Die anaerobe Vergärung von nachwachsenden Rohstoffen und Gülle zur Biogasproduktion als regenerative Energiequelle erfährt seit einigen Jahren einen erheblichen Boom. Dabei werden in Deutschland in der Regel Nassvergärungs-Biogasanlagen betrieben, in denen kontinuierlich Energiepflanzen und Rinder- oder Schweinegülle gemeinsam eingesetzt werden (Kovergärung). Aber auch die alleinige Nassvergärung von Energiepflanzen ohne Gülle (Monovergärung) ist möglich. Häufig fehlen jedoch belastbare Daten zur Auslegung der Biogasanlage und für die Früherkennung kritischer Belastungszustände. Im vorliegenden Projekt sollen Kenntnisse über die Kinetik der Biogasbildung aus nachwachsenden Rohstoffen in Laborversuchen unter praxisrelevanten Prozessbedingungen gewonnen werden. Über diskontinuierliche Batch-Gärtests lassen sich Biogas- und Methanausbeuten unterschiedlicher Substrate auf einfache Weise ermitteln. Bei einheitlichen Laborbedingungen ist damit eine gute Vergleichbarkeit gegeben. Kontinuierliche Belastungssteigerungsversuche sind hingegen nur als Langzeitversuche möglich. Sie geben jedoch zusätzlich Auskunft über den Einfluß der täglichen Belastung des Biogasreaktors mit organischer Substanz und erlauben mit Einschränkungen Aussagen über die optimale Betriebsweise. Die Versuche wurden mit Mais, Rüben und Roggen in Form von Silage als Mono- und Kosubstrat in der Mischung mit Rinder- und Schweinegülle bei meso- und thermophilen Temperaturstufen durchgeführt. Die Versuchsergebnisse konnten ein neu hergeleitetes kinetisches Modell weitgehend bestätigen, das den Zusammenhang zwischen Biogasausbeute und Raumbelastung in Abhängigkeit von den substrat- und prozessspezifischen Parametern wie maximal mögliche Biogasausbeute, Zulaufkonzentration, Dichte des Biogases und des Ablaufes sowie Reaktionsgeschwindigkeitskonstante aufzeigt. Dies kann damit Betreibern von Biogasanlagen als Richtlinie für eine stabile Prozessführung mit hoher energetischer Effizienz dienen. / Anaerobic digestion of energy crops for biogas production has attracted much interest in recent years. In Germany, the most common process is the continuous wet-fermentation of energy crops with cattle slurry or pig slurry (co-digestion). But also the digestion of energy crops as single substrate without slurry (mono-digestion) becomes more important. Because of the great diversity of substrates and the danger of an overload of the reactor at the digestion of high-energetic substrates, sufficient experience for energy crops is still missing. This project should investigate the kinetics of biogas production from energy crops in lab-scale experiments. Biogas and methane yield of different substrates can be estimated easily by discontinuous batch-experiments. These experiments allow a good comparability in case of equal conditions. On the other hand, the influence of the reactor performance and the optimal operational mode can be identified only by continuous long-term experiments with loading increase. Therefore, long-term lab-scale experiments were conducted with maize silage, whole-crop rye silage and fodder beet silage as mono-substrate and co-substrate in a mixture with both cattle slurry and pig slurry under mesophilic and thermophilic conditions. For calculation of biogas yield as function of the organic loading rate, a hyperbolic equation was developed on base of a first order reaction rate for substrate degradation. The biogas yield also depends on the corresponding maximum biogas yield, the concentration of volatile solids of the input, the density of the effluent, the density of the biogas and the reaction rate constant which are all substrate- and process-specific. The results of the experiments approve this model and allow an estimation of the parameters. This is helpful as a guideline for a stable and efficient biogas process.

