No description available.

The yield of UK’s commercial oilseed rape (Brassica napus) crops has not increased over the last three decades, while a significant increase in yield has been found in trials that test new varieties before they enter the market. It has been suggested that oilseed rape is susceptible to drought and that this may contribute to the poor yield of some commercial crops. A thorough literature review revealed that there is little information on the water relations of oilseed rape crops and in particular on root growth and function and thus no strong evidence to support the above hypothesis. The aim of this thesis was to investigate root function and water relations of oilseed rape to determine whether it is more sensitive to drought than wheat, a crop species grown in rotation with oilseed rape. The water relations of wheat (Triticum aestivum L. cv. Tybalt) and oilseed rape (Brassica napus L. cv. SW Landmark) were compared in a lysimeter experiment conducted in an open sided glass house to test the hypothesis that oilseed rape was more sensitive to drying soil than wheat. Plants were grown with or without irrigation at a population density equivalent to that of commercial field crops. Irrigated oilseed rape crops transpired more water than wheat crops and oilseed rape showed a greater reduction in growth when water was withheld. The onset of drought also occurred slightly earlier in oilseed rape. In a separate experiment the root hydraulic conductance of oilseed rape, measured on a root surface area basis, was about twice that of wheat (113.1 ± 20.0 mlNm-2Nh-1NMPa-1 for oilseed rape and 53. 5 ± 10.6 for wheat). These results suggest that oilseed rape needs a less dense root system for water extraction than wheat. In the above experiment plants were grown in relatively loose soil repacked into the lysimeters. It has been suggested that oilseed rape is particularly sensitive to soil compaction, which may be a common occurrence in commercial fields. Therefore the sensitivity of oilseed rape and wheat growth to compaction was compared in an experiment under well-watered conditions. Plants were grown in a controlled environment chamber in pots packed with soil at four different bulk densities. Although the root length, shoot mass, leaf area and stomatal conductance of oilseed rape were all reduced by soil compaction, oilseed rape was no more sensitive to soil compaction than wheat under these well-watered conditions. When soil dries it also hardens and high soil strength is known to impede root growth and alter plant-water relations. The hypothesis that oilseed rape is more sensitive to increasing soil strength than wheat was tested in an experiment in which soil bulk density and soil water content were varied to create a range of soil strengths. At low soil strength oilseed rape had a greater stomatal conductance than wheat, but as soil strength increased, stomatal conductance decreased to a greater extent in oilseed rape, indicating a more sensitive response. In dense or strong soil, plants often rely on pores created by earthworms or roots of the previous crop to explore the soil volume. The ability of oilseed rape and wheat to exploit soil pores to penetrate hard soil layers was compared in a pot experiment. A hard layer, comparable to a hard–pan in a cultivated field, was created at twelve centimetre depth of each pot by packing the soil to a bulk density of 1.5 g·cm-3 relatively loose soil at a bulk density of 1.1 g·cm-3 was present above and below the layer. In one treatment seven pores were drilled through the hard layer; controls had none. Presence of pores in the hard layer led to a significant increase in number of roots in the deeper soil, of 29% for wheat and 54% for oilseed rape. This project has shown that the physiological response to drought occurred earlier in oilseed rape than in wheat and that stomatal conductance and biomass production of oilseed rape reacted more sensitively to soil drying. However, water use by oilseed rape does not seem to be limited by the ability of its roots to explore the soil and transport water compared to wheat. The growth and distribution of roots under a range of soil conditions was as good as, if not better than, that of wheat. The implications of these findings for the commercial production of oilseed rape in the UK are discussed.

