Die Untersuchungen zur Physiologie der Beziehungen zwischen Milchleistung und Fruchtbarkeit beinhalten erstens Einzeltieruntersuchungen (n=78 Kühe) zum Beginn der Ovaraktivität p.p., gemessen am Milchprogesterongehalt, zu den Stoffwechselparametern Glukose, Harnstoff, Protein, Cholesterol, Triglyceride, Phosphor und den Aktivitäten der Enzyme GLDH und GOT im Blutplasma sowie zu Milchleistungs- und Fruchtbarkeitsmerkmalen dieser Kühe. Sie wurden an deutschen und israelischen Kühen angestellt. Die 305-Tageleistung beträgt ca. 7500 bzw. 10200 l/Kuh. Unabhängig von der Leistung setzen die 1. und 2. Ovulation durchschnittlich am 19. und 36. Tag ein. Die stoffwechselphysiologischen Abläufe spielen sich trotz großer Leistungsunterschiede auf ähnlichem Niveau ab. Einzelne klinisch-chemische Parameter weisen in speziellen Beziehungen zu anderen Merkmalen Umkehrungen im Vorzeichen der Korrelationen auf. Von einer Adaptation der Stoffwechselwege an spezifische Bedingungen kann ausgegangen werden. Eine Häufung von Kühen ohne Ovulation bis zum 50. Tag p.p. ist nicht zwingend an die Leistung gebunden. Die ovariellen Aktivitäten bis 30 Tag p.p. geben eine relativ genaue Prognose der folgenden Fruchtbarkeit. Zweitens werden die Beziehungen zwischen Milchleistungs- und Fruchtbarkeitsmerkmalen in acht deutschen Herden (n=3225 Kühe, nach Laktationen), 207 israelischen Kibbuzherden sowie innerbetrieblich in einer nordamerikanischen Herde (n=320 Kühe) analysiert. Die Variabilität der Zwischentragezeit wird nur zu ca. 5% durch die Variabilität der Milchleistung bestimmt. Mit steigender Rastzeit steigt der Besamungserfolg. Für die Zwischentragezeit existiert ein Optimum bezüglich Ausschöpfung des Milchleistungspotentiales, das sich mit dem betriebswirtschaftlichen Optimum deckt, wenn die ZTZ leistungsabhängig festgelegt wird. Für höher veranlagte Kühe ist ein Kalbeintervall über ein Jahr hinaus sinnvoll und läßt insbesondere eine höhere Persistenz der Laktation erwarten. Für Kühe mit hohem Eiweiß-Fett-Verhältnis werden physiologische Vorteile ermittelt. Drittens wird mit Untersuchungen zu Auswirkungen des Erstkalbealters auf Leistung, Fruchtbarkeit und Schwergeburtenrate die Betrachtung des gesamten Reproduktions-prozesses geschlossen. Ein Erstkalbealter von 24-26 Monaten ist zu empfehlen. Im Ergebnis dieser physiologischen Analysen sowie unter Einbeziehung betriebswirtschaftlicher Berechnungen zur optimalen Zwischentragezeit wird ein tierindividuell und herdenspezifisch arbeitendes Fruchtbarkeitsmanagementsystem entwickelt. Dieser REPROSYS-FRUCHTBARKEITSPLANER KUH wird an 81 Kühen einer Versuchsanwendung und -auswertung unterzogen. / Firstly, the investigation of the physiology of the relations between milk performance and fertility includes experiments with single animals at the beginning of the first and second ovarian activity p.p., measured by progesteron in milk, investigations of metabilic parametres, such as glucosis, urea, proteine, cholesterol, triglycerides, phosphorus and activity of the enzymes GLDH and GOT in blood plasma as well as these cows' characteristics in milk performance and fertility. The tests were carried out with German and Isreli cows with 305-day-milk yield of 7500 resp. 10200 litres per cow. On average, the ovarian activity starts on the 20th day (1st ovulation) and on the 35th day (2nd ovulation), independently from milk yield. Metabolic processes occur on a similar level, despite big differences in performance. Several of the investigated parametres show - in special relations to other characeteristics - reversions in the pre-sign of the correlations. One can conclude that there is adaptation of the ways of metabolism to specific conditions. An accumulation of cows without ovulation up to the 50th day is not nessesarily related to performance. An exact prognosis of following fertility is possible by considering the ovarian activity up to the 30th day. Secondly, the relations between milk performance and fertility marks in eight German herds (n=3225 cows, for seperate lactations) all Israeli Kibbuz herds (n=207 herds) and within a North American herd (n=320 cows). The variability of the empty days is determined only by 3% by the variability of milk performance. A longer service interval causes rising success of insemination. There is an optimum for the service interval in order to ladle out the potential of milk capacity. It is congruent with the financial optimum if the empty days are fixed independently from performance. A calving interval of more than one year is useful for high-yielding dairy cows. Thus, higher persisence and 201-305-day milk yield can be expected than. Physiological advantages were established for cows with high protein-to-fat-relation. Thirdly, the consideration of the entire reproduction process is cosed by investigation of the effect of age of first calving on performance and dystokia. An early calving age of 24 to 26 mounth is recommended. The result of the physiological analyses as well as economic calculations on the optimal empty days is the development of an animal-inidividual and herd-specific fertility-management-system. This REPROSYS-MRG-FERTILITY-ORGANIZER COW is applicated and analysed by experiments with 81 cows.