Es wurden Wurzelsysteme auf 1900, 2400 und 3000 m eines südecuadorianischen Bergregenwaldes untersucht. Ziel war es, ein besseres Verständnis über den Einfluss der Höhenstufe auf die Wurzelfunktionen Nährstoffaneignung und Verankerung sowie Speicherung von C und Nährstoffen in der Wurzelbiomasse zu erlangen. Auf 2400 und 3000 m nahmen die Wurzellängendichten (WLD) mit zunehmender Bodentiefe schneller ab als auf 1900 m. Die vertikale Verteilung der N-Aufnahme war ähnlich der Verteilung der WLD. Das Nährstoffaneignungsvermögen war also in größerer Meereshöhe deutlich mehr auf die organische Auflage konzentriert war als auf 1900 m. Nährstoffkonzentrationen in Blättern zeigten, dass auf 1900 m das Pflanzenwachstum nicht durch Nährstoffmangel limitiert war, während auf 2400 und 3000 m v. a. N, aber auch P, S und K das Pflanzenwachstum limitierten. Die schlechte Nährstoffversorgung der Pflanzen in großer Meereshöhe war vermutlich auf langsame Mineralisation organisch gebundener Nährstoffe und auf ein geringes Nährstoffaneignungsvermögen aus tieferen Bodenschichten zurückzuführen. Die Wurzelbiomasse war auf 3000 m höher als in niedrigerer Meereshöhe. Die Bedeutung des Wurzelsystems für die C-Speicherung stieg also mit zunehmender Höhenstufe. Auch Vorräte an N, S, K, Ca und Mg in den Wurzeln waren auf 3000 m am höchsten. Die Grobwurzelsysteme der Bäume wiesen auf allen Höhenstufen Verankerungs-fördernde Merkmale auf. Bäume auf 3000 m bildeten flachgründigere Wurzelteller als auf 1900 m. Wurzeleigenschaften, die die horizontale Ausdehnung des Wurzeltellers fördern, waren auf 3000 m häufiger oder ausgeprägter als auf 1900 m. Es wird gefolgert, dass eine gehemmte Tiefendurchwurzelung des Bodens in größerer Meereshöhe sowohl das Nährstoffaneignungsvermögen als auch auf die Verankerung der Bäume verringerte. Die hohe Biomasseallokation in die Wurzeln in größerer Meereshöhe weist darauf hin, dass Umweltbedingungen hier besondere Anforderungen an die Wurzelfunktionen stellen. / Root systems at 1900, 2400 and 3000 m of a south Ecuadorian montane forest were investigated. The aim of this study was to improve our knowledge on the impact of altitude on the root functions nutrient acquisition, anchorage and storage of C and nutrients in root biomass. At 2400 and 3000 m, the decrease of root length densities (RLD) with increasing soil depth was more pronounced than at 1900 m. The vertical distribution of N uptake was similar to the vertical distribution of RLD. Thus, the ability for nutrient uptake was more concentrated to the organic surface layer at high altitudes than at 1900 m. Foliar nutrient concentrations showed that plant growth at 1900 m was not limited by nutrient deficiency. In contrast, at 2400 and 3000 m especially N, but also P, S and K limited plant growth. The decreased nutritional status of plants at high altitudes was caused by low mineralization rates of nutrients as well as low ability for nutrient acquisition from deeper soil layers. At 3000 m, root biomass was higher than at low altitudes. Hence, the importance of root systems for C sequestration increased with increasing altitude. Similarly, pools of N, S, K, Ca and Mg were higher at 3000 m than at 1900 and 2400 m. At all altitudes, coarse root systems of trees showed traits that are supposed to improve anchorage. At 3000 m, root soil plates were more superficial than at 1900 m. Root traits that improve the horizontal extension of root soil plates were more pronounced or occurred more often at 3000 m than at 1900 m. It is concluded that impeded rooting in deeper soil layers at high altitudes decreased both the ability for nutrient acquisition and anchorage. At high altitudes, the high allocation of biomass to the root systems showed that at these sites, environmental conditions enhanced the requirements to the functions of roots.

Um Leistungsniveau, systematische Effekte und phänotypische Korrelationen zu schätzen, wurden bei 276 Weidekälbern verschiedener Genotypen aus der Mutterkuhhaltung (Material I) Merkmale der Fleischleistung und der Fleisch¬qualität erfasst und ausgewertet. Neben den Identitäts- und Lebensdaten der Tiere wurden die folgenden Merkmale der Fleischleistung einbezogen: Alter beim Schlachten, Lebendgewicht, Lebenstagszunahme, Schlachtkörper¬gewicht, Nettozunahme sowie die Komponenten der Handelsklasse, also Fleischigkeitsklasse und Fettgewebeklasse. / In order to estimate performance level, systematic effects and phenotypic correlations, characteristics of meat performance and meat quality were recorded and analysed in 276 weaning calves of different genotypes from cow-calf operations (material I). In addition to identity and basic life data, the following characteristics of meat performance were included: age at slaughter, live weight, daily gain, carcass weight, net gain as well as the components of the carcass grade, grade for meatiness and grade for fat¬ness. The following characteristics of meat quality were measured on the meat probes 48 hours and 14 days resp. after slaughter: pH-value (pH1, pH2), meat colour with lightness L* (L*1, L*2) redness a* (a*1, a*2) and yellowness b* (b*1, b*2), Warner-Bratzler shearforce raw (WBS1, WBS2) and cooked (WBS3) as well as intramuscular fat content (IMF).

