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Anbau und Ertrag (Fach) / Pflanzenbau (Lektion)

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• Rapid Mix Test RMT Volumenausbeute des Teiges (ml / 100g Mehl) < 600 nicht befriedigend601 – 630 befriedigend631 – 660 gut> 660 sehr gut
• Rohproteingehalt Rohproteingehalt im Korn (g / 100g Korn) (= N-Gehalt * 6.25) < 12.0 nicht befriedigend12.0 – 12.5 befriedigend12.5 – 13.0 gut (A-Weizen, Note 4-5)> 13.0 sehr gut (E-Weizen, Note >6)
• Sedimentationswert (Eh) Beschreibt die Quellfähigkeit der Kleberproteine (nach Zelny) (Kleberproteine = im Mehl auswaschbare Proteine) • Volumen des Bodensatzes einer Mehlaufschwemmung in Milchsäure in ml• Brotgetreide >20ml Rohproteingehalt und Sedimentationswert => Gebäckvolumen
• Fallzahl Methode (Hagberg) zur Prüfung der Backfähigkeit von Getreidemehl • Zeit (Sekunden), die ein standardisierter Stab benötigt, um durch eine Mehlsuspension (Mehl und Wasser) hindurch zu fallen• Charakterisiert Struktur und Beschädigung der in das Reservegewebe (Endosperm) eingelagerten Stärke Einstufung nach Fallzeit:• >300s, trockene Gebäckkrume (trockenbackend)• 220–280s, normale, elastische, gutgeporte Krume (Backweizen)• <220s, unelastisch, Gebäckkrume ist feucht (feuchtbackend)• <150s, auswuchsgefährdet
• Einflussfaktoren auf die Fallzahl • Temperatur, Niederschlag (zu kalt, zu feucht = niedrigere Fallzahl)• Späte Abreife (= niedrigere Fallzahl)• Auswuchs /Hinweis auf Alpha-Amylase-Aktivität (=niedrigere Fallzahl)• Fungizidbehandlung (= niedrigere Fallzahl, sortenabhängig)• N-Düngung bei B-Weizensorten (überhöht = verringerte Fallzahl)• Andere … (Höhenlage, Krankheitsbefall (Fusarium), Lagerung…)
• Hexaploide Arten der Gattung Triticum T. aestivum (Saat- /Weichweizen) T. spelta (Dinkel, Spelz)
• Tetraploide Arten der Gattung Trticum T. dicoccum (Kulturemmer, Zweikorn) T. durum (Hartweizen)
• Strahlungsnutzungseffizienz, Lichtausnutzungsfaktor (g MJ^-1) Verhältnis zwischen der kumulierten Biomasse über einen bestimmten Zeitraum und derdafür benötigten Strahlungsmenge
• Absolute Wachstumsrate (g m^-2 d^-1) Zunahme der Trockenmasse des Bestandes pro Fläche und Tag
• Relative Wachstumsrate (Dez.-% oder g/g) Zunahme der Trockenmasse des Bestandes pro Fläche und Tag relativ zur Gesamttrockenmasse am selben Tag.
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• Blattflächenindex (m^2/m^2) Blattfläche eines Bestandes pro Bodenoberfläche die vom Bestand bedeckt wird.
• Nettoassimilationsrate (g/m^2 d^-1) Zunahme des Pflanzengewichtes je Einheit Blattfläche und Tag
• Wie viel bringt 1J Gesamtstrahlung für die Photosynthese? ca. 2,06 µmol Photonen
• Welche Faktoren beeinflussen die Strahlungsaufnahme und die Wachstumsrate? Strahlungsaufnahme: -> Blatthaltung, Bestandesdichte, räumliche und Zeitliche Entwicklung Bestandeswachstumsrate: -> Strahlungsnutzungseffizienz
• Wann ist die Maximale Strahlungsabsorption? bei BFI = 3
• Faktoren, welche die Lichteindringung beeinflussen: - Eigenschaften der Blattoberfläche - Blattdicke - Blattgröße und -form - dreidimensionale Anordnung der Blätter (einschl. Phyllotaxis und Heliotropismus)
• Blatthaltung in Zusammenhang mit dem Blattwinkel zu Horizontalen elektrophil: α > 60° plagiophil: 30° < α < 60° planophil: α < 30
• Wie können wir die Lichtaufnahme messen? 1. Messung des PAR-Einfalls über dem Bestand (Referenz) 2. Gleichzeitige Messung der transmittierten PAR 3. Differenz = Absorbierte PAR (IPARabs)
• Wie bestimmt man die mittlere Wachstumsrate? 1. Trockenmasse (TM) zu jedem Zeitpunkt bestimmen 2. Zahl der Pflanzen überprüfen 3. Umrechnung auf ha 4. Berechnung der WR:  WR = TM2-TM1/Tage WR=mittlere Wachstumsrate [g/m2 d] TM=Trockenmasse [g/m2] Tage=Zahl der Tage zwischen den Messzeitpunkten [d]
• Limitierende Faktoren des Bestandeswachstums im Regenfeldbau - Strahlung  - CO2 - Temperatur - Wasser
• Was passiert bei immer höher werdender CO2-Konzentration mit der Photosyntheserate von C3 und C4 Pflanzen? sie wird konstant, hört auf zu steigen.
