Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung der Strahlungsstresstoleranz am Beispiel von Impatiens Genotypen unter Berücksichtigung morphologischer, anatomischer und physiologischer Merkmale. Von 2012 bis 2014 wurden Pflanzen von fünf Impatiens Genotypen bei unterschiedlichem Strahlungsangebot im Gewächshaus kultiviert. Zur Sensibilisierung des Pflanzenmaterials wurde ein Teil der Pflanzen während der Anzucht mit einer herkömmlichen Schattierung stark schattiert (70 % Lichtminderung). Nach 10 Wochen bei unterschiedlichem Strahlungsangebot wurden Blattproben für histologische Untersuchungen entnommen und fünf Pflanzen je Genotyp für Strahlungsstressapplikationen in Pflanzgefäße verpflanzt. Diese Applikationen erfolgten im Freiland unter einem UV-undurchlässigen und einem UV-durchlässigen Foliendach, sowie unter voller Sonne mit und ohne Bewässerung. Während der Stressapplikation wurde die stomatäre Leitfähigkeit und die Chlorophyll-Fluoreszenz gemessen, Thermalbilder erstellt und die Nekrosenintensität täglich dokumentiert. Innerhalb von sieben Tagen waren an schattiert angezogene Pflanzen, im Gegensatz zu unschattiert angezogenen Pflanzen, deutliche Reaktionen an sonnenexponierten Blättern in Form von Nekrosen zu erkennen. Ein zusätzlicher Einfluss von Trockenstress intensivierte diese Reaktion nicht. Zudem wurde deutlich, dass physiologische Messungen während der Stressapplikation nicht mit dem Auftreten der Nekrosen übereinstimmten. Hingegen zeigten Blattquerschnitte und physiologische Messungen nach der Anzucht, dass Blätter, die sich unter hohem Strahlungsangebot entwickelt haben, ein dickeres Palisadenparenchym, mehr Chloroplasten und eine höhere Sättigungskurve der Photosyntheserate aufweisen. Letztendlich zeigt die vorliegende Arbeit, dass die Strahlungsstresstoleranz der Pflanzen stärker von den Anzuchtbedingungen beeinflusst wird, als vom Genotyp, was die Identifikation einer Strahlungsstresstoleranz erschwert. / The aims of the investigation were to characterize the light stress reaction regarding the morphology, anatomy and physiology of five Impatiens varieties. For the trials from 2012 to 2014, plants of each variety were grown in greenhouses at different light conditions. To produce plants with a higher light sensitivity, the light intensity was reduced by using common shading systems (70 % shading). After 10 weeks of pre-treatment at different light conditions, five plants of each variety were transferred into balcony boxes. To determine the anatomical reactions, some leaves were harvested and used for histological investigations. For the light stress treatment, plants were placed outside under UV-impermeable foil, UV-permeable foil and in full sun radiation with and without irrigation. In addition, the stress reaction of plants was evaluated by measuring the stomatal conductance and chlorophyll fluorescence, by using thermal images and by documenting leaf damage daily. Within seven days of light stress the plants subjected to the low light pre-treatment had a significantly higher stress reaction on sun exposed leaves than the plants subjected to the high light pre-treatment. The additional drought stress did not intensify this reaction. Furthermore, the physiological measurements during the stress application were not confirmed by the emergence of leaf damage. But pictures of tissue sections and physiological measurements after pre-treatment illustrated that the leaves developed under high light conditions have more densely packed palisade parenchyma, more chloroplasts and a greater saturation curve of photosynthesis rate compared to the leaves developed in low light conditions. Finally, the results demonstrated that the conditions of plant cultivation influence the light stress adaption stronger than the genotype what makes the identification of light stress tolerant difficult.

