Phytoremediation technologies offer an economical and practical alternative to traditional remediation technologies. This study attempted to quantify and compare the ability of DN34 and NM1 varieties of hybrid poplars to phytovolatilize the organic contaminant 1,4-dioxane. Research included laboratory experiments and those at an old industrial field site containing 1,4-dioxane and other organic contaminants. Under laboratory conditions it was found that when DN34 was exposed to 36 ppm of 1,4-dioxane in hydroponic solution it had a significantly higher transpiration rate than NM1. There were no toxic effects of the contaminant on the plants. Additionally, the DN34 variety was able to remove 48.7 ± 11.6 % (mean ± standard error) of the dioxane from aqueous solution compared to 41.7 ± 10.0 % removed by NM1. Water availability at the field site had a significant effect on growth rate whereas soil type and contaminant concentration did not appear to have any affect. It was apparent that DN34 had a significantly higher transpiration rates than NM1 in a dry, 2007 season, while the opposite was true during a wet, 2008 season. Interestingly, the DN34 variety had lower transpiration rates in the wet season than in the dry season. The presence of the co-contaminant ethylene glycol affected transpiration rate in the NM1 variety but not the DN34 variety. The NM1 variety had a decrease in transpiration rate of 42 and 30 % when growing in a mid-range concentration (≤ 1000 ppm) of ethylene glycol compared to a low concentration (≤ 100 ppm) of ethylene glycol in the wet and dry seasons, respectively. Unfortunately, detection of 1,4-dioxane removal by trees at the field site was difficult to achieve. / Thesis (Master, Biology) -- Queen's University, 2009-04-28 11:26:03.876

No description available.

Magistro darbe tiriami tuopų genties medžių tarprūšiniai hibridai, jų morfologiniai ir genotipiniai skirtumai. Darbo objektas. Tuopų genties hibridinių medžių: Populus alba x Populus tremula (Nr. 21), P. tremuloides x P. tremula (Nr.3) bendri palikuonys. Darbo tikslas. Atlikti tuopų genties tarprūšinių hibridų palikuonių pirminį įvertinimą. Darbo metodai: hibridizacijos, audinių kultūrų, DNR žymenų, statistiniai, tyrimo duomenų analizės, testavimo, skaičiavimo. Darbo metodika. Hibridizacija atlikta laboratorijos sąlygomis – mot. P. alba × P. tremula × tėv. P. tremuloides × P. tremula. Mezginės su nesubrendusiais gemalais subrandinamos ir sudaiginamos naudojant 3 skirtingus maitinamųjų terpių variantus. Užauginami hibridų mikroūgliai ir adaptuojami aplinkos sąlygoms specialioje patalpoje (pirminė adaptacija). Po 6 mėnesių įvertinami adaptuotų hibridų kiekybiniai požymiai. Hibridiniai medeliai perkeliami auginti į medelyną lauko sąlygomis (antrinė adaptacija) ir po metų atliekamas fenotipinių požymių įvertinimas. Darbo rezultatai ir išvados. Gauti rezultatai rodo, kad didesnė koncentracija citokininų klasės fitohormono slopino gemalų organogenezę, kai tuo tarpu maitinamoji terpė be fitohormonų sudarė palankiausias sąlygas augalų pilnam išsivystymui pirmame kultivavimo etape. Tolimesni tyrimai parodė, kad 0,5 mg/l BA( Benzyladenino) teigiamai veikė gemalų ( nesudygusių pirmame etape) organogenezę tolimesniuose kultivavimo etapuose. Atlikti regenerantų aukščio matavimai, kurių... [toliau žr. visą tekstą] / In this research work the morphologic and genotypic differences of s were investigated. Research object. The common offsprings of hybrid poplar trees: Populus alba x Populus tremula (No. 21) and P. tremuloides x P. tremula (No. 3). Research aim. Primary assessment of the offsprings obtained after crossing of interspecific Populus hybrids. Research methods: hybridization, tissue culture, DNA markers, statistics, analysis of research data, testing, computation. Research proceedings. Hybridization of P. alba x P. tremula (maternal tree) x P. tremuloides x P. tremula (paternal tree) was done under laboratory conditions. The ovaries with immature embryos were maturated and germinated using 3 different variants of nutrient medium. The hybrid microshoots were grown and later adapted under environmental conditions in the special room (primary adaptation). After 6 months the quantitive features of adopted hybrids were estimated. Young hybrid trees were transferred to the nursery for cultivation under nature conditions. (secondary adaptation). A year later the estimation of phenotypic features was done. Research results and conclusions. The obtained results indicate that higher concentration of cytokinin class phytohormone repressed organogenesis of the embryos, whereas nutrient medium without phytohormones provided the most favourable conditions for the full plant development during the first cultivation stage. The invetigations during following cultivation stages revealed that 0,5... [to full text]

Use of Nano Zero Valent Iron (nZVI) for treatment of different halogenated hydrocarbons, arsenic and various other contaminants has been proved successful. However, with so much diversified use of nZVI in the field and heighted attention to engineered nanoparticles, the environmental fate and impact of the nZVI remains unknown. The goal of this project was to evaluate the effects of different types of nZVI on Typha latifolia, a common wetland plant and hybrid poplar (Populous deltoids x Populous nigra), a woody plant used in phytoremediation. Plants grown hydroponically in a green house were dosed with different concentration of bare or bimetallic nZVI (with 10% nickel coating) for one to four weeks. The results showed that bare nZVI had toxic effects to Typha in higher concentrations but enhanced growth of plants at lower concentrations. Bare nZVI did not significantly affect the growth of poplars but bimetallic nZVI did impede the growth. Bimetallic nano particles were significantly more toxic and resulted in death of Typha within a week of dosing. Scanning electron microscope (SEM) clearly showed the adsorption of the nZVI on the plant root surface, confirmed by Energy dispersive x-ray (EDX) analysis. Transmission electron microscope (TEM) and Scanning Transmission electron microscope (STEM) confirmed the uptake of nZVI by poplar plant, but such internalization was not observed in case of Typha. However, uptake of the nanoparticles was only limited to the root and the translocation of particles to the shoot was not observed.