Ziele: In Entwicklungsländern wie Bangladesch ist das Privateinkommen für Landfrauen essentieller Bestandteil eines verbesserten Haushaltseinkommens. Hauptzweck der vorliegenden Arbeit ist die Verbesserung der Existenzgrundlage von Frauen in ländlichen Gebieten durch diverse einkommensgenerierende Aktivitäten (IGAs). Es wurde der Versuch unternommen, ihre derzeitige Situation kennen zu lernen, ihre derzeitigen Einkommensstrategien zu beurteilen, insbesondere die Wirkung von Aktivitäten der Nichtregierungsorganisationen abzuschätzen, das Haushaltseinkommen der Frauen und Einflussfaktoren darauf zu untersuchen ebenso wie Faktoren, die eine Beteiligung der Frauen an den IGA’s einschränken. Methodischer Ansatz: In der vorliegenden Studie wurden strukturierte und semi-strukturierte persönliche Interviews sowie ausgewählte Methoden des Participatory Pural Appraisal für die Datensammlung verwendet. Ergebnisse: Die Mehrheit der befragten Landfrauen gehört in die Klasse eines geringen bis mittleren Livelihood Status. Neben den ausgewählten unabhängigen Variablen, wurden weitere sieben Variablen mit signifikantem positiven Einfluss auf das Haushaltseinkommen identifiziert. Die Ergebnisse bezüglich der Einkommensstrategien der befragten Frauen zeigt, dass diese zwar in verschiedenen Einkommensaktivitäten involviert sind, jedoch ihr persönliches jährliches Einkommen der verschiedenen IGAs unerheblich ist. Die Wirkungsanalyse von IGAs auf das Einkommen der Frauen zeigt, dass 36% der Frauen ein höheres Einkommen von IGAs während der letzten drei Jahre zu verzeichnen haben (2006-2008). Der Zugang zu Mikrokrediten, Betriebsmittelversorgung, Markteinrichtungen, bessere Ziegenrassen und verbesserte Behandlung von Tieren führen zu einer Verbesserung des Einkommens. Die Constraint Analyse zeigt, dass insgesamt 74% der Landfrauen mittlere Behinderungen zur Teilnahme an IGAs angeben. Die Frauen haben dabei 17 Hinderungsgründe identifiziert. / Objective: In developing countries like Bangladesh, personal income of rural women is an essential precondition to enhancing household income, which improves the entitlement on basic necessities. The main purpose of this research project is to improve livelihood of rural women through involving them in different IGAs. An attempt has been made to know the present livelihood situation of rural women, to assess their income strategies, to examine the impact of NGO activity on women characteristics, to investigate household income of rural women and factors influencing it and to find out the existing constraints on participation in IGAs. Methodological approach: In this study, structured and semi-structured interview schedules as well as several tools of the participatory rural appraisal were used to obtain necessary information. Results and conclusion: The majority of the studied rural women have a low to middle level of livelihood status. Among the selected independent variables, seven variables have a significant positive influence on household income. The findings from income strategies of studied women indicated that they are involved in various income activities for earning but their personal annual income from various IGAs is not handsome. The impact analysis of IGAs on personal income of women shows that overall 36% women have increased income from IGAs during the last three years (2006-2008). Access to micro-credit, inputs, market facilities, supply of improve breeds of goat, and improved treatment facilities of livestock all lead to increased income. The constraints index (CI) analysis shows that overall 74% of the rural women faced medium constraints to participate in IGAs. Rural women identified a total of seventeen root causes hindering their participate in IGAs.

Im Rahmen eines vierjährigen Feldversuches wurden der Einfluss von Bodenbearbeitung, Bodenbedeckung und Stickstoffdüngung auf die N-Dynamik und N-Verlagerung während der Winterhalbjahre und deren Nachwirkungen auf die Hauptfrucht der nachfolgenden Vegetationsperiode untersucht. Es zeigte sich, dass sich neben den Prüffaktoren auch Unterschiede der Vorfrucht und des Witterungsverlaufes auf die Höhe der Nitratauswaschung über Winter auswirkten. Generell führte der Anbau von Winterrübsen gegenüber der Brache erwartungsgemäß zu einer Reduzierung des N-Austrages, was sowohl auf die geringeren Sickerwassermengen als auch auf die geringeren Nitratkonzentrationen in der Bodenlösung zurückzuführen war. Die N-Konservierung der Winterrübsen wirkte sich auf die folgende Hauptfrucht positiv hinsichtlich der Stickstoffverfügbarkeit im Oberboden und der N-Aufnahme des Sommerweizens während dessen Standzeit aus. Der Schwerpunkt in der methodischen Vorgehensweise dieser Arbeit lag in der Erfassung der Sickerwassermengen zur Abschätzung der N-Verlagerung anhand der Daten der Nitratkonzentration in der Bodenlösung. Die Durchflussmengen im Boden wurden ausgehend von der klimatischen Wasserbilanz und unter Berücksichtigung der Veränderungen der Bodenwasservorräte bestimmt, die anhand von Messungen der Matrixpotentiale und der Kenntnis der Bodenwassercharakteristika im Profilverlauf des Bodens berechnet wurden. Dieser Ansatz wurde drei weiteren Ansätzen gegenübergestellt. Diese sind die klimatische Wasserbilanz, die klimatische Wasserbilanz unter Berücksichtigung der Veränderungen der Bodenwasservorräte anhand der volumetrischen Wassergehaltsmessung mit Hilfe der TDR-Messtechnik und die Bestimmung der Perkolation mittels Wasserleitfähigkeitsfunktionen und Potentialgradienten. Mögliche Fehlerquellen der verschiedenen Ansätze wurden diskutiert und Schlussfolgerungen für die praktische Versuchsdurchführung gezogen. / The influence of different tillage managements, soil covering and different nitrogen applications on the N-dynamic and N-leaching