Zur Aufklärung der Wirkmechanismen von Bacillus subtilis wurden standardisiert hergestellte Kulturfiltrate (KF) zweier phytosanitär effektiver Stämme (FZB C und G) hinsichtlich ihrer pflanzenwachstumsfördernden und die Pathogenese von F. oxysporum beeinflussenden Wirkung untersucht. Die KF wurden zu 3 verschiedenen Zeitpunkten des Fermentationsprozesses (logarithmische Phase, Übergangsphase und stationäre Phase) gewonnen und 8 d alten Tomatensämlingen über die Nährlösung in den Endkonzentrationen 0,1 und 1 % für die Dauer von 10 d zugesetzt. Zur Untersuchung der wuchsstimulierenden Wirkung wurden die Parameter Sproß- und Wurzellänge sowie Sproß- und Wurzeltrockenmasse bestimmt. Hierbei konnte festgestellt werden, daß die KF der logarithmischen Phase und der Übergangsphase beider Stämme bei einer Anwendungskonzentration von 0,1 % zu einer Förderung des Wurzelwachstums führten. Die Behandlung mit 1%igen KF hingegen zeigte abhängig von der jeweiligen Fermentationsphase eine nur geringe Wirksamkeit bis hin zu phytotoxischen Erscheinungen. Zur Prüfung der pathogenesebeinflussenden Wirkung wurden die für 10 d mit den KF vorbehandelten Tomatensämlinge mit einer Mikrokonidiensuspension von F. oxysporum inokuliert. Nach einer 5-, 7-, und 10-tägigen Pathogeneinwirkung wurde der Anteil kollabierter Sämlinge sowie die Erregerausbreitung im Leitgefäßsystem erfaßt. Die Vorbehandlung mit KF der Übergangsphase führte bei 0,1%iger Anwendung nach 7 d zu einer fast 50%igen Reduzierung des Anteils kollabierter Tomatensämlinge sowie einer deutlich verringerten Pathogenausbreitung. Eine direkte antifungale Wirkung der KF der Übergangsphase gegenüber dem Testpathogen konnte bei 0,1%iger Anwendung nicht festgestellt werden. Die mit dem KF der Übergangsphase behandelten Tomatensämlinge zeigten gegenüber der Kontrolle einen erhöhten IAA-Gehalt sowie eine erhöhte ß-1,3-Glucanaseaktivität. Zur genaueren Identifizierung der aktiven Komponenten wurden die KF der Übergangsphase mittels präparativer HPLC fraktioniert (Fraktionen G1-G6) und analog geprüft. Die Fraktionen G3, G5 und G6 führten zu vergleichbaren Wachstumsförderungen wie die komplexen KF der logarithmischen Phase und der Übergangsphase. Die Fraktion G3 bewirkte im Testpathosystem nach 7 d ein um 60 % verringertes Kollabieren der Sämlinge, hatte jedoch keine direkte antifungale Wirkung. Die mit dieser Fraktion behandelten Tomatensämlinge zeigten eine Zunahme des IAA-Gehaltes sowie einen signifikanten Anstieg der ß-1,3-Glucanaseaktivität. Zusätzlich erfolgte die analoge Prüfung diverser Phytohormonstandards. Hierbei zeigte sich, daß die exogene Applikation von IAA, IBA und Kinetin nur eine geringe wuchsstimulierende Wirkung auf die Tomatensämlinge ausübte. Die Pathogenese blieb ebenfalls unbeeinflußt. Nur die Anwendung der IAA-Vorstufe IPyA, die auch im B. subtilis-KF sporadisch detektiert wurde, führte in der Konzentration 10-7 M zu einer signifikanten Reduzierung des Anteils kollabierter Sämlinge. Diese Pflanzen waren durch einen signifikant erhöhten IAA-Gehalt und eine signifikant erhöhte