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Fragestellungen zur Integration und Transformation auf den europäischen Agrar- und Ernährungsmärkten untersucht. Eine Weiterentwicklung der Gemeinsamen Agrarpolitik, die anstehende Osterweiterung der Europäischen Union (EU) sowie Auswirkungen von Ausländischen Direktinvestitionen (ADI) im Ernährungssektor mittel- und osteuropäischer Transformationsländer werden mit Hilfe von partiellen und allgemeinen Gleichgewichtsmodellen simuliert. Das Ziel der Arbeit ist die separate, quantitative Analyse ausgewählter Aspekte der Integration und Transformation sowie das Aufzeigen von Wechselwirkungen zwischen ihnen. Die Ergebnisse sollen dazu dienen, die politischen Rahmenbedingungen in der europäischen Agrar- und Ernährungswirtschaft zu verbessern. Als Hauptinstrumente einer neuen EU-Agrarpolitik werden einheitliche Boden- und Arbeitssubventionen verbunden mit einem weiteren Abbau des Außenschutzes untersucht. Diese würden zu wesentlich geringeren Verzerrungen auf den Produktmärkten und zu deutlichen Budgeteinsparungen gegenüber der derzeitigen Situation führen. Eine einheitliche Bodensubvention mit einer weitergehenden Liberalisierung wird auch als Politikoption für die EU-Osterweiterung analysiert. Der Handel mit Agrar- und Ernährungsgütern innerhalb einer erweiterten EU würde sich in einigen Szenarien verdoppeln. Durch Handelsgewinne und Transferzahlungen aus dem EU-Budget käme es in den Beitrittsländern zu einem Wohlfahrtsgewinn in Höhe von etwa zwei Prozent des Bruttosozialprodukts. Die Bedeutung von ADI im Transformationsprozeß sollte nicht überschätzt werden. Die Modellrechnungen ergeben, daß der Zustrom von ADI seit 1992 zu einem zusätzlichen jährlichen Wachstum des Bruttosozialprodukts von unter einem Prozent in den mitteleuropäischen Ländern und in den Nachfolgestaaten der Sowjetunion geführt hat. Durch zusätzlichen Technologietransfer profitiert die Agrarwirtschaft nicht immer von ADI in der Nahrungsmittelverarbeitung. Grund hierfür sind zum Teil Einsparungen bei der Verwendung landwirtschaftlicher Rohprodukte. Schließlich zeigt die Analyse von ADI in der polnischen Zuckerindustrie, daß handelspolitische Eingriffe, wie z.B. Produktionsquoten, die lokalen Auswirkungen von ADI stark beeinflussen können. ADI sind nur dann deutlich wohlfahrtssteigernd, wenn sie auf relativ unverzerrten Märkten getätigt werden. Die verbesserte Wettbewerbssituation in der Zuckerindustrie würde zu teilweise deutlichen Gewinnen für die Zuckerrübenproduzenten führen. / This dissertation consists of four essays covering various aspects of integration and transition on European agricultural and food markets. Further reform of the European Union's (EU) Common Agricultural Policy, a prospective Eastern enlargement, and the effects of foreign direct investment (FDI) in food industries of the transition countries are analyzed using partial as well as general equilibrium modeling approaches. The overall objective of the study is to quantify these processes separately as well as to demonstrate various interactions between them. The results should be useful for improving the political and economic environment in the European agricultural and food sector. In the discussion about further reform of the Common Agricultural Policy, uniform payments on agricultural land and labor have been proposed in connection with further reductions of border protection. The analysis shows that these policy options would be much less distortionary on product markets and they would lead to significant reductions in budget expenditures compared to the present situation. Furthermore, a uniform payment on land together with further liberalization is also analyzed as a policy option for the EU Eastern enlargement. Trade in agricultural and food products in an enlarged EU would double in some scenarios. Gains from trade and transfer payments from the EU budget would add up to a welfare gain of about two percent of total gross domestic product in the new member countries. The impact of FDI in the transition process should not be over-estimated. The model calculations show that total FDI inflows since 1992 induced additional economic growth of less than one percent per year in the Central European countries and the former Soviet Union. Additional transfers of new technologies into the food industry do not necessarily improve the situation in primary agriculture. The reason is partly input saving technical change which reduces the demand for agricultural raw products. Finally, the analysis of FDI in the Polish sugar industry reveals that trade policy interventions, like production quotas, have a strong influence on the local impact of FDI. Foreign investment is welfare improving to the local economy only if it occurs on more or less undistorted markets. Improved competition in the sugar industry would lead to considerable gains for local sugar beet producers.

Der Gelbkörper (corpus luteum, CL) ist eine transitorische Drüse, die im Ovar nach der Ovulation gebildet wird und durch ihre Progesteron-(P4)-Produktion die Trächtigkeit unterstützt. Bei allen bisher untersuchten Säugetieren endet die sekretorische Aktivität der CL mit dem Ende der Trächtigkeit oder Laktation, danach werden die CL abgebaut. Der Zyklus von Katzenartigen, wie etwa der Hauskatze, folgt dem gleichen Muster. Anders verläuft der Zyklus bei Luchsen. Beim Eurasischen Luchs (Lynx lynx) und beim Pardelluchs (Lynx pardinus) persistieren die CL nach der Geburt für mehr als zwei Jahre und sezernieren weiter P4. Die vorgestellte Arbeit sollte die Funktion persistierender (per) CL im Luchs untersuchen und die Fortpflanzung von Katzen weiter aufklären. Dazu wurden grundlegende histologische und hormonelle Aspekte der Lutealphase analysiert und der Einfluss des apoptotischen Systems sowie die Rezeptivität gegenüber Steroiden bei der Regulation der CL-Funktion betrachtet. Die CL von Hauskatzen und Luchsen wurden histomorphologisch unterteilt. In allen Proben wurden intraluteales P4 und Östrogene bestimmt. Weiterhin wurde die mRNA- und, wenn möglich, die Proteinexpression der proapoptotischen Faktoren BAX, Caspase-3, FAS, Tumor necrosis factor (TNF), TNF Rezeptor 1 (TNFRSFA1) und der Überlebensfaktoren (BCL2, TNFRSFB1), sowie des Progesteronrezeptors (PGR), der PGR-Membrankomponente (PGRMC) 1 und 2, des Östrogenrezeptors (ESR) 1 und 2, des G-Protein-gekoppelten Östrogenrezeptors 1 (GPER1) und des Androgenrezeptors (AR) gemessen. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Lutealphase der Hauskatze durch FAS, Caspase-3 und die TNF Rezeptoren 1 und 2 reguliert sein könnte. Steroide könnten über ihre Rezeptoren PGR, PGRMC1 und PGRMC2, ESR1 und AR wirken. Die physiologische Persistenz der CL beim Luchs könnte über BCL2, FAS, TNFRSFB1, PGRMC1, PGRMC2, ESR1, GPER1 und AR vermittelt werden. / Corpus luteum (CL) is a transitory gland which forms in the ovary after ovulation and supports the pregnancy with its production of progesterone (P4). In all mammals studied so far, the CL loses its secretory activity after pregnancy and regresses from the ovary. The feline luteal cycle follows the same pattern, and CL of the domestic cat functionally and structurally regress after lactation. However, the story is different for the lynx. In the Eurasian (Lynx lynx) and Iberian (Lynx pardinus) lynx, CL persist after parturition, weaning and for up to two years, still retaining their ability to secrete P4. Current work was initiated to understand the control of unusual persistent (per) CL in lynx and to learn more about feline reproduction in general. For this, studies on the basic histological and endocrinological aspects of the feline luteal phase, as well as potential involvement of systems of apoptosis and steroid receptivity in the CL regulation were performed. Collected CL from domestic cats and lynx were classified based on their histomorphology. In all samples, intraluteal P4 and estrogens were measured. Moreover, mRNA and where possible protein levels were determined for pro-apoptotic BAX, caspase-3, FAS, tumor necrosis factor (TNF), TNF receptor 1 (TNFRSFA1), pro-survival BCL2, TNFRSFB1, and for progesterone receptor (PGR), PGR membrane components (PGRMC) 1 and 2, estrogen receptors (ESR) 1 and 2, G protein-coupled estrogen receptor 1 (GPER1) and androgen receptor (AR). The results suggest that the luteal phase of the domestic cat is potentially regulated by caspase-3, FAS, TNFRSF1A, TNFRSF1B, and by actions of steroids via PGR, PGRMC1, PGRMC2, ESR1 and AR. Physiological persistence of Iberian lynx CL might be mediated by BCL2, FAS, TNFRSFB1, PGRMC1, PGRMC2, ESR1, GPER1 and AR. Current work indicates profound differences between the CL function and regulation in domestic cats and lynx, and promotes a highly species-specific approach in reproduction studies.

Umweltveränderungen kommen natürlicherweise vor und viele Spezies waren im Laufe ihrer Evolutionsgeschichte davon betroffen. Durch die Aktivitäten des Menschen jedoch finden diese in höherer Geschwindigkeit und größerem Umfang statt und stellen so für viele Spezies eine neue Herausforderung dar. Einen großen Einfluss auf die Umwelt nimmt der Mensch durch Verschmutzung, welche zu Veränderungen der Physiologie der Organismen und deren Verhalten führen und damit Einfluss auf die Populationsdynamik und letztendlich auf die Biodiversität haben kann. In meiner Dissertation untersuchte ich den Einfluss durch Bergbau ausgelöster Trübung auf das Verhalten und die soziale Struktur des Guppys. Er nutzt soziale Interaktionen für eine höhere Effizienz bei der Nahrungssuche und Räubervermeidung. Die Nutzung sei-nes dafür eingesetzten Sehsinns ist bei Trübung stark eingeschränkt. Ich untersuchte die Reaktion Trübung unerfahrener Fische aus Labor und Feld auf Trübung. Es zeigte sich, dass beide ihre sozialen Interaktionen in trübem Wasser verringerten. Eine zusätzliche Markow-Ketten-Analyse ergab aber auch, dass Laborfische Kontakte zu bestimmten In-dividuen der Gruppe verstärkten und Feldfische ihre initiierten Kontakte behielten. An-schließend studierte ich den Unterschied der sozialen Struktur Trübung erfahrener und - unerfahrener Fische. Trübung erfahrene Fische erhöhten die Gesamtzahl der Interaktio-nen, reduzierten jedoch die Anzahl der initiierten Kontakte im Gegensatz zu unerfahre-nen Fischen. Diese Strukturänderung, vermute ich, erhöht den Zusammenhalt und damit den In-formationsfluss im Schwarm. Die Ergebnisse von Folgeversuchen, nämlich der Erhalt der Paarungsanzahl und die effektivere Vermeidung einer Räuberattrappe bei Trübung er-fahrenen Fischen, unterstützen diese Vermutung. Die Arbeit zeigt, dass Guppys in der Lage sind, sich durch Änderung Ihrer sozialen Struktur an trübe Verhältnisse anzupas-sen. Dies könnte auch Einfluss auf ihre Populationsstruktur haben. / Most species have been subjected to environmental changes during their evolutionary history. However, due to human activity, environmental changes are currently occurring at higher speeds and on a greater scale, presenting new challenges for many species. Pollution, as a major type of human-induced environmental change, may not only affect physiology but also behaviour, thereby affecting population dynamics and consequently biodiversity. The topic of my dissertation is the effect of turbidity from quarrying on the behaviour and social association pattern of the guppy (Poecilia reticulata). Turbidity impairs the fish’s ability to use visual cues during social interactions, which in turn helps increases efficiency of foraging and avoiding predators. I investigated the initial re-sponse of guppies to turbidity and subsequently tested whether turbidity-experienced vs turbidity-inexperienced populations differ in their social association patterns and how they cope with ecological challenges. Both lab-reared and wild-caught guppies that were inexperienced with turbidity reduced social associations in turbid water in con-trast to turbidity-experienced fish. A Markov chain analysis revealed that lab-reared guppies increased associations with particular neighbours. Similarly, wild-caught gup-pies maintained the number of initiated associations under turbid conditions. The in-crease in non-initiated associations suggests a stronger connectivity within the shoal, leading to higher information transmission in a poor visual environment. Additional results showed that this altered social structure enabled turbidity-experienced fish to maintain the frequency of mating attempts in turbidity and to avoid predation risk. This suggests that guppies have the ability to adjust to turbidity, but with major changes in their social structure, which might have an impact on population dynamics.

