Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Entwicklung und Realisierung einer regelbasierten Ableitungsmethode zur Parametrisierung von flächenbezogenen bodenkundlichen Profil- und Horizontdaten mit beschreibenden und stofflichen Kennwerten. Als Zieldatensatz dient die Bodenübersichtskarte des Landes Brandenburg im Maßstab 1:300 000. Die Arbeit beinhaltet neben der eigentlichen Methodenentwicklung eine eingehende Bewertung der zu parametrisierenden Zieldaten (Flächendatenanalyse) und der genutzten Eingangsdaten (Punktdatenanalyse). Aus der Flächendatenanalyse leitet sich eine Auswahl von 291 Flächenbodenformen ab. Sie bilden das Inventar eines Flächenbodenformenarchivs. Innerhalb der Flächendatenanalyse werden methodischen Kennwerten zur Klärung des inhaltlichen Spektrums dienen (Verbreitungsgrad, Strukturtypen). In der Punktdatenanalyse erfolgt anhand von Mindestdatensatzkriterien die Evaluierung der verschiedenen punktbezogenen Eingangsdatenquellen in ihrer Qualität und Quantität. Innerhalb der Ableitungsmethode kommt der Horizontebene eine zentrale Bedeutung zu. In dieser Ebene erfolgt die Verknüpfung zwischen Eingangs- und Zieldatensatz. Es werden methodische Regeln zur Transformation, Harmonisierung Generalisierung und Aggregierung der Daten in ein einheitliches systematisches Kennzeichnungsprinzip definiert. Unter Nutzung des methodischen Ansatzes der Horizont-Substrat-Kombination lassen für die Flächenbodenformen mittlere Parameterwerte ableiten, die auf Wertekollektiven beruhen. Die ermittelten Parameterwerte werden hinsichtlich ihrer Ableitungssicherheit über ein entworfenes vierstufiges Klassifikationsschema bewertet . Im Ergebnis liegt erstmals eine Methode zur Parametrisierung von flächenbeschreibenden Profil- und Horizontdaten vor, die eine Bewertung der Ableitungssicherheit mit einschließt. Die Methodenergebnisse sind in einem Katalog von parametrisierten Flächenbodenformen (Bodenformenarchiv) dokumentiert. Damit ist ein wesentliche Voraussetzung für die Anwendung von bodenkundlichen Auswertemethoden geschaffen. / The present thesis aims at development and implementation of a rule-based derivation method for a parameterization of area related pedological soil and horizon data with diagnostic and material parameters. A soil map of the state of Brandenburg in a scale of 1:300 000 is used as a target data record. Beside the development of said method, the present thesis includes a detailed evaluation of the target data (analysis of spatial data) to be parameterised, as well as the original data (analysis of point data) which is used. An assortment of 291 different area related soilforms is derived from the analysis of spatial data. They form the inventory of an archive of area related soilforms. Within the analysis of spatial data a set of methodical parameters will clarify the spectrum as regards content (rate of extension, soil patterns). Within the analysis of point data the different point related original data sources are evaluated with respect to their quality and quantity with criteria of minimum data records. The horizon plane is of special importance to the derivation method. The link between original and target datasets takes place in this plane. Methodical rules are defined for the transformation, harmonization, generalization and aggregation of the data into a standard marking principle. Using the methodic approach of the horizon-substratum-combination average parameter-values for the area related soilforms can be derived, wherein the parameter-values are based on value-collectives. The determined parameters are evaluated with respect to their derivative reliability by means of a developed four-stage classification scheme. As a result, for the first time a method for the parameterization of area describing soil and horizon data is available, which includes an evaluation of the average derivative reliability. The results of the method are documented in a catalogue of parameterized area related soil forms (soilform archive). Thus, a substantial precondition is provided for the use of a variety of pedological evaluation methods.

