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Anbau und Ertrag (Fach) / Pflanzenbau (Lektion)
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- Absolute Bestandeswachstumsrate: WR WR= ΔC/Δt
- Relative Wachstumsrate: RWR RWR=WR/TMm. [1/d] TMm=Mittlere Trockenmasse [g/m2]
- Nettoassimilationsrate pro m^2 Blattfläche NAR = WR/BFIm BFIm= Mittlerer Blattflächenindex [m2/m2] NAR = ΔM/BF [g/m2 und d] ΔM = Zunahme der Blattmasse pro Tag (g/d) BF = Blattfläche (m2)
- Logistische Wachstumsfunktion f(x)=a/(1+be-kx) f‘(x)=abke-k*x/(1+be-k*x)2
- Monsi Saeki Gleichung Berechnung der Transmission der Globalstrahlung im Bestand I=I0 e-k BFI I = Transmittierte Strahlung (MJ/m2 d) I0 = Globalstrahlung über dem Bestand (MJ/m2 d) k = Extiktionskoeffizient BFI = Blattfächenindex (LAI) (m2/m2)
- Temperatursumme Tsum=∑Max(0,Td-Tbase)
- Absorption der PAR IPARabs = IPAR0(1-e-k * BFI)
- Anteil der transmittierten Strahlung I / I0 = e-k*BFI
- Extinktionskoeffizient k Maß für die Schwächung von elektromagnetischen Wellen durch ein Medium, bezogen auf die Wellenlänge durch das Medium und die Stoffmengenkonzentration des Stoffs im Lösungsmittel Schwächung erfolgt durch Streuung und Absorption
- Land Equivalent Ration (LER) Index zur Erfassung der Vorteile von Mischkulturen gegenüber Reinkulturen LER = ErtragMK1(Misch)/ErtragMK1Rein + ErtragMK2(Misch)/ErtragMK2(Rein) LER = Land Equivalent Ratio (-) ErtragMKn(Rein) = Ertrag der Mischkultur n im Reinkulturanbau [t/ha] ErtragMKn(Misch) = Ertrag der Mischkultur n im Mischanbau [t/ha]
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- Berechnung der (täglichen) Wachstumsrate eines Bestandes mit: ΔW/Δt = IPARabs*ε IPARabs = Absorbierte (Intercepted) PAR [MJ/m2 d] ε = Strahlungsnutzungseffizienz (Radiation use efficiency RUE) [g/MJ]
- Wie kann man RUE im Bestand quantifizieren? ε = RUE = ΔW/Δt/IPARabs
- Berechnung der RUE aus der photosynthetischen Bilanz ΔW/Δt=An=Ag-Rd An=Nettoassimilationsrate Ag=Bruttoassimilationsrate Rd=Atmung (Respiration)
- Bilanz der Photosynthese An=Ag-Rd
- Strahlungsnutzungseffizienz (RUE) RUE = (Ag-Rd)/PARint ODER RUEact=An/PARint RUEact=Biomasse/PARint
- Formel der Photosynthese 6 CO2 + 6 H2O --> C6H12O6 + 6 O2
- Formel zur Berechnen der wasserabhängigen Wachstumsrate ΔC/Δt = Qw * A * ew C = Wachstum [g] t = Zeit [d] Qw = Potentiell verfügbares Wasser [mm/d] A = Anteil von Qw der aufgenommen wird [-] Qw * A = Transpiriertes Wasser [mm/d] ew = Wassernutzungseffizienz [g/mm] -> Die physiologische Wassernutzungseffizienz ist das Verhältnis von gebildeter Trockenmasse zu transpiriertem Wasser bei Pflanzen
- Berechnung der Bodenwasserbilanz P + I + C - (Ep + Es + D + RO) = ΔS P = Niederschlag I = Bewässerung C = Kapillarer Aufstieg EP = Transpiration Es = Evaporation D = Sickerwasserfluß (Drainwasser) RO = Oberflächenabfluss ΔS = Änderung des Wassergehaltes