Zur Einschätzungen und Bewertung der Nachhaltigkeit der gegenwärtigen Gemüseproduktion im Roten-Fluss-Delta, Vietnam, erfolgten empirische Untersuchungen zur Ermittlung und Bewertung eines Nachhaltigkeitsindex unter Nutzung verschiedener Lösungsansätze. Die Analysen und Einschätzungen wurden aus ökologischer ökonomischer und sozialer Sicht vorgenommen. Die erfassten Daten wurden unter Nutzung von zwei Methoden ausgewertet, der Mehr-Kriterien-Bewertungsmethode Analytic Hierarchy Process (AHP) und der Fuzzy Bewertungsmethode. In Workshops wurden mit den Farmern Präferenzen als Element der AHP, zu den Kriterien die Ausdruck der Nachhaltigkeit sind, erarbeitet. Es wurde herausgearbeitet, dass im ländlichen Raum, die Gemüseproduktion nachhaltig ist, im Peri-urbanen Raum wurde eine geringe Nachhaltigkeit ermittelt und im urbanen Raum keine Nachhaltigkeit. Im Ergebnis der Forschungsarbeit wurde herausgearbeitet, dass für einen nachhaltigen Gemüse-Anbau im Roten-Fluss-Delta, die Farmer ihr Kontrollsystem und System der Nachverfolgbarkeit verbessern müssen. Gleichermaßen ist es erforderlich die sozialen Bedingungen so zu gestalten, das die Prinzipien der‚ Guten Landwirtschaftlichen Praxis‘ greifen. Im Rahmen der Forschungsarbeit konnte gleichfalls eine Bewertung der Nachhaltigkeit unter Nutzung der Fuzzy Methode erfolgreich eingesetzt werden. Diese Ergebnisse sind geeignet, sowohl den Farmern, als auch den politischen Entscheidungsträgern, die geeigneten Werkzeuge für die Entwicklung einer nachhaltigen Gemüse Kultivierung in der Zukunft zu geben. / This study is empirical research by applying different sustainability assessment approaches to evaluate and to compare the sustainability index of the existing vegetable cultivation systems in the Red River Delta - the largest vegetable production land area of Vietnam in terms of environment, economic and social dimensions. In addition, this study also incorporated farmers'' perceptions as well as their preferences into the weight of criteria by using Analytic Hierarchy Process (AHP) in multi-criteria evaluation method, and rules formed in fuzzy evaluation method. The results from the sustainability assessment for the vegetable cultivation systems show that in the rural area, the sustainability are acceptable whereas in the peri-urban area are only conditionally acceptable, and in the urban area are not sustainable. The results from this study indicate that, to achieve sustainable vegetable cultivation systems in the Red River Delta in Vietnam, the farmers need improved internal controls and tracing systems as well as strict social control in order to implement good agricultural practices guidelines. This study result also shows that the sustainability assessment by fuzzy evaluation approach appears to be well suited to provide quantitative answers pertaining to sustainability that can help policy maker in choosing the tool for sustainability assessment in the future.