ß-1,3-Glucanaseaktivität gekennzeichnet. Die Ergebnisse werden hinsichtlich möglicher Mechanismen für die pflanzenwachstums- und gesundheitsfördernde Wirkung des Rhizobakteriums B. subtilis diskutiert. / Studies were made to clear up the mode of actions of Bacillus subtilis. Standardized sterile culture filtrates (CFs) were produced from two phytosanitary active isolates of the rhizobacterium (FZB C and G). Samples of the CFs from both strains were isolated from three different phases of the bacterial fermentation process (logarithmic-, transition- and stationary phase) and added to the nutrient solution in which 8 d old tomato seedlings were present, at a dilution of 0,1 and 1 % (final conc. of the solution) for 10 d. After this pretreatment the growth parameters shoot- and root length and shoot- and root dry matter were determined. The results of these experiments have shown that 0,1 % concentrated CFs from the logarithmic- and transition phases of both strains promote the root growth of tomato seedlings after 10 d cultivation. At a higher concentration of 1 % of the CFs, especially the stationary fermentation phase, inhibition of the root growth was observed. To test the phytosanitary effect of the pretreatment of tomato seedlings with the CFs, seedlings were inoculated with a microconidia suspension of F. oxysporum. The number of collapsed seedlings were counted after 5, 7 and 10 d. The invasion of the pathogen in the xylem vessels was also determined. Precultivation of the seedlings with the CFs from the transition phase reduced the number of plants killed by the pathogen to about 50 % and reduced the pathogen invasion. Plants showed an increased level of the phytohormone IAA and an increased activity by ß-1,3-glucanase. Concentration 0,1 % of the CFs from the transition phase had no direct antifungal effects on the pathogen development. CFs from the transition phase were fractionated by high-performance liquid chromatography (fractions G1-G6) and tested in the same pathosystem. The fractions G3, G5 and G6 improved the root growth of the tomato seedlings, as compared with the influence of the logarithmic- and the transition phase. The G3-fraction stimulated not only the root growth but also induced an increased resistance towards the test pathogen by 60 % after 7 d. This fraction had no direct antibiotic effects towards fungal development. Seedlings showed an increased level of the phytohormone IAA and significant increased activity of ß-1,3-glucanase. Classical phytohormones such as IAA, IBA and Kinetin were analogue proved. The exogen application of these substances had no significant effect on the plant growth and pathogenesis. Only the IAA-precursor IPyA, which was detected sporadical in the B. subtilis-CF, reduced significantly the pathogenesis of the tomato seedlings at concentration of 10-7 M. Test plants showed significant increased IAA-level and significant increased activity of ß-1,3-glucanase. The results would be discussed towards the possible mechanisms for plant growth and health promoting effect of rhizobacterium B. subtilis.