Phoma stem canker is a disease of oilseed rape (Brassica napus) caused by closely related plant pathogens Leptosphaeria maculans and L. biglobosa. It is an economically important disease, causing annual yield losses of approximately £770 million worldwide. When colonising oilseed rape, L. maculans and L. biglobosa exist in close proximity on the leaf, competing for resources as they move through the main leaf vein and into the stem. Fungicides are commonly used to decrease severity of phoma stem canker on oilseed rape. However, the efficacy and longevity of active chemicals is under threat from evolution of resistance in pathogen populations and government legalisation. Moreover, it has been suggested that both L. maculans and L. biglobosa differ in their sensitivity to azoles, and important class of fungicides that are used to control the disease through the inhibition of lanosterol 14-α demethylase (erg11, CYP51). This project aims to further understand the role that fungicides have in controlling phoma stem canker by investigating their efficacy against L. maculans and L. biglobosa in crops, in vitro and in planta. In field experiments, established in Cambridgeshire across four cropping seasons, the fungicide mixture penthiopyrad (SDHI) plus picoxystrobin (QoI) was as effective at controlling phoma leaf spotting and phoma stem canker in winter oilseed rape as prothioconazole (DMI), suggesting that both fungicides could be used to reduce phoma stem canker symptoms. The two pathogens differed in their growth rates in vitro, with L. biglobosa growing faster than L. maculans when untreated or treated with lower fungicide concentrations. Fungicide sensitivity assays suggest that L. maculans and L. biglobosa are both sensitive to DMI, SDHI and QoI fungicides and that differences between the species are minor. Prothioconazole and penthiopyrad + picoxystrobin had a similar efficacy on oilseed rape cotyledons colonised with either L. maculans or L. biglobosa. There was no difference between species on prothioconazole treated plants, although there was a difference between L. maculans and L. biglobosa when treated with 20 μg/ml penthiopyrad + picoxystrobin. Heterologous yeast expression of LmCYP51B and LbCYP51B with fungicide sensitivity testing of the yeast transformants suggests that LmCYP51B and LbCYP51B are similarly sensitive to azole fungicides flusilazole, prothioconazole-desthio and tebuconazole. These findings are supported by homology protein modelling, which predicts that LmCYP51B and LbCYP51B are structurally very similar, specifically at the azole-binding site. In conclusion, fungicides are still an effective control method for reducing phoma stem canker symptoms caused by Leptosphaeria species in the UK, and a useful tool to in the sustainable production of oilseed rape.

No description available.

Lauko eksperimentas buvo vykdomas nuo 1999 metų pagal šią schemą: A veiksnys: Šiaudų įterpimas: šiaudai pašalinti (-Š), šiaudai susmulkinti ir paskleisti (+Š). B veiksnys: Žemės dirbimo sistemos. Eksperimentas buvo atliktas Lietuvos žemės ūkio universiteto bandymų stotyje. Eksperimentas vykdytas 2010 metais. Atlikus tyrimus nustatyta, kad šiaudų įterpimas ir žemės dirbimo sistemos neturėjo esminės įtakos piktžolių daigų skaičiui. Daugiausiai daugiamečių piktžolių daigų rasta sekliai purentuose variantuose, o mažiausiai – tiesiogiai sėjant į neįdirbtą dirvą. Trumpaamžių piktžolių daigų kiekiui esminės įtakos turėjo šiaudų paskleidimas (+Š). Trumpaamžių piktžolių daigų skaičius buvo 43 procentais mažesnis nei dirvoje, kur šiaudai buvo pašalinti (-Š). Nustatyta, kad šiaudų paskleidimas neturėjo esminės įtakos vasarinių rapsų piktžolėtumui, nustatytam prieš derliaus nuėmimą. Esminių skirtumų buvo rasta skirtingose žemės dirbimo sistemose, sekliai purentuose laukeliuose. Palyginus seklųjį purenimą kultivatoriumi plokščiapjūviais noragėliais ir lėkštiniais padargais (KL) bei seklųjį purenimą rotoriniu kultivatoriumi (RK) su giliu arimu (kontrolė) (GA), piktžolių kiekis padidėjo 1,5 ir 1,6 karto. Daugiamečių piktžolių esmingai padidėjo laukeliuose, kur buvo sekliai arta (SA). Šiaudų paskleidimas turėjo esminės įtakos trumpaamžių piktžolių kiekiui. Dirvoje su šiaudais, palyginus su laukeliais be šiaudų, trumpaamžių piktžolių sumažėjo 1,3 karto. Esmingai trumpaamžių piktžolių kiekis... [toliau žr. visą tekstą] / Field experiment was carried out since 1999, as follows: Factor A: Insert a straw: straw removal (-S), straw, shredded and spread (+S). Factor B: tillage systems. The experiment was carried out in Lithuanian University of Agriculture Experimental Station. The experiment was conducted in 2010. It was determined that straw incorporation and tillage system had no significant effect on the number of weed seedlings. Most perennial weed seedlings found in shallow scratch in the treatments, while at least - when sown directly into uncultivated soil. Short-lived weed seedlings had a substantial impact on the quantity of straw spreading (+S). Short-lived weed seedling density was 43 percent lower than in the soil, where straw was removed (-S). It was found that the spreading of straw had no significant effect on weed control in spring rape, before the harvest. Significant differences were found in different tillage systems, shallow scratch boxes. Compared shallow scarification autum cultivator tines and implements Disc (KL) and a rotary cultivator shallow scarification (RK) with deep plowing (control) (GA), weeds grew 1.5 and 1.6 times. Perennial weeds has increased substantially in the fields, where it was shallow plowing (SA). Spreading straw had a substantial impact on short amount of weed. The soil with straw, as compared with the boxes without straw, weeds, fallen short 1.3 times. Substantially short amount of weeds growing through tillage systems. Studies have shown that both... [to full text]

No description available.