2 pp. / Information about life cycle and damage in aspens, poplars and willows found especially in Arizona and their control methods.

Une approche a plusieurs echelles a été développé afin de vérifier si les différences de Δ13C entre les genotypes de peuplier représentaient les différences d'efficience de transpiration à l'échelle des feuilles et la plante entière. Nous avons également vérifié la stabilité des différences génotypiques pour Δ13C dans le temps. Nous avons constaté que les différences génotypiques pour Δ13C pouvaient etre traduites comme la difference d efficience de transpiration a l echelle des feuilles ainsi qu au niveau de la plante entière. L amplitude de la variabilité de l efficience de transpiration a l echelle du plant etait plus grand par rapport à la variabilite a l echelle de la feuille, demontrant le rôle de la perte du carbone lors de la respiration diurne et nocturne (Φc) ainsi que l'eau perdue pendant la transpiration nocturne (Φw). La productivité génotypique augmentait avec l efficience de transpiration chez Populus deltoides × nigra, mais restait stable chez Populus nigra. Les valeurs absolues de l efficience de transpiration observees lors de cette etude etaient plus elevees que chez les autres especes. L enrichissement en 18O de la matiere organique (Δ18Olb) et de l eau (Δ18Olw) des feuilles correlait avec la variation de la conductance stomatique (gs) soit au niveau de l individu ou au niveau génotypique. Lors d une premiere experience nous avons montre que les valeurs de Δ13C restaient stables pour les genotypes Populus deltoides × nigra ages de 5 a 15 ans, avec un classement génotypique particulierement conservé pendant l etude. Toutefois, une seconde experience nous a permis de demontre que des arbres ages de 4 a 7 ans presentaient des valeurs de Δ13C significativement plus faibles que celles observees lors de la premiere experimentation, avec une augmentation progressive de ces valeurs avec l age. Nous concluons que, chez le peuplier, le Δ13C peut etre considere comme un estimateur fiable de l efficience de transpiration a l echelle du plant entier, et le classement genotypique établi chez de jeunes arbres pour Δ13C reste stable avec l'âge. / Up scaling approach was developed to check whether genotype differences in Δ13C represent the differences in transpiration efficiency at leaf and whole plant scale. We also verified the stability genotype difference in Δ13C with age. We found that genotype differences in Δ13C were as such translated as the difference in transpiration efficiency at both leaf and whole plant scale. Magnitude of variability of whole plant transpiration efficiency was higher as compared to at leaf level highlighting the role of carbon lost during photo and dark respiration (Φc) and water lost during night transpiration (Φw). Genotype productivity increased with increase in transpiration efficiency in Populus deltoides × nigra genotypes but remained unchanged in Populus nigra genotypes. Values of whole plant transpiration efficiency were found higher as compared to other species.18O enrichment in both leaf bulk (Δ18Olb) and leaf water (Δ18Olw) reflected variation in stomatal conductance (gs) either at individual level or at genotypic level. In Populus deltoides × nigra genotypes, no increase or decreasing trend was found in Δ13C between the age of 5-15 years and genotypic ranking was conserved over the tested period. However, significantly lower Δ13C values were evidenced between the age of 4-7, which increased with age. We conclude that in poplar, Δ13C is a reliable estimator of whole plant transpiration efficiency and the ranking made in young plant for Δ13C remain stable with age.

