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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Optimierung von Zuchtprogrammen. Zum einen wurde eine neue Methode zur Berücksichtigung der mittleren Inzucht in Zuchtplanungsrechnungen entwickelt. Zum anderen werden zwei gänzlich unterschiedliche Zuchtprogramme modelliert und aktuelle Optimierungsansätze validiert. Dabei werden sowohl der naturale als auch der monetäre Zuchtfortschritt und der diskontierte Züchtungsgewinn berücksichtigt. Im Projekt FUGATO+brain wurde die Zuchtplanungssoftware ZPLAN neu programmiert und mit weiteren zuchtplanerischen Werkzeugen versehen. Als Ergebnis des Projektes entstand die Software ZPLAN+. Diese ermöglicht die Modellierung von komplexen Zuchtprogrammen und kann zur Optimierung von Zuchtprogrammen genutzt werden. Die Software ist anwenderfreundlich und umfasst alle Bereiche der Zuchtplanung. Zur Berechnung der mittleren Inzucht wurde eine neue Methode für die Implementierung in der Zuchtplanung entwickelt. Die Methode basiert auf der mittleren Kinship in einer Zuchtpopulation. Die Kinship ist definiert als die Wahr-scheinlichkeit, dass innerhalb einer Gruppe am gleichen Locus zwei zufällig gewählte Allele herkunftsgleich sind. Die Berechnung der Kinship erfolgt auf Grundlage der Genflussmethode. Zur Validierung der Methode wurde eine früher beschriebene Schafpopulation verwandt, die in unterschiedlichen Weisen modifiziert wurde. Insgesamt wurden drei verschiedene Szenarien modelliert, wovon das erste von einem Populationswachstum ausging. Im zweiten Szenario wurde angenommen, dass die Populationsgröße durch einen Flaschenhals verringert wird und sich dann wieder erhöht. Für die dritte Modellierung wurde die Population über einen Zeitraum getrennt und dann wieder zusammengeführt. Es konnte gezeigt werden, dass sich mit der vorgeschlagenen Methode in sämtlichen komplexen Populationsstrukturen die mittlere Inzucht und die effektive Populationsgröße berechnet lässt. In einer Zuchtplanungsrechnung für Reitpferde sollte der gezielte Einsatz von Embryotransfer in einem Pferdezuchtprogramm validiert werden. Hierfür wurde ein Zuchtprogramm in ZPLAN+ modelliert, welches das aktuelle Zuchtprogramm des Hannoveraner Verbandes e.V. näherungsweise abbildet. In verschiedenen Szenarien wurde eine schärfere Selektion auf der Stutenseite modelliert, wobei die besten Stuten des Zuchtprogramms als Spenderstuten für den Embryotransfer eingesetzt wurden. Es wurde davon ausgegangen, dass die zur Selektion zur Verfügung stehenden Stuten sowohl Ergebnisse in der Eintragung, als auch Ergebnisse einer Leistungsprüfung haben. Die Anzahl der zur Selektion verfügbaren Stuten wurde ebenso variiert wie die Anzahl der selektierten Stuten und die Anzahl der geborenen Fohlen je Spenderstute. Deutlich wurde, dass der Embryotransfer die Möglichkeit bietet den Zuchtfortschritt in einem Pferdezuchtprogramm stark zu steigern, wobei dies mit einer Steigerung der Kosten für die Züchter einhergeht. Mit dem vorgeschlagenen Ansatz zur Inzuchtberechnung konnte gezeigt werden, dass die scharfe Selektion und der starke Einsatz der Spenderstuten eine Erhöhung der mittleren Inzucht und daraus folgend eine geringere effektive Populationsgröße nach sich zieht. Im dritten Abschnitt der Arbeit sollten die Auswirkungen der Einbeziehung von genomischen Informationen in ein Legehennenzuchtprogramm gezeigt werden. Dafür wurde in enger Kooperation mit der Lohmann Tierzucht GmbH ein Zuchtprogramm zur Produktion von 500 Mio. Legehennen in ZPLAN+ nachgebildet. Die Produktion der Elterntiere basiert auf einer Kreuzung von vier Nukleuslinien, die konventionelle Selektion stützt sich vor allem auf die Leistungsprüfung von Hennen in den einzelnen Linien. Zur Nutzung der genomischen Informationen wurde von unterschiedlich großen Kalibrierungsstichproben ausgegangen. In einem ersten Schritt wurden die genomischen Informationen der Hähne zusätzlich zu allen konventionellen Selektionskriterien genutzt. Dabei wurde die Anzahl der getesteten Hähne variiert und in einem weiteren Schritt wurde davon ausgegangen, dass die Hennen ebenfalls genotypisiert sind. In einem weiteren Szenario basierte die Selektion nur auf Pedigreedaten und genomischen Informationen. Deutlich wurde, dass in der zweiten Variante das Generationsintervall massiv gesenkt werden konnte. Der Zuchtfortschritt konnte in allen modellierten Varianten erhöht werden, wobei es Unterschiede in den Einzelmerkmalen gab. Die Einführung der genomischen Informationen in die Legehennenzucht ist verbunden mit einem massiven Kostenanstieg. Inwieweit der gesteigerte Zuchtfortschritt den Kostenanstieg rechtfertigt bedarf einer Marktanalyse seitens der Zuchtunternehmen.

