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.

Die pilzlichen Erreger der Tomate Alternaria solani und des Manioks Colletotrichum gloeosporioides f.sp. manihotis verursachen große Ertragsausfälle in Westafrika. In der vorliegenden Arbeit wurden die Blattkrankheiten nach Applikationen mit wässerigen Extrakten aus Westafrika (Ausgangsmaterial: organischer Haushaltsmüll) unter kontrollierten Bedingungen unterdrückt. Im Pathosystem Tomate - A. solani erzielten die Extrakte eine Befallsverminderung um bis zu 94 % im Vergleich zur Kontrollvariante und im Maniok - C. gloeosporioides wurde die Anzahl der gebildeten Acervuli/cm² Blattoberfläche bis um 87 % reduziert. Der primäre Wirkmechanismus der Extrakte gegen die Pathogene ist Antagonismus, hervorgerufen von den Mikroorganismen in den Extrakten. Isolierte Bakterien aus den Extrakten hemmten das Wachstum der Pathogene in Plattentests, was auf die Bildung von fungistatischen Substanzen zurückzuführen war. Die Bakterien, die aus den Extrakten isoliert und identifiziert wurden, gehörten überwiegend zu den Bakteriengattungen Pseudomonas und Bacillus. Die Extraktionsbedingungen nahmen in Hinblick auf die Wirksamkeit der Extrakte gegen die Pathogene eine wichtige Stellung ein. Die Untersuchungen zeigten einen Zusammenhang zwischen gestiegener Mikroorganismenanzahl und Befallsreduktion. Durch die Auswahl optimaler Extraktionsbedingungen erhöhte sich die Anzahl der Koloniedichte in den Extrakten; dies führte zur einer stärkeren Befallsreduzierung an der Tomate und am Maniok. Hierbei waren die Umgebungstemperatur und die Häufigkeit des Durchmischens des Kompost-Wasser-Gemisches von besonderer Bedeutung. Extrakte, die während der Extraktionszeit einer Temperatur von 20°C ausgesetzt waren, erzielten eine stärkere Befallsreduzierung von A. solani an der Tomate und wiesen eine höhere Mikroorganismendichte auf als Extrakte, die einer Temperatur von 30°C und 35°C ausgesetzt waren. Tägliches Durchmischen des Wasser-Kompost-Gemisches während der Extraktionszeit erhöhte die Mikroorganismendichte um das Siebenfache in den Extrakten und die Wirksamkeit gegen A. solani und C. gloeosporioides im Vergleich zu den Extrakten, die nur zu Beginn durchmischt wurden. Die Lagerungszeit der fertigen Komposte hatte einen Einfluß auf die Mikroorganismendichte der wässerigen Extrakte sowie auf deren Wirksamkeit. Extrakte, die aus frischen Komposten hergestellt wurden, zeigten einen besseren suppressiven Effekt gegen die Pathogene und wiesen eine höhere Mikroorganismenanzahl auf als Extrakte, deren Komposte schon länger gelagert worden waren. Die Anreicherung der Extrakte mit dem Formulierungshilfsstoff Xanthan steigerte die Wirksamkeit der Extrakte gegen A. solani an Tomatenpflanzen und gegen C. gloeosporioides f.sp. manihotis an abgetrennten Maniokblättern. Angereicherte Extrakte reduzierten den Befall um bis zu 46 % mehr als der Extrakt ohne Formulierungshilfsstoffe, während die Steigerung der Wirksamkeit nach Anreicherung mit Alginat oder Zellulose eine Abhängigkeit von der Herkunft der Komposte zeigte. Eine erhöhte ß-1,3-Glucanase-Aktivität wurde am vierten Tag nach der Applikation von Extrakten an der Tomate und an der Batate festgestellt. Diese Ergebnisse belegen die Bedeutung von Spritzbehandlungen mit wässerigen Kompostextrakten gegen die Pathogene A. solani und C. gloeosporioides f.sp. manihotis und stellen eine erfolgversprechende Alternative zur Bekämpfung von Pilzkrankheiten in Westafrika dar. / Great yield losses of cassava in West Africa are caused by fungal pathogens that also affect tomato, e.g. Alternaria solani and Colletotrichum gloeosporioides f sp. manihotis. In the present study these foliar diseases were effectively suppressed under controlled conditions after application of watery compost extracts to tomato and cassava The disease incidence of A. solani on tomato was reduced up to 94 % and the number of the acervuli produced on the surface of cassava leaves was reduced up to 87% compared to the control treatment. Reduction is due to antagonistic effects of the microorganisms in the extracts towards the pathogens. Bacterial strains isolated from the extracts suppressed the growth of the pathogens in dual-culture-tests due to the production of antibiotics. Bacteria isolated and identified from the extracts were mostly pseudomonas and bacillus strains. The conditions used for extraction of compost played a significant role for their effectiveness against different pathogens. The investigations showed that optimisation of extract conditions increased the density of microorganisms in the extracts and led to a higher disease reduction on tomato and cassava plants. Temperature and