during winter and their effects during the following vegetation period have been investigated within the scope of a field trial of several years. Beside these treatments, differences of the preceding crop type and climatic conditions showed also effects on the amount of nitrate leaching during winter. The cultivation of winter rape compared to fallow reduced the N-leaching in accordance with the expectations; generally this was the result of lower rates of water flow as well as lower nitrate concentrations in the soil solution. During the successive vegetation periods the N-conservation by the catch crop led to higher nitrate contents in the soil, particularly in the upper layer, and to an increasing N-uptake of the fallowing spring wheat. Focal point of the methodical proceeding of this study was the recording of the downward water movement to estimate the N-leaching in combination with the nitrate concentration in the soil solution. The calculation of the water movement in the soil based on the climatic water balance in consideration of the variation of the soil water content; the changes in the soil water were determined by data of the soil matrix potential and the knowledge of the moisture characteristics of the horizons, their positions and their wideness. This approach was based to present the results, and was then compared with three other ones. These were the climatic water balance, the climatic water balance in consideration of the variation of the soil water content by data of the changes of the volumetric soil water content measured by ‘time domain reflectrometry’ and the calculation of water flow with hydraulic conductivity functions and data of the hydraulic potentials. Possible sources of error of the methods are discussed to draw conclusions for conducting field trials.

Schifffahrt stellt weltweit eine der wichtigsten Nutzungen der Flüsse und Seen dar, die zukünftig weiter zu nimmt. Sie schädigt Ufer durch Wellenschlag erheblich. Die Effekte von Schiffswellen auf benthische Wirbellose sind aber bisher kaum bekannt, obwohl diese eine zentrale Rolle im litoralen Nahrungsnetz spielen. Daher untersuchte ich 1) die direkten Effekte von Schiffswellen auf benthische Wirbellose, 2) die resultierenden Auswirkungen auf trophische Interaktionen und 3) das Wachstum und die Fitness von Wirbellosen, sowie 4) die langfristigen Änderungen der litoralen Wirbellosenzönosen. Labor- und Feldversuche zeigten, dass mit zunehmender wellengenerierter Sohlschubspannung mehr Individuen verdriftet wurden. Die Verdriftung wurde jedoch durch eine hohe strukturelle Habitatkomplexität gemindert, da diese die Wellenenergie stärker dissipierte und den Wirbellosen bessere Festhaltemöglichkeiten bot. Die Verdriftung der Wirbellosen bewirkte ein höheres Prädationsrisiko durch spindelförmige Fische, während hochrückige Fische die Ingestion bei Wellenexposition reduzierten. Wellenschlag verringerte auch das Wachstum und die Fitness nativer Wirbellosenarten, indem die Ingestion verringert oder der Energieverbrauch erhöht wurde, wohingegen Neozoen nicht beeinträchtigt wurden. Der kumulative Effekt von Schiffswellen veränderte die Artenzusammensetzung benthischer Zönosen sehr. Die Abundanz nativer Wirbelloser und die Artenzahl waren an exponierten Ufern geringer, während die Abundanz invasiver Arten zunahm. Folglich beeinträchtigen Schiffswellen benthische Wirbellose auf der Ebene der Individuen, Arten, Zönosen, sowie tropischer Interaktionen, und können so die ökologische Struktur und Funktion des gesamten Litorals beeinflussen. Durch Schutz komplexer Habitate wie Wurzeln und dichte Schilfbestände, sowie durch Wellenschlagsreduzierung durch größere Mindestabstände zum Ufer und angepasste Fahrtgeschwindigkeit, können die Auswirkungen von Schiffswellen gemindert werden. / Inland navigation is a major human use of rivers and lakes worldwide which is expected to increase in the future. It significantly affects shore habitats by ship-induced waves. In contrast to the importance of such pressures, the effects of these hydrodynamic disturbances on benthic invertebrates in the littoral zones are poorly understood, even that invertebrates are a central element of littoral food webs. Hence, I investigated 1) the direct and immediate effects of ship-waves on benthic invertebrates, 2) their subsequent effects on trophic interactions and 3) on the growth and fitness of invertebrates, and finally 4) the long-term effects on the community composition. Laboratory and field experiments showed increasing detachment of invertebrates with higher wave-induced shear stress. Detachment was significantly mitigated by higher structural complexity of the habitats, as complex habitats dissipate wave energy and provide better fixing possibilities. Moreover dislodgement of invertebrates led to a higher risk of being preyed upon by fusiform fish, while deep bodied fish reduced feeding under waves. Waves also reduced growth and fitness of native invertebrates via reduced feeding or increased energy costs, while non-native invertebrates were not affected. The cumulative impact of ship-waves alters the community composition of benthic invertebrates. The abundance of native invertebrates and total species richness was lower at exposed sites, while non-native invertebrates increased in abundance. Thus, ship-waves affect benthic invertebrates on the individual, species, and community levels, as well as the interaction of trophic levels, and hence will alter the ecological structure and function of whole littoral zones. Adverse effects of ship-waves may be mitigated by protecting structural complex habitats such as tree roots and dense reed belts, and by minimizing wave generation by increasing minimum sailing distance to shore or by adjusting vessel speed.