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Für Landwirte ist die Präzisierung der Düngebedarfsberechnung für Stickstoff auf heterogenen Standorten in Sachsen ein wichtiger Baustein zum landwirtschaftlichen Gewässerschutz. Zur Minimierung von Überhängen an Stickstoff im Nitratgebiet wurden 12 Praxisflächen im Frühjahr 2020 kleinräumig beprobt. Das Ziel war die Nutzung teilschlagspezifischer Ergebnisse der Nmin-Untersuchungen für eine präzisere Düngebedarfsberechnung und damit verbunden die Verringerung von Nitratausträgen über den Winter. Darüber hinaus werden das Verfahren der Zonierung und die Umsetzung der teilschlagspezifischen Ergebnisse bei der N-Düngung bewertet. Redaktionsschluss: 01.07.2020

Der vorliegenden Arbeit liegt die Fragestellung zugrunde, welche Auswirkungen von der einzelbetrieblichen Investitionsförderung (EIF) unter verschiedenen agrarpolitischen Rahmenbedingungen zu erwarten sind. Neben dem Einfluß der EIF auf den Agrarstrukturwandel werden dabei die Transfereffizienz und der Beitrag zur volkswirtschaftlichen Wohlfahrt untersucht. Die methodischen Grundlagen bilden neben einer deskriptiven Analyse des Arbeits- und Kapitalmarktes, des polnischen Agrarkreditprogrammes und desgleichen der Untersuchungsregion der Wojewodschaft Torun, die klassischen Instrumente der Investitionsanalyse. Darüber hinaus wurde ein einzelbetrieblich fundiertes, auf rekursiv-linearer Programmierung basierendes Regionalmodell, vom Typ eines 'independent farm models' erstellt. Die daraus generierten Daten werden mit einer erweiterten Nutzen-Kosten-Analyse verrechnet. Für die Modellrechnungen wurden die beiden Szenarien 'Fortführung der derzeitigen Agrarpolitik' und 'Übergang zur Agenda 2000' mit jeweils zwei Unterszenarien: 'mit EIF' und 'ohne EIF', ausgewählt. Mit Hilfe der erweiterten Nutzen-Kosten-Analyse konnte gezeigt werden, daß die EIF - abweichend von der neoklassischen Sichtweise - bei den vorliegenden Ungleichgewichten am Arbeits- und Kapitalmarkt eine positive Wohlfahrtswirkung ausüben kann. Diese ist dann zu erwarten, wenn der Gewinnanstieg der Betriebe durch die Investitionen, die ohne die EIF nicht zustande gekommen wären, zusammen mit den zusätzlichen Lohnzahlungen und zusätzlichen Pachteinnahmen die aufgewendeten Zinssubventionen übersteigt. Die Modellrechnungen weisen durch die Kapitalsubventionierung einen Anstieg der Investitionstätigkeit vorwiegend für Neubauten und Erweiterungsinvestitionen aus. Die geförderten Betriebe können ihr Einkommen z.T. deutlich steigern. Durch die Investitionsförderung wird in dem betrachteten Zeitraum weder die generationswechsel- noch die liquiditätsbedingte Betriebsaufgabe wesentlich beeinflußt. In beiden Szenarien verringert sich durch die Förderung die Insolvenzrate der Betriebe, die auch ohne die EIF investiert hätten. Betriebe, die durch die EIF ihr Investitionsvolumen ausweiten können, sind in den Folgejahren einer etwas höheren Insolvenzrate ausgesetzt. Im Zuge des Generationswechsels scheiden fast ausschließlich die kleinen Familienbetriebe aus der Produktion aus. Deren Opportunitätskosten der Weiterbewirtschaftung sind auch bei dem unterstellten höheren Erzeugerpreisniveau im Szenario 2 ("Übergang zur Agenda 2000") nicht gedeckt. Die Simulationen weisen für den Betrachtungszeitraum ebenfalls nur einen sehr geringen Einfluß der EIF auf die durchschnittliche Flächenausstattung der Betriebe aus. Es treten sowohl Betriebstypen auf, deren Flächenwachstum durch die Förderung beschleunigt wird, als auch Betriebstypen, die im Unterszenario 'mit EIF' weniger Flächen hinzunehmen können. Letzteres gilt speziell für überdurchschnittlich gut wirtschaftende Betriebe, die auch ohne die EIF investieren und Flächen aufstocken können. Werden durch die Zinssubventionierung schwächeren Betrieben Investitionen ermöglicht - und dadurch deren Konkurrenzkraft um landwirtschaftliche Flächen gestärkt - können die besser geführten Betriebe z.T. weniger Flächen hinzunehmen. Bei dem vergleichsweise niedrigen Erzeugerpreisniveau im Szenario 1 ('Fortführung der derzeitigen Agrarpolitik') wird der Pachtpreis durch die EIF weder im Niveau noch im Verlauf spürbar beeinflußt. Im Szenario 2 dagegen steigt durch die EIF, bedingt durch umfangreichere Investitionen in der bodengebundenen Produktion, die Zahlungsbereitschaft für landwirtschaftliche Flächen. Den Modellrechnungen zufolge nimmt durch die Investitionsförderung der tatsächliche Arbeitseinsatz zu; es werden aber kaum zusätzliche Fremdarbeitskräfte beschäftigt. Dies geht auf den sowohl in den bäuerlichen Betrieben als auch in den ehemals staatlichen Betrieben sehr hohen Arbeitskräftebesatz zurück. Die EIF leistet daher im wesentlichen einen Beitrag zur Verringerung der versteckten, nicht aber der offenen Arbeitslosigkeit. Im Szenario 1 werden durch die EIF, bedingt durch die geringen Produktpreise, primär überdurchschnittlich gut wirtschaftende Betriebe begünstigt. Im Szenario 2 ('Übergang zur Agenda 2000') dagegen können zwar diese Betriebe nach wie vor höhere Gewinne erzielen, eine weitere Differenzierung zwischen den überdurchschnittlich und den