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Anbau und Ertrag (Fach) / Pflanzenbau (Lektion)

Formeln

Diese Lektion wurde von mitchlestrange erstellt.

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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]