In der gartenbaulichen Forschung gewinnen zerstörungsfreie Produktmonitoringverfahren im Hinblick auf ein verbessertes Prozessmanagement an Bedeutung. Optische Methoden werden bereits in mobilen Systemen und Sortieranlagen zur Produktbewertung in Nachernteprozessen eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Beitrag zur quantitativen Bestimmung ernährungsphysiologisch bedeutender Fruchtpolyphenole auf der Basis laser-induzierter Fluoreszenzspektroskopie geleistet. An gelagerten Äpfeln und Möhren wurde die Varianz der Produktfluoreszenz bei verschiedenen Lagerbedingungen mit Hilfe der Hauptkomponentenanalyse ausgewertet, um die Produktentwicklung zerstörungsfrei aufzuzeigen. Für eine angepasste Methode der Datenauswertung wurden hierbei verschiedene Signalvorverarbeitungsmethoden getestet. Die quantitative Bestimmung einzelner Inhaltsstoffe wird in der komplexen pflanzlichen Matrix sowohl beeinflusst durch die Fluoreszenzquantenausbeute als auch Reabsorptions- und Löschungseffekten. Aufbauend auf Untersuchungen an Phenolstandards, Fruchtextrakten und geschnittenem Fruchtgewebe zu Einflussparametern und fluoreszenzspektrokopisch messbaren Konzentrationsbereichen wurden neuere Datenvorverarbeitungsmethoden zur Korrektur angewendet. Kalibriermodelle wurden auf der Basis der fluorimetrisch und chromatographisch ermittelten Werte von Hydroxyzimtsäurederivaten bei Apfel und Erdbeere erarbeitetet und hinsichtlich der Messungenauigkeit in der Kalibrierung und Kreuzvalidierung verglichen. Aufgrund der hohen Variabilität gartenbaulicher Produkte wurden diese Modelle auf einem unabhängigen Datensatz getestet. Mit Hilfe mathematischer orthogonaler Signalkorrektur konnte die für den Polyphenolgehalt nicht relevante Varianz aus den spektralen Daten entfernt und verringerte Kalibrierungs- und Validierungsfehler erzielt werden. Der in der Fluoreszenzanalyse übliche empirische Ansatz mit reflexionskorrigierten Fluoreszenzspektren zu arbeiten führten hingegen zu keiner Fehlerverminderung. / During recent years several research groups focussed on the development of non-destructive product monitoring methods to improve the process management for horticultural products in the entire supply chain. Optical methods have been applied for fruit monitoring in production and postharvest processes using mobile measuring systems or NIR sorting lines. The aim of the present study was to quantitatively determine health promoting native fruit polyphenols by means of laser-induced fluorescence spectroscopy. The variance in the fluorescence signal was detected on apples and carrots stored under different conditions. With the help of principal component analysis the fluorescence spectra were evaluated to visualize senescence effects during storage. Different data pre-processing methods were tested for a descriptive factor analysis regarding the wavelength-dependent intensities as variables. However, in a complex fruit matrix the quantitative determination of fruit compounds is influenced by its fluorescence quantum yield as well as reabsorption and quenching effects. The influence of side-effects was studied in phenol standards, fruit extracts and sliced fruit tissue and spectral data was corrected using new data pre-processing methods.. Calibration models for the polyphenol analyses were built on the fruit fluorescence spectra (apples, strawberries) using the chromatographically analysis of hydroxycinnamic acids as a reference. The uncertainty of the models was evaluated by their root mean squares errors of calibration and cross-validation. The feasibility of the non-destructive analysis in practice is influenced by the high variability of horticultural products. Therefore, the models were validated on an independent test set. The mathematical data pre-processing method of direct orthogonal signal correction removed the non relevant information in the spectral data and resulted in the lowest errors. In comparison, the often applied empirical approach in fluorescence spectroscopy to correct with simultaneously recorded reflectance spectra did not improve the calibration models.