Nachhaltige Landbewirtschaftung impliziert ausgeglichene Pflanzennährstoffflüsse ohne die Abhängigkeit von Düngern aus nicht erneuerbaren Quellen. Stickstoff, Phosphor und Kalium aus der menschlichen Nahrung werden in Mitteleuropa im Allgemeinen in Schwemmkanalisationen gesammelt und dabei mit Schadstoffen vermengt. Neuartige stoffstromtrennende Sanitärsysteme ermöglichen die Bereitstellung von Humanurin und Fäkalien zur Verwendung als Düngemittel. In der vorliegenden Arbeit wurden praxisrelevante Aspekte der Verwendung von Düngemitteln anthropogener Herkunft untersucht. Die in Gefäß- und Feldversuchen in Berlin Dahlem ermittelte Ertragswirkung zeigte, dass Urin in dieser Hinsicht äquivalenten Mineraldüngern grundsätzlich gleichwertig ist. Bei sehr hohen Konzentrationen kam es abhängig von der Pflanzenart zu Depressionseffekten, welche vermutlich auf den Salz- und Ammoniumgehalt von Urin zurückzuführen sind. Unter Freilandbedingungen traten diese Effekte nicht auf. Bodenbiologische Auswirkungen von Düngerapplikationen sind entscheidend für die Abschätzung ihrer langfristigen Bodenfruchtbarkeitserhaltung. Sowohl in Labor-versuchen als auch im Freiland zeigten sich Regenwürmer durch menschlichen Urin aus Trenntoiletten deutlich beeinträchtigt. Die Ursache der Schädigung konnte nicht geklärt werden. Von einer langfristigen bodenfruchtbarkeitsreduzierenden Beein-trächtigung wird jedoch nicht ausgegangen. Mikrobielle Enzymaktivitäten im Boden wurden im Freiland durch Urinapplikation nicht beeinflusst. Für die Praxis wird empfohlen Urin während der Ausbringung einzuarbeiten, da die Tiere dann weniger mit der Flüssigkeit in Kontakt kommen. Da es ein umweltpolitisches Ziel ist, die Ammoniakemissionen der Landwirtschaft zu minimieren, wurden diese nach der Urinausbringung im Freiland gemessen. Auf Grund der sehr geringen Trockensubstanzgehalte von Humanurin emittierte deutlich weniger NH3 als üblicherweise nach Ausbringung von Schweine- oder Rindergülle. Verbraucherumfragen bestätigten eine hohe Bereitschaft pflanzliche Nahrung, welche mit Urin als Dünger erzeugt wurde, zu kaufen und zu verzehren. Praktizierende Landwirte reagierten dagegen deutlich reservierter. Die Ausbringung von Urin aus Trenntoiletten kann im Sinne einer nachhaltigen Landwirtschaft grundsätzlich empfohlen werden. Es besteht aber weiterer Forschungsbedarf. / Sustainable agriculture implies balanced nutrient flows and independence from fertiliser made from non renewable resources. In Europe, plant nutrients excreted by humans are commonly collected in water borne sewage systems and thus mixed with potentially harmful substances. Novel segregating sanitation techniques can collect separated urine and faeces in a form which enables their use as fertiliser. In the presented thesis selected aspects concerning the use of anthropogenic plant nutrients relevant to farming were investigated. Pot and field experiments indicated that equal yields can be gained if urine instead of mineral fertiliser is applied. Very high concentrations of urine led to reduced growth, presumably caused by the presence of ammonium or salt. However, this was not found under field conditions. Soil biological effects caused by the application of a fertiliser must be considered when assessing its long term contribution to soil fertility. Laboratory experiments as well as field investigations showed that human urine application severely affects earthworms, however, the harmful components were not identified. The results suggest that the effect is of short term only. Soil microbial enzyme activities were not influenced by urine fertiliser. For farming practice it is recommended to inject or incorporate urine to prevent earthworms from coming into direct contact with the infiltrating fertiliser. Gaseous ammonia loss was measured after urine application on fields as reducing harmful emissions from agriculture is a goal of European environmental policy. Because of the very low Dry Matter contents of urine, far less ammonia was emitted to the atmosphere than usually occurs after application of cattle or pig slurry. A consumer acceptance study showed a general high public willingness to accept urine as fertiliser even if used on crops for food production. The reaction of farmers was mainly reserved as a result of the present legal regulations in Germany. Within the context of sustainable agriculture the use of human urine as fertiliser can be recommended. Further research is necessary, especially concerning any effects resulting from residues of pharmaceutical substances contained in human excreta.

