Thesis--Tübingen. / Vita. Includes bibliographical references (p. 273-285).

Hohenheim, Univ., Diss., 2008. / Enthält u.a. vier Abstracts.

Thesis--Tübingen. / Vita. Includes bibliographical references (p. 273-285).

Thesis--Münster. / Includes bibliographical references (p. 154-171).

Zürich, Eidgenössische Techn. Hochsch., Diss., 2007. / Zsfassung in engl. und dt. Sprache.

Thesis (doctoral)--Swedish University of Agricultural Sciences, 2000. / Includes bibliographical references.

Im Rahmen der Biogasgewinnung in Deutschland wurde Mais schnell zum beliebtesten Substrat für den Einsatz in Biogasanlagen. Die damit verbundene, rasante Steigerung der Maisanbaufläche wurde mit Einführung des „Maisdeckels“ (EEG 2012, § 27) vorerst gestoppt. Dieser begrenzt die Nutzung von Mais und Getreidekorn als Substrat in Biogasanlagen (mit Inbetriebnahme nach 1.1.2012) bei 60 % sofern ein Anspruch auf Förderung bestehen soll. Dennoch ist die Akzeptanz des Maisanbaus in der Öffentlichkeit stark gesunken und wird unter dem Begriff „Vermaisung“ mit einer Vielzahl negativer Aspekte diskutiert. Hierzu gehören neben ökologische Folgen, wie Biodiversitätsverlust und Grünlandumbrüchen auch ökonomische wie eine Erhöhung der Pachtpreise und ethische Argumente wie der „Teller oder Tank“ Konflikt. Um zukünftig sowohl ökonomischen als auch ökologischen Ansprüchen zu genügen, bietet der Maisanbau mit Stangenbohnen in Mischkultur eine interessante Alternative. Die Stangenbohnen bieten eine Nahrungsquelle für Bestäuberinsekten und das Potential die Stickstoffdüngung in der Mischkultur zu reduzieren. Zur Nahrungsmittelproduktion ist dieses System in den Tropen weit verbreitet und auch in Deutschland konnte es auf Anhieb in Vorversuchen zur Biomasseproduktion sehr hohe Erträge erzielen. Die vielversprechenden ersten Erfahrungen führen zu der Frage, ob spezielle Maisgenotypen und –zuchtprogramme sinnvoll sind, welche die Erträge weiter steigern können, oder ob die gängigen Maissorten geeignet sind. Hierzu wurden zunächst 2012 180 Testhybriden (90 Flintlinien mit einem Denttester sowie 90 Dentlinien mit einem Flinttester) sowohl im Reinanbau (10 Maispflanzen /m²) als auch in Mischkultur (7,5 Maispflanzen/m²) mit der Stangenbohnensorte „Neckarkönigin“ (7,5 Bohnenpflanzen/m²) an drei Standorten (Göttingen, Einbeck, Grucking) angebaut, von denen lediglich Einbeck auswertbar war. Aufgrund der Gesamttrockenmasseleistung ihrer Testkreuzungen wurden für jedes Anbausystem die besten 20 Flint- und 20 Dentlinien selektiert. Die Bohnenertragsanteile lagen auf Grund der Frühreife der „Neckarkönigin“ bei durchschnittlich nur 5 % und resultierten in der Aufnahme der Bohnensorten „Bobis a grano nero“ und „Anellino verde“ in die Versuche der Mischkultur im folgenden Jahr. Die selektierten Maislinien wurden im Winterzuchtgarten erneut mit einem Tester des anderen Genpools gekreuzt und 2013 in dem Anbausystem angebaut, in dem sie im Vorjahr selektiert wurden. Der Anbau erfolge an drei Standorten (Göttingen, Einbeck, Eutingen). Auf Grund der schlechten Frühjahrswitterung konnten nur die Versuche in Göttingen und Einbeck auswertet werden. Die Bohnenertragsanteile 2013 lagen bei durchschnittlich nur 2 %, jedoch konnte sich „Anellino verde“ durch eine ausgeprägte Spätreife auszeichnen. Aus den 20 Testhybriden je Genpool und Anbausystem wurden die besten 5 Flint- bzw. Dentlinien je Anbausystem selektiert. Bei den Flintlinien aus der Mischkultur wurde aus versuchstechnischen Gründen nur 4 Linien selektiert. Im Winterzuchtgarten wurden die 5 Flint- und Dentlinien, welche im Reinanbau selektiert wurden, faktoriell miteinander gekreuzt. Gleiches gilt für die 4 Flint- und 5 Dentlinien aus der Mischkultur. So entstanden 45 Experimentalhybriden, welche im letzten Versuchsjahr 2014 sowohl in Reinanbau mit 7,5 Maispflanzen/m² und 10 Maispflanzen/m² als auch in Mischkultur mit „Anellino verde“ (7,5 Maispflanzen/m² und 10 Bohnenpflanzen/m²) an den Standorten Göttingen, Einbeck und Eutingen untersucht wurden. In diesem Jahr konnten Bohnenertragsanteile von bis zu 13 % erreicht werden. In der Maiszüchtung werden bei der Selektion der Trockenmasseertrag und der Trockensubstanzgehalt betrachtet. Zur Berechnung des erwarteten