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Scenarios for automated crop production
Get PDFDer aktuelle technologische Fortschritt in der Landtechnik basiert auf dem zunehmenden Einsatz von Automatisierung. Erste Konzepte und Studien zu hochautomatisierten Systemen werden bereits erprobt und es gibt drei mögliche Ausgangssysteme für zukünftige Entwicklungen in der Landtechnik. Auf der einen Seite stehen der Traktor als universelle Großtechnik, aber auch der Selbstfahrer als prozessbezogene Großtechnik. Andererseits bietet der Roboter als Kleintechnik basierend auf neuen Technologien eine weitere Ausgangsbasis für zukünftige Entwicklungen. Für alle Maschinentypen gibt es viele Vor- und Nachteile sowie Initiatoren und Hemmnisse. Entscheidend für die weitere Erhöhung des Automatisierungsgrades ist vor allem die Möglichkeit einer vollständigen Prozessüberwachung und -bewertung. Die Frage, wie zukünftige Pflanzenbausysteme aussehen werden, steht in direktem Zusammenhang mit den technischen Möglichkeiten der Automatisierung und den Anforderungen der Pflanzen. Es werden Entwicklungspfade zur automatisierten Landtechnik betrachtet, die Unterschiede zwischen Kleintechnik und Großtechnik charakterisiert und das Potential für ein Kleintechnikszenario in Verbindung mit neuen Pflanzenbausystemen aufgezeigt.The current technological progress in agricultural engineering is based on the increasing use of automation. First concepts and studies of highly automated systems are already being tested and there are three potential starting platforms for future developments in agricultural engineering. On the one hand, there is the tractor as a universal large-scale technology, but also the self-propelled machine as a process-related large-scale technology. With the development of new technologies, the robot as a small-scale technology also offers a starting platform for future developments. Many advantages and disadvantages can be found for all platforms, as well as initiators and restraints. The crucial factor for further increasing the level of automation is above all the possibility of complete process monitoring and evaluation. The question of what future crop cultivation systems will look like is directly related to the technical possibilities of automation and the requirements of plants. Development paths for automated agricultural engineering will be considered, the differences between small and large-scale technology will be characterised and the potential for a small-scale technology scenario in connection with new crop cultivation systems will be described
Population dynamics and pathogenicity of Bursaphelenchus xylophilus in seven- to eight-year-old Pinus sylvestris trees
Get PDFDer Kiefernholznematode, Bursaphelenchus xylophilus, ist der schädlichste pflanzenparasitäre Nematode an Bäumen in Asien und Europa und führt bei anfälligen Koniferenarten, hauptsächlich Pinus spp., zur sogenannten Kiefernwelkekrankheit. Die Krankheit ist lediglich außerhalb seines natürlichen Verbreitungsgebietes (Nordamerika) oder an nicht einheimischen Kiefernarten aufgetreten. In Gewächshausversuchen mit Sämlingen war Pinus sylvestris eine der anfälligsten europäischen Kiefernarten. Um die Aussagefähigkeit dieser auf Sämlingen basierenden Analysen bezüglich der Populationsdynamik und der Pathogenität für erwachsene P. sylvestris Bäume zu überprüfen, wurden Untersuchungen an sieben- bis achtjährigen Bäumen durchgeführt. Die Bäume wurden mit einer Suspension bestehend aus 10.000 B. xylophilus in 600 μl Leitungswasser pro Baum künstlich inokuliert. Für die Populationsdynamikuntersuchung wurden die Kiefern zur Nematodenextraktion in 48 Segmente geteilt. Die Entwicklung der Welkesymptome und physiologischen Änderungen wurden bis zum Tod der Bäume beobachtet.Während der Populationsdynamikuntersuchung war B. xylophilus in den ersten 11 Tagen nach Inokulation in der Inokulationsstelle und den benachbarten Segmenten lokalisiert. Am Tag 16 war B. xylophilus im gesamten Stamm, den benachbarten Astsegmenten, Wurzelhals und Wurzeln verteilt, noch bevor äußere Welkesymptome erschienen. Mit zunehmender Kiefernwelkeerkrankung war B. xylophilus schließlich in allen Holz- und Wurzelsegmenten zu finden. Hohe Nematodendichten traten auf. Kurz vor dem vollständigen Absterben der Bäume zeigte die Baumspitze mehrere nematodenfreie Segmente. Die restlichen Stamm- und benachbarten Astsegmente und der Wurzelhals waren in hohem Maße mit Nematoden befallen. Während der Pathogenitätsuntersuchung starben alle B. xylophilus-inokulierten Kiefern innerhalb von 84 Tagen. Der signifikante Abfall des Wasserpotentials in den Nadeln war steiler und stärker mit den zunehmenden Welkesymptomen korreliert als bei einer trockengestressten Vergleichsvariante. Der Abfall des Wasserpotentials in den Nadeln trat jedoch bei der trockengestressten Kiefernvariante früher ein. Schlussfolgend betrachtet waren die Populationsdynamik von B. xylophilus in sieben- bis achtjährigen P. sylvestris Bäumen und die pathologischen Reaktionen der Kiefern vergleichbar zu denen in Sämlingsuntersuchungen, auch wenn das Erreichen eines Populationsmaximums und die Entwicklung von Welkesymptomen zeitlich verzögert waren. Aus diesem Grund sind P. sylvestris Sämlinge gute Indikatorbäume für B. xylophilus Populationsdynamik- und Pathogenitätsuntersuchungen.The pinewood nematode, Bursaphelenchus xylophilus, is the most harmful plant parasitic nematode on trees in Asia and Europe and is the causal agent of the so-called pine wilt disease of susceptible conifer species, mainly Pinus spp. The disease has occurred only outside its natural range of distribution (North America) or on