Ziel dieser Arbeit war die Analyse und Modellierung ausgewählter Verhaltensparameter von Mutterkühen im geburts- und brunstnahen Zeitraum durch sensorgestützte Systeme. Als Parameter standen die Bewegungsaktivität, die Flächennutzung und die Wasseraufnahme im Mittelpunkt der Betrachtungen. Dazu wurden bei 20 Abkalbungsereignissen und 10 Brunstereignissen die Bewegungsaktivität und die Flächennutzung in der Zeitspanne von 5 Tagen vor dem Ereignis bis 3 Tage nach dem Ereignis erfasst. Für die Ermittlung der Bewegungsaktivität mit den Variablen Schrittaktivität, Brustbeinlage und Seitenlage konnten Pedometer genutzt werden. Die Flächennutzung wurde mit dem Fernglas Leica Geovid 7*42 BDA und einem GPS-Gerät (GPSHAND Version 2.2) erfasst. Die Messungen zum Parameter Wasseraufnahme fanden für die Zeit 14 Tage vor bis 14 Tage nach dem Ereignis Abkalbung oder Brunst statt. Ein weiteres Ziel war die Bewertung der Parameter in Bezug auf ihre Aussagequalität und Effizienz bei der Erkennung von Abkalbungen und Brunstereignissen. Hier stand besonders die Einzeltieranalyse im Vordergrund. Dafür wurden aus der Zeitreihenstatistik die Lowessfunktion und die Fourieranalyse gewählt. Sowohl im geburts- als auch im brunstnahen Zeitraum erreichte der Parameter Bewegungsaktivität die beste Aussagequalität und Effizienz bezogen auf die Erkennung eines Ereignisses. Die durchschnittliche Schrittaktivität und Brustbeinlage zeigten signifikante Veränderungen im Zusammenhang mit einer Geburt oder Brunst. Die Seitenlage war nur im Zusammenhang mit Schwergeburten auffällig. Mit den entwickelten Bewertungsmodellen wurden im geburtsnahen Zeitraum zwischen 75% und 90% Sensitivität und eine Fehlerrate von 14,3-37,0% erreicht. Mit 40-70% Sensitivität und einer Fehlerrate von 10-50% war die Erkennung der Brunstereignisse geringer und weniger effizient. Die Analyse der Flächennutzung zeigte, dass Mutterkühe in den Stunden nach der Abkalbung die genutzte Fläche einschränken. Diese Verhaltensänderung war teilweise signifikant. Eine Veränderung des Flächennutzungsverhaltens im brunstnahen Zeitraum konnte nicht nachgewiesen werden. Aufgrund der geringen Datendichte wurde auf die Zeitreihenanalyse verzichtet. Innerhalb des Parameters Wasseraufnahme ermöglichten die Ergebnisse aus den Mittelwertberechnungen einen Nachweis von Veränderungen im Wasseraufnahmeverhalten in den Zeiträumen einer Abkalbung bzw. Brunst. Die Anwendung der Lowessfuntion und Fourieranalyse zeigte jedoch, dass die Erkennung von Ereignissen, auf das Einzeltier bezogen, fast nicht möglich ist. Die Hauptursache dafür liegt in der vorhandenen Unregelmäßigkeit von Tränkebesuchen und den starken Schwankungen in der täglichen Wasseraufnahme. / The investigations aimed at analysing and modelling of selected behavioural parameter in suckler cows during the calving and oestrus period via sensor based systems. The analysis were focused on the parameter movement activity, pasture using and water intake. The parameter “movement activity” and “pasture using” were measured throughout 20 parturitions and 10 cows on heat in the period from 5 days ante partum (5ap) to 3 days post partum (3pp). Pedometer were used to investigate the “movement activity” with the variables “pacing activity” as well as the time spent in “upright position” and “sideways position”. The pasture using was recorded with the binoculars Leica Geovid 7*42 BDA and a GPS receiver (GPSHAND Version 2.2). Measurements of the parameter “water intake” took place in the period 14 days before until 14 days after the occurrence of calving and oestrus. Another aim was to evaluate these parameter regarding their force of expression and efficiency for detection of parturition and oestrus. The focus was on the analysis of each animal individually. Therefore, two different approaches to time series analytics were used: Lowess-function and Fourier-analysis. During the period of calving as well as during the period of oestrus the parameter “movement activity” reached the best results in the force of expression and efficiency relating to the detection of an occurrence. The average of pacing activity and time in upright resting positions showed significant alterations in connection with a parturition or oestrus. The time in sideways positions was only conspicuous relating to difficult calving. The sensitivity of the developed models for characterising animal reactions ranged from 75 - 90% with an error rate of 24,3 - 37,0% during the calving period. With a sensitivity of 40-70% and an error rate of 10-50% the detection of oestrus was lower and less efficient. The analysis of the parameter „pasture using“ showed, that the used area of pasture were reduced by suckler cows in hours after calving directly. To some extend this behavioural change was significant. There was no significant change of the parameter “pasture using” during the period of oestrus. Due to the low density of data, the time series analysis was not realized. Within the parameter „water intake“ the results of mean-value calculation could be used for the verification of behavioural changes in water intake during the periods of calving and oestrus. Indeed the application of Lowess-function and Fourier-analysis showed, that a detection of occurrences relating to each animal individually is nearly impossible. The main reason is the present irregularity in frequenting the drinking bowl and the high fluctuation in the daily water intake.