Die vorliegende Arbeit basiert zum größten Teil auf Untersuchungen und Versuchen, die im Rahmen der beiden Verbundprojekte AGROWOOD und CultPop in den Jahren 2006 bis 2013 in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln, Weiden und Robinie in den Untersuchungsregionen Sachsen und Südbrandenburg durchgeführt wurden. Ziel dieser Arbeit war es, auf den Flächen der für Deutschland vergleichsweise neuen Landnutzungsart Arteninventuren und Schadbonituren durchzuführen, die als Grundlage für eine Einschätzung der Biodiversität und des Gefahrenpotenzials im Bereich der Schadinsekten dienen und Ansätze für ein Schadensmangement in Kurzumtriebsplantagen aufzeigen können. Die Ergebnisse der Freilandbonituren und der damit in Verbindung stehenden Untersu-chungen und Versuche, die in Teil A dieser Arbeit dargestellt sind, haben gezeigt, dass die Wachstumscharakteristika der drei untersuchten Baumtaxa den Angaben in der Literatur entsprechen und deutliche Unterschiede im Auftreten von Schadinsekten und Schäden vorliegen. Dabei wurden sowohl Unterschiede zwischen den Klonen bzw. sonstigen genetischen Untereinheiten innerhalb der drei Baumtaxa als auch zwischen den unterschiedlichen Alters- und Entwicklungsstadien der Kurzumtriebsplantagen festgestellt. Die höchste Artendiversität bei den Schadinsekten wiesen die Pappelkurzumtriebsplantagen auf. Als Hauptschaderreger wurde Chrysomela populi identifiziert, der teilweise in Vergesellschaftung mit C. tremulae vorkommt. In den untersuchten Weidenkurzumtriebsplantagen wurde eine mittlere Artendiversität festgestellt, wobei Phratora vulgatissima die Rolle als Hauptschaderreger einnimmt. Die Robinienkurzumtriebsplantagen wiesen erwartungsgemäß eine geringe Artendiversität auf. Die am häufigsten auftretenden Schadinsekten waren Charagmus gressorius und C. griseus sowie Obolodiplosis robiniae. In den vertiefenden, in Teil B dieser Arbeit dargestellten Labor- und Freilandversuchen wurde deutlich, dass (a) C. populi ausgeprägte Fraßpräferenzen für bestimmte Pappelklone aufweist, aber um die Ergebnisse von entsprechenden Laborversuchen auf das Freiland übertragen zu können, Versuchsdesign und Futterqualität gut abgestimmt sein müssen, (b) die eingesetzten Glasolfaktometer zur Untersuchung der olfaktorischen Orientierung von C. populi ungeeignet sind und derartige Versuche in Auswahlkammern oder -arenen stattfinden sollten, (c) mehrere zugelassene und kommerziell verfügbare synthetische und biologisch-biotechnische Insektizide sich für die Bekämpfung von Larven und Imagines von C. populi eignen und der Schutz von Pflanzen durch Insektizide im Freiland nicht nur zu geringeren Blattschäden, sondern auch zu einem gesteigerten Höhenwachstum führt, (d) Blattverlust durch Blattfraß das Höhenwachstum und das Frischgewicht von Pflanzen sowie die Anzahl an Wiederaustrieben nach einer Ernte nachhaltig beeinträchtigen kann, die Aufwirkungen aber vom Standort, der Baumart, dem Klon, dem Ausmaß und der Häufigkeit des Blattverlusts abhängen und (e) hohe Drahtwurmdichten in Kurzumtriebsplantagen vorliegen können, die insbesondere auf Flächen mit schwierigen Standortsbedingungen zusätzlich zu einer Beeinträchtigung der Pflanzenvitalität und des Pflanzenwachstums beitragen könnten. Die Ausführungen zum Schadensmanagement in Kurzumtriebsplantagen in Teil C dieser Arbeit zeigen die wichtigsten präventiven und bekämpfenden Pflanzenschutzmaßnahmen bei der Anlage und der Bewirtschaftung dieser Flächen auf. Dabei spielt insbesondere die umfassende Planung vor der eigentlichen Anlage der Flächen, die u. a. die Standort- und die daran angepasste Baumarten- und Klonwahl sowie die Gestaltung des Flächendesigns und der -diversität umfasst, eine entscheidende Rolle, da diese Aspekte das Risiko für das Auftreten von Schadinsekten, aber auch anderer biotischer sowie abiotischer Schadfaktoren in den anzulegenden Kurzumtriebsplantagen maßgeblich beeinflussen. Standardverfahren für die Überwachung und Prognose von Schadinsekten in Kurzum-triebsplantagen existieren derzeit in Deutschland nicht, sollten aber für den Hauptscha-derreger C. populi entwickelt werden. Ein entsprechender Vorschlag, der auch die Diagnose der Art mit einbezieht, ist in der Arbeit enthalten. Außerdem sind regelmäßige Flächenbegänge zu empfehlen, um Schäden und Schaderreger schnell identifizieren und bei Bedarf Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Neben dem Ausnutzen der zur Verfügung stehenden präventiven Pflanzenschutzmaßnahmen im Rahmen eines integrierten Pflanzenschutzes sind aufgrund der Leistungsorientierung der Kulturen und des geringen zur Verfügung stehenden Kompensationszeitraums auch eine aktive Bekämpfung von Schaderregern durch den Einsatz chemischer Pflanzenschutzmittel wahrscheinlich. Die dafür notwendigen rechtlichen Grundlagen stehen noch nicht vollständig zur Verfügung und müssen geschaffen werden. Handlungsbedarf besteht außerdem in Bezug auf die weitere Erforschung der Auswirkungen von Klonmischungen auf das Vorkommen von Schadinsekten und der Wirksamkeit und Förderung von natürlichen Antagonisten in Kurzumtriebsplantagen sowie auf die Züchtung neuer widerstands- und leistungsfähiger Klone. Aufgrund verschiedener Faktoren hat die Kurzumtriebsplantagenwirtschaft in den letzten Jahren in Deutschland an Bedeutung verloren. Nichtsdestotrotz könnte ihr im Hinblick auf den zunehmenden Aufbrauch fossiler Brennstoffe und der globalen Holzknappheit in Zukunft wieder eine Rolle bei der Bereitstellung von Dendromasse zukommen.