Nachhaltige Aspekte werden bei der Vermarktung von Lebensmitteln zunehmend berücksichtigt und erlangen dementsprechend Verbraucherrelevanz. Ziel dieser Arbeit ist es, eine strategische Vorgehensweise für die Vermarktung einer biologischen Produktdiversifizierung als Option zur Stärkung der ökologischen Herstellerkomponente, anhand des Fallbeispiels Bio-Schokoladenmarkt, abzuleiten. Es erfolgt eine Fokussierung auf die industrielle Schokoladenbranche mit dem Absatzkanal Lebensmitteleinzelhandel. Aufgrund des rudimentären wissenschaftlichen Standes wird ein praxisorientiertes Vorgehen mit qualitativen, situativen Forschungsansatz gewählt. Aus der Arbeit lässt sich auszugsweise konstatieren, dass Potentiale auf dem Bio-Schokoladenmarkt vorhanden sind, die jedoch nur unter Aufwendung von erheblichen Transaktionskosten nutzbar sind und ein differenziertes Vorgehen verlangen. Zum Abbau der bestehenden Informationsasymmetrien muss eine geeignete quantitative und qualitative Rohstoffversorgung, z.B. durch Kooperationen, sichergestellt werden. Gleichzeitig sind vertrauensaufbauende Vermarktungsmaßnahmen zu implementieren, die nur bei einem stringenten, nachhaltigen Unternehmensverhalten glaubwürdig sind. Sind diese Voraussetzungen nicht erfüllt, drohen erhebliche Reputationsschäden und von einer Produktdiversifizierung ist abzuraten. / Sustainable aspects are increasingly being considered in food marketing and have now become an object of consumers concern. An approach that takes these developments into account would be to market an organic product to enhance the ecological profile of the manufacturer. In the light of this development, the study identifies the potential of the organic market through an analysis of the cocoa sector and provides an evaluation of the above mentioned option. In addition, it puts forward several strategic recommendations for the implementation of an organic product. Owing to the rudimentary scientific level of existing research, the study applies a qualitative, practical methodology to examine the organic chocolate market. The study establishes that although there is potential in the organic chocolate market, it cannot be exploited without considerable expense. However, for this to be feasible companies require access to more and better information, which can be achieved through backward integration via a joint-venture or cooperation. This will provide the additional benefit of greater transparency, an attribute increasingly being demanded by all members of the value chain. As a result, the business will be in a better position to introduce an appropriate marketing policy and to meet its CSR-obligations. Furthermore, the study shows that in the absence of credible, well-intentioned CSR and marketing activities, it is highly unlikely that the launch of an organic product will have the desired effect. If a company merely attempts to greenwash its image with an organic chocolate, it may end in failure and, in the worst case scenario, could damage its reputation.

Diese Dissertation ist eine Sammlung von Artikeln, die sich auf Kinderarbeit beziehen. In mehreren Ländern wurde eine Analyse durchgeführt, welche die Leistungsfähigkeit von arbeitsintensiven Exportgeschäften beurteilte. Das Ergebnis enthüllte, dass Kinderarbeit arbeitsintensive Exporttätigkeiten negativ beeinflusste gemessen am Bruttosozialprodukt. Die Faktoren zur Kinderarbeit wurden genauer untersucht, indem Datenmaterial von nationalen Stichprobenerhebungen Indiens benützt wurden. Man fand heraus, dass familiäre Eigenschaften, insbesondere der Bildungsgrad, ein bedeutsames Verhältnis zu den täglichen Tätigkeiten eines Kindes aufweist. Mit der gleichen Datengrundlage wurden die finanziellen Auswirkungen von Ausbildung im „informellen und formellen“ Arbeitsmarkt für die Städte und die ländlichen Regionen Indiens untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die finanziellen Auswirkungen im „informellen Arbeitsmarkt“ sowie in ländlichen Regionen und im primären Wirtschaftssektor geringer ausfielen. Eine Kostennutzenanalyse wurde durchgeführt, um den tatsächlichen Nutzen von Ausbildungskosten für alle Kinder ohne jegliche Schulausbildung zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Durchführung solcher Projekte für die indische Regierung sogar von großem Nutzen wäre. / This Dissertation is a collection of articles all related to child labour. A multi country analysis estimating performance of labour intensive exports was performed and the results revealed that child labour negatively influenced the labour intensive exports share to GDP. Using National Sample Survey data from India, determinants of child labour were studied. It was found that family characteristics, especially literacy levels had a significant relationship with the daily activity status of the child. With the same data set, returns to education in the informal and formal labour markets were studied for rural and urban India. Results showed that returns were lower in the informal market, rural regions and in the primary sector. A Cost Benefit Analysis was performed to examine the net benefits of educating all out of school children and the results showed that such a project would be within the reach of Indian Government.