1. Today honey bee colonies face a wide range of challenges in modern agricultural landscapes which entails the need for a comprehensive investigation of honey bees in a landscape context and the assessment of environmental risks. Within this dissertation the pollen foraging of honey bee colonies is studied in different agricultural landscapes to gain insight into the use of pollen resources and the influence of landscape structure across the season. General suggestions for landscape management to support honey bees and other pollinators are derived. 2. Decoding of waggle dances and a subsequent spatial foraging analysis are used as methods in Chapters 4 and 5 to study honey bee colonies in agricultural landscapes. The recently developed metabarcoding of mixed pollen samples was applied for the first time in honey bee foraging ecology and allowed for a detailed analysis of pollen, that was trapped from honey bees in front hive entrances (Chapter 6). 3. Pollen identification through molecular sequencing and DNA barcoding has been proposed as an alternative approach to light microscopy, which still is a tedious and error-prone task. In this study we assessed mixed pollen probes through next-generation sequencing and developed a bioinformatic workflow to analyse these high-throughput data with a newly created reference database. To evaluate the feasibility, we compared results from classical identification based on light microscopy from the same samples with our sequencing results. Abundance estimations from sequencing data were significantly correlated with counted abundances through light microscopy. Next-generation sequencing thus presents a useful and efficient workflow to identify pollen at the genus and species level without requiring specialized palynological expert knowledge. 4. During maize flowering, four observation hives were placed in and rotated between 11 landscapes covering a gradient in maize acreage. A higher foraging frequency on maize fields compared to other landuse types showed that maize is an intensively used pollen resource for honey bee colonies. Mean foraging distances were significantly shorter for maize pollen than for other pollen origins, indicating that effort is put into collecting a diverse pollen diet. The percentage of maize pollen foragers did not increase with maize acreage in the landscape and was not reduced by grassland area as an alternative pollen resource. Our findings allow estimating the distance-related exposure risk of honey bee colonies to pollen from surrounding maize fields treated with systemic insecticides. 5. It is unknown how an increasing area of mass-flowering crops like oilseed rape (OSR) or a decrease of semi-natural habitats (SNH) change the temporal and spatial availability of pollen resources for honey bee colonies, and thus foraging distances and frequency in different habitat types. Sixteen observation hives were placed in and rotated between 16 agricultural landscapes with independent gradients of OSR and SNH area within 2 km to analyze foraging distances and frequencies. SNH and OSR reduced foraging distance at different spatial scales and depending on season, with possible benefits for the performance of honey bee colonies. Frequency of pollen foragers per habitat type was equally high for SNH, grassland and OSR fields, but lower for other crops and forest. In landscapes with a small proportion of SNH a significantly higher density of pollen foragers on SNH was observed, indicating the limitation of pollen resources in simple agricultural landscapes and the importance of SNH. 6. Quantity and diversity of collected pollen can influence the growth and health of honey bee colonies, but little is known about the influence of landscape structure on pollen diet. In a field experiment we rotated 16 honey bee colonies across 16 agricultural landscapes (see also Chapter 5), used traps to get samples of collected pollen and observed the intra-colonial dance communication to gain information about foraging distances. Neither the amount of collected pollen nor pollen diversity were related to landscape diversity. The revealed increase of foraging distances with decreasing landscape diversity suggests that honey bees compensate for a lower landscape diversity by increasing their pollen foraging range in order to maintain pollen amount and diversity. 