Selektionserfolges wurde daher mit dem reifekorrigierten Ertrag (RekoE) ein Merkmal berechnet, welches Trockenmasseertrag und Trockensubstanzgehalt berücksichtigt. Für dieses Merkmal zeigen 2012 signifikante Maisgenotyp x Anbausystem Interaktionen, dass ein spezielles Zuchtprogramm zur Entwicklung von Maissorten für den Anbau in Mischkultur sinnvoll sein kann. Allerdings lagen die genetischen Korrelationen zwischen RekoE im Reinanbau und RekoE in Mischkultur bei 0,76 – 0,83. Diese hohen Korrelationen lassen eine indirekte Selektion auf Mischkultureignung des Maises attraktiv erscheinen. Hierbei würde im Reinanbau indirekt auf das Zielmerkmal (Mischkultureignung) selektiert. Unter Berücksichtigung, dass eine Selektion in Mischkultur (direkte Selektion) zusätzliche Ressourcen verlangt und Mais ohnehin im Reinanbau in der praktischen Maiszüchtung getestet wird, konnte kein Vorteil auf Seiten der direkten Selektion gegenüber der Selektion im Reinanbau (indirekte Selektion) bei den Flinttesthybriden ermittelt werden. Bei den Denttesthybriden hingegen konnten Vorteile einer direkten Selektion ermittelt werden, da in der Mischkultur die Heritabilität um 0,08 höher war als im Reinanbau. 2014 konnten keine Maisgenotyp x Anbausystem Interaktionen nachgewiesen werden und die Schätzwerte für die genetischen Korrelationen zwischen Reinanbau und Mischkultur lagen bei 1. Dies führt zu der Schlussfolgerung, dass wahrscheinlich kein eigenständiges Zuchtprogramm für Mais in Mischkultur zu rechtfertigen ist. Stattdessen könnte zunächst im Reinanbau eine Vorselektion stattfinden mit einer abschließenden Prüfung in Mischkultur. Obwohl in den Versuchen nur geringe Bohnenanteile realisiert wurden, resultierten aus den in Mischkultur selektierten Linien einige sehr leistungsstarke Hybriden. Für die zukünftige Etablierung der Mischkultur von Mais und Bohnen zur Biomasseproduktion gilt es nun auf Seiten der Bohne das genetische Potential für dieses Anbausystem zu untersuchen und zu nutzen. Erste Begleitversuche im Rahmen dieser Arbeit haben gezeigt, dass hier ein enormes Potential liegt.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand darin, in Modellversuchen in Wasserkultur und im Festsubstrat sowohl elementspezifische (Mg-, Fe-, Mn- oder Zn-Mangel) als auch komplexe N hrstoffmangelsituationen (gleichzeitiger Mangel an Fe, Mn und Zn) zu simulieren und die Wirkung pr ventiver resp. kurativer Blattapplikationen auf Wachstum und Ertrag von Buschbohnenpflanzen zu untersuchen. Zusammengefaát wurden folgende Ergebnisse erzielt. Bei unzureichendem Mg- und Fe-Angebot sowie bei gleichzeitigem Mangel an Fe, Mn und Zn wurden das Wachstum und die Ertragsbildung hochsignifikant vermindert. Die Auswirkungen des Mg-Mangels auf Wachstum und Ertrag wurden durch die pr ventive Blattapplikation erfolgreich ausgeglichen. Die verwendeten Mikron hrstoff-Formulierungen waren bei Fe-Mangel bzw. bei multipler Mikron hrstoff-Unterversorgung, im Gegensatz zu Mn- bzw. Zn-Mangel, weniger wirksam. Aufgrund des N hrstoffmangels w hrend der generativen Phase wurden die gebildeten Bl ten und H lsen abgeworfen. Den Mangelpflanzen erm glichte die Blattapplikation erst die H lsenbildung. Ausschlaggebend f r die H he des H lsenertrages war die Anzahl der gebildeten H lsen, da das H lsengewicht nicht wesentlich beeinfluát wurde. Aufgrund des verminderten N hrstoffangebotes im N hrmedium nahm die Konzentration der betroffenen N hrstoffe im Blatt bis in den kritischen Grenzwertbereich ab. Mit Ausnahme der Fe-Mangelvarianten wirkte die Blattd ngung dieser Abnahme der N hrstoffkonzentration erfolgreich entgegen. Hinsichtlich Wachstum Ertragsbildung und N hrstoffaufnahme wurden, sowohl bei den Mg- als auch bei den Mikron hrstoff-Blattd ngern keine von der Zusammensetzung abh ngigen Wirksamkeitsunterschiede festgestellt. Bez glich der untersuchten Parameter des Wachstums und der Ertragsbildung erwies sich die pr ventive Mg-Blattapplikation der kurativen gegen ber als hochsignifikant berlegen. Derart deutliche Wirksamkeitsunterschiede in Abh ngigkeit vom Applikationszeitpunkt blieben bei den Mikron hrstoff-Blattd ngern aus. Ein Mg- und Mikron hrstoffangebot von 10% im Jugendstadium konnte ein ungest rtes vegetatives