In der vorliegenden Arbeit wurden wesentliche Einflussfaktoren auf die Entwicklung von hochstämmigen, extensiv gepflegten Obstbäumen untersucht. Der direkte Einfluss von Klimafaktoren auf die Entwicklung der Gehölze konnte nachgewiesen werden. Dazu wurden neue Klimakennziffern definiert und durch dendrochronologische Untersuchungen Beziehungen zum Wachstum der Gehölze hergestellt. Weiterhin konnten komplexe Wechselwirkungen von klimatischen Einflüssen, Bodenwasserverhältnissen und dem Resistenzverhalten der Bäume gegenüber Winterkälte aufgezeigt werden. Für die hochstämmigen Obstbäume wurden in dem Zeitraum von mehr als 120 Jahren klima- und standortabhängige Negativ- und Positivweiserjahre aufgezeigt. Die Beziehungen zwischen den vegetativen Leistungen der Bäume und den Boden-/ und Bodenwasserverhältnissen wurden an ca. 50- , 100- und 200 jährigen Apfelbäumen untersucht und Zusammenhänge zu den Bewertungsmodellen der Reichsbodenschätzung (Bodenarten) und der Mittelmaßstäbigen landwirtschaftlichen Standortkartierung der DDR (Leitbodenformen) dargestellt. Die Gehölze zeigten standortabhängig unterschiedliche Wachstumsintensitäten. Die höchsten Zuwachsleistungen wurden an Grund- bzw. Stauwasser beeinflussten Standorten erzielt. Der Einfluss der Bodenarten an Wasser beeinflussten Standorten war innerhalb der Obstarten gering, zeigte aber Obstart spezifische Unterschiede. Die Apfelbäume erreichten auf sand- bzw. lehmüberlagerten Tonstandorten höhere Zuwachsleistungen als auf Deckton-Standorten. Bei der Obstart Birne waren die Wuchsleistungen auf Tonböden höher als an sand- bzw. lehmüberlagerten Tonstandorten. Wuchsdepressionen traten bei der Obstart Birne erst bei schweren Tonstandorten auf. Die Bedeutung der Leitbodenformen und Bodenarten trat an den Grund- bzw. Stauwasser fernen Standorten deutlich hervor. Von den untersuchten Leitbodenformen wiesen die Tieflehm- Fahlerden unabhängig von den Bodenarten die beste obstbauliche Eignung auf. Für den extensiven Anbau von Apfelbäumen auf den Leitbodenformen Sand-Rosterde und Sand-Braunerde sollten nur Standorte mit mehr als 28 Bodenpunkten verwendet werden (Bodenarten Sl 4D, Sl 3D, lS 4D,lS 3D und SL 4D). Das individuelle Verhalten von alten Apfelsorten in der vegetativen und generativen Leistung wurde auf einer starkwachsenden Klonunterlage untersucht. Eine Abhängigkeit der Zuwachsleistung der Bäume von den verwendeten Sorten, der Ertragsbildung und von den Witterungserscheinungen wurde nachgewiesen. / This thesis studied the factors that exercise essential influence on the development of tall fruit trees in extensive cultivation. We were able to prove that climatic factors directly influence the development of the trees. For achieving this we defined new climatic indicators and established relationships with the growth of the trees by means of dendro-chronological investigations. Further, we were able to prove that complex interactions exist between the climatic influences, soil water conditions and the resistance of the trees against cold in winter. For the tall fruit trees we defined negative and positive indicator years within a period of more than 120 years depending upon the climate and the location. The relationships between the vegetative performance of the trees and the soil/ and soil water conditions were studied in apple trees aged 50, 100 and 200 years and we were able to prove correlations with the evaluation models of the Reichsbodenschätzung (assessment of soil types in the German Reich) and the medium scale agricultural location mapping of the GDR (East Germany) (dominant soil forms). The growth intensity of the trees differed according to their location. The highest growth rates were reached in locations which were influenced by groundwater and/or perched water. At the locations that were influenced by water the type of soil had only minor influence within the same kind of fruit trees, however, we discovered specific differences between the individual kinds of fruit. On locations with clayey soil covered by sand or loam the apple trees reached higher growth rates than at locations where the top soil was clay. Pear trees reached higher growth rates on clayey soils than on clayey soils covered by sand or loam. Growth depressions occurred in pear trees only at locations with heavy clayey soil. Locations that were far from groundwater or perched water made the influence of the dominating soil forms and soil types very clear. From among the dominating soil forms which we investigated the pale soils with deep loam showed to be the most suitable for growing fruit trees irrespective of the kind of fruit. For extensive cultivation of apple trees on the dominating soil forms of sandy rusty soil and sandy brown soils should be used only locations with more than 28 points for soil quality (soil types S1 4D, S1 3D, IS 4D, IS 3D and SL 4D). We studied the individual behaviour of ancient apple species with respect to the vegetative and generative performance on a strongly growing clone stock. We were able to prove that the growth performance of the trees depends upon the chosen species, the yield formation and weather conditions.