stirring frequency of the compost - water mixture during the extraction period were very important factors for increased effectiveness. Extracts incubated at 20 °C during the extraction period caused a higher disease reduction on tomato and showed a higher density of microorganisms, than extracts that were incubated at 30 or 35 °C. Daily stirring of the compost - water mixture during the extraction period increased the density of microorganisms in the extracts sevenfold and increased the effectiveness against A. solani and C. gloeosporioides compared to the extract that was stirred only once at the beginning. The Effectiveness as well as the density of the microorganisms were depended on the incubation time of the compost extracts. Extracts produced from fresh composts showed greater suppressive effects against pathogens and higher densities of microorganisms than extracts of composts that were stored for a longer time. Enrichment of the extracts with the formulate substance xanthan increased the effectiveness against A. solani on tomato plants and against C. gloeosporioides on detached leaves of cassava and reduced the disease incidence up to 46% compared to the extract without formulate substances. The increase of the effectiveness after enriching with alginate was depended on the origin of the compost. An increased ß-1,3- glucanase activity were determined on tomato and sweet potato leaves 4 days after the application of the extracts onto the plants. The results of this study show that watery compost extracts can be successfully applied against the cassava and tomato pathogens A. solani and C. gloeosporioides f. sp. manihotis and offers easily applicable methods for the reduction of fungal diseases in West Africa.

Im EU finanzierten Projekt "Die Verwendung von kompostiertem Haushaltsmüll in der vorstädtischen Landwirtschaft von Westafrika als Pflanzenschutzmittel", das in Rufisque im Senegal, Conakry und Timbi Madîna in der Republik Guinea sowie Lomé und Tsévié im Togo von 1999 bis 2002 stattfand, wurden die Daten für diese Arbeit erhoben. Diese Orte sind hauptsächlich von Wolofs, Fulfulbe, Sussus und Ewes bewohnt. Ihre Größe variert zwischen 4 000 und 1,4 Mill. Einwohner. Es wurden städtische Gemüsebau- und vorstädtische Ackerbausysteme untersucht. Ziel der Arbeit ist die Einführung von Kompost als Pflanzenschutzmittel zu erleichtern. Dazu wurden Bereitschaften untersucht: die der städtischen Haushalte Biomüll zu sammeln und die der vorstädtischen Bauern Kompost aus Haushaltsmüll als Pflanzenschutzmittel einzusetzen. Dafür wurden standardisierte Befragungen von 1802 Bauern und 1775 Haushalten durchgeführt. Etwa 10 % dieser Antworten wurden in 18 logistischen Regressionsmodellen mit Interaktionen des 1. Grades analysiert. Den Modellen wurden die qualitativen Ergebnissen aus den standardisierten, halbstandardisierten und unstrukturierten Interviews sowie Beobachtungen und Einzelfallstudien gegenübergestellt. Daraus läßt sich schließen, dass es keine traditionellen Hemmnisse gegen Biomüllsammlung und -verarbeitung, sowie die Verwendung von Kompost aus Müll gibt. Wilde Deponien stören die Einwohner. Sie sind bereit sich finanziell an einer Müllsammlung zu beteiligen. Für die Mülltrennung brauchen sie zusätzliche, an Klima und Menge angepasste Mülltonnen. Die Haushalte wollen geringere Müllgebühren bezahlen, wenn sie Müll trennen. Müllsammen ist rentable. Eine transparente Buchführung der Müllgebühren ist unerlässlich für die Nachhaltigkeit. Für eine Kompoststation eignet sich am besten eine Kleinstadt mit vielen Müllproblemen und noch ohne Müllsammelorganisation sowie mit vielen Gemüsebauern mit einem hohen Krankheitsbewußtsein. Die Kompostherstellung ist sehr arbeitsintensiv und nur rentable, wenn der Kompost zu Pflanzenschutzmittelpreisen verkauft werden kann. Kompost ist in Westafrika bekannt. Die Verwendung von Kompost als Pflanzenschutzmittel gegen bodenbürtige Krankheiten ist eine Neuerung. Daher benötigt eine Kompoststation ein sehr wirksames Marketing. / By the EU financed project called "Utilisation of composted waste from urban households in the peri-urban agriculture for plant protection purpose in West Africa" with took place in Rufisque in Senegal, Conakry and Timbi Madîna in the Republic of Guinea the same as Lomé and Tsévié in Togo from 1999 to 2002, the data which are the base of this study have been collected. These towns are mainly settled by Wolofs, Fulanis, Sussus and Ewes. The size of the towns varies from 4 000 to 1.4 mill inhabitants. Production systems of urban vegetable farmers as well as peri-urban rain fed farmers have been investigated. The objective was to analyse the willingness of