was examined in Northern Germany in the year 2018. It was the aim to define which seed density ratios will achieve the highest weed suppression, total and common vetch yield. Three harvests of crop and weed biomass and a grain harvest at full maturity were carried out in a field experiment with four replications. Weed nitrogen content was examined. Transmission of photosynthetically active radiation to weed canopy level was measured during the season. Yield and weed suppression of intercrops were analysed by different indices, and factors contributing to weed suppression were discussed. With increasing wheat ratio, weed biomass in intercrops decreased and less nitrogen was taken up by weeds. Less photosynthetically active radiation was available to weed canopy level during juvenile development in intercrops with higher wheat ratios, whereas more radiation was available to weeds in these intercrops in later stages. Higher total biomass and grain yield was achieved in intercrops compared to sole crops. The mean land equivalent ratio (LER) of all intercrops calculated from grain yield was 1.32. The index actual yield loss or gain (AYL) specified a mean actual yield gain of intercrops of 73% compared to sole crops. The competitive ratio (CR) revealed that wheat was more competitive compared to vetch. Wheat was responsible for the extra yield of intercrops. It can be concluded that common vetch can be successfully grown in intercrops with spring wheat. Effective weed suppression due to intercropping was possible when the vetch ratio was moderate. With high vetch ratios sufficient weed suppression cannot be achieved. Crop-weed competition for nitrogen and for light in the early growth stages determined weed growth in vetch-wheat intercrops
Preceeding crop and crop rotational effects on weed infestation in sugar beet and winter wheat in the crop rotation experiment Harste
Get PDFIm integrierten Pflanzenschutz kommt der Fruchtfolge als vorbeugende Maßnahme zur Kontrolle von Krankheiten und Unkräutern eine hohe Bedeutung zu. Der Wechsel von Halm- und Blattfrüchten bzw. Sommerungen und Winterrungen soll dem Aufbau einseitiger Unkrautpopulationen entgegenwirken. Im Systemversuch Fruchtfolge in Harste sollte daher der Einfluss unterschiedlicher Fruchtfolgen auf die Verunkrautung in Zuckerrüben (ZR) und Winterweizen (WW) in nachfolgenden Fruchtfolgen geprüft werden (untersuchte Fruchtfolgefelder sind mit* gekennzeichnet): 1.) ZR*-WW*-WW, 2.) WW*-Monokultur, 3.) Silomais (SM)-WW*-WW, 4.) Winterraps (WRa)-WW*-WW, 5.) ZR*-WW*-SM und 6.) ZR*-WW*-WRa-WW-WW-Körnererbse (KE). Hierzu wurden im Frühjahr 2018 unbehandelte Boniturparzellen angelegt und nach Abschluss der Herbizid-Maßnahmen die artspezifische Abundanz und die oberirdische Trockenmasse bestimmt. In ZR wurde eine signifikant höhere Gesamtunkrautabundanz und -trockenmasse in der Fruchtfolge ZR-WW-WRa-WW-WW-KE gegenüber der Fruchtfolge ZR-WW-WW vorgefunden. In der Fruchtfolge ZR-WW-WRa-WW-WW-KE wurde zudem eine signifikant höhere Abundanz an MATCH und eine signifikant höhere Trockenmasse an STEME nachgewiesen als in der Fruchtfolge ZR-WW-SM. Die Fruchtfolge ZR-WW-SM wies tendenziell den geringsten Shannon-Index der Unkrautabundanz auf, was auf eine Dominanz von ECHCG zurückzuführen ist. Die Fruchtfolge ZR-WW-WRa-WW-WW-KE wies tendenziell das diverseste Unkrautspektrum auf. In WW war die Gesamtunkrautabundanz nach der Vorfrucht WRa signifikant am höchsten. Unterschiede in der Unkrauttrockenmasse und im Shannon-Index waren geringer und nicht signifikant.In integrated pest management, crop