Die Studie mit Fokus auf die Übernahme von Fischproduktion und konservierender Bodenbearbeitung (KB) in Sub-Sahara Afrika (SSA) verdeutlicht 1) die Komplexität von Übernahme- und Diffusionsprozessen landwirtschaftlicher Innovationen in SSA, vertieft 2) den Wissensstand zur Diffusion dieser zwei Innovationen und, leistet 3) einen Beitrag zur Entwicklung eines neuen methodischen Ansatzes für den Forschungsgegenstand. Neben der Darstellung der wesentlichen Konzepte und Literatur basieren die empirischen Daten auf semi-strukturierten Interviews, Fokusgruppendiskussionen, Teilnehmerbeobachtung und QAToCA, einem in der Studie entwickelten, partizipativen und expertenbasierten Bewertungsansatz. Die Ergebnisse zeigen, dass Fischzucht – speziell im Fall von Kamerun – eine attraktive Beschäftigung für mittelständische Landwirte ist. Zur weiteren Verbreitung dieser Innovation besteht jedoch Bedarf für 1) zielgerichtete Förderung mittelständischer Landwirte, 2) Verbesserung der Organisationsstruktur der Landwirte, 3) Stärkung des Beratungssystems, und 4) Verbesserung der Forschung für Jungfischaufzucht. Mit Anwendung von QAToCA für die Übernahme von KB zeigen die Ergebnisse i) hohes Übernahmepotential in Malawi, Sambia, Tansania, Kenia – aufgrund positiver institutioneller Faktoren, ii) geringes Übernahmepotential für Simbabwe – bezüglich der instabilen Marktlage, iii) geringes Übernahmepotential in Süd-Burkina Faso – aufgrund der Konkurrenz um Ernterückstände zwischen KB und Tierproduktion, und iv) hohes Übernahmepotential für Nord-Burkina Faso – was sich darauf zurückführen lässt, dass Alternativen zu KB nicht bestehen. Für eine anhaltende Übernahme landwirtschaftlicher Innovationen in SSA zeigt die Arbeit Handlungsbedarf auf für 1) Berücksichtigung des Bedarfs für neue Absatzmärkte, 2) Anpassung von Innovationen an bestehende Managementstrukturen von Betrieben und, 3) Entwicklung von fördernden politischen und institutionellen Rahmenbedingungen auf Dorf- und Regionalebene. / Focusing on adoption of Fish farming and Conservation Agriculture (CA) in sub-Saharan Africa (SSA), this study: 1) partly demonstrate that, the reality of adoption and diffusion of agricultural innovations in SSA is a more complex issue, 2) improve on the knowledge and understanding of diffusion for these two innovations in SSA and, 3) develop and contribute to a new methodological approach in this field of study. Apart from reviewing concepts and relevant literature, empirical data for this work was obtained by using semi structured interviews, focus group discussions and participant observation alongside a participatory expert-based assessment approach (QAToCA) - developed within this work. Results revealed that, Fish Farming especially for the case of Cameroon remains an attractive activity for medium-scale farmers. However for a sustained adoption of this innovation, there is need for 1) targeted support to medium-scale farmers, 2) improving organisational structures of farmers, 3) strengthening the fragile extension system, and, 4) improving research on fingerlings production. Following application of QAToCA in assessing CA adoption, results reveal i) high adoption potential for Malawi, Zambia, Tanzania, Kenya - explained by presence of positive institutional factors, ii) low adoption potential for Zimbabwe - attributed to unstable and less secured market conditions, iii) low adoption potential for Southern Burkina Faso - explained by strong competition of CA with livestock over residue, and iv) high adoption potential for northern Burkina Faso - explained by the fact that farmers have no alternative than to adopt CA. For long lasting adoption of agricultural innovations in SSA, this work calls for 1) addressing emerging needs for new input and output market outlets, 2) adapting innovations to existing management structures of adopting farms and, 3) developing a supportive political and institutional frame condition at village and regional levels.

Automatische Melksysteme (AMS) gelten als jüngste Innovation auf dem Gebiet der Melktechnik und weisen im Vergleich mit konventionellen Melkständen eine Reihe von Besonderheiten auf. Um die Kühe zum freiwilligen und regelmäßigen Besuch des Melksystems anzuhalten, sind optimale mikroklimatische Bedingungen in der Melkbox notwendig. Die Analyse der mikroklimatischen Bedingungen in AMS erfolgte in einem Betrieb mit zwei parallel arbeitenden AMS und 110 melkenden Kühen. Dabei wurden die Parameter Luftqualität in der Melkbox und im Stall, Geräuschbelastung innerhalb der Melkbox während des Melkens sowie Verschmutzungsgrad und Keimgehalt an relevanten Punkten des AMS untersucht. Um die jahreszeitlichen Einflüsse auf das Stallklima zu kennzeichnen erfolgten die Untersuchungen im März 2002, Juni 2002 sowie Januar 2003. Eine besondere mikroklimatische Situation in der Melkbox konnte in den Analysen für die Stallluftparameter Kohlendioxid und Methan festgestellt werden. Dabei wurden erhöhte Konzentrationen immer dann beobachtet, wenn sich eine Kuh in der Melkbox befand. Die Bauweise des AMS im Kopfbereich der Melkbox konnte als entscheidender Grund für die hohen Konzentrationen der Gase ermittelt werden, da dadurch der Luftaustausch mit der Umgebung behindert wird. Die Geräuschkulisse für die Kühe innerhalb der Melkbox erwies sich während der Eutervorbereitung als besonders belastend, da der Schallpegel hier am höchsten war und gleichzeitig eine Frequenzverschiebung in den höherfrequenten Bereich festzustellen war. Ein erster Ansatz der Beschreibung der hygienischen Zustände in einem AMS erfolgte mit Hilfe von digitalen Bildern, welche an den Schnittstellen zwischen Tier, Endprodukt und Technik gemacht wurden. Der visuell wahrnehmbare Verschmutzungsgrad ließ sich in Beziehung zu gleichzeitig erfassten Tupferproben und darin isolierten Keimen setzen. Eine Verbesserung bzw. Anpassung der mikroklimatischen Situation innerhalb von AMS erscheint als notwendig, um eine ausreichende Motivation