7. Our results show the importance of diverse pollen resources for honey bee colonies in agricultural landscapes. Beside the risk of exposure to pesticides honey bees face the risk of nutritional deficiency with implications for their health. By modifying landscape composition and therefore availability of resources we are able to contribute to the wellbeing of honey bees. Agri-environmental schemes aiming to support pollinators should focus on possible spatial and temporal gaps in pollen availability and diversity in agricultural landscapes. / 1. Honigbienen stehen heutzutage vor einer Vielzahl von Herausforderungen in der modernen Agrarlandschaft, was umfassende Untersuchungen von Honigbienen im Landschafskontext erforderlich macht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Pollensammeln von Honigbienenvölkern in verschiedenen Agrarlandschaften studiert, um Einblick in die Nutzung von Pollenressourcen und auf den Einfluss der Landschaftsstruktur zu gewinnen. 2. Die Dekodierung von Schwänzeltänzen und eine anschließende räumliche Analyse des Sammelverhaltens werden als Methoden in den Kapiteln 4 und 5 eingesetzt, um Bienenvölker in Agrarlandschaften zu untersuchen. Das kürzlich entwickelte Metabarcoding von gemischten Pollenproben wurde zum ersten Mal in der Honigbienenökologie angewandt und ermöglichte eine detaillierte Analyse von Pollenproben, die per Pollenfallen vor den Stockeingängen gesammelt wurden (Kapitel 6). 3. Pollenbestimmung durch molekulare Sequenzierung und DNA Barcoding wurde als Alternative zur Lichtmikroskopie vorgeschlagen, die immer noch sehr mühsam und fehlerbehaftet ist. In dieser Studie bestimmten wir gemischte Pollenproben durch Next-Generation-Sequenzierung und entwickelten einen bioinformatischen Arbeitsablauf um diese Hochdurchsatz-Daten mit einer neu kreierten Referenzdatanbank zu analysieren. Um die Durchführbarkeit zu evaluieren verglichen wir Ergebnisse aus der klassischen Identifizierung via Lichtmikroskopie derselben Proben mit unseren Sequenzier-Ergebnissen. Häufigkeitsschätzungen auf Basis der Sequenzierdaten waren signifikant mit den gezählten Häufigkeiten via Lichtmikroskopie korreliert. Next-Generation-Sequenzierung stellt daher einen nützlichen und effizienten Arbeitsablauf dar, um Pollen auf dem Gattungs- und Artniveau zu bestimmen ohne spezielles palynologisches Expertenwissen zu benötigen. 4. Während der Maisblüte wurden vier Beobachtungsstöcke in 11 Landschaften mit einem Maisflächengradienten platziert und zwischen diesen rotiert. Maisfelder wurden intensiver genutzt als Flächen anderer Landnutzungstypen. Die mittleren Sammeldistanzen waren signifikant niedriger für Maispollen als Pollen anderer Herkunft, was darauf hinweist, dass Aufwand in das Sammeln einer diversen Pollendiät gesetzt wird. Der Anteil an Maispollensammlerinnen stieg nicht mit der Maisanbaufläche in der Landschaft und wurde nicht durch Grünlandfläche als alternative Pollenressource reduziert. Unsere Ergebnisse ermöglichen die Schätzung des entfernungsbezogenen Expositionsrisikos von Honigbienenvölker auf Pollen aus den umliegenden Maisfeldern, die mit systemischen Insektiziden behandelt werden. 