Afrikanisches einheimisches Gemüse (AIVs) hat in letzter Zeit in ganz Afrika südlich der Sahara (SSA) aufgrund des zunehmenden Bewusstseins für deren Ernährung und gesundheitlichen Nutzen größere Anerkennung gefunden. Dieses wachsende Verbraucherbewusstsein hat zu einer erhöhten Nachfrage nach AIV-Verbrauch geführt, was wiederum zu einer verstärkten Produktion von AIV geführt hat. Das Ziel dieser Arbeit war es daher, das Ausmaß und die zugrunde liegenden Faktoren zu bewerten, die Einfluss auf die Einführung nachhaltiger Intensivierungsmethoden (SIPs) haben (Einsatz von verbesserten Bewässerungssystemen, integrierte Bodendüngung, organischer Dünger und AIV - Diversifizierung) (2) Die Übernahme von SIP in Bezug auf den Lebensunterhalt der Landwirte und (3) eine Bewertung der wirtschaftlichen Leistung und der ökologischen Ergebnisse von Bodendüngungsstrategien, um Bodenbewirtschaftungsstrategien zu empfehlen, die die Produktion, den Lebensunterhalt und den Klimaschutz optimieren. Die Ergebnisse zeigten, dass der Einsatz von organischem Dünger und die Diversifizierung der AIV in ländlichen und stadtnahen Produktionsgebieten weit verbreitet waren, wohingegen verbesserte Bewässerungssysteme und ein integriertes Bodenfruchtbarkeitsmanagement eher gering waren und in ländlichen Gebieten sogar erheblich niedriger waren als in Stadtrandgebieten. Darüber hinaus wurden Komplementaritäten und Substituierbarkeiten zwischen SIPs identifiziert, was darauf hindeutet, dass eine Änderung der Richtlinien, die sich auf ein einzelnes SIP auswirkt, Auswirkungen auf andere verwandte SIPs haben kann. Die Ergebnisse der Determinanten von SIP zeigen, dass die Marktintegration, das Haushaltseinkommen und die städtischen Gemüseproduktionsumgebungen die Haupttreiber der Akzeptanz waren. Darüber hinaus erhöht die Einführung von SIPs sowohl das Gesamteinkommen der Haushalte als auch die Ernte. Darüber hinaus optimiert die integrierte Strategie zur Bodenfruchtbarkeit die Wirtschafts- und Umweltleistung. Daher ist ein integriertes Bodenfruchtbarkeitsmanagement ein möglicher Weg, um die AIV-Produktion nachhaltig zu intensivieren. / African indigenous vegetables (AIVs) have recently gained greater recognition across sub-Sahara Africa (SSA) because of increased awareness on their nutrition and health benefits. This rising consumer consciousness has caused an increase in demand for consumption of AIVs, which in turn has led to increased intensification of AIV production. The aim of this thesis was therefore, to evaluate the level and underlying factors influencing the adoption of sustainable intensification practices (SIPs) (use of improved irrigation systems, integrated soil fertilisation, organic manure and AIV diversification), (2) examined the impacts of SIP adoption on farmers’ livelihoods, and (3) assessed economic performance and ecological outcomes of soil fertilisation strategies in order to recommend soil fertility management strategies which optimises production, livelihood and climate trade-offs. The results revealed that use of organic manure and AIV diversification were widely adopted across rural and peri-urban production areas while improved irrigation systems and integrated soil fertility management was rather low, and even significantly lower in rural areas than in peri-urban areas. Moreover, complementarities and substitutabilities between SIPs were also identified indicating that a change in policy affecting a single SIP might have a spill over effect on other related SIPs. The results of determinants of SIPs shows that market integration, household income and peri-urban vegetable production environments were the major drivers of adoption. In addition, adoption of SIPs significantly increases both total household and crop incomes. Furthermore, integrated soil fertility manage strategy optimises economic and environmental performance. Therefore, integrated soil fertility management is a potential pathway to sustainably intensify AIV production.