der Kühe zum Besuch der Melkbox zu erreichen. / Automatic milking systems (AMS) are considered as the most recent innovation in the area of milking technology. In comparison with conventional milking parlour they show a set of specific characteristics. Optimal microclimatic conditions in the milking box are necessary to motivate the cows to visit the milking system voluntarily and regularly. The analysis of the microclimatic conditions in AMS took place on a farm with two AMS working parallel and 110 lactating cows. The parameters examined were: the air quality in the milking box and in the barn, the noise load within the milking box during milking as well as the degree of pollution and the germ load at relevant points of the AMS. To mark the seasonal influences on the climate within the barn, the investigations took place in March 2002, June 2002 as well as January 2003. A special microclimatic situation in the milking box was noticed in the analyses for the barn air parameters carbon dioxide and methane. Whenever a cow was in the milking box, increased concentrations were observed. The construction method of the AMS in the head area of the milking box was determined as main reason for the high concentrations of gases, since this impedes the interchange of air with the environment. The sound load for the cows within the milking box was particularly heavy during the preparation of the udder. The sound level was highest during the cleaning of the udder and the frequencies shifted into the higher range. The description of the hygienic conditions in an AMS was first approached by means of digital pictures, which were made at the interfaces between animal, final product and technology. The visually perceptible degree of pollution could be set in relation to Dab RPR, which were taken at the same time like the digital pictures, and isolated germs therein. An improvement and/or an adjustment of the microclimatic situation within AMS appears necessary in order to achieve a sufficient motivation of the cows to go into the milking box.

Das litorale Makrozoobenthos ist eine bedeutende biotische Komponente in Seen und trägt substantiell zur Biodiversität und Funktion von Seeökosystemen bei. Allerdings unterliegt das Litoral zunehmenden anthropogenen Nutzungen, deren ökologische Auswirkungen jedoch kaum quantifiziert wurden. In dieser Doktorarbeit wurde untersucht, welche Bedeutung maßgebliche Umweltfaktoren auf die Zusammensetzung des litoralen Makrozoobenthos haben, und wie sich anthropogene Nutzungen auf die Zusammensetzung und Funktion des Makrozoobenthos auswirken. Die Zusammensetzung des Makrozoobenthos wurde durch die Uferstruktur, Trophie und das hydrodynamische Regime bestimmt. Die faunistische Ähnlichkeit zwischen Habitaten war jedoch signifikant geringer als zwischen Trophiestufen, so dass die Uferstruktur, und nicht die Trophie, einen größeren Einfluss auf das Makrozoobenthos hat. Strukturelle Degradation führte zu einer Reduktion der Habitatheterogenität, was eine signifikante Verringerung der Diversität und eine signifikant veränderte Artenzusammensetzung verursachte. Infolgedessen war die Komplexität der Makrozoobenthos-Nahrungsnetze an degradierten Ufern signifikant geringer als an natürlichen Ufern. Erhöhte Wasserstandsschwankungen führten zum Ausfall von Wurzelhabitaten und der damit assoziierten Makrozoobenthos-Gemeinschaft. Schiffsinduzierter Wellenschlag führte zur Verdriftung des Makrozoobenthos von ihren Habitaten bereits bei geringen Sohlschubspannungen. Die Effekte von Wasserstandsschwankungen und schiffsinduziertem Wellenschlag wurden jedoch durch Habitate mit hoher struktureller Komplexität verringert. Mit dieser Doktorarbeit konnte ich ein mechanistisches Verständnis darüber erarbeiten, wie anthropogene Nutzungen die Wirkungsbeziehungen zwischen Umweltfaktoren und Artengemeinschaften verändern und welche ökologischen Auswirkungen dies hat. Diese Kenntnisse können als wissenschaftliche Basis zur Bewertung von anthropogenen Beeinträchtigungen des Litorals dienen. / Littoral macroinvertebrates are an important biotic component of lakes by contributing substantially to the biodiversity and functioning of lake ecosystems. Humans alter the littoral and riparian areas for various purposes, but the resulting ecological impacts on littoral macroinvertebrates have not been quantified. In this thesis, I investigated the significance of key environmental factors for littoral macroinvertebrate communities and how human alterations of these environmental factors impact the structure and function of macroinvertebrate communities. Macroinvertebrate community composition was significantly related to littoral structure, trophic state and the hydrodynamic regime. The significantly higher compositional dissimilarities among habitats than among trophic state suggested that littoral structure was the more important driver of community composition. Structural degradation caused a significant reduction of habitat heterogeneity and resulted in a significant reduction of species diversity and a significant altered community composition. This caused a significant reduction of macroinvertebrate food web complexity and substantial alterations of the trophic base of the food webs. Climate-change induced water level fluctuations resulted in the loss of root habitats and the specific community associated with this habitat. Ship-induced waves had substantial direct effects, since macroinvertebrates were detached from their habitats by waves even at moderate shear stress levels. However, the impacts of water level fluctuations and ship-induced waves were mitigated by the presence of habitats with high structural complexities. This thesis provided a mechanistic understanding of how human activities alter relationships between environmental factors and biotic communities. This knowledge can be used to develop scientifically sound approaches to assess the persistent human impacts on lake ecosystems.