unterdurchschnittlich gut geführten Betrieben erfolgt allerdings nicht. In beiden Szenarien übt die EIF eine positive Wohlfahrtswirkung aus. Gleichfalls ist bei den meisten Betrieben die Transfereffizienz größer als eins. Als wesentliche Ursache für den positiven Wohlfahrtsbeitrag erwiesen sich die Unvollkommenheiten des Kapitalmarktes; insbesondere die Vergabe von zumeist nicht fristenkongruenten Darlehen ist hier von Bedeutung. Die EIF kann in dieser Situation die Finanzierung betriebswirtschaftlich rentabler Investitionen erleichtern und dazu beitragen, daß Betriebe trotz der Bedienung nicht fristenkongruenter Darlehen solvent bleiben. In den Schlußfolgerungen wird die EIF als ein politisches Instrument ausgewiesen, das, sofern man in den Strukturwandel eingreifen und die Wettbewerbsfähigkeit der Betriebe stärken möchte, vorübergehend durchaus geeignet sein kann. Als eine unabdingbare Voraussetzung ist die Kopplung mit einem Instrument nötig, das die Freisetzung von Flächen fördert, die konsequente Selektion entwicklungsfähiger Betriebe und die verstärkte Förderung von zusätzlichen Arbeitsplätzen in den außerlandwirtschaftlichen Sektoren. / The PhD thesis presented here is based on the question of which consequences can be expected from (single farm) investment promoting measures (EIF) regarding different agricultural policies. In addition to the influence of the EIF on the agricultural structural change, its transfer efficiency and contribution to the welfare of the national economy will be examined. The methodical fundamentals are, in addition to a descriptive analysis of the employment and capital markets the Polish agricultural credit program and the area of investigation, the Wojewodschaft Torun, the classical instruments for the investment analysis. Moreover, a single-farm based type of "independent farm model" has been created along the lines of a recursive-linear programmed regional model. The data generated from that will be used for calculations in an extended cost-benefit analysis. In the simulations, both scenarios "Continuation of the Present Agrarian Policies" and "Transition to the Agenda 2000? with respectively 2 sub-scenarios: "with EIF" and "without EIF" have been chosen. With the help of the extended cost-benefit analysis, it is possible to show that EIF, differing from the neo-classical viewpoint - is able to exercise a positive welfare effect with existing imbalances in the employment and capital markets. This can be expected when the profit increase of the farms through investments that would not have been achieved without the EIF together with the additional payments of wages and additional leasing income exceeds the expended interest subsidies. The calculations reveal through capital subsidies an increase in the investment activity, mainly for new buildings and expansion investments. The majority of the promoted farms can clearly increase their income. The investment promotion during the observed period of time has no essential influence on the closing down of farms neither through the generation change nor through reasons of liquidity. In both scenarios, the insolvency rate of the farms that would have invested even without the EIF is reduced through the promotion. Farms that are able to expand their investment volume, will receive a somewhat higher insolvency rate in the years that follow. In the course of the generation change, it is almost only the small family farms that close down. Their opportunity costs for the continuation of running the business are not covered even by the assumed higher product price level in scenario 2 ("Transition to the Agenda 2000"). The simulations reveal only a very slight influence of the EIF on the average amount of worked farmland of the farms in the period of observation. Types of farms appear whose area growth is accelerated by the promotion, while others can acquire even fewer areas in the sub-scenario ?with EIF?. The latter is especially true in the case of well-managed superior farms, that could invest and stock up on areas even without the EIF. If weaker farms are enabled to invest through the interest subsidies - and therefore strengthened in their competitive capacity for agricultural areas - then the better managed farms can in part acquire less areas. With the comparatively low product price level in scenario 1 ("Continuation of the Present Agrarian Policies") the leasing price is not perceptively influenced through the EIF neither in the level nor over the course of time. Contrarily in scenario 2, through more extensive investments in land related production, the EIF causes leasing prices to increase. According to the calculations, the actual work required increases through the investment promoting; hardly any additional outside work capacities are employed. This is a result of the existing extremely high amount of work capacities in the family farms as well as in the former state-owned farms. The EIF delivers therefore an contribution towards the reduction of hidden, but not of open unemployment. Through the EIF in scenario 1, primarily superior well-managed farms will profit, as