non-native pine species. In greenhouse trials using saplings, Pinus sylvestris was one of the most susceptible European pine species. To examine the significance of these sapling-based analyses concerning the population dynamics and pathogenicity for mature P. sylvestris trees, investigations using seven- to eight-year-old trees were carried out. The trees were artificially inoculated using a suspension of 10,000 B. xylophilus in 600 μl of tap water per tree. For the population dynamics investigation, the pines were divided into 48 segments for nematode extraction. The development of wilt symptoms as well as physiological changes were observed until tree death.During the population dynamics investigation, B. xylophilus was located at the inoculation site and in adjacent segments during the first 11 days after inoculation. On day 16, B. xylophilus was distributed throughout the entire stem, adjacent branch segments, root collar and roots before any external wilt symptoms appeared. With increasing pine wilt disease, B. xylophilus was finally found in all wood and root segments. High nematode densities appeared. Shortly before tree death, the treetop showed several nematode-free segments. The rest of the stem and adjacent branch segments and root collar were highly nematode-infested. During the pathogenicity investigation, all B. xylophilus-inoculated pines died within 84 days. The significant decline in the water potential in the needles was steeper and more strongly correlated with increasing wilt symptoms compared to a drought-stressed variant. However, the decline in the water potential in the needles started earlier in the drought-stressed pine variant. In conclusion, the population dynamics of B. xylophilus in seven- to eight-year-old P. sylvestris trees and the pathological reactions of the pines were comparable to those observed in assays with saplings, although delayed in reaching a population peak and developing wilt symptoms. Therefore, P. sylvestris saplings are good indicator trees for B. xylophilus population dynamics and pathogenicity investigations
Impacts of PGPR, compost and biochar of Azolla on dry matter yield, nutrient uptake, physiological parameters and essential oil of Rosmarinus officinalis L.
Get PDFIn einem Gewächshausversuch wurde der Einfluss von Bio-Düngern wie PGPR, Compost und Biochar aus Azolla-Algen auf Ertrag, Nährstoffaufnahme und diverse Inhaltstoffe der Gewürzpflanze Rosmarin geprüft. Alle Behandlungen zeigten im Vergleich zu den Kontrollen signifikante Effekte auf Ertrag, Nährstoffaufnahme und Gehalte an Chlorophyll, Carotinoiden, Flavonoiden, Kohlenhydraten, Prolin und essentielle Ölen. DOI: 10.5073/JfK.2019.01.01, https://doi.org/10.5073/JfK.2019.01.01Rosemary is one of the most important medicinal plants. In order to study the effect of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), Azolla compost and Azolla biochar on dry matter, nutrient uptake, physiological parameters and essential oil of rosemary, a greenhouse experiment was conducted in a completely randomized design with 6 replications. Treatments consisted of T1 (control), T2 (1% (1 g 100 g-1 dry soil) Azolla compost), T3 (1% Azolla biochar), T4 (PGPR (P. fluorescens)), T5 (1% compost + PGPR) and T6 (1% biochar + PGPR). Results indicated a significant enhancement of dry matter, nutrient uptake, photosynthetic pigments, carbohydrate, flavonoid and essential oil contents of rosemary influenced by organic fertilizers compared to control, particularly with co-application of PGPR + compost or biochar. Proline content decreased in all treatments in comparison with control. Results indicated positive impacts of PGPR, compost and boichar of Azolla on rosemary production by increasing nutrient uptake and protecting chlorophyll from degradation and enhancing its content in leaves. DOI: 10.5073/JfK.2019.01.01, https://doi.org/10.5073/JfK.2019.01.0
An inventory of the relic Eurasian wild grapevine populational nuclei in Huelva province (Andalusia, Spain)
Get PDFThis paper is focused on 21 relic wild grapevine populations within Huelva province (SW Europe, Spain) prospected between 2015-2017. Position of each population along river-bank forests, types of flower of this dioecious subspecies and morphology of the pollen grains were described. Analyses of five microvinifications were carried out, which indicate that the color intensity of the wines is between 14.6 and 17.6 and the pH between 3.26-3.27, which are suitable values for red wines under Mediterranean climatology. A list of the accompanying vegetation and the cultivated varieties in the "Condado de Huelva" Registered Appellation Origin Mark were also included. Moreover, the genetic diversity of 23 vines was characterized using 25 nuclear SSR loci, the results showed a slightly higher diversity than the one found in Iberian cultivars. However, the observed heterozygosity was significantly lower than the expected one for wild populations in the Huelva province. The inbreeding depression in these wild grape populations is suggested by the positive F values. Therefore, the conservation of this unique germplasm collection should be part of the process of maintaining the genetic diversity in this gene pool, especially, taking into account that no particular legal figure of preservation exists in Spain
Fluorescence ratiometry and NIR transmission in combination allow in-situ analysis of leaf apoplastic pH under controlled changes of leaf water content
Get PDFUnderstanding the formation of highly durable heartwood in larch by use of Synchrotron infrared imaging and multivariate resolution techniques
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