Zusammenfassung Die Asteraceae Brachycome dichromosomatica ist eine besonders geeignete Spezies, um B-Chromosomen zu analysieren. Die auf den B-Chromosomen-lokalisierte 45S rDNA wurde auf Ursprung und Funktion untersucht. Die Mikrodissektion von B-Chromosomen und PCR-Amplifikation ermöglichte es, B-Chromosomen-spezifische ITS2-Sequenzen der 45S rDNA zu erhalten. Auffallend bei dieser Analyse waren zwei beständige Differenzen zwischen den Sequenzen von A- und B-Chromosomen. Phylogenetische Untersuchungen identifizierten keine Spezies, die eine ITS2-Sequenz hatte, die ähnlicher zu der B-Chromosomen-ITS2-Sequenz war als die A-Chromosomen-ITS2-Sequenz von B. dichromosomatica. Es wurde ein Ursprung der B-Chromosomen in der Zeit vor der Ausbildung der vier Cytodeme von B. dichromosomatica postuliert. Die Analyse der Assoziationen von Mikro-B-Chromosomen mit dem Nukleolus ergab, dass 70% der Mikro-B-Chromosomen nicht mit dem Nukleolus assoziierten. Die hohe Frequenz von nichtassoziierten Mikro-B-Chromosomen weist auf eine Inaktivität der Mikro-B-Chromosomen-lokalisierten 45S rDNA hin. Die Immunfluoreszenzmarkierung zeigte, dass sich das Chromatin der A- und B-Chromosomen deutlich in der euchromatischen Histon-H3-Methylierung unterscheidet. Während die A-Chromosomen deutliche Immunfluoreszenzsignale aufwiesen, zeigten die Mikro-B- und Standard-B-Chromosomen nur eine schwache Markierung mit Antikörpern gegen Histon H3K4me1,2,3, H3K9me3 und H3K27me2,3. Die heteropygnotischen, mit Tandem-Repeats angereicherten Mikro-B-Chromosomen waren dabei noch weniger mit diesen euchromatischen Markierungen gekennzeichnet als die Standard-B-Chromosomen. Keine Unterschiede zwischen den A- und B-Chromosomen wurden für die heterochromatischen Markierungen Histon H3K9me1,2 und H3K27me1 gefunden, was darauf hinweist, dass die B-Chromosomen nicht spezifisch durch zusätzliche heterochromatische Histonmarkierungen gekennzeichnet sind. / Summary The Asteraceae Brachycome dichromosomatica is a suitable species for the analysis of B chromosomes (Bs). The origin and activity of micro B-located 45S rDNA of was analysed. Microisolation of Bs and PCR with internal transcribed spacer 2 (ITS2)-specific primers succeeded in the isolation of B-specific ITS2-sequences. ITS2 was sequenced for micro B, large B and A chromosomes, and conserved differences were identified between sequences originating from A and both types of Bs. Phylogenetic analysis did not identify a species that contained an ITS2 sequence that was more similar to either of the B’s sequences than that of the B. dichromosomatica A chromosomes (As). Thus, an origin of the Bs from As at a time prior to the divergence of the four cytodemes of B. dichromosomatica is suggested. Because 70% of micro Bs did not co-localize with the nucleolus I conclude that micro B-located 45S rDNA is not constitutively transcribed. Immunofluorescence demonstrates that the chromatin in A and both types of Bs differs markedly in euchromatic histone H3 methylation marks. While A chromosomes are labelled brightly, the micro B and large Bs are faintly labelled with antibodies against H3K4me2/3, H3K9me3 and H3K27me2/3. The heteropycnotic, tandem-repeat enriched micro Bs were even less labelled with euchromatic histone H3 methylation marks than large Bs. No differences between A and Bs were found as to the heterochromatic marks H3K9me1/2 and H3K27me1, indicating that Bs are not additionally labelled by heterochromatin typical histone H3 modifications. 1

Um die Erhaltung und Nutzung der beiden gefährdeten, hochwertigen Baumarten Pyrus pyraster und Sorbus torminalis zu fördern, wurden Methoden der in vitro Kultur und der Kryokonservierung evaluiert und optimiert. Kryokonservierung von Sorbus torminalis wird erstmalig beschrieben. Als Explantatquellen dienten Winterknospen, überwiegend von selektierten Bäumen aus Nachkommenschaftsprüfungen. Von den geprüften Faktoren Nährmedienzusammensetzung, Kulturgefäß, Schneidetechnik, Temperatur, Pikiertermin und physiologischer Zustand der Explantate erwies sich letzterer als entscheidend. Die Reiser mit den Winterknospen wurden in zwei aufeinander folgenden Jahren im November, Dezember, Januar, Februar und März geerntet und sowohl direkt als auch nach 2-monatiger Lagerung bei +5°C bearbeitet. Bei Pyrus führte Ernte im März zu den besten Ergebnissen der in vitro Kultur. Die besten Ergebnisse der Kryokonservierung wurden von Ernten im November bis Januar erzielt. Bei Sorbus differierten die Ergebnisse der in vitro Kultur zwischen den Jahren so stark, dass keine Aussage möglich war. Bei der Kryokonservierung waren die Erntetermine Dezember und Januar erfolgreich. Zur Kryokonservierung von in vitro Material wurden die Alginat-Einkapselung und die Droplet-Technik geprüft. Mit Pyrus wurden mit der Droplet-Technik Vitalitätsraten zwischen 7 und 13% erzielt, wenn eine bisher unveröffentlichte Kombination von Vorbehandlungen und PVS2-Vitrifizierung eingesetzt wurden. Die Kryokonservierung wirkte sich im Vergleich weder positiv noch negativ auf Wachstum und Entwicklung aus. Die Diskrepanz zwischen der Nutzung der tiefen Dormanz der Knospen und des damit verbundenen natürlichen Frostschutzes für die Kryokonservierung einerseits und der Vermeidung von tiefer Dormanz bei Etablierung von in vitro Kulturen wegen der damit verbundenen Wachstumshemmung andererseits wird diskutiert. / To facilitate conservation and utilization of the endangered valuable tree species Pyrus pyraster and Sorbus torminalis methods of in vitro culture and cryopreservation were evaluated and optimized. Cryopreservation of Sorbus torminalis is described for the first time. The explant sources were dormant winter buds, mainly from selected trees from progeny trials. The evaluation of media composition, culture vessel, cutting technique, date of pricking and physiological state proved the latter to be crucial. Twigs with winter buds were harvested in two subsequent years in November, December, January, February and March and were processed immediately and after two months of storage at +5°C. With Pyrus, the best results in in vitro culture were obtained after harvest in March while for cryopreservation harvest in November to January proved to be best. With Sorbus, the results in in vitro culture differed between the years and no conclusion could be drawn. Cryopreservation was successful after harvest in December and January. Encapsulation in alginate and the droplet-technique were evaluated for the cryopreservation of in vitro material. Vitality rates of 7 to 13% were achieved with Pyrus using the droplet-technique with a combination of pre-treatments and PVS2-vitrification not published so far. In comparison, cryopreservation was of neither positive nor negative influence on growth and development. The discrepancy between deep dormancy of buds being useful for cryopreservation because of its natural frost protection and the need to avoid it because it impedes in vitro culture is discussed.