Äpfel müssen für die Verwendung als Tafelobst in einen den Handelsgütebestimmungen entsprechenden Zustand aufbereitet werden. Die Anforderungen an die Äpfel der einzelnen Klassen sind in den Qualitätsnormen und Handelsklassen für die EG festgelegt. Automatische Verfahren zur Sortierung von Äpfeln nach Größe, Farbe und Form kommen zum Einsatz. Qualitätsfehler auf der Apfeloberfläche ohne Farbveränderungen der Fruchtoberfläche werden nicht erkannt. Ausgehend von der auf dem Markt vorhandenen Sortiertechnik für Obst und Gemüse sowie den aktuellen technischen Möglichkeiten der Oberflächenerkennung bzw. -prüfung wurde nach einer Lösung gesucht, auch unverfärbte Oberflächenformveränderungen zu erkennen. Unverfärbte Oberflächenformveränderungen sind häufig die Ursache von größeren, oft infektiösen Schadstellen nach der Apfelaufbereitung. Sie führen zu Ausfällen für die Erzeuger und den Handel. Verbraucherbefragungen ergaben Interesse für den Handel an einer Erkennung unverfärbter Oberflächenformveränderungen zur Qualitätsverbesserung des Marktangebotes. Dabei sind breite flache, breite tiefe und tiefe schmale unverfärbte Oberflächenformveränderungen von besonderem Interesse. Nach bisher vorliegenden Untersuchungsergebnissen können mit Hilfe des Reflexionsmeßverfahrens Qualitätsfehler erkannt werden, die mit Verfärbung der Schale oder des schalennahen Fruchtfleisches einhergehen. Für die Erkennung von Druckstellen, die nicht mit Verfärbung verbunden sind, ist das Reflexionsmeßverfahren daher nur bedingt geeignet. Zur Problemlösung wurde ein Versuchsstand für Triangulationsmessungen mit Liniengitterprojektion aufgebaut. Es wurden 900 Apfelstreifenbilder der Apfelsorten "Golden Delicious", "Red Delicious" und "Braeburn" mit Hilfe des Versuchsaufbaus und dem zur Bilderkennung entwickelten Erkennungsalgorithmus untersucht. Zur Gewinnung der Merkmale aus dem Streifenbild wurde auf die Anzahl bzw. die Abstände der Streifen zurückgegriffen. Die aufgenommenen Apfelstreifenbilder wurden durch den Erkennungsalgorithmus in die Merkmalsklassen "gesunde Oberfläche", "Stiel- und Kelchgrube" und "Druckstelle" gruppiert. Nach den erfolgten Untersuchungen ist das Streifenprojektionsverfahren für die Sortierprozesse von Fruchtoberflächen geeignet, wenn die effektive optische Auflösung des Gesamtsystems, die von der Paßfähigkeit der Rastergrößen der einzelnen Baugruppen des Systems (Streifengitter, Kamerachip, Bildspeicher) abhängt, angepaßt werden kann (Ausschalten störender Moiré-Effekte im erforderlichen Auflösungsbereich). Die dreidimensionale Oberflächenkontur des Apfels moduliert das Abbild der projizierten Streifen, wodurch dreidimensionale Informationen der Oberflächentopographie in einem zweidimensionalen Bild impliziert werden können. Unverfärbte Oberflächenformveränderungen sind mit dem beschriebenen Erkennungsalgorithmus zu klassifizieren. Der Einsatz der Bilderkennung in dieser zeitkritischen Anwendung kann nur hardware-orientiert gelöst werden. Ein prinzipieller funktionsfähiger Lösungsansatz ist mit dem Erkennungsalgorithmus geschaffen. / Apples must conform to the trade quality regulations to be deemed fit for consumption. The EU requirements for each individual class of apple are specified in quality standards and trade classifications. Automatic processes are used to sort apples by size, colour and shape. Non-discoloured surface discrepancies of the fruit are not identified. This paper aims to find a system which allows non-discoloured surface discrepancies based on the sorting method for fruit and vegetables available on the market and state-of-the-art technology. Non-discoloured surface discrepancies often caused by serious, and in many cases, infectious areas of damage after the apples are processed. They result in losses for the grower and the trade. Consumer research revealed trade interest in a system which could identify non-discoloured surface discrepancies, leading to an increase in the quality of goods supplied to the market. Broad shallow, broad deep and shallow narrow non-discoloured discrepancies are of particular relevance. Previous studies have shown that discoloured discrepancies (discrepancies involving discoloration of the skin, or the fruit tissue immediately below the skin) can be identified using reflection measurement procedures. Such procedures have limited applicability for evaluating bruises which do not result in skin discoloration. An