• Was kann man zur räumlichen Verteilung des CO2 sagen? Mit zunehmender Höhe sinkt der CO2 Gehalt zuerst und nimmt dann langsam wieder zu
• Wie weit kann sich der CO2 Gehalt in der Atmosphäre bis 2100 erhöhen? Je nach Emissionsszenario wird sich der CO2 Gehalt in der Atmospäre bis 2100 auf 440 bis 1200ppm erhöhen
• Wie reagiert die Nettophotosyntheserate der C3-Pflanzen bei sehr hohen Temperaturen (über 35°C)? sie wird negativ
• Räumliche Verteilung CO2 bei Tag/Nacht Nachts wird vermehrt CO2 nach unten verlagert
• Haben C3 oder C4 Pflanzen ein höheres Temperaturoptimum der CO2-Assimilation? C4 Pflanzen!
• Wodurch sind die limitierenden Faktoren der Photosynthese beeinflussbar? Durch Management! Strahlunsausnutzung: -Anordnung und Abstand der Pflanzen im Bestand sowie die Reihenrichtung -Sorten- und Artenwahl einschl. Morphologie der Pflanze -Fruchtfolge/Mischanbau -Entwicklungsstadium (Saatzeit) -Gesundheitszustand (Pflanzenschutz) Strahlungsnutzungseffizienz: -Züchtung (Arten/Sorten) Nährstoffversorgung (NPK)
• Nimmt die Netto-CO2-Assimilation eines Pflanzenbestandes bei Erhöhung des BFI zu oder ab? Welchen Einflussfaktor gibt es noch? Nimmt bei höherem BFI ab, wenn gleichzeitig eine niedrige Einstrahlung vorhanden ist. Bei hoher Einstrahlung nimmt sie zu und bleibt dann konstant
• bestimmende Faktoren für den Ertrag -CO2 -Strahlung -Temperatur -Ernteeigenschaften: physiologie und phänologie, Bedachungs-Architektur
• limitierende Ertragsfaktoren: a: wasser b: Nährstoffe -> Stickstoff, Phosphor
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• Reduzierende Ertragsfaktoren -Unkraut -Krankheiten -Schädlinge -Schadstoffe
• Wie ist die Transpirationseffizienz von C3- und C4-Pflanzen? C3:   70-100g Biomasse/kg H2O C4:   150-180g Biomasse/kg H2O
• Was ist Yield Gap? Unterschied zwischen potentiellem und erreichtem Ertrag
• Konzept zu ertragsbegrenzenden Faktoren: Konzept potentieller, realisierbarer und erzielter Ertrag
• Funktionen von Wasser für Pflanzen -Nährstoffaufnahme -Photosynthese -Turgor -Transpiration -Kühlung (Temperaturregulierung)
• Welcher Energiebedarf entsteht bei der Verdunstung von 1mm Wasser? 2,45 MJ/m2 d (bei 20°C)
• Definition von Trockenstress: durch Absinken des Wasserpotentials im Gewebe hervorgerufene Stresserscheinungen bei Pflanzen, verursacht durch starke Transpirationsverluste und/oder mangelnde Wassernachlieferung.
