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Development of a network of genetic reserves for wild celery in Germany (GE-Sell)
Get PDFDie Technik des genetischen Erhaltungsgebiets ist ein anwendungsbereites Verfahren zur In-situ-Erhaltung von wildlebenden Verwandten unserer Kulturpflanzen. Bei dem Verfahren wird die dynamische Erhaltung von Populationen, die in ihren natürlichen Lebensräumen Evolutionsprozessen ausgesetzt sind, mit der statischen Erhaltung pflanzengenetischer Ressourcen in Genbanken kombiniert und somit die nachhaltige Nutzung dieser Arten ermöglicht. Im Modell- und Demonstrationsvorhaben "Genetische Erhaltungsgebiete für Wildselleriearten (Apium und Helosciadium) als Bestandteil eines Netzwerks genetischer Erhaltungsgebiete in Deutschland" (GESell) wurden wissenschaftliche und organisatorische Fragestellungen zur Umsetzung dieser Technik bearbeitet. Ziel des Projekts war die modellhafte Einrichtung von 45 genetischen Erhaltungsgebieten (GenEG) für Wildselleriearten und der Aufbau eines bundesweiten Netzwerks aus lokalen Akteuren. Zur Identifizierung der GenEG wurde das monografische Verfahren angewendet.
Für die vier in Deutschland vorkommenden Wildselleriearten wurden zum Projektstart im Jahr 2015 aus 2400 Fundortdaten 322 Standorte für Präsenzkontrollen ausgewählt. Im Anschluss wurden für rund 100 möglichst vitale und ungefährdete Vorkommen, die sich über verschiedene Naturräume und Habitate verteilen, genetische Diversitätsanalysen durchgeführt. Anhand der Kartierungs- und Analyseergebnisse wählte das Projektteam zwischen 11 und 15 Vorkommen pro Art aus, die insgesamt die innerartliche Vielfalt der jeweiligen Arten bestmöglich repräsentieren. Für diese Vorkommen wurden die Einrichtung und ein langfristiges Management der GenEG in Zusammenarbeit mit lokalen Akteuren angestrebt. Bis zum April 2020 wurden bereits 15 GenEG eingerichtet.The genetic reserve conservation technique is a ready-to-use procedure for in situ conservation of crop wild relatives. The approach combines the dynamic conservation of populations exposed to evolutionary processes in their natural habitats with the static conservation of plant genetic resources in gene banks, thus enabling the sustainable use of these species. In the model and demonstration project "Genetic reserves for wild celery species (Apium and Helosciadium) as part of a network of genetic reserves in Germany" (GE-Sell) scientific and organisational aspects of the implementation of genetic reserves were investigated. The aim of the project was the establishment of 45 genetic reserves for wild celery species and the establishment of a nationwide network of local stakeholders. The monographic approach was used to identify the genetic reserves.