5. Es ist nicht bekannt, wie eine Zunahme von Massentrachten wie Raps (OSR) oder eine Abnahme von halbnatürlichen Habitaten (SNH) die zeitliche und räumliche Verfügbarkeit von Pollenressourcen für die Honigbienen, und damit Sammeldistanzen und -frequenzen in verschiedenen Lebensraumtypen verändert. Sechzehn Beobachtungsstöcke wurden in 16 Agrarlandschaften mit unabhängigen Gradienten an OSR- und SNH-Fläche innerhalb von 2 km platziert und regelmäßig rotiert, um Sammeldistanzen und -frequenzen zu analysieren. SNH und OSR reduzierten die Sammeldistanzen auf verschiedenen räumlichen Skalen und je nach Saison, mit möglichen Vorteilen für die Leistungsfähigkeit von Bienenvölkern. Die Häufigkeit der Pollensammler pro Habitattyp war gleich hoch für SNH, Grünland und OSR, aber niedriger für andere Kulturen und Wald. In Landschaften mit einem kleinen Anteil von SNH wurde eine deutlich höhere Dichte von Pollensammlerinnen auf SNH beobachtet, was auf die Begrenzung der Pollenressourcen in einfachen Agrarlandschaften und die Bedeutung von SNH hinweist. 6. Menge und Diversität des gesammelten Pollens können das Wachstum und die Gesundheit von Honigbienenvölkern beeinflussen, aber es ist wenig über den Einfluss der Landschaftsstruktur auf die Pollendiät bekannt. In einem Feldexperiment rotierten wir 16 Honigbienenkolonien über 16 Agrarlandschaften (siehe auch Kapitel 5), nutzten Pollenfallen um Proben des gesammelten Pollens zu nehmen und beobachteten die intrakoloniale Tanzkommunikation, um Informationen über die Sammeldistanzen zu erhalten. Weder Pollenmenge noch -diversität waren von der Landschaftsdiversität abhängig. Der offenbarte Anstieg von Sammeldistanzen mit abnehmender Landschaftsdiversität legt nahe, dass Honigbienen durch die Erweiterung des Pollensammelbereichs eine niedrigere Landschaftsdiversität kompensieren, um Pollenmenge und -diversität zu erhalten. 7. Unsere Ergebnisse zeigen die Bedeutung eines diversen Pollenangebots für Bienenvölker in der Agrarlandschaft. Neben dem Risiko einer Exposition gegenüber Pestiziden, stehen Bienenvölker vor der Gefahr von Mangelernährung mit Auswirkungen auf ihre Gesundheit. Durch eine Änderung der Landschaftzusammensetzung und damit der Verfügbarkeit von Ressourcen können wir zum Wohlergehen der Honigbienen beitragen. Agrarumweltmaßnahmen mit dem Ziel Bestäuber zu unterstützen, sollten sich auf mögliche räumliche und zeitliche Lücken in der Pollenverfügbarkeit und Vielfalt in der Agrarlandschaft konzentrieren.

No description available.

Raps (Brassica napus L.) ist die bedeutendste Ölpflanze in Deutschland. Der Ertrag wird jährlich durch den Befall von Schädlingen bedroht. Zum Einsatz kommen im konventionellen Anbau verschiedene Insektizide. Der Befall mit Rapsstängelrüsslern (Ceutorhynchus napi GYLL.) kann bis zu 70 % Minderertrag zur Folge haben. Entscheidend für die Ausprägung des Schadens ist der Vorgang der Eiablage. Mit der Eiablage gibt das Weibchen ein Sekret ab, welches das Stängelmark schädigt und die charakteristischen Symptome hervorruft. Die Symptome sind Stauchung der Pflanzen, verdrehte und aufgeplatzte Stängel. Die Wunden können Eintrittspforten für pilzliche Erreger sein. Die Eier bzw. Larven, die im Stängel schlüpfen und sich vom Stängelmark ernähren, sind mit konventionellen Insektizidbehandlungen nicht erreichbar. Der Schaden durch erwachsene Tiere ist, abgesehen von der Eiablage, unerheblich. Im Hinblick auf die Biologie von Insekten sind die Temperatureinflüsse von außen maßgeblich. Für den Klimawandel wird eine Erwärmung für Niedersachsen vorhergesagt von 2°C für die nahe Zukunft und 4°C für den Zeitraum 2070 - 2100. Ziel dieser Studie war es mit verschiedenen Versuchen den Einfluss des Klimawandels auf die Schädling-Pflanzen Beziehung zu benennen. Dazu gehörte ein Feldversuch, der angesetzt wurde um die Ausprägung des Schadens durch den Rapsstängelrüssler an zwei verschiedenen Sorten zu vergleichen. Des Weiteren wurde untersucht wie sich eine erhöhte Bodentemperatur auf die Wirtspflanze und deren natürlicher Befall sowie das Schlupfen der erwachsenen Rüssler auswirkt. Im Labor wurden die Eiablage, die Lebensdauer