experiment bench was constructed for triangulation readings of projected line patterns in an attempt to solve this problem. Altogether 900 stripe images of apples of the "Golden Delicious", "Red Delicious" and "Braeburn" varieties were analysed using the experiment design and the algorithm developed for evaluating the images. The characteristics of the stripe image were determined on the basis of the number of stripes, or the spacing between the stripes. The recorded apple stripe images were grouped into the following characteristic categories by the evaluation algorithm: "healthy surface", "stalk and calyx" and "bruise". The study shows that the stripe projection procedure is suitable for sorting fruit by surface quality if the effective optical resolution of the overall system can be adapted accordingly (i.e. if the interfering Moiré effects can be eliminated in the required resolution range). This resolution depends on the grid sizes of individual system components (stripe pattern, camera chip, image memory). The three-dimensional contours of the apple surface alter the reflection of the projected stripes, which allows three-dimensional information regarding the surface topography to be indicated in a two-dimensional image. Non-discoloured surface discrepancies may be classified with the evaluation algorithm described above. The only viable method of applying image evaluation procedures requires substantial hardware. The evaluation algorithm is one solution which functions in principle.

Ziel der vorliegenden Arbeit war zum einen die Ermittlung des im Grünfutter notwen-digen Mindest-Nitratgehaltes zur Erzielung buttersäurefreier Silagen, wobei TS-Gehalt und Z/PK-Quotient des Ausgangsmaterials sowie dessen Belastungsgrad mit Clostridiensporen berücksichtigt wurden. Dazu wurden zwei mehrfaktorielle Laborsi-lierversuche durchgeführt, bei denen eine Variationsreihe des Nitratgehaltes (0,01...0,3 % NO3-N in TS) mit Variationsreihen des TS-Gehaltes (ca. 14...40 %) und des Z/PK-Quotienten (1,5...3,1) systematisch kombiniert wurden. Jede Wertekombi-nation wurde sowohl mit sauber geerntetem Grünfutter als auch mit Clostridienspo-ren kontaminiertem Grünfutter geprüft. Die Silagen wurden nach 180 Tagen Lage-rungsdauer untersucht. Zum anderen wurde die Dynamik der Clostridienentwicklung im Gärungsverlauf in Abhängigkeit von TS-Gehalt, Säuerungsintensität und Nitratge-halt geprüft. Jede Stufe des TS-Gehaltes (20, 30, 40 und 50 %) wurde mit Zusätzen von Nitrat, Milchsäurebakterien (MSB) bzw. MSB + Glucose und MSB + Nitrat ange-setzt. Das Ausgangsmaterial (Dac. glomerata, nitratfrei) war durchgehend mit Clostridiensporen kontaminiert. Die Untersuchung der Silagen erfolgte 3, 7, 14, 28, 56 und 180 Tage nach dem Ansatz. Der Konservierungserfolg bei der Silierung hängt nicht nur vom TS-Gehalt und Z/PK-Quotienten sondern auch vom Nitratgehalt und Clostridiensporenbesatz des Aus-gangsmaterials ab. Bei sehr niedrigem Nitratgehalt des Grünfutters liegt ein erhöhtes Risiko für die Entstehung von Buttersäure in der Silage vor, auch bei dem als leicht vergärbar geltendem Grünfutter (VK > 45) und auch dann, wenn es im sauber geern-tetem Zustand einsiliert worden ist. Bei weiter erhöhten VK-Werten, > 45 (durch Er-höhung des TS-Gehaltes und/oder Z/PK-Quotienten), wird die Höhe der Buttersäure-gehalte zwar eingeschränkt. Zur sicheren Ausschaltung von Buttersäuregärung ist jedoch auch hier ein gewisser Nitratgehalt notwendig. Bei der Silierung nitratfrei-en/nitratarmen Grünfutters nimmt das Fehlgärungsrisiko mit dem Belastungsgrad an Clostridiensporen zu. Der notwendige Mindest-Nitratgehalt (MNG) hängt sowohl vom VK-Wert als auch vom Kontaminationsgrad des Grünfutters mit Clostridiensporen ab. Er ist um so niedriger, je höher der VK-Wert und geringer der Kontaminationsgrad ist, und umgekehrt. (MNG (% NO3-N in TS) für sporenarmes Grünfutter = 0,24 - 0,0035 . VK MNG (% NO3-N in TS) für sporenreiches Grünfutter = 0,20 - 0,0021 . VK) Hohe Clostridiensporengehalte lagen vor allem in buttersäurehaltigen Silagen vor und insbesondere dann, wenn das Grünfutter sehr geringe Nitratgehalte aufwies. Zwischen der Höhe der Buttersäuregehalte und dem Clostridiensporengehalt besteht jedoch kein direkter Zusammenhang. Erhöhung des TS-Gehaltes bewirkt eine Ein-schränkung der Clostridienentwicklung. Ein Rückgang des Sporengehaltes im Ver-gleich zum Ausgangsmaterial (nitratfrei) lag aber erst bei einem