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Problemstellung und Stand des Wissens 5 3 Ziel- und Aufgabenstellung 15 4 Material und allgemeine Methodik 17 4.1 Ausgewählte Untersuchungsflächen 17 4.2 Pflanzenmaterial 20 4.3 Tiermaterial 21 4.4 Statistik und Datenmanagement 22 Teil A. Arteninventur und Schadbonitur 24 5 Untersuchungen zum Vorkommen von Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen 25 5.1 Einleitung und Hintergrund 25 5.2 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln (Populus spec.) 26 5.2.1 Einleitung 26 5.2.2 Spezielle Methodik 26 5.2.2.1 Stichprobenartiges Schadboniturverfahren auf den Ragower Rieselfeldern 26 5.2.2.2 Schadbonitur im Mutterquartier des FIB e. V. in Grünewalde 29 5.2.2.3 Laborbasierte Zucht von Chrysomela populi und C. tremulae 29 5.2.2.4 Laborversuch zur Entwicklung von Lymantria dispar an Pappeln und Weiden 29 5.2.3 Ergebnisse der Schadbonituren und sonstigen Datenaufnahmen 30 5.2.3.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 30 5.2.3.2 Schadparameter der Pflanzen 34 5.2.3.2.1 Abiotische Schadfaktoren 34 5.2.3.2.2 Biotische Schadfaktoren 36 5.2.4 Ergebnisse zum Artenvorkommen 41 5.2.4.1 Artenüberblick 41 5.2.4.2 Ordnung Coleoptera 44 5.2.4.2.1 Chrysomela spec. 44 5.2.4.2.2 Phratora spec. 55 5.2.4.2.3 Weitere Arten 57 5.2.4.3 Ordnung Hymenoptera 59 5.2.4.4 Ordnung Lepidoptera 60 5.2.5 Diskussion 63 5.2.5.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 63 5.2.5.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 66 5.2.5.2.1 Abiotische Schadfaktoren 66 5.2.5.2.2 Biotische Schadfaktoren 68 5.3 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden (Salix spec.) 95 5.3.1 Einleitung und spezielle Methodik 95 5.3.2 Ergebnisse der Schadbonitur und sonstigen Datenaufnahmen 95 5.3.2.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 95 5.3.2.2 Schadparameter der Pflanzen 101 5.3.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 101 5.3.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 101 5.3.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 106 5.3.3.1 Artenüberblick 106 5.3.3.2 Ordnung Coleoptera 108 5.3.3.2.1 Phratora spec. 108 5.3.3.2.2 Weitere Arten 111 5.3.3.3 Ordnung Hymenoptera 113 5.3.3.4 Ordnung Lepidoptera 114 5.3.4 Diskussion 115 5.3.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 115 5.3.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 117 5.3.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 117 5.3.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 118 5.4 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie (Robinia pseudoacacia L.) 133 5.4.1 Einleitung und spezielle Methodik 133 5.4.2 Ergebnisse der Schadbonitur 134 5.4.2.1 Wachstumsparameter der bonitierten Pflanzen 134 5.4.2.2 Schadparameter der bonitierten Pflanzen 135 5.4.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 135 5.4.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 136 5.4.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 141 5.4.3.1 Artenüberblick 141 5.4.3.2 Ordnung Coleoptera 142 5.4.3.3 Ordnung Diptera 144 5.4.3.4 Ordnung Lepidoptera 146 5.4.4 Diskussion 146 5.4.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 146 5.4.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 148 5.4.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 148 5.4.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 149 5.5 Zusammenfassende Schlussfolgerung 161 Teil B. Biologie und Gefahrenpotenzial von Schadinsekten 166 6 Laborversuche zu den Fraßpräferenzen von Chrysomela populi 167 6.1 Einleitung und Hintergrund 167 6.2 Spezielle Methodik 167 6.2.1 Fraßpräferenzversuch I 167 6.2.2 Blattpuderdiätsversuch 169 6.2.3 Fraßpräferenzversuch II 170 6.3 Ergebnisse 171 6.3.1 Fraßpräferenzversuch I 171 6.3.2 Blattpuderdiätsversuch 172 6.3.3 Fraßpräferenzversuch II 172 6.4 Diskussion 175 6.5 Schlussfolgerung 179 7 Laborversuch zur olfaktorischen Orientierung von Chrysomela populi 180 7.1 Einleitung und Hintergrund 180 7.2 Spezielle Methodik 180 7.3 Ergebnisse 182 7.4 Diskussion 183 7.5 Schlussfolgerung 186 8 Laborversuche zur Wirksamkeit verschiedener Insektizide gegen Larven und Imagines von Chrysomela populi 187 8.1 Einleitung und Hintergrund 187 8.2 Spezielle Methodik 187 8.3 Ergebnisse 191 8.3.1 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Imagines von Chrysomela populi 191 8.3.3 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Larven von Chrysomela populi 195 8.3.4 Wiederholungsversuche mit Alverde® und Spruzit® Neu 198 8.4 Diskussion 200 8.5 Schlussfolgerung 204 9 Freilandversuch zum Einsatz von Insektiziden für die Bekämpfung von Chrysomela populi 206 9.1 Einleitung und Hintergrund 206 9.2 Spezielle Methodik 206 9.3 Ergebnisse 210 9.3.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 210 9.3.2 Schadinsekten und Blattschäden 212 9.4 Diskussion 216 9.4.