Brassica napus ist eine der wichtigsten Pflanzen in der Landwirtschaft. Pathogene verursachen jährlich große Ertragsverluste. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Interaktionen zwischen der Nutzpflanze Brassica napus bzw. der Modellpflanze Arabidopsis thaliana und dem phytopathogenen Pilz Verticillium longisporum untersucht. Verticillium longisporum ist ein auf Brassica spezialisierter Pilz, der die sogenannte Verticillium-Welke verursacht. Er dringt in die Wurzeln der Pflanze ein und steigt durch die Leitgefäße in den Spross auf. Die Pflanze zeigt in Folge der Infektion vor allem einen stark verkürzten Spross, Chlorosen und eine Notreife. Für die Experimente wurde Brassica napus und Arabidopsis thaliana mit Verticillium longisporum infiziert. Die Emissionen von Volatilen (volatile organic compounds (VOC)) der Pflanzen wurden sowohl ober- als auch unterirdisch bezüglich sich ändernder VOCs analysiert. Bei der Probennahme wurde darauf geachtet, die Pflanzen nicht zu verletzen und durch Messungen bedingten Stress zu minimieren. Auch während der Messungen der Wurzel-emissionen wurden die Pflanzen nicht aus ihrem Substrat entfernt, sondern innerhalb dessen gemessen. Während sich das Duftspektrum der Wurzeln von Brassica napus nicht änderte, emittierten die Sprosse infizierter Brassica Pflanzen signifikant mehr Dimethyldisulfid, ß-Ionon und ß-Cyclocitral. Bei der Infektion von Arabidopsis thaliana mit Verticillium longisporum hingegen spielten diese VOCs keine Rolle. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Vermutung überprüft, dass sich im Infektionsverlauf ändernde VOCs als Abwehrmoleküle dienen könnten. Hierfür wurde ein Bioassay entwickelt und zwei weitere pathogene Pilze, Gaeumannomyces graminis var. triciti und Sclerotinia sclerotiorum, unterschiedlicher Spezialisierung einbezogen. Wir setzten sie Dimethyldisulfid und ß-Ionon in unterschiedlichen Konzentrationen aus. Sowohl Dimethyldisulfid als auch ß-Ionon zeigten nur eine geringe fungizide Wirkung, gemessen am Myzelwachstum, gegen den Brassica-Spezialisten Verticillium longisporum. Gaeumannomyces graminis var. triciti wurde bereits bei geringeren Konzentrationen gehemmt. Sclerotinia sclerotiorum reagierte nicht oder sogar positiv auf die VOCs. Die (Mikro-) Sklerotienbildung wurde nur bei Verticillium longisporum beeinflusst. ß-Ionon unterstützte diese Entwicklung signifikant.