Der Milchsektor ist einer der bedeutendsten landwirtschaftlichen Sektoren in der Europäischen Union. Seit die Reformen der Gemeinsamen Agrarpolitik 2005 in Kraft traten, wurde der Markt stark liberalisiert und ist durch zunehmende Preisschwankungen gekennzeichnet. Für die Michviehbetriebe ist dies eine Herausforderung, denn Faktorpreisunsicherheit ist eng mit den betrieblichen Entscheidungsprozessen für die optimale langfristige Nutzung der Produktionsfaktoren verbunden. Ein weitreichender Teil der Literatur analysiert den Zusammenhang zwischen Betriebsgröße oder Betriebsführung und ökonomischer Effizienz. Die statische Effizienzmessung ist weitverbreitet, vernachlässigt jedoch die zeitliche Abhängigkeit und die Anpassungsprozesse der quasi-fixen Faktoren. Dies wird im Konzept der dynamischen Effizienzmessung aufgegriffen. Das verwendete Effizienzmodell berücksichtigt zudem Faktorpreisunsicherheit. Der Beitrag dieser Dissertation ist es, die dynamische Effizienz westdeutscher Milchviehbetriebe erstmals unter Unsicherheit zu analysieren. Es wird untersucht, ob die Produktionsfaktoren technisch und allokativ effizient einsetzen werden. Zudem wird die Rolle der Unsicherheit für die Faktornachfrage und die Effizienzmessung beleuchtet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Milchviehbetriebe auf einem hohen technischen Effizienzniveau arbeiten im Vergleich zur allokativen Effizienz und dass die Futternachfrage negativ mit der Futterpreisvolatilität verbunden ist. Investitionen reagieren negativ auf die Volatilität des Milchpreises, wobei der Einfluss der Unsicherheit mit zunehmender Betriebsgröße steigt. Die Ergebnisse belegen, dass die Preisunsicherheit bei der (dynamischen) Effizienzmessung von entscheidender Bedeutung ist und die Vernachlässigung zu niedrigeren Effizienzwerten führt und die Betriebe ineffizient erscheinen. Diese Ergebnisse sind nicht nur für Milchviehbetriebe relevant, sondern auch für Sektoren, die durch volatile Marktbedingungen gekennzeichnet sind. / Dairy farming, the most important farming sector in the European Union, has been subject to considerable de-regulation since the 2005 EU Common Agricultural Policy came into effect and to increased commodity price volatility. This is a new challenge for dairy farms, since price volatility is related to farm-level decision-making with regard to the optimal factor allocation in the long run. A vast body of literature relates economic efficiency to dairy farm characteristics such as size or managerial ability. However, it is common for static approaches of efficiency which ignore the role of time and the adjustment processes of farms with respect to the quasi-fixed factors to be applied. The intertemporal linkages of production and investment decisions are emphasized by dynamic efficiency and an extended model incorporates factor price volatility. The contribution of this thesis is to analyze the dynamic efficiency of German dairy farms under uncertainty, which thus far has not been done. The application aims to investigate whether West German dairy farms use their production factors in a technically and allocative efficient way in the long run. Moreover, the application will explore the role of uncertainty for factor demand and efficiency measurement. The results show that the farms operate at high levels of technical efficiency in comparison to allocative efficiency and that feed demand is negatively related to the variance of the feed concentrate price. Investment is negatively related to the variance of the milk price and the effect increases with farm size. The results further show empirical evidence for considering uncertainty when deriving (dynamic) efficiency measures: neglecting uncertainty within the estimation procedure will underestimate the average efficiency score, and thus farms appear inefficient. This finding is not only interesting for dairy farms; it also applies to other sectors that operate in highly-volatile markets.