TS-Gehalt von etwa 50 % vor. Durch Zusätze von MSB sowie MSB + Glucose konnte die Milchsäuregä-rung deutlich intensiviert werden. Ein sehr geringer pH-Wert war schon am 3. oder 7. Lagerungstag erreicht. Buttersäuregärung war aber erst bei TS-Gehalten > 40 % ausgeschaltet. Eine Einschränkung der Sporenbildung lag ebenfalls erst bei TS-Gehalten über 40 % vor. Bei Nitratzusatz blieben die Silagen aller TS-Stufen bis zur Auslagerung buttersäurefrei. Die Sporengehalte gingen in allen TS-Stufen während des Gärungsverlaufes kontinuierlich zurück. Bei steigenden TS-Gehalten war der Rückgang der Sporengehalte verlangsamt. Durch die Kombination von MSB und Nit-rat konnte nicht nur ein sicherer Erfolg bei der Unterbindung von Buttersäurebildung und Laktatabbau sondern auch eine starke Verminderung der Sporengehalte erreicht werden. / The first aim of this work was to determine the minimum content of nitrate (MCN) which is required to get silage free of butyric acid. For it, two multi-factorial experi-ments with orchardgrass were carried out under laboratory condition. In this experi-ments, nitrate content (0.01 ... 0.3 % N in DM) was systematically combined with staggered levels of the dry matter (DM) content (14 ... 40 %) and of the ratio of water-soluble carbohydrate to buffering capacity (WSC/BC: 1.5 ... 3.1). All variants were tested with forage without or with addition of clostridial spores. The silages were ana-lysed after 180 days of incubation. The second aim of this study was to explain the dynamic of clostridial development during ensilage, depending on DM content, intensity of lactic acid formation, and ni-trate content. orchardgrass (free of nitrate) with 4 levels of DM (20, 30, 40, and 50 %) was firstly contaminated with clostridial spores about 104 / g FM. Then it was ensi-laged with following treatments: without additives, with inoculation of lactic acid bac-teria (LAB) alone or in combination with 2 % Glucose in FM (LAB+G), with nitrate addition (0.1 and 0.15 % N in DM), and with LAB plus nitrate 0.1 % N in DM. The si-lages were analysed 3, 7, 14, 28, 56, and 180 days after ensiling. Results showed that silage quality not only depends on DM content and ratio of WSC to BC, but also depends on nitrate content and extent of clostridial spores in forage. With an extremely low content of nitrate a high risk of butyric acid formation is given in silages, even if the ensiling material had a high ensilability (FC ³ 45) and a very low content of clostridial spores. The butyric acid concentration decreased with in-creasing DM content from 14 to 40 % or with increasing WSC/BC-ratio. But to get the silages free of butyric acid, a certain amount of nitrate was required. By adding clos-tridial spores in fodder the risk of butyric acid formation was increased, especially in case of material lacking in nitrate. The value of MCN depends on ensilability of the forage, as measured by DM-content and WSC/BC-ratio or by fermentability coefficient (FC) = DM+8WCS/BC, as well as depends on content of clostridial spores in the material used. The higher the FC-value and the lower the spores content is, the less nitrate is required to get silage free of butyric acid. MNC (% N in DM) for very low contaminated forage = 0.24 - 0.0035.FC MNC (% N in DM) for high contaminated forage = 0.20 - 0.021.FC High content of clostridial spores was especially found in silages containing butyric acid, which were made from forage with very low nitrate content (£ 0.02 % N in DM). But a strong relationship was not found between butyric acid and spores content. By increasing DM content the development of clostridia during ensiling was limited. A continuous decrease of spores content, in comparison with the forage before ensiled, was observed at first by increasing DM content to 50 %. By inoculation with LAB or LAB+G the lactic acid formation was strongly stimulated. A very low pH was reached 3 or 7 days after ensiling. But the butyric acid formation could be firstly prevented by increasing DM content to over 40 %. For all levels of DM, by nitrate addition the silages remained no butyric acid during the whole period of incubation. The concentration of clostridial spores decreased continuously during ensilage. This decrease was slower with increasing DM content . By combination of LAB with nitrate a reliable prevention of butyric acid formation and a fast decrease in spores concentration were reached.