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Phosphor (P) ist ein für alles Leben notwendiges essentielles Nährelement. Die heutige globalisierte und intensivierte agrarische Produktion benötigt daher die Anwendung großer Mengen Phosphatgesteins, welches eine endliche Ressource darstellt. Gleichzeitig ist der intensive P Gebrauch mit der Eutrophierung von Gewässern verbunden. Es besteht daher Forschungsbedarf um die landwirtschaftliche Produktion zu erhalten. Ziel dieser Arbeit ist die in der Region Berlin-Brandenburg nach Ansatzpunkten für ein verbessertes P Management zu suchen. Hierfür wurde für 2011 eine Substanzflussanalyse (SFA) für P erstellt und Pflanzenproduktion der Jahre 2005-2012 genauer untersucht. Mit Hilfe einer Briefumfrage wurde Daten von 119 Bauernhöfen ausgewertet und mit dem pflanzenverfügbaren P Gehalt (PVP) der landwirtschaftlichen Nutzfläche abgeglichen (LNF). Im Ergebnis zeigt sich für die Region eine negative P Bilanz der LNF(-3.617 t P) und ein hohes Recyclingpotential in Abfall (933 t P) und Abwasser (3.921 t P). P in mineralischen Düngemitteln belief sich auf 4.447 t. Der Gesamtentzug über die Ernte ohne Stroh betrug 15.283 t P und war vergleichbar zu 2006, das Jahr des geringsten P-Entzugs. P-Entzug durch die Ernte schwankte um 7.069 t P/a von 2005 bis 2013, abhängig vom Ertrag der Hauptfeldfrüchte, welche durch die Wetter- und Bodenbedingungen bestimmt wurde. Hieraus ergeben sich mögliche Konsequenzen für P-Flüsse in Bezug auf den Klimawandel, die an den Wasserhaushalt und die Temperatur gekoppelt sind. Die Analyse der Umfrage ergab, dass die kleinen und mittgroßen Einzelunternehmen höhere PVP Werte in der LNF aufwiesen. Die größeren Unternehmensformen regierten empfindlich auf Faktoren, die niedrige PVP-Werte begünstigten. Pacht, Grünland, extensive Rinderhaltung, und viehlose ökologische Landwirtschaft waren mit niedrigen PVP-Werten assoziiert. Biogasanlagen und intensive Tierhaltung, zum Teil auch in Kombination miteinander standen im Zusammenhang mit hohen PVP-Werten. / Phosphorus (P) is an essential nutrient for all life on earth and it is thus needed in agricultural production. Today’s globalized and intensified agricultural production has led to the dependency on P inputs which are fed by phosphate rock, being a finite resource. In contrast, excessive P is a major driver in eutrophication. To sustain agricultural production, there is a need to address this problem. The aim of this thesis was to identify points at which P management could be improved for the region Berlin-Brandenburg. To analyze the system and screen for improvement, a substance flow analysis (SFA) for P for the year 2011 was compiled and for crop production the years 2005-2012 were analyzed. Also, data from 119 farms was obtained by a letter survey and relations between farm structural factors and soil test P (STP) were drawn. The results showed a negative balance for agricultural soils (-3,617 t P) and a considerable recycling potential in waste (933 t P) and wastewater (3,921 t P). Mineral fertilizer inputs amounted to 4,447 t P. P removal by crops was 15,283 t without straw and residues, being almost as low as in 2006; the year with the lowest removal by main crops. P removal by harvest varied significantly (7,069 t P/yr from 2005 to 2013) and depended on the performance of main crops which in turn is influenced by weather and soil. As a result of this, climate change may interact significantly with P flows in agriculture. Here, important variables are connected to conditions in P uptake and plant growth in general (e.g. water supply and temperature). The analyses of farms in the region showed that individual farms of small to medium size had more land with (very) high STP. Larger partnerships and companies/cooperatives were susceptible to factors causing low STP. Tenancy, grassland, extensive cattle and stockless organic farming had a lowering effect on STP. Biogas plants and intensive (cattle) farming, partly combined, were connected to a rise in STP.