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 216 9.4.2 Schadinsekten und Blattschäden 219 9.5 Schlussfolgerung 221 10 Freilandversuch zum Einfluss von Blattverlust auf das Wachstum von Pappel- und Weidenklonen 223 10.1 Einleitung und Hintergrund 223 10.2 Spezielle Methodik 223 10.3 Ergebnisse 226 10.3.1 Anwuchs- und Wachstumssituation vor Beginn der Fraßsimulationen 226 10.3.2 Wachstumssituation nach der ersten Fraßsimulation 228 10.3.3 Wachstumssituation nach der dritten Fraßsimulation 230 10.3.4 Wachstumssituation nach Beendigung des Versuchs 235 10.3.4.1 Aufnahmen und Ernte in Großthiemig 235 10.3.4.2 Aufnahmen in Obercarsdorf und Schönheide 240 10.4 Diskussion 242 10.5 Schlussfolgerung 248 11 Frühjahrsmonitoring zur Bestimmung des Drahtwurmbesatzes auf den Ragower Rieselfeldern 249 11.1 Einleitung und Hintergrund 249 11.2 Spezielle Methodik 250 11.3 Ergebnisse 252 11.3.1 Ergebnisse des Vorversuchs im Frühjahr 2012 252 11.3.2 Ergebnisse des Vollversuchs im Frühjahr 2013 253 11.4 Diskussion 256 11.5 Schlussfolgerung 261 Teil C. Schadensmanagement in Kurzumtriebsplantagen 263 12 Empfehlungen für die risikoarme Anlage und Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen aus Sicht des Pflanzenschutzes 264 12.1 Grundzüge des Pflanzenschutzes in Kurzumtriebsplantagen 264 12.2 Empfehlungen für die risikoarme Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.1 Präventive Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3 Empfehlungen für eine risikoarme Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1 Präventive Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1.1 Überwachung und Prognose in Pappelkurzumtriebsplantagen 268 12.3.1.2 Überwachung und Prognose in Weidenkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.3 Überwachung und Prognose in Robinienkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.4 Diagnose von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.5 Plantagenschutzkontrollbuch 275 12.3.1.6 Förderung natürlicher Gegenspieler 275 12.3.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.1 Mechanisch-physikalische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.2 Chemische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 277 13 Schlussfolgerungen für Wissenschaft und Praxis 282 14 Zusammenfassung 289 15 Summary 291 16 Verzeichnisse 294 16.1 Literaturverzeichnis 294 16.2 Abbildungsverzeichnis 343 16.3 Tabellenverzeichnis 347 17 Anhang 17-1 / This thesis is based on research work and experiments implemented within the AGROWOOD and CultPop joint projects in short rotation coppices with poplars, willows and black locust in Saxony and south Brandenburg between 2006 and 2013. The aim of this thesis was to carry out species inventories and damage ratings on sites of this comparatively new kind of land use in Germany, whose results can serve as a basis to assess and evaluate the biodiversity and risk potential of pest insects as well as to point out ap-proaches for pest management strategies. The results of the damage ratings in the field and the associated examinations presented in part A of this thesis show that the growth characteristics of poplars, willows and black locust on the study sites correspond well to literature knowledge and that there are noticeable differences in the occurrence of pest insects and damage among clones or other genetic units within the three tree taxa as well as among different age and developmental stages of short rotation coppices. Poplar short rotation coppices held the highest pest insect diversity. Chrysomela populi, sometimes occurring together with C. tremulae, was identified as main pest species. A medium pest insect diversity was recorded for willow short rotation coppices, with Phratora vulgatissima as main pest species. As expected, black locust short rotation coppices had the lowest pest insect diversity. The most abundant species were Charagmus gressorius and C. griseus as well as Obolodiplosis robiniae. Within the advanced laboratory and field experiments presented in part B of this thesis it was shown that (a) C. populi has distinctive feeding preferences for certain poplar clones, but that experimental design and food quality in laboratory experiments must be chosen carefully to be able to transfer results into the field, (b) the glass olfactometers used to study the olfactory orientation of C. populi are not suitable and that such experiments should take place in choice chambers or arenas, (c) several commercially available and certified synthetic and biological-biotechnical insecticides are suitable for the control of larvae and adults of C. populi and that the protection of poplars by insecticides not only results in lower leaf damage but also causes an increase in height growth, (d) defoliation by leaf feeding can have a lasting impact on the height growth and fresh weight of plants as well as on the number of resprouting shoots after a harvest, but that the effects depend on the site, the tree species, the clone, the extent and number of defoliating events and (e) high densities of wire worms may occur in short rotation coppices, which can contribute to a reduction of plant vitality and growth, in particular on sites with unfavorable site conditions. The information on pest management in short rotation coppices presented in part C of this thesis describe the most important plant protection measures for the establishment and management of these sites. In particular the comprehensive planning process prior to the actual establishment of the short rotation coppices, which among others comprises the choice of site and a corresponding choice of tree species and clones as well as the design of the coppice and its diversity, plays a crucial role, since these aspects significantly effect the risk for the occurrence