household, to collect organic waste, and of farmers, to use composted household waste for plant protection, to facilitate the introduction of compost for phytosanitary purpose. Hence standardised interviews of 1802 farmers and 1775 households have been done. About 10 % of the answers have been standardised in a way which allowed analysing them in 18 models of logistic regression with the first level of interactions. The results of the models have been compared to the qualitative results of the standardised, the half standardised and the unstructured interviews as well as the observations and the case studies. We find out that: There are no traditional obstacles inhibiting the collection of organic waste, the processing and the use of compost. Wild waste heaps disturb the people. They are ready to participate financially on waste collection. For the separation of waste the households need bins adapted to the climate and to the amount of waste. Anyway households separating waste would like to pay reduced waste fees. The waste collection is actually a rentable economic activity. A conflict avoiding accountability for waste fees is essential for the long lasting of a waste collection organisation. An optimal place for a compost station is a small rural town with many waste problems, without an institutionalised waste collection and with many vegetable farmers aware of diseases. The production of compost is very labour-intensive and rentable only if the compost is sold on organic pesticide prices. Compost is well known in West Africa. The innovation would be the application of compost for pest treatment of soil related diseases. Therefore a compost station needs a very efficient marketing.

Das Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen verschiedener Bodennutzungssysteme auf ausgewählte physiko-chemische Bodeneigenschaften und pflanzenbauliche Parameter auf sandigen Böden auf den Dauerfeldversuchsflächen in Berlin-Dahlem und Dedelow zu untersuchen. Ein erster Arbeitsschwerpunkt am Standort Berlin-Dahlem bestand darin, die Wirkungen verschiedener Bodenbearbeitungstiefen (17 cm und 28 cm) in Abhängigkeit der drei Faktorstufen - mit und ohne Kalkdüngung, mit und ohne Stallmistdüngung, flache und tiefe Bodenbearbeitung - zu ermitteln. Im zweiten Arbeitsschwerpunkt wurden in einer fünffeldrigen Fruchtfolge am Standort Dedelow Vergleiche verschiedener Verfahren der konventionellen und konservierenden Bodenbearbeitung und deren Effekte untersucht. Die Durchdringungswiderstandmessungen in Berlin-Dahlem zeigten nach langjähriger Bodenbearbeitung höhere Bodenfestigkeitswerte in der tieferen Bodenbearbeitungsvariante als in der flachen Variante. Die wasserstabilen Aggregate in Berlin-Dahlem wiesen in der flachen Bodenbearbeitung höhere Werte auf. Die ermittelten Wasserspeicherkurven in Berlin-Dahlem zeigten in der flachen Bodenbearbeitungsvariante für die ausgewählten Parzellen in 10-15 cm Bodentiefe im Vergleich zu der tieferen Variante tendenziell höhere nutzbare Feldkapazitätswerte. In Dedelow zeigten die Wasserretentionskurven unter verschiedenen Bodenbearbeitungsverfahren unregelmäßige Streuungen auf. Die höchsten Gesamtkohlenstoffgehaltswerte wurden in der flachen Bodenbearbeitung unter dem Prüfglied „mit Kalk- und mit Stallmist“ gedüngten Parzellen erzielt. In Dedelow zeigten die Gesamtkohlenstoffgehalte zwischen konservierender und konventioneller Bodenbearbeitung in 10-15 cm Bodentiefe kaum Unterschiede. Der Einfluss von Düngung und Bodenbearbeitungstiefen auf den Kornertrag bei Hafer war mit einem Ertrag von 29,2 dt ha-1 am stärksten am Standort Dedelow in der tiefen Bodenbearbeitung unter dem Prüfglied „mit Kalk- und ohne Stallmistdüngung“. / On the basis of various long-term field trials it was the goal to investigate the influence of different tillage systems on soil physical, soil chemical and crop parameters on sandy loamy locations in Berlin-Dahlem and Dedelow. The first focus of the work in Berlin-Dahlem was to investigate the effects between different tillage depths (17 cm and 28 cm) and the selected factors “with and without liming”, “with and without manure fertilization” and “shallow and deep tillage”. The second focus was on a five-field crop rotation site in Dedelow to compare different methods of conventional and conservation tillage and their effects. The penetration resistance values in Berlin-Dahlem showed after long-time tillage in the deep soil tillage system higher compactions compared to shallow tillage systems. The soil aggregate stability values in Berlin-Dahlem showed in the shallow tillage higher values. The obtained soil water retention curves in Berlin-Dahlem showed an increase of the