Im nordostdeutschen Land ist die Zunahme des Ertrages und die Verbesserung der Qualität des Maises eine Folge von Licht, Temperatur und der Länge der Vegetationsperiode. Eine gute Belichtung durch blattreichere Sorten und Standort angepasste Bestandesdichte ist wichtige Voraussetzung für die gute Ertragsleistung des Silomaises. Am Standort Berge (nordostdeutsches Tiefland) sind in den Jahren 1997 und 1998 vier Landessortenversuche (Brandenburg) und zwei Parzellenversuche mit verschiedenen Silomaissorten und Bestandsdichten in die Untersuchungen zum Ertragsniveau, zur Futterqualität und zum Einfluss des Faktors Licht auf die Ertragsbildung bei Silomais einbezogen worden. Es handelte sich im Landessortenversuch um Untersuchungen in den Silomaissortimenten der Reifegruppe "früh" mit 28 Sorten und der Reifegruppe "mittelfrüh" mit 33 Sorten. In ergänzenden Parzellenversuchen ging es um detaillierte Untersuchungen zur Lichtinterzeption und des Blattflächenindexes in Abhängigkeit vom Wuchstyp der Maissorten sowie von der Bestandsdichte. Am Beginn der Untersuchungen standen die Sortenunterschiede bei den Merkmalen Gesamtertrag, Futterqualität (wie Trockensubstanzgehalt, Energiedichte und Stärkegehalt) und Lichtinterzeption im Mittelpunkt. Darauf aufbauend konzentrierten sich die Untersuchungen auf den Einfluss von Sorte und Bestandsdichte auf die vor allem auf den Ertragsparameter Trockenmassebildung in unterschiedlichen Wuchsabschnitten der Maispflanze, Kolbenanteil am Trockenmasseertrag, die Blattflächen, den Blattflächenindex, die Lebensdauer der Blätter und die Lichtaufnahme [wie die Lichtinterzeption, den Lichtextinktionskoeffizienten und die Lichtnutzungseffizienz]. Dazu wurden im Jahre 1998 zwei Parzellenversuche mit je zwei Sorten der Reifegruppen "früh" (Arsenal und Agadir) und "mittelfrüh" (Banguy und Attribut) angelegt. In den zweifaktoriellen Parzellenversuchen wurden bei der Messung der Lichtinterzeption zwei Messgeräte (PhAR-Sensor und LAI-2000) verwendet. Für die Messung des Blattflächenindexes wurde ebenfalls das Messgerät LAI-2000 verwendet. Der Blattflächenindex wurde mit den Ergebnissen aus der manuellen Messung der einzelnen Blätter verglichen. Die Sorten Arsenal und Banguy zeichneten sich durch die höhere Lichtnutzungseffizienz, den größeren Blattflächenindex und die größere Lichtinterzeption aus, was als Grund für den höheren Ertrag angesehen werden kann. Im Jahre 1998 führte die höhere Bestandesdichte von 10 Pflanzen pro qm im Vergleich zu 8 Pflanzen pro qm unter den herrschenden Standortverhältnissen zu keiner Ertragsüberlegenheit und es kam zu schlechteren Qualitätseigenschaften der vier Sorten. Der Unterschied zwischen den Werten des Blattflächenindexes der beiden Messmethoden bei Erreichen des maximalen Blattflächenindexes war kleiner als 14 %. / The higher yield and the better quality of maize depend on light, temperature, water and length of vegetation period in north eastern Germany. A good light interception of maize accompanied with higher leaf area index and plant density adjusted to region is essential for the better maize yield. In 1997 and 1998 four field trials for assessing varieties for the conditions of the federal state Brandenburg (variety trials) and two field experiments with four silage maize varieties and different plant densities in 1998 were carried out at Berge (plain of the north eastern Germany). The yield and the fodder quality of the maize crop (with special emphasis of the light conditions) as well as the effect of light conditions on yield forming out processes were examined. The variety trials included 28 maize varieties of maturity group "early" and 33 maize hybrids of maturity group "middle early". The aim of the two field experiments was to explain the light interception and the leaf area index in dependence of canopy structure and plant density. At the beginning of the variety trials we focused on the differences between the hybrids for maize yield, fodder quality (such as dry matter content, energy concentration and content of starch) and light interception. Closely related experiments were concentrated on the influence of variety and plant density on the yield (dry matter yield within different plant height, cobs weight ratio), development of leaf (leaf area index, leaf area and leaf age) and light absorption (such as light interception, light extinction coefficient and light use efficiency). At these field experiments, to which two hybrids Arsenal and Agadir (maturity group "early") and two hybrids Banguy and Attribut ("middle early") were analysed. In the two-factorial field experiments two devices (ceptometer and LAI-2000) were used to measure the light interception. The leaf area index we obtained from measurement with the LAI-2000 were valued by the leaf area index of individual leafs measured by hand. The hybrids Arsenal and Banguy were characterised by their higher light use efficiency, large leaf area index and higher light interception. These properties seem to be responsible for the higher maize yield. The higher Plant density of 10 plant per sqm for the four varieties compared to 8 plant per sqm resulted in no increase of yield and worse qualities in 1998. The difference between the maximum value of leaf area index of both methods was smaller than 14 %.