Eine der drängendsten Fragen des 21. Jahrhunderts ist die Sicherstellung der Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung unter Berücksichtigung zukünftiger klimatischer und umweltpolitischer Aspekte. In dieser Doktorarbeit werden die wichtigsten, für eine höhere Nahrungsmittelproduktion erforderlichen Prozesse, wie Intensivierung, Flächenausdehnung und Handel, sowie deren Interaktionen mit der Umwelt näher untersucht. Diese Prozesse fließen in das globale, ökonomische Landnutzungsmodell MAgPIE ("Model of Agricultural Production and its Impact on the Environment") ein. Das Modell simuliert räumlich expliziten Landnutzungswandel und untersucht damit verbundene Vorgänge und Einflüsse, wie die landwirtschaftliche Produktion, internationaler Handel, Produktionskosten, Emissionen und Wassermangel. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen die Bedeutung des Wechselspiels zwischen Intensivierung und Flächenausdehnung. Regionen, wie Afrika, der Mittlere Osten, Südasien und China benötigen hohe Investitionen in technischen Fortschritt um der wachsenden Nachfrage standzuhalten. Zunehmende Handelsliberalisierung reduziert das Bedürfnis zur Produktivitätssteigerung mit Ausnahme von Lateinamerika, wo aufgrund komparativer Vorteile der Landwirtschaft höhere Produktivitätssteigerungen und stärkere Flächenausdehnungen beobachtet werden. Bezüglich drohenden Wassermangels hat eine Handelsöffnung in den meisten Fällen positive Auswirkungen, da wasserarme Regionen aufgrund vermehrter Importe Wasser sparen können. Dies trifft jedoch nicht auf Australien, Japan und Teile Zentralasiens zu, die durch erhöhte Exporte ihre knappen Wasserressourcen stärker beanspruchen. Die Einbindung von Regeln zum Waldschutz in einen globalen Emissionshandel könnte weitere Entwaldung verhindern. Gleichermaßen würde ein geringerer Konsum von tierischen Produkten in entwickelten Ländern zu einer geringeren Ausbeutung der Wasserressourcen in wasserknappen Gebieten führen. / One of the most prevailing questions in the 21st century is how to provide enough food for a growing population under increasing environmental and climatic constraints. In this thesis, I will examine the most important processes behind higher food production, like intensification, cropland expansion, and international trade, and its interaction with the environment. The processes are implemented in the global economic land use model MAgPIE ("Model of Agricultural Production and its Impact on the Environment"), which simulates spatially-explicit land use and land use change. Moreover, it examines procedures related to agricultural production, trade, production costs, greenhouse gas emissions, and water scarcity. Results of the thesis reveal the importance of the interplay between intensification and cropland expansion. Countries in Africa, the Middle East and South and East Asia require high investments in technological change to cope with future demand. Trade liberalisation lowers required yield improvements but leads to additional deforestation, especially in Latin America due to comparative advantages in agriculture. In terms of water scarcity, an opening of trade has foremost positive implications since water-scarce regions can save water through imports. This does not hold for Australia, Japan, and Central Asia, which additionally strain their water resources due to higher exports. Appropriate policies on international level can diminish the impact on environment and climate. The inclusion of avoided deforestation into a global emission trading scheme would be able to prevent deforestation. Similarly, policies reducing the consumption of animal products in developed countries would lower the pressure on water resources in water-scarce regions.