available water capacity for the selected plots in the shallow soil tillage system compared to the deep tillage system in the 10 - 15 cm soil depth. The soil water retention curves showed irregular variations under the different tillage systems in Dedelow. The highest total carbon content were observed in the shallow tillage system in the "with lime and with farmyard manure" treatments. In general, however, the total carbon content predominate nearly the same amounts in 10 - 15 cm soil depth in both conservation and conventional tillage systems in Dedelow. The influence of fertilization and tillage depth on grain yield in oats showed the maximum value as 29,2 dt ha-1 in the deep tillage system in the "with lime and without farmyard manure" treatments.

Die Anwendung von Biokohlen in der Landwirtschaft gewinnt durch die positiven Aspekte der Kohlenstoffsequestrierung, Bodenverbesserung und eines erhöhten Pflanzenwachstums in den letzten Jahren an Bedeutung. Deshalb geht die vorliegende Arbeit den Fragen nach, welche Wirkungen unterschiedliche Biokohlen in Kombination mit oder ohne Gärrest und / oder Stickstoffdünger auf die Bodenchemie, Bodenbiologie und Wachstum, Entwicklung, Ertrag, Ertragsstruktur, Nährstoffe sowie Qualität von Nutzpflanzen haben. Außerdem wurden die Effekte unterschiedlicher Biokohlen auf die Wurzelmorphologie von Sommerweizen quantifiziert. Eine weitere Frage war, inwiefern Biokohlen Stickstoffquellen sorbieren. Es wurden ein Feldversuch und mehrere Gefäßversuche durchgeführt, um die Änderungen der Bodenchemie, den Einfluss auf die Bodenbiologie am Beispiel von Collembolen und die Pflanzenparameter zu bestimmen. Für die Wurzeluntersuchungen wurden Rhizoboxversuche durchgeführt und zur Quantifizierung der Stickstoffsorption ein in vitro Versuch angelegt. Die Ergebnisse der Feld- und Gefäßuntersuchungen zeigten, dass die Biokohlen die Bodeneigenschaften positiv beeinflussten. Die Biokohlen nahmen keinen konsistenten Einfluss auf die Erträge von Kulturpflanzen. Die Nährstoffgehalte der Kulturpflanzen konnten zum Teil positiv beeinflusst werden. Die Collembolenabundanzen zeigten sowohl in der Feldstudie als auch im Gefäßversuch keine signifikanten Unterschiede zwischen den getesteten Biokohlen. Hohe Mengen der fermentierten HTC-Biokohle führten zu negativen Wirkungen auf die Collembolenabundanz im Gefäßversuch. Die Rhizoboxversuche zeigten einen positiven Einfluss der Pyro-Biokohle auf die oberirdische und unterirdische Trockenmasse sowie die Wurzelmorphologie von Sommerweizen. Unterschiedliche Stickstoffquellen wurden von der HTC-Biokohle stärker sorbiert als von der Pyro-Biokohle. Generell lässt sich aus den differenzierten Wirkungen der Biokohlen weitere Forschung mit dem Fokus Boden ableiten. / Over the past few years the use of biochars in agriculture has gained more importance due to positive effects on carbon sequestration, soil improvement and increased plant growth. Therefore, the present work pursues the question which effects different biochars have in combination with or without digestate and / or nitrogen fertilizer on soil chemistry, soil biology and growth, development, yield, yield components, nutrients and quality of crops. In addition, the effects of different biochars on root morphology of spring wheat were quantified. Further to elucidate potential mechanisms underlying biochar effects on crops it was studied how biochars sorb various nitrogen sources. A field test and several pot experiments were conducted to determine the changes in soil chemistry, the impact on soil-dwelling Collembola and plant parameters. For the root studies rhizobox experiments were performed. To quantify the nitrogen sorption of biochars an in vitro experiment was conducted. The results of the field test and pot experiments showed that biochars positively affected soil chemical characteristics. However, yields of crops were not consistently affected by biochars. The nutrient content of crops were positively influenced to some extent. The abundance of Collembola was not significantly influenced by the biochars tested in the field study and in the pot experiment. High amounts of fermented HTC-biochar had negative effects on the abundance of Collembola in the pot experiment. Rhizobox experiments showed a positive influence of Pyro-biochar on the aboveground dry matter, belowground dry matter and root morphology (e.g. root length) of spring wheat. Amount and reversibility of nitrogen sorption was dependent on the type of biochar with HTC-biochar sorbing more nitrogen than Pyro- biochar. Generally it can be concluded that because of the different effects of biochars further research with a focus on soil is needed.