Das Ziel der Arbeit war die Entwicklung einer Begrünungsmethode für Gleisbette mit schneller Vegetationsentwicklung. Zur Begrünung wurden Sedumpflanzen verwendet, die durch den Einsatz von Bacillus subtilis, Lactobacillus und Nährsubstrat (allein und kombiniert) in verschiedenen Vegetationssystemen auf dem nährstoffarmen Standort Gleisbett etabliert werden sollten. Die Aktivität der inokulierten Mikroorganismen wurde indirekt über den Einfluss auf die Vegetationsleistung ermittelt. Der Einsatz von B. subtilis und Lactobacillus bewirkte eine signifikante Wachstumsförderung der oberirdischen Pflanzenteile. Die Anwendung von Nährsubstrat als Bodenhilfsmittel war ebenfalls für das Pflanzenwachstum besonders wirksam, sowohl allein appliziert als auch in Kombination mit den Bakterien. Darüber hinaus führte die Applikation der Bakterien und des Nährsubstrates zu einem reduzierten Trockenstress auf Geotextilmatten. Die Wahl des Substrates war entscheidend für die Wirksamkeit der Bakterieninokulation. Jedoch hatten höhere Versuchstemperaturen und pH-Werte ebenfalls eine positive Wirkung auf das Pflanzenwachstum. Diese Einflüsse waren in Kombination mit Ziegelbruchsubstrat wesentlich stärker als mit den anderen getesteten Substrattypen. Das Ziegelbruchsubstrat kombiniert mit einer Bakterien- und Nährsubstratbehandlung bewährte sich als günstiges, umweltschonendes Begrünungsverfahren von Gleisbettanlagen. / The aim of the present study was to develop and improve existing methods for the remediation of rail tracks using soil borne bacteria. Through the use of Bacillus subtilis and Lactobacillus ssp. alone and in combination with a nutrient solution three different growth substrates were tested. The substrates were brick chips, textile mats, and mineral wool mats. Brick chips were tested along railway tracks in Munich but all three substrates were tested along an artificial rail track on the experimental station at the Humboldt University-Berlin. Plants selected for remediation belong to the genus Sedum, which is relatively tolerant to dry conditions. The use of Bacillus subtilis and Lactobacillus in combination with a nutrient solution improved plant growth significantly. Plants inoculated with bacteria showed increased growth during the first three months but after four months there was no longer any significant difference between treatments. The addition of nutrient solution alone improved plant growth. Plant growth was significantly different on all three substrates, whereas brick chips were the best substrate. The results of this study indicate that the quality of the substrate is the most important factor for remediation and greening of rail tracks. Both bacteria tested had only a limited effect. High temperature and pH resulted in larger Sedum plants in the open field. Brick chips are a cheap substrate which can be used for rail track greening. The rapid growth of plants can be influenced by the application of an additional nutrient solution as well as inoculation with Lactobacillus and/or B. subtilis.

Im Zuge der rasanten Verbreitung von Mikrokrediten und Mikrosparprodukten werden seit etwa einem Jahrzehnt auch Mikroversicherungen an einkommensschwache Haushalte in Entwicklungsländern verkauft. Sie stellen für diese Haushalte eine Möglichkeit dar, mit den Folgen von Risiken besser umzugehen und somit ihren Wohlstand zu steigern. Diese Arbeit verwendet quantitative und qualitative Analysemethoden – basierend auf eigenen Haushaltsumfragen und Fokusgruppendiskussionen –, um die Aufnahmebedingungen von Mikroversicherung in Ghana zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen erstens, dass über Standarddeterminanten der Versicherungsnachfrage hinaus Faktoren informeller Vertrauensbildung und die subjektive Risikoeinschätzung eine entscheidende Rolle spielen. Dies begründet sich in bestehenden Informationsasymmetrien und einer geringen Erfahrung mit dem Versicherungsprodukt und dem Versicherer. Ferner steht die Nutzung von Mikrolebensversicherung in einer sich verstärkenden Beziehung zu der Nutzung anderer formaler Finanzdienstleistungen. Zweitens wird deutlich, dass der Wert (Client Value), den die Zielgruppe in Mikroversicherung sieht, nicht allein auf Kosten- und Nutzenerwägungen basiert. Vielmehr spielen auch emotionale- und soziale Aspekte eine Rolle. Der Kundenwert wird dabei von Faktoren wie (geringen) Finanz- und Versicherungskenntnissen, der Beeinflussung durch die soziale Gruppe und dem Vergleich mit alternativen Risikomanagementstrategien beeinflusst. Drittens bestehen genderspezifische Muster in der Aufnahme von Mikrolebensversicherung, die mit dem Haushaltstyp und regional unterschiedlichen soziokulturellen Bedingungen zusammenhängen. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass Präferenzen bezüglich Lebensversicherung innerhalb von Haushalten variieren und die Wahrscheinlichkeit eines Versicherungskaufs mit wachsender Verhandlungsstärke der Frau zunimmt. Die Ergebnisse legen nahe, dass Frauen eine besonders wichtige Zielgruppe für Mikrolebensversicherungen sind. / Microinsurance has been the third financial service – following microcredit and microsavings - to enter emerging financial markets in the developing world. It is widely regarded as a promising innovation that could provide high welfare gains, given that low-income people often lack efficient strategies to manage and cope with risks. This thesis applies quantitative econometric and qualitative methods – based on own household and individual survey data and focus group discussions – to investigate participation patterns and perceived value in micro life insurance in Ghana. The results of this thesis show that household, first, uptake of micro life insurance does not entirely follow the predictions made by standard insurance theories. Informal trust-building mechanisms and subjective risk perceptions turn out to play an important role in the context of information asymmetries and limited experience with formal insurance. Furthermore, there is a mutually reinforcing relationship between micro life insurance and other formal financial services available in the rural and semi-urban study areas in Ghana. Second, the perceived value of microinsurance consists not only of the expected or experienced benefits and costs, but also of quality, emotional and social dimensions. Perceptions of high or low value are driven by large discrepancies between expectations and experiences, clients’ knowledge about insurance, their interaction with peers, and the availability and effectiveness of alternative risk management options. Third, there are gender-specific patterns of market participation between and within households that are intertwined with the household type and regionally varying sociocultural conditions. Spousal preferences on insurance differ and women with a higher bargaining power are more likely to purchase insurance on their own. The results suggest that women are an important target group for the provision of micro life insurance.