rotation is of great importance as a preventive measure for the control of diseases and weeds. The alternation of cereals and leaf crops, and spring and winter crops aims to counteract the development of biased weed populations. In the crop rotation experiment in Harste the influence of different crop rotations on weed infestation in sugar beets (SB) and winter wheat (WW) was determined in subsequent crop rotations (investigated crop rotation fields are marked with *): 1.) SB* -WW* -WW, 2.) WW* monoculture, 3.) silage maize (SM) -WW* -WW, 4.) winter oilseed rape (WRa) -WW* -WW, 5.) SB* -WW* -SM and 6.) SB* -WW* -WRa-WW-WW-grain pea (GP). For this purpose untreated sub plots were established in spring 2018 and, once the herbicide measures were completed in the treated part of the plots, weed species-specific abundance and above-ground dry matter were determined. In SB, a significantly higher total weed abundance and above-ground dry mass was found in the crop rotation SB-WW-WRa-WW-WW-GP compared to the crop rotation SB-WW-WW. In the crop rotation SB-WW-WRa-WW-WW-GP, a significantly higher abundance of MATCH and a significantly higher dry mass of STEME were detected than in the crop rotation SB-WW-SM. The SB-WW-SM crop rotation tended to have the lowest Shannon index of weed abundance due to the dominance of ECHCG. The crop rotation SB-WW-WRa-WW-WW-GP tended to show the most diverse weed spectrum. In WW, total weed abundance was significantly highest succeeding WRa. Above-ground weed dry matter and Shannon index differences were lower and not significant
Influence of cover crops and weeds on the epidemiology and pathogenicity of Plasmodiophora brassicae
Get PDFSeit einigen Jahren wird in Deutschland eine stetige Zunahme der Kohlhernie in Rapsbeständen beobachtet. Der Erreger der Krankheit, Plasmodiophora brassicae, dringt dabei in die Wurzelhaare und Wurzelrinden der Pflanze ein. Im weiteren Verlauf der Krankheit kommt es zu Gewebewucherungen und es bilden sich die typischen Wurzelgallen.
Der bodenbürtige Pilz bildet Dauersporen, die bis zu 20 Jahre im Boden überlebensfähig sind. Enggestellte Fruchtfolgen mit Kreuzblütlern bieten gute Voraussetzungen für Infektionen. Eine direkte Bekämpfung der Krankheit ist nicht möglich, so dass vorbeugenden Maßnahmen im Vordergrund stehen.
Dazu gehören die Auswahl nicht Kohlhernie-anfälliger Zwischenfrüchte und die rechtzeitige Bekämpfung von diversen Unkräutern, die als Wirtspflanzen in Frage kommen können. In einem Gewächshausversuch am Julius Kühn-Institut in Braunschweig wurden Unkräuter und Zwischenfrüchte aus unterschiedlichen Pflanzenfamilien hinsichtlich ihrer Anfälligkeit gegenüber der Kohlhernie untersucht. Dazu wurden die Pflanzen im Keimblattstadium in Hochbeete pikiert und mit einer Sporensuspension von P. brassicae - Typ P1 inokuliert. Eine visuelle Bonitur der Wurzeln hinsichtlich der für die Krankheit typischen Gallen erfolgte 35 Tage nach der Inokulation.Club-root disease has increased significantly in oilseed rape cultivations in recent years in Germany. The pathogen of the disease, Plasmodiophora brassicae, penetrates the root hairs and root bark of the plant. In the course of the disease, the tissue proliferates and the typical root gall forms.
The soil-borne fungus forms permanent resting spores that can survive for up to 20 years. Short crop rotations with cruciferous plants provide good conditions for propagation of the pathogen. A direct control of the disease is not possible; therefore club-root prevention strategies are essential for minimizing disease losses.