- Energiebilanz λE = Rn - G - H Rn = Nettostrahlung λE = benötigte Energie für die Umwandlung von flüssig zu gasförmig G = Fluss fühlbarer Wärme in Boden und Pflanze (G) H = Fluss fühlbarer Wärme in die Luft
- Berechnung der ET aus der Energiebilanz Rn = H + G + LE + P - R Rn = Nettostrahlung (= Strahlungsbilanz) [W/m] H + G = Fluss "fühlbarer" Wärme in die Luft (H) bzw. in den Boden und Pflanze (G) [W/m2] LE = Fluss latenter Energie (Energie, die in die Verdampfung (Evapotranspiration) eingeht) [W/m2] P = Fluss in chemisch gebundene Energie (Photosynthese) [W/m2] R = Verlust chemisch gebundener Energie (Respiration) [W/m2]
- Potentielle ET von Weizen: PETweizen=kcweizen*PETgras [mm/d] kcweizen = Fruchtartspezifischer Koeffizient
- Potentielle ET von Gras PETgras = khaude * eS14 * (1- RF14/100) khaude = Haude-Faktor für Gras (-) eS14 = Sättigungsdampfdruck um 14Uhr [hPa] RF14 = Relative Luftfeuchte um 14Uhr (%)
- Aktuelle ET von Weizen [mm/d] AETweizen=PETweizen*f(sPAW) f(sPAW)=Funktion zur Berechnung des pflanzenverfügbaren Bodenwassers
- Bodenwasserbilanz des Weizenbestandes St = St-1+NSeff-AETweizen St=Pflanzenverfügbares Bodenwasser im aktuellen Zeitschritt [mm] St-1=Pflanzenverfügbares Bodenwasser im VORHERIGEN Zeitschritt [mm], wird für den ersten Tag der Berechnung auf 60mm für Sand und 240mm für Schluff gesetzt NSeff=Effektiv wirksamer Niederschlag im aktuelle Zeitschritt [mm] AETweizen=Aktuelle Evapotranspiration des Weizenbestandes im aktuellen Zeitschritt [mm]
- Effektiv wirksamer Niederschlag im aktuellen Zeitschritt [mm] NSeff=NS*[1-(St-1/Smax)2] Smax=Maximal verfügbares Bodenwasser (mm)
- p= p=0.55+0.04(5-PETweizen) -> Faktor, der angibt, wie stark der pflanzenverfügbare Bodenwassergehalt absinken darf, bevor Trockenstress zu einer gegenüber der PET reduzierten AET führt (-)
- Ertragsdefizit von Weizen durch Trockenstress YDefizit=ky*100*(1-ΣAETweizen/ΣPETweizen) YDefizit=Ertragsdefizit des Weizenbestandes durch Trockenstress (%) ky=Fruchtartspezifischer Reduktionsfaktor Abhängig von der Länge der Entwicklungsphase!! -> vegatative Phase: Tag1-Tag200: ky=0.2 -> Blüte: Tag201-Tag220: ky=0.6 -> Kornfüllung und Reife: Tag221-Tag255: ky=0.5
- „Scheinbare“ Düngeraufnahmeeffizienz Gibt an wie gut eine Art/Sorte den applizierten Dünger aufnehmen kann. N-Düngeraufnahmeeffizienz = NAufnahme(F)-NAufnahme(K)/NApp [kg N/kg N] NAufnahme(F) = N-Aufnahme in der gedüngten Variante [kg N/ha] NAufnahme(K) = N-Aufnahme in der ungedüngten Variante [kg N/ha] NApp = Applizierte Düngermenge [kg N/ha]