For the four wild celery species occurring in Germany, around 350 occurrences were selected from 2400 known sites for the verification of these occurrences at the project start in 2015. Thereafter, genetic diversity analyses were carried out for approximately 100 occurrences that are as vital as possible, non-endangered and distributed over various ecogeographic regions and habitat types. Based on the survey and analysis results, the project team selected between 11 and 15 occurrences per species, which together represent the intra-species diversity of the respective species best. For these occurrences, the project team aimed at the establishment and long-term management of the genetic reserves in cooperation with local stakeholders. By April 2020, 15 genetic reserves had already been established
Natural regeneration of wild grape (Vitis vinifera ssp. sylvestris) – evidence from Ketsch island, Germany
Get PDFZinc nutrition application augments morpho-physiological attributes, productivity and grain zinc bioavailability of Paddy Rice
Get PDFZinc (Zn) deficiency is the most important micronutrient disorders affecting plants and human health. Present study evaluated the potential of various Zn application methods in improving the performance of selected rice genotypes and Zn bioavailability in grains. Pre-selected Zn application methods through pot experiments were validated in the field. Harvested grains were fed to albino rats for Zn bioavailability. Results revealed that soil + foliar application of Zn was effective in improving the seedling growth of rice genotypes by modulating the agronomic, water related and biochemical attributes. The rats gained more body weight fed with rice genotype Accession-164 (high Zn accumulator) compared with the minimum for Super Basmati (low Zn accumulator) feed. In crux, soil application of Zn at 15 kg ha-1 followed by foliar application of 0.25% ZnSO4.7H2O solution at tillering and heading stages produced the highest grain yield (26.25%, 29.11%) with maximum bioavailable Zn (21.02%, 22.50%) during both years, respectively, in the grains for combating malnutrition in the tested rats
Selectivity of herbicides in Russian Dandelion (Taraxacum kok-saghyz L. Rodin)
Get PDFRussischer Löwenzahn (Taraxacum koksaghyz; Tks) gehört zur Familie der Asteraceae und zu den wenigen latexproduzierenden Pflanzen, deren Anbau zur Kautschukgewinnung von wirtschaftlichem Interesse ist. Bereits vor und während des 2. Weltkrieges wurde Kautschuk aus der Löwenzahnwurzel zur Herstellung von Autoreifen verwendet und mehrere tausend Hektar Anbaufläche in der ehemaligen UdSSR, Schweden, Kanada, USA und auch Deutschland bewirtschaftet. Nach Kriegsende verloren alternative Kautschuklieferanten an strategischer Bedeutung und die praktischen Arbeiten sowie die Anbauforschung zum Russischen Löwenzahn wurden eingestellt. Aus einer Vielzahl von Gründen interessieren sich seit Mitte der 2000er Jahre internationale Reifenfirmen wieder für die Gewinnung von Kautschuk aus alternativen Pflanzen zum Kautschukbaum (Hevea brasiliensis).
Für den wirtschaftlichen Anbau des Russischen Löwenzahns als kultivierte Wildpflanze in ackerbaulichen Betrieben ist die erfolgreiche Unkrautbekämpfung eine der größten Herausforderungen. Es gibt nur sehr wenige praktische Erfahrungen zum Herbizideinsatz im Löwenzahn als Drillkultur. Zugelassene Herbizide für den Anbau von Tks existieren nicht. Darüber hinaus weist die Art im Gegensatz zu heimischen Taraxacum-Arten eine geringe Konkurrenzkraft gegenüber der vorhandenen Ackerbeiflora auf. In der Klimakammer wurden in mehreren Versuchen verschiedene Herbizide in der frühen Entwicklungsphase der Pflanzen (BBCH 10, BBCH 12-14) in unterschiedlichen Aufwandmengen getestet. Zur Beurteilung des Herbizidschadens wurden die Ausdünnung sowie die Wuchsdepression 14 Tage nach der Herbizidanwendung ermittelt. Auf der Grundlage der gewonnenen Ergebnisse aus dem Screening geeignete Herbizidstrategien für den Praxisanbau abzuleiten gestaltet sich schwierig. Wenige Wirkstoffe zeigen sich, wenn überhaupt, nur in stark reduzierten Aufwandmengen als verträglich, so dass keine ausreichende Unkrautbekämpfung im Feld zu erwarten ist bzw. durch die Schädigung der Kultur hohe Ertragsverluste in Kauf zu nehmen sind. In der Konsequenz muss in der Praxis vermehrt auf mechanische Unkrautbekämpfungsmaßnahmen zurückgegriffen werden, um eine ausreichende Unkrautbekämpfung im Russischen Löwenzahn zu erzielen.Russian dandelion (Taraxacum koksaghyz; Tks) belongs to the plant family of asteraceae and to the few latex-producing plants whose cultivation is of economical interest. Already before and during WWII rubber was extracted from dandelion roots and used for tire production from a few thousand hectares of cultivation area in the former UdSSR, Sweden, Canada, United States and Germany. After WWII natural rubber lost its immense strategic significance. Commercial cultivation and field research concerning Tks were stopped until the middle of the 2000 decade, where global players in tire business started to re-discover alternative rubber plants aside from the rubber tree (Hevea brasiliensis).