Das Cherry leaf roll virus (CLRV) ist ein weltweit verbreitetes Pflanzenvirus, das eine Vielzahl an Laubgehölzen und Stauden infiziert. In der vorliegenden Arbeit wurden phylogenetische und serologische Analysen der Populationsstruktur des CLRV durchgeführt und ihre Korrelation mit epidemiologischen Faktoren, wie der geographischen Verbreitung und der Wirtspflanzenart, untersucht. Der Nachweis von CLRV erfolgte mittels Immunocapture - Reverse Transkription -Polymerase Kettenreaktion (IC-RT-PCR). Dabei konnte CLRV in 20 verschiedenen Gehölzarten an 33 Standorten in Deutschland nachgewiesen werden. Außerdem wurden Isolate aus 6 anderen Ländern, die von Kollegen zur Verfügung gestellt worden waren, in die Untersuchungen einbezogen. Der Vergleich der Symptomausprägungen auf verschiedenen Testpflanzen zeigte keine auffälligen biologischen Unterschiede bei den gewonnenen CLRV-Isolaten. Untersuchungen zur RNA-Populationsstruktur basierend auf einem 380 bp langen Teilbereichs der 3’-nicht-translatierten Region (3’UTR) der genomischen RNA1 und RNA2 zeigte eine homogene Basenzusammensetzung innerhalb der Virusisolate. Hingegen traten zwischen den 73 untersuchten CLRV-Isolaten Sequenzunterschiede bis zu 15,5 % auf. Die phylogenetische Analyse der 3’UTR deckte eine Gruppierung der Virusisolate nach den natürlichen Wirtspflanzenarten auf, die durch statistischen Analysen mittels GST-Koeffizient bzw. Mantel-Test verifiziert werden konnten. Der Vergleich der phylogenetischen mit der serologischen Gruppierung, die unter der Verwendung monoklonaler Antikörper analysiert wurde, zeigte für 24 CLRV-Isolate eine hohe Korrelation in Bezug auf die Gruppenzuordnung. Auch beim phylogenetischen Vergleich der Hüllprotein-Sequenzen für 9 CLRV-Isolate ergaben sich die gleichen Gruppen. Innerhalb der 380 bp langen 3’UTR wurde mittels Computer-Modellierung der Sekundärstruktur unter Verwendung von 67 CLRV-Sequenzen zwei konservierte Stemloops identifiziert, die die Ergebnisse anderer Autoren bestätigen und die funktionelle Bedeutung der 3’UTR belegt. / Cherry leaf roll virus (CLRV) is worldwide distributed and is infecting a variety of deciduous trees and shrubs. In this study phylogenetic and serological analyses of the population diversity of CLRV and the correlation with the epidemiological factors geographical distribution and host plant species, have been investigated. During a survey in Germany plants were tested by IC-RT-PCR and virus isolates recovered from a range of woody plants from different geographical regions. CLRV was detected in 20 different plant species from 33 locations in Germany. Also isolates from 6 other countries received from colleagues were included in the study. Comparison of symptom expression on different indicator plants did not show obvious biological differences between the recovered CLRV isolates. Investigations of the RNA population structure based on a 380 bp long fragment of the 3''-non-translated region (3''UTR) of genomic RNA1 and RNA2 revealed a homogeneous base composition for single isolates. However, between 73 CLRV isolates 3’UTR sequences showed up to 15.5 % divergence. Phylogenetic analysis of the 3''UTR uncovered a grouping of the virus isolates according to the natural host plant species, which was verified by statistic analyses using GST coefficient and Mantel test. The comparison of the phylogenetic grouping with the serological grouping of 24 selected CLRV isolates, which was analyzed using a set of seven monoclonal antibodies, showed a high correlation regarding the group arrangement. The phylogenetic comparison of the coat protein sequences for 9 CLRV isolates also revealed the same group arrangement. Secondary structure analysis by computer modelling of the consensus sequence of the 380 bp long 3''UTR using 67 CLRV sequences identified two conserved stem loop regions supporting the results of other authors and indicating the functional significance of the 3''UTR.