Fusarium-Infektionen sind ein ernstes Problem im Weizenanbau, da die ausgeschiedenen Mykotoxine gesundheitsschädlich sind. Die Krankheitssymptome sind durch bildanalytische Methoden im Vorfeld der Ernte detektierbar, so dass befallene Partien getrennt geerntet werden könnten. Künstlich mit Fusarium culmorum infizierte Weizenpflanzen wurden mittels Chlorophyllfluoreszenz- und hyperspektraler Bildanalyse in Zeitreihenversuchen analysiert. Bei den Chlorophyllfluoreszenz-Bildanalysen wurde die photosynthetische Effizienz (Fv/Fm) und deren räumliche Ungleichverteilung genutzt, um den Effekt des Krankheitsgrades auf die photosynthetische Aktivität zu ermitteln. Mit dieser Methode ist eine sehr frühzeitige Erkennung möglich, da eine Verringerung der photosynthetischen Effizienz bei den kranken Ähren zwischen dem 6. und 11. Tag nach Inokulation festgestellt wurde. Der Befallsgrad korreliert mit der photosynthetischen Effizienz. Die Berechnung des kumulativen Fv/Fm bei 0,3 führte zu einer sehr effektiven und genauen Erkennung der Partiellen Taubährigkeit ab einem Befallsgrad von mindestens 5% und einer Differenzierungsgenauigkeit von 10%. Die Chlorophyllfluoreszenz-Bildanalyse war unter Freilandbedingungen bei Einhaltung der Rahmenbedingungen zur Fusarium-Erkennung ebenfalls möglich, wenn auch mit schlechteren Erkennungsraten. Die Aufnahmen im Labor mit einem hyperspektralen Bildanalysesystem im Spektralbereich von 400-1000 nm zeigten Unterschiede in distinkten Wellenlängenbereichen und lassen die Erkennung kranker Ähren in einem Zeitfenster von BBCH 71 bis BBCH 85 zu. Die bildanalytische Klassifizierung mittels des „Spectral Angle Mapper“ liefert gute Ergebnisse, ist aber sehr zeitaufwändig. Alternativ dazu nutzt der neu erstellte head blight-Index (HBI) die spektralen Unterschiede im Bereich 665-675 nm und 550-560 nm und kann eine feldtaugliche Klassifizierungsmöglichkeit zur Erkennung von Partieller Taubährigkeit sein. / Fusarium infections are serious problems in wheat production. Mycotoxins, synthesised by the fungi, are toxic and harmful in both human and animal nutrition. The symptoms of this so-called head blight disease caused by Fusarium spp. are recognizable by various image analysis methods prior to harvest. Using this information, farmer could differently utilize affected cereals, if necessary. Healthy and artificially Fusarium culmorum-infected wheat plants were analyzed with a chlorophyll fluorescence and hyper-spectral imaging system in time series. With chlorophyll fluorescence imaging (CFA), the potential maximum photochemical efficiency (Fv/Fm) and its spatially variable distribution was analyzed to determine the interactions between the degree of disease and the photosynthetic activity. By means of this method, early recognition was reliably achieved by a decreased photochemical efficiency in diseased ears between 6th and 11th day after inoculation. The degree of disease correlated with photochemical efficiency. At a degree of Fusarium infection of 5% and higher, calculation of the cumulative Fv/Fm at 0.3 enabled a very effective and precise determination of Fusarium head blight with a differentiation accuracy of at least 10%. Though less effective, CFA successfully detected head blight under outdoor conditions, if some boundary conditions (e.g. no direct solar irradiation) were observed. In the laboratory, a hyperspectral imaging system (wave length range 400 to 1000 nm) indicated specific spectral differences between affected and unaffected wheat ears. These differences allowed head blight recognition during BBCH 71 to BBCH 85. Imaging classification with the “Spectral Angle Mapper” method achieved good results; it is, however, very time-consuming. Alternatively, the newly derived head blight index (HBI), using spectral differences in the wave length ranges of 665 to 675 nm and 550 to 560 nm, can be a suitable outdoor classification method to evaluate head blight.