For successful large-scale cultivation of Russian dandelion on farms, regulation of weeds is the biggest challenge. In opposition to the native Taraxacum species, Tks shows little competitive ability towards the local weeds. In a series of climate chamber experiments several herbicides where tested during cotyledon stage (BBCH 10) and 2-to-4-leaves stage (BBCH 12-14) in different dosages. Plant damage caused by herbicides was evaluated by plant losses and loss in biomass 14 days after application. It is challenging to conclude practical herbicide strategies from the gained results. Tks tolerated very few herbicides and only in strongly reduced application rates, hence a sufficient regulation of weeds in the field is not expected or high yield losses are to be expected by plant damage. Consequently, practical cultivation of Russian dandelion needs the support of mechanical measures of weed control
Differentiation of weed communities due to different management intensities within the Bernburg field trial “cultivation system experiment”
Get PDFIn einem Feldversuch am Standort Bernburg (Sachsen-Anhalt) wurde untersucht, wie sich Anbausysteme (a1 konventionell, a2 und a3 ökologisch) in zwei Nährstoffstufen auf die Diversität (Shannon - Index), und die Individuenzahlen der Unkräuter insgesamt und Mohn auswirken. Auf Grundlage von Bewirtschaftungs- und Ertragsdaten wurde weiterhin der Energiegewinn berechnet. Es ergaben sich Hinweise, dass auch dieser Parameter den Deckungsgrad beeinflusst und thermodynamische Abhängigkeiten auch in Agrar-Ökosystemen deutlich werden.Within a field trial at the Bernburg site (Saxony-Anhalt) it was examined how cultivation systems (a1 integrated, a2 and a3 organic) in two nutrient levels influence the diversity (Shannon index) and total number of weed individuals and poppy. On base of management and yield data furthermore the energy gain was determined. There were indications that this parameter influences weed coverage and thermodynamic dependencies also becomes clear in agri - ecosystems
The Electroherb™ Technology - A new technique supporting modern weed management
Get PDFDie Einführung der chemisch basierten Unkrautbekämpfung hat die mechanische Praxis im vergangenen Jahrhundert weitgehend abgelöst. Gesetzliche Beschränkungen für chemische Herbizide mit negativen Umweltauswirkungen und die Entwicklung von Unkrautresistenzen treiben die Entwicklung neuer physikalischer Verfahren voran. Die Electroherb™ Technologie basiert auf einem nicht-selektiven, systemischen, elektrischen Fluss durch das Gefäßsystem der Pflanzen, der zu einer schweren Zellzerstörung und schließlich zum Welken als Wirkungsweise führt. Der physikalische Kontakt zwischen Hochspannungselektroden und der Zielpflanze ermöglicht es dem elektrischen Strom rückstandsfrei, nur zum Zeitpunkt der Anwendung, zu arbeiten und schließt genetische Selektivität aus. Die minimale Energieschwelle für eine tödliche Wirkung bezieht sich auf die, auf eine einzelne Pflanze übertragene Energie in Abhängigkeit von der Anzahl und Stabilität der zu beschädigenden Gefäßbündel, dem elektrischen Widerstand einer Pflanze und des Bodens, der Kontaktzeit sowie der Elektrodenspannung und -strom. Die Effizienz der Unkrautbekämpfung im Feld hängt von der Pflanzenart, der Morphologie, dem Wachstum und der Bestandsdichte ab. Die Schäden in den unterirdischen Pflanzenteilen, wie z.B. Rhizomen und ausgedehnte Wurzelsysteme, sind unter trockenen Bodenbedingungen schwerwiegender als unter feuchten, da der elektrische Strom tiefere Wurzelbereiche erreicht, bevor er in den Boden abgeleitet wird. Einschränkungen der elektrischen Unkrautbekämpfung, als primäre Anwendung wurden bei Pflanzenarten mit hohem Ligningehalt (höherer Pflanzenwiderstände) und bei Arten die zur Bestockung neigen festgestellt (Abschirmeffekte der Elektroden). Bei der Kombinationen von mechanischen Verfahren und Electroherb™, Sikkationsanwendungen mit Electroherb™ in Kombination mit chemischen Wirkstoffen, sowie die direkte