- Agronomische-N-Düngereffizienz Gibt an wie gut eine Art/Sorte den applizierten Dünger aufnehmen und verwerten kann => also die Effizienz einer Sorte/Art N-Dünger zu verwerten. Agronomische-N-Düngereffizienz = Ertrag (F) - Ertrag (K) / NApp [kg TM /kg N] Ertrag (F) = Ertrag in der gedüngten Variante [kg/ha] Ertrag (K) = Ertrag in der ungedüngten Variante (Kontrolle) [kg/ha] NApp = Applizierte Düngermenge [kg N/ha]
- N-Aufnahmeeffizienz Gibt an wie gut eine Art/Sorte den im Boden verfügbaren N aufnehmen kann. N-Aufnahmeeffizienz = Nährstoffgehalt/N-Angebot N-Angebot: Summe des über die Vegetationszeit verfügbaren Nmin im Boden [kg N/ha] -> Abhängig von Genotyp, Witterung und Bodeneingeschaften
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- N-Verwertungseffizienz TM: Gibt an wie gut eine Art/Sorte den aufgenommen N in Trockenmasse umsetzen kann! N-Verwertungseffizienz (TM) = Gesamttrockenmasse/Gesamt-N-Aufnahme
- N-Bedarfsermittlung: N-Bedarf = Erwarteter Ertrag * N-Gehalt
- N-Verwertungseffizienz: Gibt an wie gut eine Art/Sorte den aufgenommenen N in Ertrag umsetzen kann! N-Verwertungseffizienz = Kornertrag/Gesamt-N-Aufnahme N-Verwerungseffizienz: Stickstoffverwertungseffizienz einer Sorte/Art [kg N/kg] Gesamt-N-Aufnahme: N-Aufnahme durch die Pflanze während der Vegetationsperiode [kg N/ha] Kornertrag [kg/ha]
- Stickstoffeffizienz: Gibt an wie gut eine Art/Sorte den im Boden verfügbaren N aufnehmen und verwerten kann. N-Effizienz = Gesamttrockenmasse/N-Angebot [kg TM / kg N] N-Angebot: Summe des über die Vegetationszeit verfügbare Nmin im Boden [kg N/ha[
- Temperatursumme dTt = Σ (Ti-Tb) i=1 Tb = Basistemperatur (°C)Ti = Tagesmitteltemperatur (°C)Tt = Temperatursumme (°C Tag)
- Temperatursumme mit Tageslängeneinfluss dTt = Σ (Ti-Tb) * fP i=1 fP = Tageslängenfaktor => =1 für Kulturen, Sorten oder Entwicklungsphasen ohne Sensitiviät auf Tageslängen Tt = Temperatursumme [°C Tag]
- Tageslängenfaktor: fP = (P - Pb)/(Popt-Pb) fP=1 für Kulturen, Sorten ohne Sesitivität auf Tageslängen P = beobachtete Tageslänge Pb = Basistageslänge [h] Popt = optimale Tageslänge [h]
- Temperatursumme mit Tageslängen- und Vernalisationseinfluss dTt = Σ(Ti-Tb) * fP * fV [°C Tage] i=1 fV=Vernalisationsfaktor => =1 für Kulturen, Sorten oder Entwicklungsphasen ohne Vernalisationsbedarf
- Akkumulierte Vernalisationstage: dVDD = ΣVeff i=1
- Vernalisationsbedarf = Vsat [Tage]
- Berechnung Hitzestress fHS = Σ fHSd/TSP =====> YieldHS = (1-fHS)YieldnoHS TSP fHSd = täglicher Hitzestressindex (-) fHS= kumulierter Hitzestressindex (-) TSP = sensible Phase [Tage]
- Berechnung Aussaatmengen: anzustrebende Zielbestandesdichte [Ähren/qm] / Beährungskoeffizient [ährentragende Halme je Pflanze] * TKM [g]______________________________________________________________100 - (x [Minder-Keimfähigkeit] + Feldaufgangsverluste (%) + Überwinterungsverluste (%))
- Blattflächenindex BFI = A (Blatt) / A (Boden) [dimensionslos]