Zwei Populus-Pfropfchimären (MA und AI), die aus P. x canadensis ‘Marilandica’ (M), P. maximowizcii x P. trichocarpa ‘Androscoggin’ (A) and P. nigra L. ’Italica’ (I) aufgebaut sind, wurden für Untersuchungen zur Laub- und Blütenblattentwicklung genutzt. In MA bildet M die äußere Lage (L1) und ihr Derivat, die Epidermis, während die inneren Lagen (L2, L3 etc.) von A gebildet werden. Bei AI stammt die L1 von A und L2, L3 etc. werden von I gebildet. Die genotypisch andersartige Epidermis bedingt bei Periklinal-Chimären morphologische Effekte wie zum Beispiel einen Fruchtknoten in einigen MA-Blüten. Morphologische Besonderheiten verschiedener Gewebe sowohl von M und A als auch von MA wurden verglichen, um festzustellen, wie sie durch die Gewebetransplantation verändert oder beeinflusst wurden und, um mögliche Genotyp- Interaktionen oder -Wechselwirkungen in einem Gewebe ausfindig zu machen. Für die Genotypidentifizierung in verschiedenen Organen wurde die RAPD-PCR getestet. Einer von 20 getesteten 10mer Zufallsprimern (GGAGTGGACA) ermöglichte bei der Verwendung von DNA aus Blattmaterial die Erzeugung verschiedener Bandenmuster für M und A. Bei der Verwendung von MA-Blattmaterial zeigte sich eine Kombination der Muster von M und A, sodass ein Chimärennachweis für das MA-Blattmaterial erbracht wurde. Für ein übertragbares System wurde die spezifische PCR getestet. Unter Verwendung spezifischer Primer für die 16s-rDNA zeigten die PCR-Produkte einheitliche Banden und nach anschließender Sequenzierung eine weitgehende Übereinstimmung der phylogenetischen Verwandtschaft von I, M und A. Weiterhin wurden die kernkodierten rDNA Bereiche ITS 1 und ITS 2 zwischen 18S und 25S getestet. Für I, M und A konnten jeweils zwei Banden von unterschiedlicher Größe und Sequenz ermittelt werden, die vermutlich auf funktionierende rDNA aber auch auf Pseudogene (beschnitten) in niedriger Kopienzahl hinweisen. Die ITS-Regionen von I, M und A wurden charakterisiert, um einen Einblick in die Struktur und Phylogenie der Salicacaee-Familie zu erhalten. Aus den Sequenzunterschieden konnten für I und A spezifische Primerpaare abgeleitet werden, die für die Identifizierung von I und A in AI und MA verwendet werden können. Mittels A-Marker konnte nachgewiesen werden, dass Fruchtknoten aus MA-Blüten neben M-Gewebe auch den A-Genotyp enthalten. / Two Populus graft chimeras (MA and AI) produced of P. x canadensis ‘Marilandica’ (M), P. maximowizcii x P. trichocarpa ‘Androscoggin’ (A) and P. nigra L. ’Italica’ (I) were used for investigations of leaf and flower development. In MA the exogenous layer (L1) forms the epidermis and is derived from M while inner layers (L2, L3 etc.) descend from A whereas in AI L1 is formed by A while L2, L3 etc. descend from I. The exogenous epidermis of the periclinal chimeras imposes morphological effects such as an extra female sex in some of the MA flowers. The morphological characteristics of different plant tissues of parents and chimera were compared to determine how they were modified or altered by the tissue transplantation and possibly identify co-existing or interacting genotypes in one tissue. RAPD-PCR was tested for its usefulness to amplify polymorphic fingerprints including donor specific DNA fragments. One random 10mer primer (GGAGTGGACA) out of 20 tested revealed the amplification of patterns including donor specific DNA bands using extracts from leaf tissues of the M and A parents that were combined using extract from leaf tissue of the MA chimera. This indicates that the leaves of the MA chimera are formed by tissues of M and A. However, the inherent disadvantage of RAPD-PCR is the reproducibility of PCR product generation. Therefore the discriminative potential of the ITS region located between the rRNA genes was investigated. The application of specific 16S ribosomal DNA (rDNA) primers for amplification and sequencing of PCR products revealed a closely phylogenetic relationship between I, M and A. Consequently the ITS1 and ITS2 of nuclear rDNA between 18S and 25S were used. The amplified fragments were purified, cloned in E. coli and sequenced. Analyses of multiple clones demonstrated extensive paralogy within and between I, M and A ITS operons. For each parent were at least two rDNA operons as well as multiple paralogous sequences within operons identified. The use of PCR and sequence analyses showed that one of the operons encodes a putative expressed (functional) rDNA whereas the second encodes a pseudogen (truncated) in low copy number. We also characterized the ITS regions of I, M and A to gain insights into structure and phylogeny of the Salicacaee family. Based on sequence divergence primers were designed for A and I and used for the identification of A in MA carpels.