a result of the low product prices. In scenario 2 ("Transition to the Agenda 2000") however, the better farms can achieve higher profits as previously, a further differentiation between the superior and inferior well managed farms does not result. In both scenarios, the EIF has a positive welfare effect. Likewise, in most farms the transfer efficiency is greater than one. The imperfection of the capital market has proved itself to be an essential cause for the positive welfare contribution; especially the awarding of mostly non time period congruent loans is meaningful here. The EIF can simplify the financing of profitable investments and contribute toward the farms retaining their solvency in spite of the use of non time period congruent loans. In conclusion, the EIF is revealed as a political instrument, that is certainly temporarily suitable, provided that one wants to take hand in the structural change and wants to strengthen the competitive ability of the farms. An indispensable requirement for this, is the coupling with an instrument that encourages the leasing out of farmland, the consequent selection of farms capable of development and the strengthened promotion of additional jobs in the non-agricultural sectors.

Die Dissertation beschäftigt sich mit den Auswirkungen des Klimawandels auf europäische Agrarmärkte im Jahre 2050, unter besonderer Berücksichtigung der Getreide- und Ölsaatenmärkte. Dazu werden die klimabedingten Änderungen der Pflanzenproduktivität des Vegetationsmodells LPJmL, welche auf fünf unterschiedlichen Klimamodellprojektionen basieren, in das Marktmodell ESIM implementiert. ESIM ist ein partielles Gleichgewichtsmodell, welches explizit Agrarmärkte der einzelnen EU-Mitgliedsstaaten simuliert. Zur Berücksichtigung der Unsicherheiten die der Klima-Einfluss-Modellierung zugrunde liegt, werden in dieser Arbeit zwei Ansätze berücksichtigt. Zunächst wird, mittels Gauss-Quadraturen, Stochastizitätin das Marktmodell implementiert, um die Unsicherheit bezüglich klimawandelbedingter steigender Ertragsvariabilität, zu berücksichtigen. Die zweite Methode verwendet die fünf individuellen Produktivitätsänderungen aus dem Vegetationsmodell, woraufhin eine Verteilung der Ergebnisse generiert wird. Darüber hinaus wird das Anpassungsverhalten der Landwirte in das Marktmodell integriert. Dies wird mittels der durch den Klimawandel veänderten Profitabilität der Ackerpflanzen berücksichtigt. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Pflanzenproduktivität innerhalb der EU, zumindest bis zum Jahre 2050, weitestgehend positiv vom Klimawandel beeinflusst wird. Die Stärke der Auswirkungen variiert jedoch stark zwischen den einzelnen Ackerpflanzen und Ländern, welche von den zugrundeliegenden Annahmen und Emissionszenarien abhängen. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur aktuellen Klimawandeldiskussion indem sie potentielle Schäden und Nutzen des Klimawandels auf den globalen und den europäischen Agrarsektor quantifizert. Darüber hinaus liefern die stochastische Simulation, sowie die multiplen Simualtionsläufe, ein realistisches Spektrum künftiger potentieller Auswirkungen des Klimawandels. / This study aims to assess potential economic effects of climate change on European agricultural markets at member state level by 2050, focusing on cereal and oilseed markets. The future scenarios include social as well as economic developments derived from two potential emission scenarios. In this modelling framework, crop simulation results of crop productivity changes from the dynamic vegetation model LPJmL, which are based on five individual climate projections, serve as inputs which are administered as a supply shock to the European Simulation Model (ESIM). ESIM is a partial equilibrium model depicting the agricultural sector of the EU in substantial detail. Changes in yields, production quantity and crop prices by the year 2050 are simulated. In order to account for the uncertainty inherent in climate impact assessments, two approaches are considered in this thesis. First, in order to account for climate change increased yield variability, stochasticity is implemented in ESIM, using the method of Gaussian Quadratures. The second method uses the five individual LPJmL outputs to generate a distribution of results. Further, a closely connected purpose of this study is to consider climate change induced adaptation of farmers to changes in the relative profitability of crops. Simulation results indicate, that agricultural productivity in most European countries is positively affected by climate change, at least until the year 2050. However, the degree of impacts vary among crop categories and countries and are also dependent on scenario assumptions. This thesis contributes to the current discussion about climate change impacts by quantifying the potential damages and benefits that may arise from climate change on EU member state level, as well as globally. Further, the stochastic and multiple simulation results based on different future climate and emission projections deliver a more realistic spectrum of potential impacts.