of pest insects as well as other biotic and abiotic risk factors in these coppices. Currently no standard methods for the monitoring and prognosis of pest insects in short rotation coppices exist in Germany but should be developed for the main pest insect C. populi. This thesis contains a suggestion for it that also includes the diagnosis of this species. Furthermore, regular site inspections are recommended to be able to quickly identify damage and pest organisms and initiate control measures if required. Besides exploiting the available preventive plant protection measures within the framework of an integrated pest management, the use of chemical plant protection products to actively control occurring pest organisms is likely due to the strong economic focus of the coppices and the short rotation periods that provide little time for compensatory processes. However, the necessary legal principles are not fully established yet. Need for action also exists regarding further research on the effects of clone mixtures on the occurrence of pest insects and the efficacy and promotion of natural enemies in short rotation coppices as well as the breeding of new resilient and productive clones. The importance of short rotation coppices has decreased in Germany in recent years due to various reasons. With regard to the continuing exhaustion of fossil fuels and the global timber shortage they may nevertheless play a role again as a source for dendromass in the future:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Problemstellung und Stand des Wissens 5 3 Ziel- und Aufgabenstellung 15 4 Material und allgemeine Methodik 17 4.1 Ausgewählte Untersuchungsflächen 17 4.2 Pflanzenmaterial 20 4.3 Tiermaterial 21 4.4 Statistik und Datenmanagement 22 Teil A. Arteninventur und Schadbonitur 24 5 Untersuchungen zum Vorkommen von Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen 25 5.1 Einleitung und Hintergrund 25 5.2 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln (Populus spec.) 26 5.2.1 Einleitung 26 5.2.2 Spezielle Methodik 26 5.2.2.1 Stichprobenartiges Schadboniturverfahren auf den Ragower Rieselfeldern 26 5.2.2.2 Schadbonitur im Mutterquartier des FIB e. V. in Grünewalde 29 5.2.2.3 Laborbasierte Zucht von Chrysomela populi und C. tremulae 29 5.2.2.4 Laborversuch zur Entwicklung von Lymantria dispar an Pappeln und Weiden 29 5.2.3 Ergebnisse der Schadbonituren und sonstigen Datenaufnahmen 30 5.2.3.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 30 5.2.3.2 Schadparameter der Pflanzen 34 5.2.3.2.1 Abiotische Schadfaktoren 34 5.2.3.2.2 Biotische Schadfaktoren 36 5.2.4 Ergebnisse zum Artenvorkommen 41 5.2.4.1 Artenüberblick 41 5.2.4.2 Ordnung Coleoptera 44 5.2.4.2.1 Chrysomela spec. 44 5.2.4.2.2 Phratora spec. 55 5.2.4.2.3 Weitere Arten 57 5.2.4.3 Ordnung Hymenoptera 59 5.2.4.4 Ordnung Lepidoptera 60 5.2.5 Diskussion 63 5.2.5.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 63 5.2.5.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 66 5.2.5.2.1 Abiotische Schadfaktoren 66 5.2.5.2.2 Biotische Schadfaktoren 68 5.3 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden (Salix spec.) 95 5.3.1 Einleitung und spezielle Methodik 95 5.3.2 Ergebnisse der Schadbonitur und sonstigen Datenaufnahmen 95 5.3.2.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 95 5.3.2.2 Schadparameter der Pflanzen 101 5.3.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 101 5.3.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 101 5.3.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 106 5.3.3.1 Artenüberblick 106 5.3.3.2 Ordnung Coleoptera 108 5.3.3.2.1 Phratora spec. 108 5.3.3.2.2 Weitere Arten 111 5.3.3.3 Ordnung Hymenoptera 113 5.3.3.4 Ordnung Lepidoptera 114 5.3.4 Diskussion 115 5.3.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 115 5.3.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 117 5.3.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 117 5.3.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 118 5.4 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie (Robinia pseudoacacia L.) 133 5.4.1 Einleitung und spezielle Methodik 133 5.4.2 Ergebnisse der Schadbonitur 134 5.4.2.1 Wachstumsparameter der bonitierten Pflanzen 134 5.4.2.2 Schadparameter der bonitierten Pflanzen 135 5.4.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 135 5.4.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 136 5.4.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 141 5.4.3.1 Artenüberblick 141 5.4.3.2 Ordnung Coleoptera 142 5.4.3.3 Ordnung Diptera 144 5.4.3.4 Ordnung Lepidoptera 146 5.4.4 Diskussion 146 5.4.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 146 5.4.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 148 5.4.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 148 5.4.