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Lichtbedingungen auf den Ertrag und die nutritive Qualität der Versuchspflanze Persicaria odorata untersucht. Die Experimente wurden unter praxisnahen Bedingungen im Gewächshaus (Sonnenlicht) und Klimakammern (Dreiband-Leuchtstoffröhren) unter Berücksichtigung eines breiten Inhaltsstoffspektrums, mehreren Versuchsreihen, Lichtmodifizierungen anhand von Zusatzbestrahlungen mit LEDs und Überdeckungen mit photoselektiven Folien sowie dem Anwenden verschiedener statistischer Auswertungsverfahren durchgeführt. Die Tageslichtsumme beeinflusste das Pflanzenwachstum positiv. Beispielsweise wurde die Frischmasse bei einem Anstieg der Tageslichtsumme um 1% mit gleichbleibender spektralen Lichtzusammensetzung um 0,96% (Gewächshaus) bzw. 0,64% (Klimakammer) erhöht. Versuche mit monochromatischen LEDs zeigten, dass spektralbereichsabhängige Erhöhungen der Tageslichtsumme die Biomassesteigerungen verstärkten. Den deutlichsten Effekt im Hinblick auf die Frischmassebildung hatte das kurzwellige Blaulicht (443 nm). Bezüglich der Inhaltsstoffe zeigte insbesondere das kurzwellige Grünlicht (515 nm) einen positiven Effekt. Dieser Spektralbereich wird jedoch durch die traditionell in Gewächshäusern eingesetzten Natriumhochdrucklampen kaum emittiert. Auch sind die bisher häufig eingesetzten Bestrahlungen mit Blau- und Rotlicht in kontrollierten Anbausystemen zwar wichtig für den Aufbau von Biomasse, jedoch nicht optimal im Hinblick auf den Nährwert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Belichtung im Gartenbau sorgfältig ausgewählt werden sollte, jedoch während strahlungsschwachen Monaten eine effektive Möglichkeit ist, den Ertrag und die nutritive Qualität von P. odorata deutlich erhöhten. Durch Modifikationen der Lichtbedingungen ist es möglich den Ertrag und Nährwert pflanzlicher Erzeugnisse zu steigern und dadurch die Versorgungslage mit gesundheitsfördernden bzw. essentiellen pflanzlichen Inhaltsstoffen zu verbessern. / This thesis examined the impact of light conditions on the nutritive quality of the test plant Persicaria odorata. Experiments took place in a greenhouse (sunlight) and climate chamber (fluorescent tube) and under consideration of a wide range of nutritive compounds, several test series, different light modifications and the use of various statistically evaluation procedures. This thesis demonstrates that varying light conditions increase nutritive value and yield under realistic conditions. Increasing the day light integral by 1% improved the fresh mass of 0,96% (greenhouse) and 0,64% (climate chamber). Experiments with monochromatic LEDs proved a high increase of biomass by spectral range dependent enhancements of the day light integral. For example, in the greenhouse, fresh mass was mostly affected by short wave blue radiation (443 nm). Additionally, the day light integral influenced the accumulation of nutrients. Higher contents of polyphenols and flavonoids in the climate chamber and the reactions on additional monochromatic LEDs proved again that it is more effective to increase day light integral by a specific enhancement of certain spectral ranges. The highest increases were achieved by supplementing spectral ranges that are not included in the emission spectrum of commonly used high pressure sodium lamps. Results also indicate that controlled agriculture’s frequently used lighting systems which emit blue and red light can improve plant growth, but it is not optimal regarding the nutritive quality. Adding short wave green light (515 nm) could increase biomass and improve the nutritive quality considerably. This thesis demonstrates that additional lighting in horticulture is an effective method to improve yield and nutritive quality of herbal vegetables in light deprived northern regions. By altering the emission spectrum of traditional artificial lighting systems, it is possible to increase yield and simultaneously improve the nutritive value of vegetables.