Substitution von synthetisch-chemischen Herbiziden in etablierten Anbaumethoden kann diese innovative Technologie zu einem nachhaltigen Ersatz werden, wenn synthetisch-chemische Wirkstoffe zunehmend die Zulassung verlieren. Eine frühzeitige Implementierung der Electroherb™ Technologie in bestehende Herbizidmanagementstrategien bietet daher auch die Möglichkeit, voranschreitende Resistenzprobleme zu beseitigen, wenn sie sinnvoll in der landwirtschaftlichen Praxis integriert werden kann.The introduction of chemically based weed control has largely replaced mechanical practices. Legal restrictions on chemical herbicides with adverse environmental impacts and developing weed resistances are driving the development of new physical methods. The Electroherb™ technology is based on a non-selective, systemic electrical flow through the plants\u27 vascular system causing severe cell destruction and ultimately wilting, as mode of action. The physical contact with high-voltage electrodes touching weed plants enables the electric current to operate only at the time of application without residues and avoids genetical selectivity. The minimum energy threshold for a lethal effect is related to the energy transferred to a single plant in dependence of the number and stability of vascular bundles to be damaged, the electrical resistance of the plant and soil, the contact time and the electrode voltage and current. The efficiency of weed control in the field depends on the plant species, morphology, growth stage and population density. The damage in the subterrestrial plant parts, such as extensive root systems, is more severe under dry than moist soil conditions because the electric current can reach deeper root parts before being dissipated into the soil. Limitations of electric weed control as primary applications were identified at high lignifying plant densities, as well as multi-stem species due to shielding effects which impede electrode contact. However, combinations of mechanical methods and Electroherb™, integrated desiccation using Electroherb™ and chemicals as well as direct substitution of chemical herbicides for established cultivation methods, such as minimum tillage cultivation, can make this unique technique a sustainable substitute when chemical herbicides lose authority approvals. Hence, an early implementation of the Electroherb™ technology in existing herbicide management strategies appears to offer a successful advantage to eliminate the existing resistance problems, when complied wisely into agricultural practice
Risk evaluation of mechanical, chemical and combined mechanical-chemical weed control in sugar beet
Get PDFFeldversuche mit Zuckerrüben wurden an zwei Standorten in Niedersachsen durchgeführt, um die Effizienz und die Risiken mechanischer (Hacke), chemischer (Herbizidspritzung) und kombinierter mechanisch-chemischer Unkrautbekämpfung zu vergleichen. Die Unkrautbekämpfungstechniken wurden in vier Wiederholungen an zwei Standorten getestet. Hier werden Ergebnisse zur Wirksamkeit gegenüber Verunkrautung und zur Auswirkung auf Mulchbedeckung und Bodenerosion durch Wasser berichtet. Nach der Durchführung aller Nachauflaufbehandlungen wurden in den Parzellen mit rein mechanischen und rein chemischer Unkrautbekämpfung Regensimulationen durchgeführt, um den Oberflächenabfluss und den Bodenabtrag zu messen. Der kumulative Bodenabtrag war zwei Mal größer bei der mechanischen als bei der chemischen Unkrautregulierung in Sieboldshausen (p-Wert=0,03), aber 8 Mal höher bei der chemischen als bei der mechanischen Unkrautregulierung in Obernjesa (p-Wert=0,004). Der kumulative Wasserabfluss war nicht signifikant verschieden zwischen den beiden Unkrautbekämpfungstechniken in Sieboldshausen, aber wiederum signifikant höher für die chemisch als für mechanisch behandelten Flächen in Obernjesa. Der Wirkungsgrad der chemischen Unkrautregulierung war nur bei der zweiten Nachauflaufbehandlung am Standort 1 signifikant höher als der der mechanischen Unkrautregulierung. Bei