Die vorliegende Arbeit untersucht kooperative und hierarchische Erscheinungsformen des institutionellen Wandels am Beispiel des Anbaus von gentechnisch verändertem Bt-Mais MON810 in Deutschland. In den Jahren 2005 bis 2008 war der kommerzielle Anbau dieser Pflanze in Deutschland möglich, und überwiegend Landwirte in den ostdeutschen Bundesländern machten von dieser Möglichkeit der Bekämpfung des Maisschädlings Ostrinia nubilalis Hübn. (Maiszünsler) Gebrauch. Unter Zuhilfenahme des Analyserahmens „Institutionen der Nachhaltigkeit“ werden in vier empirischen Kapiteln die Aspekte 1) Risikowahrnehmung und institutionelle Präferenz, 2) Möglichkeiten der Bereitstellung des Gutes „Gentechnikfreie Atmosphäre, 3) regionale Faktoren für Adaptionsunterschiede und 4) Adaption von Bt-Mais als Verhandlungsspiel zwischen Akteuren des ländlichen Raums beleuchtet. Hierbei wird deutlich, dass eine verstärkte Risikowahrnehmung beim Anbau von Bt-Mais MON810 eine Präferenz für eine Verschärfung des gegenwärtigen gesetzlichen Rahmens zum Umgang mit gentechnisch veränderten Pflanzen bedingt. Ebenso bevorzugen Akteure mit einer entsprechenden Risikowahrnehmung eine hierarchische Steuerung zur Sicherstellung der Gentechnikfreiheit, beispielsweise in Form von staatlich ausgewiesenen Gentechnikfreien Regionen oder Anbauverboten. Bei der Adaption von Bt-Mais kommt der Maisfläche je Betrieb eine große Bedeutung zu. Durch den rechtlichen Rahmen in Deutschland, die jeweilige Agrarstruktur und das soziale Umfeld wird der Anbau von Bt-Mais erschwert. Die unterschiedlichen Akteure wenden daher Maßnahmen an, um ihre eigene Verhandlungsposition zu verbessern oder die des Mitspielers zu verschlechtern. Hierzu zählen beispielsweise die Reduktion von Mindestabständen durch nachbarschaftliche Absprachen oder auch die Ausübung von öffentlichem Druck auf Bt-Mais anbauende Landwirte sowie Feldzerstörungen. / This work aims at analysing co-operative and hierarchical forms of institutional change in the case of Bt-maize cultivation in Germany. Genetically modified Bt-maize expresses a toxin which is lethal for the larvae of a main pest in maize production, the European Corn Borer. From 2005 to 2008, the cultivation of this transgenic crop was legally possible in Germany and adoption took mainly place in the former eastern German federal states. In four empirical chapters, the aspects of 1) risk perception and institutional preferences, 2) hierarchical or co-operative provision of the good “GMO-free atmosphere”, 3) regional adoption patterns of Bt-maize and 4) the adoption as a bargaining game will be analysed. It becomes apparent that actors with a strong risk perception prefer stricter institutions when dealing with the cultivation of GM crops and also favour hierarchical governance forms instead of co-operative solutions. The adoption of Bt-maize at the federal state level in Germany is significantly influenced by the factor maize area per farm. When conceptualizing Bt-maize adoption as a game under a strict regulatory framework and different agricultural and social structures, several measures can be identified which are employed by the actors to improve one’s own bargaining position, such as private agreements on the reduction of isolation distances or impair the one of the opposite player through public pressure or field destructions.

Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Polychlorierte Biphenyle (PCB) und Schwermetalle (SM) sind zusammen mit anderen Elementen und Verbindungen u.a. auch mit Nährstoffen als gemischte gewachsene Kontamination in ballungsraumtypischen Belastungsflächen (z.B. Rieselfelder) vorhanden und stellen bei einem Transfer in Nahrungs- und Futterpflanzen eine besondere Gefährdung für den Menschen dar. Bei Untersuchungen hinsichtlich ökosystemarer Konsequenzen dieser Substanzen wurden bisher vor allem Einzelstoffbetrachtungen angestellt bzw. mehrere Vertreter einer Stoffgruppe untersucht. Ursache für Ertragsdepressionen und Minderungen der mikrobiellen Aktivität auf hochbelasteten Flächen ist aber immer eine Komplexwirkung der verschiedenen Bodeninhaltsstoffe, so daß sich synergistische Effekte einstellen können. In der vorliegenden Arbeit wird die kombinierte Wirkung ausgewählter PAK-, PCB- und SM-Vertreter (Benzo-a-pyren [ BaP] , 2,2?,5,5? Tetrachlorbiphenyl [ PCB 52] , Cadmium [ Cd] und Kupfer [ Cu] ) auf bodenmikrobiologische Parameter, Biomasseproduktion und Schadstoffaufnahme von Pflanzen im Gefäßversuch untersucht. Veränderungen von CO2-Freisetzung, Cellulosezersetzung, N-Mineralisierung und SM-Pflanzenverfügbarkeit in einem schwachbelasteten Rieselfeldboden (RefB) nach dessen Einzelstoff- bzw. Mischanreicherung mit den genannten Schadstoffen in Konzentrationen, wie sie in hochbelasteten Rieselfeldern vorliegen, werden dargestellt. Desweiteren erfolgt eine Auswertung der Daten zu Erträgen und Schadstoffgehalten der auf den Versuchsvarianten geprüften Pflanzen (Roggen, Mais und Kartoffeln). Wechselbeziehungen der Schadstoffe untereinander im Pfad ² Boden-Pflanze² werden diskutiert. Auf allen Cu-Anreicherungsvarianten von RefB reagierten die drei Versuchspflanzen mit Ertragsdepressionen. Als Ursache hierfür und für die Störungen der mikrobiellen Aktivität im Boden konnte Cu als Einzelstoff erkannt werden. Die Ertragsdepressionen gingen mit erhöhten Cu-Gehalten aber auch mit erhöhten Cd-Gehalten der Pflanzen einher. Zugeführtes Cu bewirkte eine Erhöhung der Pflanzenverfügbarkeit von Cd im Boden. PCB 52 bzw. (und) BaP verursachten bei ihrer gleichzeitigen Zufuhr mit Cu dessen Mobilisierung im Boden und erhöhten damit die Cu-Pflanzenaufnahme. Neben PCB 52 dem Boden gegebenes Cd führte zu höheren PCB 52-Gehalten im Pflanzensproß. Die kombinierte Anreicherung von RefB mit Cd, PCB 52 und BaP bewirkte noch höhere PCB 52- und auch höhere BaP-Pflanzengehalte. / Together with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), polychlorinated biphenyls (PCB) and heavy metals (HM) other elements and compounds as well as nutrients are present in typical contaminated areas like sewage fields. They are found as mixed undisturbed contamination and the transfer of these pollutants into food or forage plants is dangerous for people. So far investigations of ecological effects of these substances are focused mainly on single agents or on some agents of the same chemical group. But in most cases the mixture of different chemical compounds in extremely contaminated fields cause synergistic effects resulting in yield reductions and decreases of microbiological activity. Therefore the aim of the present work is to study combined effects of selected PAH-, PCB- and HM- (benzo-a-pyren [ BaP] , 2,2?,5,5? tetrachlorbiphenyl [ PCB 52] , cadmium [ Cd] und copper [ Cu] ) on parameters of soil biology, biomass production and pollutant uptake by plants in pot experiments. Resulting changes of cellulose decomposition, CO2-release from soil, N-mineralization and availability for plants of heavy metals after separated and combined enrichment of weackly polluted sewage field soil (RefB) with said pollutants up to concentrations of extremely polluted sewage field soils are presented. Data of yields and pollutant contents of plants (rye, maize and potatoes) cultivated on experimental soils are summarised. Interactions of pollutants ² soil-plant² are discussed. Cultivated plants showed yield reductions on all treatments enriched with copper. In this context copper only produced the impairments of microbial activity in the soil and caused its phytotoxicity. The yield reductions were connected with higher copper contents and also higher cadmium contents of plants. Added copper led to increasing availability for plants of cadmium in the soil. PCB 52 or (and) BaP together enriched with copper produced a mobilization of copper in the soil and a higher copper uptake by plants. Added cadmium caused in addition to PCB 52 higher PCB 52 contents of plants. The combined enrichment of RefB with Cd, PCB 52 and BaP led to higher contents of PCB 52 and BaP in plants.