In Freiland- und Gefäßversuchen sollten Aufnahme der Schwermetalle (SM) und Wuchsverhalten an Kulturpflanzen im Hinblick auf die Wirkung von arbuskulären Mykorrhizapilzen (AM) Glomus intraradices, des Bakterienstammes Pseudomonas fluorescens (RA56) und als Dualinokulation auf Schwermetall belasteten Böden untersucht werden. Als Versuchspflanzen wurden Mais (Zea maize L.) und Weidelgras (Lolium multiflorum L.) und zusätzlich die Sonnenblume (Helianthus annuus L.) in Gefäßversuchen eingesetzt. Die Schwermetallkonzentrationen in den Böden lagen zwischen 0,5 und 56 mg Cd/kg TS, 17 und 650 mg Cu/kg TS und 110 und 1870 mg Zn/kg TS. Der Sonnenblumenertrag konnte im Gefäßversuch auf dem hoch belasteten Boden mit 36 mg Cd/kg TS, 556 mg Cu/kg TS und 1270 mg Zn/kg TS durch den AM-Pilz um 220 % und in der Dualinokulation um 348 % signifikant zur Kontrolle gesteigert werden. Gleichzeitig erhöhte die AM die Cd-Aufnahme um 29 % und die Dualinokulation um 66 %. Trotz der hohen Cd-Konzentrationen wiesen die Pflanzen mit Pilzbehandlungen keine Schäden auf. Der Maisertrag wurde durch AM und Bakterien im Feldversuch und als Dualinokulation in den ersten beiden Versuchsjahren bis zu 47 % gefördert. Im dritten Versuchsjahr kam es zu einer Ausbreitung der Mykorrhiza auf der gesamten Fläche, so dass eine Wuchsförderung auch auf den Kontrollparzellen statt fand. Durch die Variabilität der Cd -Gesamtgehalte auf der Versuchsfläche war der Vergleich der Aufnahmeraten zwischen den Varianten nur über den Cd-Transferfaktor möglich. In den oberirdischen Pflanzenteilen des Maises zeichneten deutlich eine Abnahme und in die Wurzeln eine Zunahme des Cd-Transfers ab. Gleichzeitig wurden die Mykorrhizainfektionen an den Maiswurzeln erhöht. Durch die Anwendung der Mykorrhiza in Kombination mit den Pseudomonaden können im Mais über mehrere Anbaujahre das Cd in das Erntegut reduziert werden mit gleichzeitiger Ertragserhöhung. / Influence of Mycorrhiza fungi and associate bacteria on the availability of nutrients and heavy metal in culture plants on heavy metal soils The heavy metal uptake and the influence on plant growing in culture plants is analysed in this study. Field- and pot experiments were done. An emphasis of this study was focused on the effect of the arbuscular Mycorrhiza (AM) fungi Glomus intraradices, the bacteria Pseudomonas fluorescens (RA56) and as dual inoculation. Maize (Zea maize L.) and Italien rye (Lolium multiflorum L.) were used and in addition sunflowers (Helianthus annuus L.) in the pot experiments. The concentrations of heavy metals in the soil were measured between 0.5 and 56 mg Cd/kg dry weight (d.w.), 17 and 650 mg Cu/kg d.w. and 110 and 1870 mg Zn/kg d.w. The yield of sunflowers was increased significantly up to 220% with AM fungi in the pot experiments. Cd-absortion increased by 29% in the soil with 36 mg Cd/kg d.w., 556 mg Cu/kg d.w. and 1270 mg Zn/kg d.w. in those pot experiments. With AM and Pseudomonades the yield was increased significantly up to 348% compared to the control group, the Cd-absortion increased by 66%. In spite of high Cd-concentrations, the plants showed no damages. The yield of maize was increased up to 47% due to AM fungi and Pseudomonades in singular and dual inoculation in the field experiments during the first and second year. In the third year, the AM fungi were spread over the whole area and no differences of yield were found. Because of the heterogeneous concentrations of Cd in the field area the comparison of Cd assimilation was allowed only by analysis of the transfer factor in the variants. Within the experimental years, the AM infection rate and the Cd-transfer was increased in the maize roots. On the other hand, the Cd translocation rate was decreased in the shoots. The reduction of Cd rate in monocotyledonous plants and an increase of yield are estimated for long term application of the AM fungi with Pseudomonades.