der zweiten Nachauflaufbehandlung wurde die Mulchbedeckung an beiden Standorten durch das Hacken signifikant stärker reduziert als in der Herbizidvariante.Sugar beet field trials were conducted at two sites in Southern Lower Saxony to compare mechanical (hoeing), chemical (herbicide spraying) and combined mechanical-chemical weed control operations in their weed control efficacy, and in their effect on mulch coverage and soil erosion by water. Three treatments were tested in four replications at both sites. To measure runoff and soil erosion, rainfall simulations were carried out for mechanical and chemical treatments after completion of the last weed control operation. The cumulative soil loss was twice higher in mechanical than in chemical treatment in Sieboldshausen (p-value=0.03) but was eight times lower in mechanical than in chemical treatment in Obernjesa (p-value=0.004). The cumulative runoff was not significantly different between treatments in Sieboldshausen but was again significantly lower for hoeing than for spraying in Obernjesa. Also the effect on weed control efficacy by second weed control operation (2-4-leaf-stage) was site-specific, with no effect in Sieboldshausen and significantly reduced efficacy of mechanical weed control in Obernjesa. Mulch coverage loss due to the second weed control operation was significantly higher for mechanical than for chemical treatment at both sites
PestiRed: A Swiss on-farm approach to reduce pesticide use in arable crops
Get PDFDas Konzept des integrierten Pflanzenschutzes (IPM) hat sich erfolgreich bewährt. Allerdings ist es immer noch eine Herausforderung IPM Strategien erfolgreich umzusetzen. Darüber hinaus fehlen umfassende Untersuchungen zu Effekten und Wechselwirkungen kombinierter Verfahren im Verlauf gesamter Fruchtfolgen. Im Rahmen der Bemühungen den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln (PSM) in der Schweizer Landwirtschaft zu reduzieren, wird der integrierte Pflanzenschutz im Ackerbau in einem mehrjährigen on-farm Projekt weiterentwickelt. Projektbeginn ist Herbst 2019. Ziel ist es, den PSM Einsatz um 75 % zu reduzieren, bei einem maximalen Ertragsverlust von 10 %. Es werden vorbeugende und alternative Maßnahmen umgesetzt, die vor allem natürliche Regulationsmechanismen von Schadorganismen (Pathogene, Schädlinge, Unkräuter) ausnutzen. Maßnahmen wie Zwischenfrüchte, Mischkulturen, Blühstreifen und biologische Bekämpfungsmittel werden in unterschiedlichen 6-jährigen Fruchtfolgen in einem Netzwerk von 75 landwirtschaftlichen Betrieben untersucht und umgesetzt. Es handelt sich um einen co-innovativen Ansatz, an dem Wissenschaftler, Landwirte und landwirtschaftliche Beratungsdienste in unterschiedlichen Regionen der Schweiz beteiligt sind. Die Wirksamkeit der Methoden auf Unkräuter, Krankheiten, Schädlinge und Nützlinge wird über alle Fruchtfolgen beobachtet und beurteilt.The concept of integrated pest management (IPM) has proven successful, however challenges in implementing IPM strategies remain. Furthermore, detailed investigations are needed to elucidate the performance and trade-offs of combined practices along entire crop rotations. In the framework of efforts to reduce the use of pesticides in Swiss agriculture, IPM in arable crops will be further developed in an on-farm project starting in autumn 2019. The overall aim of the project is to reduce pesticide use by 75% with a maximum yield loss of 10%. Preventive and alternative practices supporting natural control of noxious organisms (pathogens, pests, weeds) such as cover crops, intercropping, flower strips and biological control agents will be implemented and investigated in different 6-year crop rotations in a network involving 75 farms. The project involves scientists, farmers and extension services in a co-innovation process in five regions of the Swiss plateau. Effectiveness of the practices on weeds, diseases, pests and beneficials will be closely monitored and evaluated along the entire crop rotation