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 149 5.5 Zusammenfassende Schlussfolgerung 161 Teil B. Biologie und Gefahrenpotenzial von Schadinsekten 166 6 Laborversuche zu den Fraßpräferenzen von Chrysomela populi 167 6.1 Einleitung und Hintergrund 167 6.2 Spezielle Methodik 167 6.2.1 Fraßpräferenzversuch I 167 6.2.2 Blattpuderdiätsversuch 169 6.2.3 Fraßpräferenzversuch II 170 6.3 Ergebnisse 171 6.3.1 Fraßpräferenzversuch I 171 6.3.2 Blattpuderdiätsversuch 172 6.3.3 Fraßpräferenzversuch II 172 6.4 Diskussion 175 6.5 Schlussfolgerung 179 7 Laborversuch zur olfaktorischen Orientierung von Chrysomela populi 180 7.1 Einleitung und Hintergrund 180 7.2 Spezielle Methodik 180 7.3 Ergebnisse 182 7.4 Diskussion 183 7.5 Schlussfolgerung 186 8 Laborversuche zur Wirksamkeit verschiedener Insektizide gegen Larven und Imagines von Chrysomela populi 187 8.1 Einleitung und Hintergrund 187 8.2 Spezielle Methodik 187 8.3 Ergebnisse 191 8.3.1 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Imagines von Chrysomela populi 191 8.3.3 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Larven von Chrysomela populi 195 8.3.4 Wiederholungsversuche mit Alverde® und Spruzit® Neu 198 8.4 Diskussion 200 8.5 Schlussfolgerung 204 9 Freilandversuch zum Einsatz von Insektiziden für die Bekämpfung von Chrysomela populi 206 9.1 Einleitung und Hintergrund 206 9.2 Spezielle Methodik 206 9.3 Ergebnisse 210 9.3.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 210 9.3.2 Schadinsekten und Blattschäden 212 9.4 Diskussion 216 9.4.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 216 9.4.2 Schadinsekten und Blattschäden 219 9.5 Schlussfolgerung 221 10 Freilandversuch zum Einfluss von Blattverlust auf das Wachstum von Pappel- und Weidenklonen 223 10.1 Einleitung und Hintergrund 223 10.2 Spezielle Methodik 223 10.3 Ergebnisse 226 10.3.1 Anwuchs- und Wachstumssituation vor Beginn der Fraßsimulationen 226 10.3.2 Wachstumssituation nach der ersten Fraßsimulation 228 10.3.3 Wachstumssituation nach der dritten Fraßsimulation 230 10.3.4 Wachstumssituation nach Beendigung des Versuchs 235 10.3.4.1 Aufnahmen und Ernte in Großthiemig 235 10.3.4.2 Aufnahmen in Obercarsdorf und Schönheide 240 10.4 Diskussion 242 10.5 Schlussfolgerung 248 11 Frühjahrsmonitoring zur Bestimmung des Drahtwurmbesatzes auf den Ragower Rieselfeldern 249 11.1 Einleitung und Hintergrund 249 11.2 Spezielle Methodik 250 11.3 Ergebnisse 252 11.3.1 Ergebnisse des Vorversuchs im Frühjahr 2012 252 11.3.2 Ergebnisse des Vollversuchs im Frühjahr 2013 253 11.4 Diskussion 256 11.5 Schlussfolgerung 261 Teil C. Schadensmanagement in Kurzumtriebsplantagen 263 12 Empfehlungen für die risikoarme Anlage und Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen aus Sicht des Pflanzenschutzes 264 12.1 Grundzüge des Pflanzenschutzes in Kurzumtriebsplantagen 264 12.2 Empfehlungen für die risikoarme Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.1 Präventive Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3 Empfehlungen für eine risikoarme Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1 Präventive Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1.1 Überwachung und Prognose in Pappelkurzumtriebsplantagen 268 12.3.1.2 Überwachung und Prognose in Weidenkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.3 Überwachung und Prognose in Robinienkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.4 Diagnose von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.5 Plantagenschutzkontrollbuch 275 12.3.1.6 Förderung natürlicher Gegenspieler 275 12.3.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.1 Mechanisch-physikalische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.2 Chemische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 277 13 Schlussfolgerungen für Wissenschaft und Praxis 282 14 Zusammenfassung 289 15 Summary 291 16 Verzeichnisse 294 16.1 Literaturverzeichnis 294 16.2 Abbildungsverzeichnis 343 16.3 Tabellenverzeichnis 347 17 Anhang 17-1

L’industrie minière de l’amiante a profondément transformé les paysages du sud du Québec, laissant environ 800 millions de tonnes de résidus miniers sous la forme de haldes près des villes minières telles Thetford Mines et Black Lake. Certains enjeux environnementaux découlant de ces paysages, notamment l’érosion des haldes par le vent et l’eau, ont été atténués avec succès sur certains sites en les recouvrant de technosols composés d’un mélange de matières résiduelles fertilisantes, puis en les ensemençant avec des graminées. Cependant, aucune tentative de boisement n’avait été faite jusqu’à présent, car ces milieux étaient considérés comme trop contraignants pour l’établissement et la croissance des arbres. Dans cette étude, nous avons développé deux plantations expérimentales dans une mine d’amiante en déclassement dans le sud du Québec, sur des stériles et sur des résidus miniers, dans lesquelles a été comparée la performance de huit espèces d’arbres, clones et provenances plantés sur deux types de technosols, tous deux construits à partir d’un mélange de biosolides municipaux et de boues de désencrage aménagés en andains. Les propriétés physiques et chimiques des technosols, comme l’état hydrique et l’activité ionique du sol, ainsi que la survie et la croissance des arbres, ont été évaluées. La nutrition foliaire et l’utilisation de l’eau ont également été étudiées pour trois clones de peupliers hybrides au cours de leur troisième saison de croissance. Les clones de peupliers hybrides avaient une survie significativement plus élevée (87 à 94 %) après trois ans que toutes les espèces de conifères (10 à 56 %) testées. L'espèce résineuse présentant les taux de survie les plus élevés était l'épinette blanche (46 à 56 %). Les conditions sèches lors de la mise en terre peuvent en partie expliquer les taux de mortalité plus élevés des conifères. Les taux de croissance moyens des peupliers hybrides étaient de 45 cm an-1, alors que certains arbres atteignaient plus de 300 cm de hauteur après