Umfang und Intensität der Milchviehhaltung nehmen immer weiter zu, dies gilt auch für den Iran. Das Ziel dieser Studie waren die Ermittlung und Bewertung der Energieeffizienz der Milchviehhaltung und Futterproduktion im nordwestlichen Iran. Daten wurden auf einem Futterbaubetrieb und auf 24 Milchviehbetrieben im nordwestlichen Iran erfasst. Es wurde eine Untersuchungsmethode erarbeitet, die auf der VDI-Richtlinie 4600 Kumulierter Energieaufwand (KEA) und dem ISO-Standard 14044 Umweltmanagement – Ökobilanz basiert. Die Energieintensität (EI) im Futter (in MJ kg-1 DM) lag bei 2,92 für Luzerne, bei 6,76 für Gerste, bei 9,19 für Mais, bei 12,36 für Raps, bei 2,45 für Frühjahrsmaissilage, bei 4,45 für Sommermaissilage und bei 4,35 für Weizen. Die EI der energiekorrigierten Milch (ECM) lag bei 5,84±0,69 MJ kg-1, bei einer Milchleistung von 6.585±1.221 kg ECM Kuh-1 Jahr-1. Die Futter waren die Hauptquelle des Energie-Inputs in die Milchproduktion, mit einem Anteil von 79%. Innerhalb der in den untersuchten Betrieben vorgefundenen Milchleistung (3.860-8.320 kg ECM Kuh-1 Jahr-1) verringerte sich die EI bei steigender Milchleistung (-0,36 MJ kg-1 ECM je +1.000 kg ECM Kuh-1 Jahr-1). Die Allokation des Energie-Inputs führte zu einem Anteil von 83% auf dem Milch, 2% auf den Fleisch und 15 % auf den Wirtschaftsdünger. Die EI des mit Bullen bis zu einer Körpermasse von 400 kg produzierten Schlachtfleisches lag bei 75,4±9,1 MJ kg-1, bei Fortführung der Mast bis zu 700 kg lag sie bei 103,8±11,4 MJ kg-1. Die EI bei ersetzten, geschlachteten Milchkühen bei 16,3 MJ kg-1 Fleisch lag. Die Kalkulation der EI auf Basis des Brennwert der Futter, führte zu einer EI in der Milchproduktion von 23,7±3,37 MJ kg-1 ECM und in der Erzeugung von Bullenfleisch (400 kg Körpermasse) 314±25 MJ kg-1. Das Energie Output-Input-Verhältnis (OIR) lag zwischen 2,03 MJ MJ-1 für Körnermais und 7,75 MJ MJ-1 für Frühjahrsmaissilage. Während OIR in der Milch 0,55 MJ MJ-1 und in der Fleisch 0,12 MJ MJ-1 betrug. / Dairy farming is increasing and becoming more intensive, attendant on higher energy inputs, also in Iran. The aim of this study was to estimate and assess the energy efficiency of dairy farming and the related feed production in north-western Iran. Data were gained from a com-pany producing feeds in north-western Iran, and from 24 dairy farms, also in north-western Iran for a period of three years. A method of investigation was devised based on the cumula-tive energy demand (CED) method introduced by VDI guideline 4600 and ISO standard 14044, which is used in life cycle assessment (LCA). The energy intensity (EI) in the feed production (in MJ kg-1 DM) was 2.92 for alfalfa, 6.76 for barley grain, 9.19 for maize corn, 12.36 for rapeseed, 2.45 for spring maize silage, 4.45 for summer maize silage and 4.35 for wheat grain. The EI for the energy corrected milk (ECM) was 5.84±0.69 MJ kg-1 with a ECM yield of 6,585±1,221 kg cow-1 yr-1. Feedstuff was the main source of energy input in milk production, with approximately 79% of the total energy input. The EI was decreasing with an increasing milk yield (-0.36 MJ kg-1 ECM per +1,000 kg ECM cow-1 yr-1), within the range of the milk yield found in the investigated farms (3,860-8,320 kg ECM cow-1 yr-1). The energy input was allocated to milk (83%), manure (15%) and meat (2%). The EI for boneless meat produced by bulls up to 400 kg body mass was 75.4±9.1 MJ kg-1 and produced by bulls up to 700 kg was 103.8±11.4 MJ kg-1. The allocated EI for meat of the replacing slaughtered cows was 16.3 MJ kg-1 of meat. By calculating the EI for milk production on the basis of the higher heating value (HHV) of feeds, it yielded in a mean EI of 23.7±3.37 MJ kg-1 ECM and an EI of 314±25 MJ kg-1 bull meat (400 kg body mass). Energy output input ratio (OIR) ranged between 2.03 MJ MJ-1 for maize corn and 7.75 MJ MJ-1 for spring maize silage production. While, in milk production OIR was 0.55 MJ MJ-1 and in meat production 0.12 MJ MJ-1.