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Das Wachstum des Agrarsektors ist einer der entscheidenden Faktoren, um Armut in Entwicklungsländern zu verringern, da Armut auch heute noch ein vor allem ländliches Phänomen ist. Zwei Drittel der Armen weltweit leben auf dem Land und sind in der Mehrzahl direkt oder indirekt von der Landwirtschaft abhängig. Die verstärkte Teilnahme von Kleinbauern am wachsenden globalen Markt für hochwertige Nahrungsmittel wie tierische Erzeugnisse, Fisch, Obst und Gemüse wird als eine der vielversprechendsten Möglichkeiten gesehen, um Armut zu reduzieren. Insbesondere die Verbreitung des Obst- und Gemüseanbaus bietet eine Vielzahl von Chancen für Kleinbauern, da dieser im Vergleich zum Anbau von Grundnahrungsmitteln einen höheren Arbeitseinsatz erfordert sowie höhere Einkommen pro Hektar generiert. Die Ausschöpfung der sich eröffnenden Möglichkeiten kann jedoch durch die wachsende Bedeutung von privaten und öffentlichen Lebensmittelsicherheits- und Qualitätsstandards behindert werden. Während öffentliche Standards schon lange als ein Handelshemmnis für Exporte von Entwicklungsländern in Industrieländer gelten, werden private, vom Einzelhandel festgelegte Standards zunehmend zu einem Erfordernis, um Zugang zu Märkten weltweit zu erhalten. In dieser Studie befassen wir uns mit den Auswirkungen des GlobalGAP Standards auf Obst- und Gemüsekleinbauern in Entwicklungsländern. Der GlobalGAP Standard wurde 1997 durch europäische Einzelhandelsunternehmen mit dem Ziel entwickelt, die sehr unterschiedlichen Qualitätsstandards der einzelnen Unternehmen zu harmonisieren, und gilt heute als der wichtigste Standard für gute Agrarpraxis weltweit. Während die steigende Bedeutung des GlobalGAP Standards Kleinbauern in Entwicklungsländern vor neue Herausforderungen stellt, bietet diese gleichzeitig auch neue Chancen. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass die Implementierung des GlobalGAP Standards für Kleinbauern aufgrund von hohen Investitionskosten sowie hohen technischen und administrativen Erfordernissen mit besonders großen Schwierigkeiten verbunden ist. Auf der anderen Seite wird diskutiert, dass eine erfolgreiche Annahme des Standards zu stabileren und höheren Einkommen führen kann und somit zu einer Verringerung von Armut und Vulnerabilität beitragen kann. Jedoch ist nicht nur die Implementierung des GlobalGAP Standards eine große Herausforderung für Kleinbauern in Entwicklungsländern, sondern die ständige Einhaltung des Standards gestaltet sich häufig aufgrund der hohen laufenden Kosten und der strengen Erfordernisse des Standards als ebenso schwierig. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass insbesondere die Kleinbauern, die mit Unterstützung von Entwicklungshilfsprogrammen ein GlobalGAP Zertifikat erhalten haben, vielfach nicht dazu in der Lage sind, den Standard selbständig aufrechtzuhalten. Auf Grundlage der oben beschriebenen Chancen und Herausforderungen, die der GlobalGAP Standard mit sich bringt, ist es das Ziel dieser Studie, Mechanismen zu identifizieren, die Kleinbauern dazu in die Lage versetzen, den GlobalGAP Standard nachhaltig anzunehmen, um langfristig von einer Zertifizierung zu profitieren. Hierzu werden zunächst die Faktoren, die die Annahme des GlobalGAP Standards beeinflussen, identifiziert, wobei die Unterstützung von Gebern, öffentlich-privaten Partnerschaften und Exporteuren mit einbezogen wird. Darauf folgend analysieren wir die Auswirkungen der GlobalGAP Zertifizierung auf Produzentenpreise für Obst und Gemüse und auf das Netto-Haushaltseinkommen der Landwirte. Zuletzt werden die Determinanten der GlobalGAP Rezertifizierung nach Ende der Unterstützung durch Entwicklungshilfsprogramme untersucht. Die empirische Analyse basiert auf einem umfangreichen Paneldatensatz von thailändischen Obst- und Gemüsebauern, der in den Jahren 2010 und 2011 erhoben wurde. Die Grundgesamtheit von Obst- und Gemüsebauern wurde nach der Teilnahme an einem Entwicklungshilfsprogramm stratifiziert, welches zum Ziel hatte, thailändische Kleinbauern in der Annahme des GlobalGAP Standards zu unterstützen. Das Programm wurde zwischen 2008 und 2010 durchgeführt und zu Beginn des Jahres 2010 konnte eine Vielzahl von Programmteilnehmern erfolgreich das GlobalGAP Zertifikat erlangen. Während der ersten Befragungsrunde im Jahr 2010 wurden 287 Haushalte interviewt, davon sind 146 Teilnehmer des Entwicklungshilfsprogramms und 141 sind Nicht-Teilnehmer. Im Jahr 2011 konnten 218 der 287 Haushalte ein zweites Mal interviewt werden. Im ersten Teil der Studie vergleichen wir verschiedene institutionelle Arrangements, die unter die GlobalGAP Gruppenzertifizierung fallen, und analysieren die Faktoren, die die Annahme des GlobalGAP Standards bedingen. Die Analyse basiert auf den im