Arbeitsplätze im Gartenbau sind trotz fortschreitender Mechanisierung durch einen hohen Anteil an Handarbeit gekennzeichnet. Die aktuellen Rahmenbedingungen im Gartenbau erfordern für die Zukunft einen effizienteren Einsatz des Faktors Arbeit in wirtschaftlichen und an Attraktivität gewinnenden Arbeitssystemen. Die Entwicklung solcher Systeme erfordert ein Verfahren zur objektiven Bewertung vorhandener und neuer Betriebs- und Arbeitsabläufe. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Weiterentwicklung eines auf der Verfolgung von Infrarot-Leuchtdioden basierenden 3-D-Bewegungsanalysesystems. Dazu wurde das Kamerasystem der Firma Wente/Thiedig um eine vom System unabhängige Software erweitert. Die für die Bewertung herangezogenen Indikatoren werden ausführlich beschrieben und im Ergebnisteil auf ihre Eignung überprüft. Aufgrund der digitalen Aufzeichnung der Bewegungen erhöht sich die Aussagekraft durch einen größeren Stichprobenumfang und eine höhere Messgenauigkeit erheblich. Um die Aussagekraft und den Erkenntnisgewinn aus den softwareseitig ermittelten Indikatoren zu überprüfen, wurden Anwendungsversuche mit verschiedenen Fragestellungen durchgeführt, die im zweiten Teil der Arbeit beschrieben werden. Am Beispiel der Produktauflage auf ein Förderband werden die Einflüsse spezifischer Gestaltungsparameter auf die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems verdeutlicht. Die Veränderung der Bandgeschwindigkeit wirkte sich stark auf die erzielten Leistungen aus. In einem weiteren Versuch werden zwei Sitzplätze auf Spargelerntehilfen über die Bewegungsanalyse miteinander verglichen. Mehrere Indikatoren belegen die Vorzüge des mit Kniepolstern ausgestatteten Sitzplatzes. Die Ergebnisse der beiden Versuche zeigen, dass es gelungen ist, zahlreiche relevante Indikatoren für den Vergleich der aufgezeichneten Bewegungen zu bilden. Der Nutzer gewinnt aus den Bewegungsdaten Informationen, die eine objektive Entscheidungsfindung ermöglichen. Als besonders wertvoll ist der Erkenntnisgewinn bezüglich einer menschengerechten Arbeitsplatzgestaltung zu bewerten, um für die Weiterentwicklung gartenbaulicher Arbeitssysteme neben der Wirtschaftlichkeit andere Entscheidungskriterien zu fördern. / Despite the fast technical progress modern horticultural work places still require a lot of manual work. The current development in the horticultural sector demands a more efficient implementation of manpower and an increasing attractiveness of simple manual tasks for the future. The design of such systems demands a method to objectively evaluate present and new work systems. This thesis describes a largely improved 3-D-motion analysis system based on the tracking of infrared light diodes. The camera system manufactured by Wente/Thiedig is extended by a newly developed independent software to evaluate the motion data. From the recorded motion data quantitative parameters and qualitative parameters are calculated. Several graphical functions within the new software facilitate the understanding of the motion data. The available objective measures of comparison are described in detail in chapter four. In the experiments they are reviewed for their suitability. The digital recording of the motion data allows a large sample size. Accuracy and explanatory power as well as the level of confidence are increased. To proof their suitability and the increase of information gained with the measures of comparison practical experiments were carried out. These are described in the fifth chapter of this thesis. A workstation for placing products on on a conveyor belt is varied to show the influence of design parameters on the operating efficiency. The speed of the conveyor movement strongly affected the output. In another experiment two seat constructions built for asparagus harvesting aids are compared by motion analysis. Several measures of comparison suggest to favor the seat with knee pads. The results from all practical experiments show that relevant measures of comparison were defined to successfully compare the motion data. The user of the newly developed analyzing program gains valuable information to make a truly impartial decision. The motion analysis systems enables scientists to gather a multitude of information out of one experiment, which formerly required a combination of several methods. A more of information to rate human factors is notedly valuable, encouraging the development of horticultural work systems towards incorporating economic and ergonomic criteria.