und die Fertilität erwachsener Weibchen unter Einfluss unterschiedlicher Temperaturen beobachtet. Im Zuge des Klimawandels wird sich neben der Temperatur auch die Regenverteilung verändern. Deshalb befasste sich abschließend ein Versuch mit der Auswirkung von Trockenstress auf das Duftstoffspektrum von Raps. Die Ergebnisse dieser Studie sind ebenso vielfältig wie die Versuche selbst. Der Feldversuch hat keine Unterschiede des Befalls zwischen zwei Sorten gezeigt. Im Frühjahr bevorzugten die RSR die frühe Sorte und wechselten später auf die späte Sorte. Eindeutige Präferenzen waren nicht erkennbar. Indikatoren für die Ausprägung des Schadens kristallisierten sich nicht heraus. Innerhalb der Göttinger Bodenerwärmungsanlage wurde deutlich, dass die Erhöhung der Bodentemperatur auf 2°C und 4°C einen signifikanten Einfluss auf das Wachstum der Rapspflanzen hatte. Dies spiegelte sich auch in den Befallshäufigkeiten wieder. Die großen Pflanzen aus den erwärmten Bereichen wurden zur Eiablage der weiblichen Rapsstängelrüssler bevorzugt. In den erwärmten Bereichen wurden auch eine Woche früher 50 % des Schlupf der Erwachsenen erreicht. Die Eiablage ist temperaturabhängig. Je höher die Temperatur ist, desto signifikant mehr Eier werden gelegt. Es wurde ein Unterschied deutlich im Temperaturbedürfnis des Ei-Schlupf und in der Mortalitätsrate, ob die Temperatur gleichförmig oder wechselnd auf die Eier einwirkt. Die Fertilität und die Lebensdauer der erwachsenen Weibchen wurden nicht von der Temperatur beeinflusst. Trockenstress verändert das Duftstoffspektrum von Rapspflanzen. Es gibt Unterschiede in der Zusammensetzung der Duftstoffprofile und in der Intensität der abgegebenen Stoffe. Diese werden verändert durch den Trockenstress sowohl als auch durch den Fraß der erwachsenen Rüsslern. Diese Versuche waren der Anfang für die Erforschung des Klimawandels am Beispiel der Interaktion zwischen Raps und Rapsstängelrüsslers. Abschließend müssen weitere Versuche den komplexen Einfluss des Klimawandels auf dieser Beziehung klären.

Tyrimai tiriant azoto normų ir sėjos laiko įtaką žieminiams rapsams atlikti Lietuvos žemdirbystės instituto Bandymo skyriuje 2005 - 2006 metais. Azoto trąšų normų, skirtingo sėjos laiko pasėliuose įtaka žieminiams rapsams buvo nustatoma įvertinant azoto, fosforo ir kalio koncentraciją augaluose vegetacijos metu. Tyrimais nustatyta, kad azoto, fosforo ir kalio koncentracija žieminiuose rapsuose kito priklausomai nuo augalų išsivystymo laipsnio, sėjos laiko bei azoto trąšų normų. Žieminiams rapsams augant maisto medžiagų koncentracija juose tolygiai mažėjo. Didžiausios tiek azoto, tiek kalio koncentracijos žieminiuose rapsuose vegetacijos metu nustatytos augaluose sėtuose anksčiausiai, o fosforo - viduriniuoju terminu. Matyti, kad didinant azoto normas, gerėjo ir rezultatai. Žieminių rapsų sėklų derlius statistiškai patikimai didėjo didinant azoto normą iki 180 kg ha-1. / The experiments in researching nitrogen rate and the sowing time influence on winter rape were carried out in 2005 - 2006 at the Lithuanian Institute of Agriculture. The rates of nitrogen on winter rape of different sowing time were tested on measuring the nitrogen, the phosphorus, potassium concentration in the plants at different time of growth. It was found that the concentration of the nitrogen, the phosphorus, potassium was changing depending on: • The development of the plants • Sowing time • The rates of nitrogen The concentration oh the food-supplements in the winter rape was declining depending on their growth time. The biggest concentration of the nitrogen and potassium during the term of vegetation was established in the winter rape that have been sown in early term, the phosphorus – in midterm. It was tested that results were getting better as the rates of the nitrogen were increased. The winter rape seed yield was growing till 180 kg ha-1.