In vielen Entwicklungsländern findet Wertschöpfungskettenansatz (WSK-Ansatz) verbreitete Anwendung zur Wirtschaftsförderung von Kleinst-, Klein-, und Mittelunternehmen sowie ländlichen Produzenten. Viele Studien belegten, dass WSK-Upgrading von der vorherrschenden WSK-Governance stark abhängt. Jedoch beschränkten sich Diskussionen über WSK-Governance bisher auf Themen wie Koordinierung, Regulierung, Technologie, und Macht. Soziokulturelle Aspekte, die auf das individuelles Verhalten starke Einflüsse ausüben, wurde en passant erwähnt bzw. vollständig ignoriert. Aus diesem Grunde erweitert diese Studie das Governancekonzept durch die Einbeziehung institutioneller Perspektive, die regulative, normative, und kulturell-kognitive Elemente beinhaltet. Diese Erweiterung wird in den Fallstudien von Milch-WSK in Indonesien angewendet. Dabei wird die WSK mit erfolgreichen und erfolglosen Upgradingsresultaten verglichen. Mit einer explorativen Vorgehensweise werden Daten durch Beobachtungen, Interviews sowie den eigenen praktischen Erfahrungen in einem WSK-Förderungsprojekt gesammelt. Die Kausalität zwischen WSK-Governance und –Upgrading wird anhand der qualitativen Herangehensweise des Makro-Mikro-Modells erklärt. Dabei werden die Role von WSK-Operatoren, ihre Wahrnemung, und ihr Entscheidungsverhalten in dem Upgradingsprozess akzentuiert. Die Ergebnisse zeigen dass Regulierung und ihre effektive Durchsetzung von entscheidender Bedeutung sind. Paralel dazu haben aber gesellschaftliche Beziehungen, Werte, und Normen sowie Orientierung und Gewohnheit besonders starke Einflussnahme auf das individuelle Verhalten und somit die Interdependenz zwischen WSK-Operatoren. Deswegen sollen weitere Studien in ähnlichem Kontext, nämlich im ländlichen Raum wo soziokulturelle Aspekte von größerem Belang sind, das erweiterte Governancekonzept in die WSK-Analyse integrieren, um verbesserte Erklärung, Voraussage, und technische Empfehlung über die Förderung der Upgradingsprozesse zu generieren. / Value Chain (VC) approach has been widely applied in developing countries to promote economic growth particularly of micro, small and medium enterprises (MSMEs) and rural producers. Many cases have shown that VC upgrading is strongly determined by the prevailing governance structure. However, hitherto the discussion on VC governance has been limited mainly on coordination, regulation, technology, and power; whereas socio-cultural aspects, albeit influential in determining individual behaviour, are mentioned en passant or totally neglected. Thus, this study calls for the extension of governance concept by introducing a wider institutional perspective incorporating regulative, normative, and cultural-cognitive elements to portray a more realistic picture of the interaction between VC operators. Then, it applies the extended concept in case studies of dairy VCs in Indonesia, comparing the governance of successful and unsuccessful upgrading cases. Using an exploratory procedure, data were collected from observations, interviews, and author’s own experiences involved in a practical VC promotion project. The causalities between VC governance and upgrading are explained using the qualitative approach of Macro-Micro Model to accentuate the role of VC operators, their perception, and selected action in the upgrading processes. The results show that regulations and their effective enforcement are necessary; but also social relations, values, and norms, as well as orientation, common practices, and habit exert strong influences on determining the behaviour of and thus the interdependency between VC operators. Hence, further VC re-searches in similar context, i.e. rural areas where socio-cultural aspects are more influential, are to systematically integrate the extended concept of governance into the analysis in order to generate explanation, prediction, and technical recommendation on the facilitation of upgrading processes.