trois ans. Le phosphore et le potassium étaient les nutriments qui limitaient le plus la croissance. Le clone DN×M-915508 semble être le plus tolérant à la sécheresse. Bien qu'il y ait peu de différences entre les technosols, les résultats suggèrent que l'ajout de sols contaminés de classe B au mélange de matières résiduelles fertilisantes a des avantages pour la survie et la croissance des arbres, probablement en raison du volume de sol plus élevé. Notre étude a démontré une technologie prometteuse pour la remise en état par le boisement des mines d’amiante du sud du Québec. Certains traitements devraient être ajoutés pour limiter la concurrence des plantes au cours des premières années afin d'augmenter la survie et la croissance des arbres, alors qu'un volume limité de technosol et donc une faible disponibilité en humidité et en nutriments pourraient compromettre la croissance à moyen et long terme des arbres. / The asbestos mining industry has deeply transformed the landscapes of southern Quebec, leaving about 800 million tons of tailings and waste rock in large piles near former mining towns such as Thetford Mines and Black Lake. Some of the environmental issues arising from these landscapes (e.g. wind and water erosion) have been successfully addressed at some sites by covering the piles with a mixture of by-products as the technosol and then seeding with grasses. However, no attempt for afforestation had been made thus far because these environments were thought to pose too many constraints on tree establishment and growth. In this study, we developed two experimental plantations at a decommissioned asbestos mine in southern Quebec, on waste rocks and on tailings, as a means to test the performance of eight tree species/clones/provenances planted on two types of technosols, both mainly constructed from the mixing of municipal biosolids and deinking sludge and configured in small windrows. Physical and chemical properties of technosols, including soil water availability and ionic activity, and seedling survival and growth were assessed. Foliar nutrition and water use were also evaluated for three hybrid poplar clones during the third growing season. Hybrid poplar clones had significantly higher survival (87 to 94%) after three years than all conifer species (10 to 56%) tested, although dry conditions at planting could have had adverse effects on conifers. The conifer species exhibiting the highest survival rates was white spruce (46 to 56%). Average growth rates of hybrid poplars were 45 cm y-1, whereas some trees reached over 300 cm in height after three years. Clone DN×M-915508 is believed to be more drought tolerant than the other hybrid poplar clones tested. Phosphorus and potassium were the most growth-limiting nutrients. Although there were few differences between the technosols, results suggest that the addition of Class B contaminated soils to the main mixture of by-products has benefits regarding tree survival and growth, likely because of its larger volume. Our study demonstrated a promising technology for reclamation through afforestation of asbestos mines in southern Quebec. Some treatments should be added to limit plant competition within the first few years as a means to increase survival and growth, whereas limited technosol volume and thus low moisture and nutrient availability could compromise mid- to long-term growth of trees.

<p>Predmet ovog istaživanja&nbsp; bio je ispitivanje&nbsp;uticaja jona tri te&scaron;ka metala (Ni²⁺, Cu^2+&nbsp;i Cd²⁺)&nbsp;u dve toksične koncentracije u zemlji&scaron;tu na&nbsp;fiziolo&scaron;ke i biohemijske karakteristike&nbsp;<br />odabranih klonova topola, M1, B229 i Pe 19/66.&nbsp;Ispitan je i potencijal odabranih klonova topola&nbsp;da vr&scaron;e fitoekstrakciju-akumulaciju te&scaron;kih&nbsp;metala iz zemlji&scaron;ta u svoje nadzemne delove &scaron;to&nbsp;dovodi&nbsp; do dugoročnog uklanjanja ovih&nbsp;perzistentnih polutanata iz životne sredine.&nbsp;Takođe, ispitan je uticaj te&scaron;kih metala na&nbsp;antioksidantni potencijal, sposobnost&nbsp;<br />neutalizacije slobodnih radikala, aktivnosti&nbsp;antioksidantih enzima kao i&nbsp; na sadržaj&nbsp;slobodnih i konjugovanih poliamina (Put, Spm,&nbsp;Spd),&nbsp; određenih HPLC analizom,&nbsp; i sadržaj&nbsp;biljnih hormona poput indol-3-sirćetne kiseline&nbsp;i&nbsp; abscisinske &nbsp;kiseline,&nbsp; određenih GC/MS&nbsp;analizom, u listovima i korenovima klonova topola.</p><p>&nbsp;</p> / <p>The aim of this study was to estimate and compare phytoextraction capacities of three&nbsp;poplar clones (M1, B229 and Pe 19/66) in soil. Furthermore, the goal was to assess &nbsp;different biological responses among the poplar clones during exposure to different concentration of three heavy metal ions (Ni²⁺, Cu²⁺ i Cd²⁺). In order to track changes in&nbsp; poplars&rsquo;mineral, physiological, biochemical and antioxidant status during the&nbsp; abiotic stress, quantification of physiological properties, free and conjugated polyamines, total phenolics&nbsp; as well as quantification of phytohormones (indol-3-acetic and abscisic acid) was done. Furthermore, assessment of antioxidant potential by tracking radical scavenger capacities (RSC) against DPPH, ABTS, OH and NO radicals and by measuring enzymes activities (SOD, GSH-Px, GPx, GR) in vitro was performed in root and leaves of poplar clones.</p>