This includes the selection of crops that are not susceptible to club-root and the timely control of various weeds that could be host plants. In a greenhouse experiment at the Julius Kühn-Institut in Braunschweig, weeds and cover crops from different plant families were evaluated with regard to their susceptibility to the club-root. The seedling plants were pricked into raised beds and inoculated with a spore suspension of P. brassicae - type P1. Thirty five days after inoculation, a visual disease assessment of the roots was made with regard to the typical disease symptoms
Control of intercrops in succeeding crops
Get PDFDer Anbau von Zwischenfrüchten hat in vielfältiger Weise Einfluss auf das gesamte Anbausystem. So etwa in Hinblick auf die Speicherung von Nährstoffen, die Bildung von Humus, die Produktion von Biomasse, die Bekämpfung von Nematoden sowie den Erosionsschutz (Lwk-Niedersachsen.de, 2019). Der Anbau von Zwischenfrüchten kann zu Problemen führen, wenn diese vor dem Abschlegeln zur Samenreife kommen oder in milden Wintern nicht abfrieren. Um Erfahrungen zur Bekämpfung von Zwischenfrüchten in Folgekulturen zu gewinnen, wurde in einem Freilandversuch die Wirksamkeit von 23 Herbiziden gegenüber 19 wichtigen im Anbau befindlichen Zwischenfrüchten getestet. Die Auswahl der eingesetzten Herbizide zur Bekämpfung der Zwischenfrüchte erfolgte bis auf wenige Ausnahmen auf Basis zugelassener Indikationen in den Kulturen Zuckerrübe, Mais, Raps, Kartoffel und Getreide. Außerdem kamen zwei nicht selektive Herbizide zum Einsatz. Die Zuckerrübenherbizide wurden praxisüblich zu 3 Terminen gesplittet ausgebracht, die anderen Herbizide wurden einmalig appliziert. Der Versuch bietet einen vielfältigen Einblick unterschiedlicher Wirkspektren der Herbizide in Bezug auf einzelne Zwischenfrüchte.The cultivation of intercrops has an influence on the entire cultivation system in many ways. For example, with regard to the storage of nutrients, the formation of humus, the production of biomass, the control of nematodes and erosion control (Lwk-Niedersachsen.de, 2019). The cultivation of intercrops can lead to problems if they reach seed ripeness before they are cut down or if they do not freeze in mild winters. In order to gain experience in combating intercrops in subsequent crops, the efficacy of 23 herbicides against 19 important intercrops in cultivation was tested in a field trial. The herbicides used to control the intercrops were selected, with a few exceptions, on the basis of approved indications in the crops sugar beet, maize, rapeseed, potato and cereals. In addition, two non-selective herbicides were used. The sugar beet herbicides were applied at 3 dates splitted, the other herbicides were applied once. The experiment offers a varied insight into the different effect spectra of the herbicides in relation to individual intercrops
AG-FDP1-433 SC – A new cereal herbicide for autumn application with a broad spectrum of efficacy against important grass weeds and dicotyledonous weeds
Get PDFMit der Formulierung AG-FDP1-433 SC hat ADAMA Deutschland GmbH ein breit wirksames Herbizid für den Herbsteinsatz im Wintergetreide entwickelt, welches sehr flexibel im Vorauflauf (BBCH-Stadium 00-09) oder Nachauflauf (BBCH-Stadium 10-29) angewendet werden kann. Das Produkt ist ein Suspensionskonzentrat (SC), und enthält die drei bekannten Wirkstoffe Flufenacet (80 g/L), Diflufenican (20 g/L) und Pendimethalin (333 g/L). Die Aufwandmenge, ermittelt in 69 GEP Feldversuchen in Deutschland, Belgien, Nord-Frankreich und dem Vereinigtem Königreich in den Jahren 2014 und 2015, beträgt für die Kontrolle von Acker-Fuchsschwanz (Alopecurus myosuroides), Gemeinem Windhalm (Apera spica-venti), einjährigem Rispengras (Poa annua) sowie einjährigen dikotylen Unkräutern 3,0 L/ha. Eine geringere Aufwandmenge von 2,25 L/ha AG-FDP1-433 SC ist ebenfalls sehr gut wirksam gegen Gemeinen Windhalm, einjähriges Rispengras und zahlreiche einjährige dikotyle Unkräuter.
Die Kulturpflanzenverträglichkeit von AG-FDP1-433 SC wurde in 106 zulassungsrelevanten Selektivitätsversuchen (51 Vor- und 55 Nachauflaufversuchen) und in 69 Wirksamkeitsversuchen (32 Vor- und 37 Nachauflaufversuche) in Winterweichweizen (42 Sorten), Wintergerste (21 Sorten), Winterroggen (11 Sorten) und Wintertriticale (9 Sorten) getestet. In Fällen, in denen leichte phytotoxische Symptome wie Chlorosen oder Stauchungen beobachtet wurden, verschwanden diese Symptome im Verlauf der Wachstumsperiode ohne Einfluss auf den Ertrag oder die Qualität zu nehmen.