Der Stumpfblättrige Ampfer (Rumex obtusifolius) ist eine häufig auftretende Schadpflanze des Grünlandes. Er verdrängt wertvolle Futtergräser und beeinträchtigt die Grundfutterqualität und Futterkonservierung negativ. Zahlreiche Publikationen beschäftigten sich mit der Botanik und der allgemeinen Schadwirkung, zu den wirtschaftlichen Auswirkungen wurden bisher kaum belastbare Aussagen veröffentlicht. In 2-jährigen Felderhebungen wurden an 3 Standorten in Sachsen und Thüringen zu jeweils 4 Aufwüchsen die Parameter Abundanz, Deckungsgrad, Ertragsanteil, Trockenmasseertrag sowie Futterwert und Inhaltsstoffe von Ampfer in Relation zu Gras bei unterschiedlich starkem Ampferbefall untersucht. Die Erfassung der projektiven Deckung war deutlich besser zur Quantifizierung des Schadauftretens geeignet als die Abundanz. Der Ertragsanteil betrug das 0,69-fache des Ampfer-Deckungsgrades. Der Gesamt-TM-Ertrag wurde bei steigendem Ampferbefall regelmäßig nicht negativ beeinflusst. Die Energiedichte von Ampfer lag rund 25 % unter der der jeweiligen Graskomponente. Aus dem geringeren Trockenmasseertrag und der niedrigeren Energiedichte ergibt sich bei Ampferbekämpfung und Nachsaat ein Potenzial zur Steigerung des Energieertrages der Fläche. In Silierversuchen wurde die Wirkung von verschiedenen Mischungsanteilen von R. obtusifolius auf den Konservierungserfolg von Lolium perenne untersucht. Steigende Ampferanteile wirkten sich negativ auf das Gärsäuremuster der Grassilagen aus und führten zu einem zusätzlichen Rückgang der Energiedichte der anteiligen Ampferkomponente von rund 10 %. Es wurde ein mathematisches Modell entwickelt, mit dem sich auf Basis der Parameter Gesamt-TM-Ertrag des Bestandes, Energiedichte des Grases, dem Ampfer-Deckungsgrad und unter Einbeziehung des Milchpreises der potenziell entgangene Deckungsbeitrag berechnen lässt. Daraus kann für unterschiedliche Kosten-, Ertrags- und Erlössituationen eine flexible wirtschaftliche Schadensschwelle abgeleitet werden. / Docks are one of most frequently arising problem weeds of the permanent grassland. It suppresses valuable fodder grasses and negatively influences the basic fodder quality. Numerous publications concern themselves with botany and the general side-effect; chargeable statements to economic effects were so far however not published. In two-year field collections at three locations in eastern part of Germany the relations between abundances, coverage, yield part, dry matter yield of grass and docks as well as the worth-giving ingredients of both were analyzed. Different recording methods were comparatively evaluated. Estimating or measuring the weed ground cover was more suitable for quantifying the loss in economic value due to presence of Docks then plant counting’s. The proportional yield part of docks can be derived however surely from the percent of ground cover multiplied by 0.69. The total dry matter yield was regularly not affected by raising colonization of Docks. The net energy of docks was 25 % under that from grass. The low dry matter yield and the reduced net energy content of Docks in comparison to grass appearing a potential for raising net energy yield per hectare after controlling the docks and reestablishing the sward. In ensiling studies the effect of rising mixture portions of docks on preservation success of Italian rye grass was examined. It was stated that docks affects the fermenting acid sample negatively and leads to a proportionate decrease of net energy content of the silage feed of approximately 10 %. A mathematical model has been developed, based on entire dry matter yield of the site, net energy content of the grass, ground canopy of docks and milk proceeds. It allows the forecast of non realized income, which could be used in case of removal of docks and recovering gaps with grass comparably to the existing grass. From this point a flexible economical damage threshold can be derived for different costing, yield and proceeds situations.

Die Zusammenarbeit von Bauern, Beratern, Forschern und ihren Organisationen zur Entwicklung des ländlichen Raumes befindet sich in Brasilien in einer Krise. Es fehlen Entscheidungen und überzeugende Vorschläge seitens der Regierung für die Zukunft der landwirtschaftlichen Beratung. Die vorliegende Arbeit hat daher zum Ziel, zur Verbesserung der landwirtschaftlichen Forschung und Beratung in Brasilien und der Zusammenarbeit der Akteure im ländlichen Raum beizutragen. Als eine spezifische Form der Partizipation wird die Partnerschaft eingeführt, bei der die Akteure Organisationen sind und deren Wirkung über die mikrosoziale Ebene hinaus die meso- und makrosoziale Ebene einbezieht. Zunächst werden die bisher in der brasilianischen Agrarforschung und Beratung vertretenen Konzepte untersucht. Das Verständnis ihrer Grenzen und Möglichkeiten erlaubt, den Spielraum für die Einführung neuer Ansätze besser einzuschätzen. In der Arbeit werden zwei partizipative Erfahrungen im brasilianischen Bundesstaat Pará als Fallbeispiele aufbereitet: eine Entwicklungsorientierte Forschung mit Gruppen von Bauern im Rahmen einer Partnerschaft zwischen einer Forschungsorganisation (LAET) und einer Bauernorganisation (MPST) und der Aufbau eines landwirtschaftlichen Beratungsdienstes (Lumiar). Die Tatsache, daß beide Projekte im gleichen Kontext in der Region der Transamazônica angesiedelt sind, erleichtert das Verständnis der verschiedenen Dimensionen von Partizipation und Partnerschaft. Die Fallstudien werden in einem Dialog zwischen Theorie und Praxis anhand von Schlüsselelementen analysiert: Einstellung, Motivation und Fähigkeit; Bedarf; Macht; Organisationen; Konflikte; Vertrauen und Verhandlungen. Die Arbeit gelangt zu der Schlußfolgerung, daß eines der größten Probleme in der Praxis die Unklarheit über die Art der Partnerschaft ist, die unterschiedlich eng gestaltet werden kann. Im