In dieser Studie wurden stabile Isotopenverhältnisse genutzt um die Mechanismen der aquatisch-terrestrischen C – und N-Dynamiken über verschiedene Skalenebenen hinweg in der Moränenlandschaft von Nordostdeutschland zu identifizieren; einer Landschaft, die stark landwirtschaftlich genutzt wird und in der es eine Vielzahl von kleinen Wasserkörpern (Sölle) gibt. Auf der regionalen Landschaftsskala spiegeln d13C-Isotopenkarten des org. Materials in Oberböden und von Pflanzenblättern eines 38.2 km2 großen Gebietes den Eintrag von org. Material von C3-Pflanzen, deren Wassernutzungseffizienz im org. Material des Bodens eingeprägt wurde, sowie den Eintrag von Mais (C4-Pflanze), wider. Die d15N-Isotopenkarte des org. Materials in Böden weist verschiedene Düngepraktiken hin. Auf der regionalen Sollskala deuten die d13C- und d15N-Isotopenwerte von Oberflächensedimenten von 51 Söllen auf kürzliche Einträge des org. Materials und Bewirtschaftungseffekte im Einzugsgebiet hin. Tiefere Sedimente sind durch die Ablagerung org. Materials von terrestrischen Pflanzen sowie dessen Umsetzungsgrad geprägt in Abhängigkeit von der Wasserführung. Auf der Transekt-Skala, d.h. entlang von Transekten von Erosions- zu Depositionsgebieten im Einzugsgebiet eines Solls, beeinflussen Erosion, Pflanzenproduktion, mikrobielle Umsetzung und Gülledüngung verschiedene Fraktionen des org. Materials. Auf der Aggregat-Skalenebene sind die Art und der Anteil spezifischer organo-mineral Assoziationen entlang des Transekts variabel. Bodenpartikel vom Feld und hereinwachsende Makrophyten sind die Quellen des org. Materials in Sedimenten. Diese Studie hat erfolgreich stabile Isotopenverhältnisse zur Identifikation von Mechanismen der C- und N-Dynamik auf individuellen Skalenebenen angewendet. Kleine Inlandwasserkörper sind Schlüsselelemente für die C- und N-Dynamik in landwirtschaftlich genutzten Moränenlandschaften. / In moraine landscapes, carbon (C) and nitrogen (N) dynamics can vary greatly across landscape structures and soil types especially when small water bodies are interspersed in the landscape. This study used stable isotope ratios to identify the mechanisms regulating the aquatic-terrestrial C and N dynamics across different scales in the young moraine landscape of NE Germany – a landscape intensively used for agriculture and interspersed with countless of small water bodies, the so-called kettle holes. At the regional landscape scale, d13C isoscapes of topsoil bulk soil organic matter (SOM) and plant leaves collected from a 38.2 km2 area revealed long-term inputs OM from C3 crops, which imprinted their water use efficiency status onto the soil, as well as short-term inputs from corn. The d15N SOM isoscape identified fertilization-induced impacts on the N dynamics of agricultural fields and grasslands. At the regional kettle hole scale, d13C and d15N of surface sediments of 51 kettle holes reflected recent OM inputs and management practices in the catchment. Deeper sediments recorded the degree to which the OM has been processed within the kettle hole depending on the water-logging period. At the transect scale, erosion, plant productivity, microbial decomposition and slurry fertilization affected OM fractions in topsoil along transects spanning erosional to depositional areas in the catchment of one arable kettle hole. At the aggregate scale, the pathway and magnitude of OM-mineral associations changed along the transect. OM in sediments was derived from clay- and silt-sized particles from the field, together with emergent macrophyte contributions. By means of stable isotopes techniques, different mechanisms were identified at the individual scales. Consideration of the spatial heterogeneity of all scales is essential to understand landscape C and N dynamics. Small inland water bodies are key constituents of C and N dynamics in moraine agricultural landscapes.