Jahr 2010 während der ersten Befragungsrunde erhobenen Querschnittsdaten, die die Situation der Haushalte vor der Zertifizierung widerspiegeln. In unserer Forschungsregion hat die vermehrte Nachfrage nach GlobalGAP zertifizierten Produkten zu der Bildung neuer institutioneller Arrangements zwischen Gebern, Exporteuren und Landwirten geführt. Teilnehmende Landwirte an einem Entwicklungshilfsprogramm wurden in verschiedenen Zertifizierungsgruppen organisiert, die sich im Hinblick auf das Management des internen Kontrollsystems unterscheiden. Dieses kann entweder durch Geber, Exporteure oder durch die Landwirte selbst geleitet werden. Die Ergebnisse unserer Analyse zeigen, dass die Unterstützung durch Entwicklungshilfsprogramme, Exporteure und öffentlich-private Partnerschaften entscheidend ist, um Kleinbauern mit einem geringen Human- und Sozialkapital sowie mit geringen finanziellen Ressourcen die Annahme des GlobalGAP Standards zu ermöglichen. Zudem wird die Annahme der GlobalGAP Standards durch Haushalts- und Betriebsmerkmale wie Bildung, die Verfügbarkeit von Arbeitskräften in der Familie, die Nutzung effizienter Bewässerungstechniken sowie vorherige Erfahrung in modernen Wertschöpfungsketten beeinflusst. Des Weiteren analysieren wir die Auswirkungen der GlobalGAP Zertifizierung auf Obst- und Gemüseproduzentenpreise sowie auf das Netto-Haushaltseinkommen von Landwirten. Die Analyse beruht auf den erhobenen Paneldaten, die es uns ermöglichen, das Fixed-Effects-Modell anzuwenden, welches für einen Selektionsbias aufgrund von zeitkonstanter, unbeobachtbarer Heterogenität kontrolliert. Neben der Schätzung von durchschnittlichen Effekten der GlobalGAP Zertifizierung untersuchen wir die Frage, ob sich die Auswirkungen von GlobalGAP zwischen Untergruppen zertifizierter Landwirte unterscheiden. Für die Studie differenzieren wir zwischen zertifizierten Landwirten, die in von den Produzenten selbst oder in von Exporteuren geführten Gruppen organisiert sind, sowie zwischen Landwirten mit einer größeren oder kleineren zertifizierten Fläche. Die Ergebnisse zeigen, dass eine GlobalGAP Zertifizierung im Durchschnitt hohe positive Auswirkungen auf Produzentenpreise sowie auf das Netto-Haushaltseinkommen von Landwirten hat. Der hohe durchschnittliche Effekt wird jedoch vor allem durch hohe positive Auswirkungen in den von Produzenten geführten Gruppen gesteuert. In diesen hat die Annahme des GlobalGAP Standards im Durchschnitt zu 62% höheren Preisen sowie zu 14,678 USD höheren Netto-Haushaltseinkommen geführt. In den von Exporteuren geleiteten Gruppen kann dagegen kein signifikanter Einfluss der Zertifizierung festgestellt werden. Des Weiteren stellen wir fest, dass die realisierten Einkommenseffekte in den von Produzenten geführten Gruppen von der Größe der zertifizierten Fläche abhängen. Während größere Betriebe sehr hohe Einkommensgewinne erzielen, können kleinere Betriebe nur solange einen signifikanten Effekt verzeichnen, wie sie die wiederkehrenden Kosten der Zertifizierung nicht selbst tragen müssen, d.h. solange sie finanzielle Unterstützung durch einen Geber erhalten. Der letzte Teil unserer Studie befasst sich mit der Nachhaltigkeit der von Entwicklungshilfsprogrammen unterstützen GlobalGAP Zertifizierung von Kleinbauern. Wir schätzen ein bivariates Probit-Modell, um die Faktoren, die die nachhaltige Annahme des GlobalGAP Standards beeinflussen, in Abhängigkeit von erstmals erfolgter Zertifizierung zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unterstützung durch Exporteure der weitaus wichtigste Einflussfaktor der ständigen und nachhaltigen Einhaltung des GlobalGAP Standards ist. Im Vergleich zu Landwirten in von Produzenten geführten Gruppen haben Bauern, die in von Exporteuren geleiteten Gruppen organisiert sind, eine 85% höhere Wahrscheinlichkeit erneut zertifiziert zu werden. Daraus lässt sich schließen, dass die Mehrheit der zertifizierten Bauern in den von Produzenten geleiteten Gruppen nicht die Fähigkeiten besitzt, den GlobalGAP Standard ohne externe Unterstützung dauerhaft aufrecht zu erhalten, obwohl sie im Durchschnitt einen hohen Nutzen aus der Zertifizierung ziehen könnten. Des Weiteren zeigen die Ergebnisse, dass größere Betriebe mit einem höheren Anteil der zertifizierten Fläche an der Gesamtfläche häufiger erneut zertifiziert werden. Somit können wir feststellen, dass die relativ kleinen und weniger integrierten Bauern zu den ersten gehören, die nach dem Ende von Entwicklungshilfsprogrammen den GlobalGAP Standard ablegen. Diese bilden jedoch die primäre Zielgruppe von Entwicklungshilfsprogrammen, da sie am ehesten gefährdet sind, den Zugang zu Märkten aufgrund der steigenden Bedeutung von Lebensmittelsicherheits- und Qualitätsstandards zu verlieren.

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