Prinzip wird die Möglichkeit der partizipativen Zusammenarbeit zwischen verschiedenen sozialen Welten (Bauern, Forscher, Berater) bestätigt, wobei deren wesentliche Schwierigkeit die Vermittlung zwischen verschiedenen Interessen ist. Erst durch die Einbeziehung der Ebene der Organisationen mit ihren Interessen können die Handlungen der Akteure verstanden werden, die auf diesem Niveau durch die zunehmende Notwendigkeit gekennzeichnet sind, Ungewißheitszonen zu sichern. Hegemoniestreben und die Gefahr von Mißverständnissen werden größer. Machtbeziehungen und Konflikte sind normale Erscheinungen, mit denen die Forscher und Berater umzugehen lernen müssen. Die Freiheit der Akteure bietet Spielraum zur Verwirklichung neuer Ansätze, beschränkt jedoch auch ihre verordnete Einführung. Einerseits ermöglicht sie die Einbindung offizieller Institutionen in die Agrarentwicklung. Andererseits verwandeln sich Organisationen, die als homogen angesehen werden, in zahlreiche Akteure mit unterschiedlichen Interessen. Verhandlungen sind im allgemeinen keine Auseinandersetzung um Argumente, sondern es geht um Interessen und Macht. Vertrauen kann es wegen der Machtbeziehungen und der zu ihrer Aufrechterhaltung notwendigen Ungewißheitszonen nur in eingeschränktem Maße geben und ist eher auf die mikrosoziale Ebene beschränkt, wo Strategien und Machtspiele eine geringere Rolle spielen. Zahlreiche Phänomene offenbaren sich erst durch die Aktion, darunter die Verhältnisse zwischen den Beteiligten, der soziale Bedarf und die Motive für die Zusammenarbeit. Die Integration zwischen Forschung und Beratung sowie die Zunahme von Interdisziplinarität kann nur durch die Auseinandersetzung vor Ort erreicht werden. Subjektive Faktoren, an erster Stelle Empathie, spielen eine entscheidende Rolle bei der Beratung, der Verhandlung und der Konfliktbehandlung. Die Erfahrungen aus den Fallstudien werden zu einem Vorschlag für einen kombinierten Forschungs- und Beratungsdienst aufgearbeitet. Dieser ordnet sich in die aktuellen Bemühungen um eine Neudefinition der Dienstleistungen für die bäuerliche Landwirtschaft ein, bei der die brasilianische Bundesregierung und die Bauernorganisationen Auseinandersetzungen und Dialoge um Veränderungen in der Agrarpolitik führen. / The cooperation among farmers, extensionists, researchers and their organisations to develop the rural areas in Brazil is in a crisis. Decisions as well as convincing proposals from the government are lacking about the future of the rural extension. The aim of this work is to contribute to the improvement of research and rural extension services in Brazil and also the cooperation among the actors in the rural areas. Partnership is introduced as a specific form of participation, in which organisations are the actors. Its impacts go beyond the micro social level to include the meso and the macro levels. Current approaches in Brazilian research and rural extension are analyzed first. Based on an understanding of their limits and possibilities, the opportunities for the introduction of new approaches are evaluated. Case studies on two participatory experiences in the Brazilian state of Pará are presented in this work: a research project with farmer groups in a partnership between a research organisation (LAET) and a farmer`s organisation (MPST), and the creation of a rural extension service (Lumiar). The fact that these studies are situated within the same context in the Transamazonian region facilitated the assessment of the various dimensions of participation and partnership, allowing the analysis of the research as well as the extension aspects. The case studies are discussed through key elements: attitude, motivation, ability, demand, power, organisations, conflicts, trust and negotiations. The results show that one of the biggest problems was the uncertainty about the type of partnership, which may take different forms: distant or close. The results of the dialogue between theory and practice, which were structured by the key elements, confirm the possibility of participatory work among different social worlds (farmers, researchers and extensionsts), whose main problem is the mediation between different interests. Only through the consideration of the organisational level can the actions of the actors be understood, which are characterized at this level by the growing need to protect uncertainty zones. The search for hegemony becomes relevant and the danger of disagreement grows. Power relations and conflicts are natural phenomena which the researcher and the extensionist have to learn to deal with. The actors´ freedom of action provides opportunities for the introduction of new approaches. However, it also limits its regulated implementation. Organisations, initially considered homogeneous, turn into many actors with diverse interests. In negotiations, arguments are less important than interests and power. Because of the power relations and the uncertainy zones, trust is only possible in a limited way. That is why it is more limited to the micro social level, in which the strategies and the power games play a minor role. Many phenomena only become apparent through action, such as the relationship between the stakeholders, their social needs and reasons for cooperation. The integration of research and extension, as well as an increase in interdisciplinarity can be achieved only through common action on the local level. Subjective factors, especially empathy, play a decisive role in advising, negotiation and conflict management. Based on the case studies, a proposal is presented for an integrated research and extension service. It can be part of the current efforts aimed at redefining services for smallholder agriculture, in which the Brazilian government and farmers` organisations are using confrontation and dialogue to achieve changes in the agrarian politics.