Prozessmodelle zur Ermittlung von Humusumsatz und Nährstoffdynamik des Bodens erfordern umfangreiche Eingangsdaten und konnten bisher nur im wissenschaftlichen Bereich eingesetzt werden. Der Bericht beschreibt eine stark vereinfachte Variante eines Prozessmodells, das auch mit reduzierter Datengrundlage genutzt werden kann. Das Modell CANDY Carbon Balance (CCB) berücksichtigt Standorteffekte und besitzt einen Bezug zum Kohlenstoff und zum Stickstoff im Boden. Unter Nutzung von Schlagkarteiaufzeichnungen kann das Modell auf Schlag- und Regionsebene die Humusreproduktion und die N-Mineralisation in chronologischer Abfolge berechnen. Dadurch werden Informationen zur Kontrolle und Lenkung der Bodenfruchtbarkeit und der Nährstoffeffizienz sowie zur Verbesserung der Düngebedarfsermittlung gewonnen. Das Modell ist für die Landwirtschaftsberatung und -verwaltung des konventionellen und ökologischen Ackerbaus geeignet.

Seit 1990 wird in Sachsen auf landwirtschaftlichen Dauertestflächen der Nitratgehalt im Frühjahr und im Herbst gemessen. Aus den gleichzeitig erhobenen Bewirtschaftungsdaten kann mit dem Modell REPRO der potenzielle Nitrataustrag unterhalb der durchwurzelbaren Bodenzone abgeschätzt werden. Im Ergebnis zeigt sich, dass weiterhin, vor allem in Trockengebieten in Nordsachsen, mit teilweise hohen Nitratkonzentrationen gerechnet werden muss. Die Düngungsauflagen in Wasserschutzgebieten bewirken sowohl geringere Stickstoffsalden als auch abnehmende Nitratgehalte im Boden. Auf ökologisch bewirtschafteten Flächen war die auswaschungsgefährdete Nitratmenge sehr gering.

Für unterschiedliche Standorte wurden Humusbilanzen für einzelne Fruchtarten und Fruchtfolgen berechnet. Betrachtet wurden reine Marktfruchtbetriebe mit Anbau von Körnerfrüchten (Getreide, Raps, Körnermais) ohne Viehhaltung, Betriebe mit unterschiedlich intensiver Schweinehaltung, Marktfruchtbetriebe mit steigender Anbaukonzentration verschiedener Hackfrüchte und Betriebe mit Anbau von Silomais in Energiefruchtfolgen mit Rinder- und Milchviehhaltung.

Die Genauigkeit und Eignung verschiedener Methoden zur Humusbilanzierung werden für den Einsatz in der konventionellen und ökologischen Landwirtschaft ausgewertet. Weiterhin wurde das Versorgungsniveau mit organischer Substanz auf den Dauertestflächen sächsischer Betriebe beurteilt. Anhand der genaueren, standortangepassten Methode zur Humusbilanzierung zeigt sich, dass in Sachsen die Hälfte der Ackerflächen mit organischer Substanz optimal versorgt ist. Knapp ein Drittel der Schläge erhält eine hohe bis sehr hohe Versorgung, der Anteil unterversorgter Flächen liegt bei 20 Prozent.