Die Formulierung AG-FDP1-433 SC kombiniert die Wirkstoffe Pendimethalin (HRAC: K1), Flufenacet (HRAC: K3) und Diflufenican (HRAC: F1), welche sich durch drei verschiedene Wirkungsmechanismen auszeichnen. Die sehr geringe Zahl berichteter Resistenzen in Europa lässt auf ein mittleres Resistenzrisiko der drei Wirkstoffe schließen. Durch die Kombination dieser drei Wirkstoffe mit ihren unterschiedlichen Wirkmechanismen, kann für die Formulierung AG-FDP1-433 SC eine weitere Reduktion des Resistenzrisikos angenommen werden, was AG-FDP1-433 SC zu einem wichtigen Baustein im Herbizid-Resistenzmanagement in der maritimen Zone macht.AG-FDP1-433 SC, developed by ADAMA Deutschland GmbH, is a cereal herbicide with a broad spectrum of efficacy that can be applied in autumn from pre-emergence (BBCH Stage 00-09) to post-emergence (BBCH Stage 10-29) under a large range of environmental conditions. The product is a suspension concentrate (SC) containing the active substances flufenacet (80 g/L), diflufenican (20 g/L) and pendimethalin (333 g/L). 69 GEP field trials, done in Belgium, Germany, Northern France and UK in 2014 and 2015, allow adjusting the application rate to key target weeds. For very good to excellent control of black-grass (Alopecurus myosuroides), loose silky bent (Apera spica-venti), annual meadowgrass (Poa annua) and annual dicotyledonous weeds 3.0 L/ha are required, whereas a lower application rate of 2.25 L/ha AG-FDP1-433 SC is still very effective against loose silky bent, annual meadowgrass and many annual dicotyledonous weeds.
Crop selectivity of AG-FDP1-433 SC was determined in 106 selectivity trials (51 pre- and 55 post-emergence) and in 69 efficacy trials (32 pre- and 37 post-emergence) in winter cereals: wheat (42 varieties), barley (21 varieties), rye (11 varieties) and triticale (9 varieties). When minor phytotoxicity symptoms, e.g. chlorosis or stunting, had been observed, these were only transient and had no effect on yield or quality.
The formulation AG-FDP1-433 SC combines the active substances pendimethalin (HRAC: K1), flufenacet (HRAC: K3) and diflufenican (HRAC: F1), which are characterized by three different modes of action. Currently a very low number of resistance cases has been reported for these active substances in Europe, which is why their resistance risk is classified as medium. By combining these three active substances with their different modes of action, a further reduction of the resistance risk of the formulation can be assumed, making AG-FDP1-433 SC an important tool for reducing the further spread of herbicide resistance in the maritime zone
Suitability of a perennial biogas flower mixture for cropping on sandy soils in Brandenburg
Get PDFMehrjährige Blühmischungen für die Biogasproduktion könnten durch ihre breite Standortanpassung auch in ertragsschwachen Regionen eine Alternative zum Maisanbau sein, wenn sie durch wüchsige Arten hohe Erträge liefern und nebenbei die Biodiversität fördern. Um die Anbaueignung einer Wildpflanzenmischung auf sandigem Boden hinsichtlich der Entwicklung des Artenreichtums der ausgesäten Wildarten über eine dreijährige Nutzungsdauer zu prüfen, wurden im Frühjahr 2015 an zwei Standorten in Brandenburg Feldversuche mit der Wildpflanzenmischung „BG 70“ angelegt. Die Mischung ist mehrjährig, enthält 23 Arten und wurde speziell für die Biogasproduktion entwickelt. Von 2015 bis 2017 wurden jedes Jahr Parzellen mit der Wildpflanzenmischung angesät. Die gewachsene Vegetation wurde in mehreren Erhebungsterminen artspezifisch gezählt. Eine sinkende Biodiversität der Wildarten über die Standjahre wurde festgestellt. Ab dem zweiten Standjahr dominierten die perennierenden Arten Centaurea nigra und Artemisia vulgaris aus der Blühmischung. Die Individuenzahlen der Wildarten war zu Beginn des ersten Standjahr gering und sank weiter. Überraschenderweise sank auch die Unkrautdichte über die Jahre. In den Spätsommermonaten (August und September) komplementieren die Wildarten das Nahrungsangebot für Tiere zu der natürlichen gewachsenen Vegetation.Due to their broad site adaptation perennial wildflower mixtures for biogas production could be an alternative to maize cropping. If they provide high biomass yield from vital growing species and promote biodiversity even in low yielding regions. Field trails were established in order to test the ability of a perennial flower mixture on sandy soils to promote species rich vegetation. The wild flower mixture “BG 70” was sown at two sites in Brandenburg. This mixture contains 23 species and was especially developed for biogas production. From 2015 until 2017, new plots were sown with the mixture every year. Wild flowers and weed species were counted at several dates. The diversity of the wild flower mixtures decreased over the years. In the second year after sowing, the perennial wild flower species Centaurea nigra and Artemisia vulgaris dominated. The number of individual wild flower plants was low at the beginning and declined further. Surprisingly, the weed density also dropped enormously over the years. In the late summer months (August and September) the wild species complement the food supply for animals to the natural grown vegetation