Land ist eine entscheidende Ressource in der landwirtschaftlichen Produktion, aber seine ungleiche Verteilung verzögert das Wohlergehen der Entwicklungsländer. Diese Studie wurde hauptsächlich entwickelt, um die Verteilung von land und die damit verbundenen Problemen der landwirtschaftlichen Produktivität in den zugehörigen Ländern zu erforschen. Darüber hinaus wurde die unterschiedliche Ebene der Verteilung von land auf die Beziehungen zu anderen betriebs und sozio-ökonomischen Indikatoren analysiert. Ebenso wurde die vollständige oder teilweise Faktor-produktivität, Bruttoergebnisse, Ernteintensität, Ernte-Vielfalt, die Unterschiede der Einkommensverteilung und die institutionelle Kredit Verfügbarkeit untersucht. Alle der genannten Indikatoren wurden für kleine, mittlere und große Kategorien der Betriebsgrößen bewertet. Drei verschiedene Standorte wurden differenziert nach ihrem zugang zu bewässerung aus gesucht z.B. ständig bewässerte. Flächen m0it ganzjährigen Dauerkulturen, nicht dauerhaft bewässerten Flächen mit sechsmonatiger Bewässerbarkeit durch die öffentliche Infrastruktur und Flächen mit dene bewässerungs-infrastrukture (vor allem durch Brunnen bewässert). Verschiedene statistische (zB. Gini-Koeffizient, Lorenz-Kurve, Herfindahl-Index etc.) und ökonometrische Maßnahmen (log-log-Funktion) wurden zu messung verschiedener Indikatoren zur Erreichung der Ziele der Studie verwendet. Der Ergebnisse belegen eine gleichmäßige Landverteilung in nicht dauerhaft bewässerten Gebieten, während die Landverteilung in regenbewässerten Gebieten zersplittert ist. Die Leistung der meisten der Indikatoren, d.h. die Rendite, Bruttoergebnisse, die landwirtschaftlichen Einkommen, Arbeitsproduktivität, Einkommensverteilung, Anbauintensität und Anbaudiversität war im Vergleich zu anderen Gebieten höher. Während die Faktorproduktivität, Bewässerungsproduktivität und die institutionelle Kreditverfügbarkeit in dauerhaft bewässerten Gebieten höher war. Allerdings wiesen regenbewässerung-gebiete immer die geringste Effizienz in Bezug auf alle der genannten Indikatoren auf. Die genannten Indikatoren waren bei kleinen Betrieben stärker ausgeprägt als bei größeren betrieben. Darüber hinaus bestätigten regressive Ergebnisse der Studie die Existenz der inversen Beziehung zwischen Betriebsgröße und Produktivität an allen Standorten der Studie. Daher wird der Schluss gezogen, dass eine bessere Verteilung von Land und kleine Betriebsstrukturen der Landwirtschaft dazu beitragen können, mehr zu produzieren. Es wird dringend empfohlen, dass die Umverteilungen der Land reformen notwendig sind, in Entwicklungs ländern mit Landknappheit und reichlichen Arbeitskräften wie Pakistan. Es kann auch zur Linderung von Armut beitragen und als Hilfe zür Ernährungssicherung in den benachteiligten Regionen dienen. / Land is a pivotal resource in agriculture production but its uneven distribution retards the welfare of developing nations. This study was, mainly, devised to address land distribution problems and consequent farm productivity in the study area. Furthermore, level of land distribution disparities was focused on to observe its relationship with different on-farm and socio-economic indicators including total and partial factor productivities, gross margins, cropping intensity, crop diversity, income distribution disparities and institutional credit availability etc. All of the aforesaid indicators were also assessed for small, medium and large farm size categories. Three distinct locations were chosen on the basis of varying irrigation endowments i.e. irrigated perennial area with year round, irrigated non-perennial area with six months irrigation availability through public infrastructure and rainfed area was mainly tubewell irrigated (without public irrigation infrastructure). Various statistical (i.e. Gini coefficient, Lorenz curve, Herfindahl Index etc) and econometric measures (i.e. log-log function) were employed to quantify different indicators to achieve objectives of the study. Land was observed evenly distributed in irrigated non-perennial area as compared to other areas while land distribution was found most skewed in rainfed area. The performance of most of the indicators i.e. yield, gross margins, farm income, labour productivity, income distribution, cropping intensity and crop diversity was found better as compared to other areas. While total factor productivity, irrigation productivity and rate of institutional credit availability was higher in irrigated perennial area. However, rainfed area was always least efficient with respect to all of the quantified indicators. The aforesaid indicators were observed better at small farms than larger ones. Moreover, regression results of the study also confirmed the existence of inverse relationship between farm size and productivity in all of the study locations. Therefore, it is concluded that better land distribution and small farms agriculture can help to produce more. So, it is strongly suggested that redistributive land reforms are necessary in land scarce and labour abundant developing countries like Pakistan. It can also alleviate poverty and help to bring food security in the deprived regions.

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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