• Was ist das Wasserpotential? Wasserspotential (ψ) beschreibt den Energiezustand von Wasser als Druckeinheit (MPa) Wasser bewegt sich immer vom höheren zum niedrigeren Wasserpotential
• Welches Wasserpotential hat freies Wasser auf Meereshöhe bei 1013 hPa und 25°C? ψ = 0 MPa
• Welche "Wasserpotentiale" kennst du? Gravitationspotential (ΨG) -> Nur bei Bäumen (+) Druckpotential (ΨP)  -> ΨT = Turgorpotential (+); ΨX = Xylempotential (-) Matrixpotential (ΨM) -> Poren im Boden / Zellwand (-) Konzentrationspotential (Ψc) -> Ψs = osmotisches Potential (-); Ψs = Wasserdampfpotential (-)
• Höhe von Ψ in der Atmosphäre, der Blätter, der Wurzel und bei trockenem und feuchtem Boden: Atmosphäre: Ψ = -10 bis <-100 MPa Blätter: Ψ = -1.5 bis -3.0 MPa Wurzel: Ψ = -0.3 bis -2 MPa Trockener Boden: Ψ = < -1.5 MPa Feuchter Boden: Ψ = -0.1 bis -1.5 MPa
• Benenne die Komponenten des Trockenstress Managements 1. Pflanzenbau: - Sortenwahl (Vegetationsperiode) - Artenwahl (angepasste Sorte) - Saatzeitverschiebung - Bodenbearbeitung    -> Wasser sparend    -> Durchwurzelung fördernd - Fruchtfolge    -> Artenvielfalt (Risikostreuung)    -> Schwarzbrache    -> Mulchdecke - Bewässerung - Düngung (zB Blattdüngung) - ... 2. Pflanzenzüchtung: - Stressresistenzen - Wassernutzungseffizienz - Reifetypen - ...
• Physiologische Anpassungsmechanismen an Trockenstress von Spross und Wurzel sind: Spross: - C4 / CAM Photosynthese - Stomataschluss - Osmotische Anpassung - Antioxidantien - Versiegelung der Blattoberfläche - Blatthaare - Beschleunigte Seneszenz (Einstellen des Wachstums nach einer bestimmte Zahl von Zellteilungen) Wurzel: - Tiefe Wurzeln - Wurzelhaare - Aerenchymbildung (Durchlüftungsgewebe) - Mykorrhiza  - Osmotische Anpassung - Aquaporine (auch Wasserkanäle genannt: Proteine, die Kanäle in der Zellmembran bilden, um den Durchtritt von Wasser und einigen weiteren Molekülen zu erleichtern (Membrantransport))
• Definieren Sie isohydrische (hydrostabile) Pflanzen und nennen Sie Beispiele -> halten den Wassergehalt des Gewebes bei Wassermangel aufrecht. Sie haben eine starke stomatäre Regulierung Beispiele: Lupine, Mais, Erbse, Zuckerrohr, Pappel
• Definieren Sie anisohydrische (hydrolabile) Pflanzen und nennen Sie Beispiele -> Das Wasserpotential (Ψ) bei Wassermangel verringert sich -> gibt keine ausgeprägte stomatäre Regulierung -> sind in der Lage auch bei einem niedrigen Wasserpotential alle lebenswichtigen Funktionen aufrecht zu erhalten Beispiele: Gerste, Soja, Klee, Sonnenblume, Weizen, Mandel
• Woraus besteht das Wurzelsystem? Wurzellängendichte Wurzeltiefe  
• Was können sie zur Wassernutzungseffizienz in einem wasserlimitierten System sagen? -> in einem wasserlimitierten System ist die Biomasseproduktion oft linear mit der Transpiration korreliert -> die Steigung entspricht der Wassernutzungseffizienz
• Von was ist der Wasserbedarf verschiedener Kulturen abgängig? - Vegetationsdauer - Klima (Strahlung, Temperatur, Feuchtigkeit, Wind) - Management - Eigenschaften der Nutzpflanze (C3/C4, Entwicklungsstadium, Morphologie, Physiologie) - ...
• Wasserbedarf = Evapotranspiration (ET) E: Evaporation von der Bodenoberfläche T: Transpiration der Pflanze
• Verteilung von Transpiration und Evaporation ist abhängig von: - Blattflächenindex (LAI) - Häufigkeit der Niederschläge / Bewässerung

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