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Crop Ecologie (Subject) / Pflanzenernährung - BNF (Lesson)
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- Rolle BNF im Nährstoffzirkel? Die Erweiterung der Stickstoffversorgung auf Getreide durch BNF ist eine lebensfähige Option für ressourcenarme Landwirte der feuchten Tropen und muss in vollem Umfang genutzt werden. Die von Hülsenfrüchten fixierte Menge an N kann je nach Art, Bodenart, Klima und Agro-Ökoregion von 20 bis 200 kg / ha / Jahr reichen. Einige häufige Hülsenfrüchte, die als Deckelpflanzen angebaut werden können, um Mulch zu beschaffen und BNF zu erhöhen,
- was ist Prozess von BNF? - sehr Energiebenötigender Prozess Extrem energieaufwendiger Prozess !!Vielfalt: Symbiose gegen nicht-symbiotische SystemePhototrophische gegen heterotrophe SystemeGemeinsamkeit: Stickstoffase-Enzymkomplex, prokaryotische OrganismenBedeutung: 140 Millionen t N yr -1(Balanciert denitrifikationsverluste)
- Welche Organismen sind an BNF beteiligt? Nur Prokaryoten (Eubakterien und Archaebakterien)Große Vielfalt von Organismen (evolutionäre Konvergenz)Alle verwenden Stickstoffase-Enzym-Komplex Bakterien Freie lebenCyanobakterien assoziativAktinobakterien Symbiose
- Welche BNF Systeme existieren? Bakterien Freie lebenCyanoOnly Prokaryoten (Eubakterien und Archaebakterien)Große Vielfalt von Organismen (evolutionäre Konvergenz)1. frei lebende Boden- und Wasserbakterien 5-30 kg N ha-1Aerobe Bakterien (Beijerinckia, Azotobacter)Gesicht Anaerobe Bakterien (Enterobacter spp.)Anaerobe Bakterien (Clostridium spp.)Actinomyceten (Mycobacterium flavum)Cyanobakterien (Anabaene Calothrix, Nostoc, ...)Bakterien assoziativAktinobakterien Symbiose
- Welche BNF Systeme existieren desweiteren? Assoziative Bakterien 10-80 kg N ha-1Azospirillum und Azotobacter in der RhizosphäreZuckerrohr und MaisCyanobakterien in der Gunnera-Phyllosphäre
- Welche symbiotischen BNF existieren? Symbiotische Bakterien 20-250 kg N ha-1Actinomyceten mit Casuarina spp. (Z. B. Franckia)Cyanobakterien mit Azolla (z.B. Anabaena) und CycasEubakterien mit Hülsenfrüchten (z.B. Rhizobium)
- Zudem noch Legumes BNF ...? 150 Million ha Körner Hülsenfrüchte(Glycin> Arachis> andere)1500 Millionen ha Futter- und Grasmischungen(Stylosanthes> Centrosema> andere)Geschätzte BNF: 140 Millionen Tonnen pro JahrDurchschnittliche Rate von N2Fixiert durch verschiedene Hülsenfrüchte(Werner, 1995) Lupine /Erbse
- Wie vielfältig ist die Legumin-Rhizobium-Sybiosis??? Hülsenfrüchte (Allen und Allen, 1981)16.000 - 19.000 Arten750 Gattungen3 Unterfamilien: > 90% of all Papilionoideae and Mimosoideae fix N2 < 20% of all Caesalpinoideae fix N2
- Legume Symbionten - Rhizobium 32 Spezien
- Welche Symbionten sind in der Savanne wichtig ? Stylosanthes - 30 Spezien geringer N Gehalt in Savanna
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- Welche ökologischen Faktoren beeinflussen BNF? 1. Temperatur und Wasser2. Energie (exsudate, photsynthate)3. O2-PartialdruckSchleim um Acotobacter)Heterocysten von CyanobakterienLegämoglobin in Hülsenfrüchten4. Kombinierte N5. Böden und Nährstoffe, PH-Wert, Fe, Mo, Mg, SP (enegy, Clusterwurzeln, Wechselwirkungen)6. Alternative Substrate zu N2
- Wovon hängt der O2 Partial Druck ab O2-PartialdruckNitrogenase ist ein starkes O2-sensitiver Enzymkomplex1. Vermeiden Sie das Problem (z. B. anaerobe Bakterien)2. Migration von Azospirillum zu Bodenregionen mit niedrigem pO23. Schleimbildung in Azotobacter4. Vesikel von Frankia in Casuarina Knötchen gebildet5. Heterocystenbildung in Cyanobakterien6. Leghaemoglobin in Hülsenfrüchten
- Wie messen BNF? Direkte Methoden15N2(Thomas et al., 1977)N-Differenz (N-freies Medium)N Gleichgewicht ( Boden, Atmosphäre)
- how to measure N2 Fix? Measuring biological nitrogen fixationDirect Methods15N2(Thomas et al., 1977)N-difference (N-free medium)N balance ( soil, atmosphere)Indirect MethodsH2evolvementAcetylene Reduction (Dilworth, 1966)N transport compounds (Peoples et al., 1986)15N dilution (Fried & Broeshart, 1975)15N natural abundance (Marrioti, 1983)
- Was bestimmt BNF-Vorteile bei Anbausystemen? Der Nutzen einer Hülsenfrucht für das System abhängig von...? N Ernteindex(Rückstandsmanagement)undBNF(P, Mo, Fe ... Verfügbarkeit)
- Wie ist das Rückstandsmanagement der N Balance ? Unabhängig vom Rückstandsmanagement ist die N Balance inCereal-legume intercropping ist immer negativ
- BNF Zusammenfassung BNF ist keine universelle Option zur Verbesserung der Ernte NErnährung oder die N Gleichgewicht der SystemeBNF verlängert sich von ökologischen BedingungenBNF-Leistungen hängen vom Rückstandsmanagement abVerhältnis zu Fixationsraten (BNF> NHI)Notwendigkeit, Nischen mit hohem BNF-Einfluss zu definieren