Wachstum der Pflanzen gew hrleisten. Eine Mg- bzw. Mikron hrstoff-Unterversorgung der Pflanzen w hrend der generativen Phase bewirkte einen R ckgang des Samenertrages von ber 60% bis 80%. Mit Hilfe der Blattapplikationen w hrend der generativen Phase wurde der Abwurf der reproduktiven Organe hochsignifikant vermindert. Dadurch konnten ber 90% des Samenertrages der Kontrolle erreicht werden. Ungeachtet einer erfolgreichen Impfung mit Rhizobium blieben die Pflanzen ohne N-Startd ngung im Vergleich zu einer Startd ngung mit einer quivalentmenge von 40 kg N/ha bei Wachstum und Ertragsbildung hochsignifikant zur ck. Gemessen am Samenertrag konnten die Auswirkungen des N-Mangels im Jugendstadium durch eine Nachd ngung zu Bl hbeginn nicht mehr ausgeglichen werden. Durch die Kombination Nachd ngung zu Bl hbeginn und Blattapplikation w hrend der Kornf llungsphase wurde die Abscission von reproduktiven Organen signifikant vermindert und die h chste Ertragswirksamkeit erzielt. Unabh ngig von den Behandlungen lag der Rohproteingehalt der Samen bei 20%. Auch die anderen N hrstoffe der Samen lagen im normalen Konzentrationsbereich f r Buschbohne. / The aim of this study was to simulate as well specific (Mg-, Fe-, Mn- and Zn-deficiency) as complex nutrient deficiency situations in model systems using either nutrient solution or solid substrates and to investigate the effect of preventive or curative applications of foliar fertilizers on growth and yield of bean plants. Results may be summarized as follows: Insufficient supply of magnesium and iron or simultaneous deficiency in Fe, Mn and Zn resulted in highly significant reduction of growth and yield of bean plants. Effect of magnesium deficiency on growth and yield could be successfully compensated by preventive foliar fertilization. The applied micronutrient compounds were less successful in the case of iron deficiency or multiple micronutrient deficiency situations as compared to manganese or zinc deficiency. Nutrient deficiency during the generative phase resulted in dropping of flowers and pods. In deficient plants foliar fertilizer application was a precondition for pod formation. Since pod weight was not substantially affected by plant nutrition pod number was the decisive factor for pod yield. As a result of reduced nutrient supply in the substrates leaf concentration of investigated nutrients declined below critical deficiency levels. With exception of the Fe-deficiency variants application of foliar fertilizers successfully compensated for the decrease in leaf nutrient concentrations. The composition of Mg and micronutrient foliar fertilizers did not affect significantly plant growth, yield and nutrient uptake. For the investigated parameters of growth and yield formation preventive foliar application of magnesium fertilizers was significantly more effective as compared to curative application. Such distinctive differences in fertilizer effects with time of application could not be found in micronutrient fertilizers. Mg and micronutrient supply of as low as 10% of optimal supply during juvenile growth phase could guarantee undisturbed vegetative growth. Drastic decrease of magnesium or micronutrient supply during the reproductive phase resulted in a reduction of pod yield up to 60 - 80%. Foliar fertilizer application during the reproductive development significantly reduced dropping of reproductive organs and thus seed yields of more than 90% of control were achieved. Nevertheless after a successful inoculation with Rhizobium plants without a nitrogen start dressing had significantly lower growth and yields than those with a starter fertilization of 40 kg N/ha. With regard to seed yield the effects of nitrogen deficiency during the juvenile phase could not be compensated by late fertilization at the flowering stage. The combination of a late fertilization at the flowering stage and leaf application during pod filling resulted in decreased pod abscission and therefore in highest yields. Independently of treatments the raw protein content of the bean seeds approximated to 20%. Also other nutrients in the seeds were in the adequate range for Phaseolus bean.

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