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Anbau und Ertrag (Fach) / Pflanzenbau (Lektion)

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• Welche Bedeutung spielt Stickstoff in Pflanzen? -> Bestandteil von Proteinen (Aminosäuren) -> Bestandteil des Chlorophyll -> Bestandteil von Sekundärmetaboliten -> unverzichtbarer Bestandteil des Pflanzenwachstums -> 50% der TM des Meristems in Grasblättern ist Protein (davon ca. 6% N) -> mehr als 50% des Blattproteins sind RuBisCo (=> Photosynthese) -> N beschleunigt oder begünstigt die Erscheinungsrate und Zellteilungsrate wachsender Blätter (=> Bestandesphotosynthese) -> N beschleunigt die Triebbildung (=> Bestandesphotosynthese) 
• Welche Art von N nehmen Pflanzen hauptsächlich auf? Mineralisiertes N = Nmin -> Nitrat (NO3-) -> Ammonium (NH4+)
• N-Inputs sind: Nitrat, Ammonium Mineralische N-Düngung Organische N-Düngung Gasförmiger N2
• Nenne die Wechselwirkung Nmin Nitrat (NO3-) <----Nitrifikation/NO3-Ammonifikation----> Ammonium (NH4+) <----Mineralisierung/Immobilisierung---->Organisch gebundener N (Norg)
• Wie ensteht Ammoniak? Durch Ausgasung von NH4+
• N-Verluste durch: NO3- Auswaschung -> NO3- ist im Gegensatz zu NH4+ im Boden mobil und wird leicht verlagert Denitrifitkation -> N2 und N2O Emission durch Denitrifikation Ausgasung -> Ammoniak-Volatisierung bei hohem pH-Wert
• N-Haushalt eines Betriebes: Hoftor-Bilanz N-Zufuhr = N-Abfuhr N-Zufuhr: Zukauf von N-Düngern (org./min.) + N-Zukauf über Futtermittel + N-Fixierung durch Leguminosen N-Abfuhr: Verkauf von tier. Produkten + Verkauf pflanzl. Produkte + Verkauf org. Dünger
• Feld-Stall-Bilanz: Nährstoffvergleich laut DüV N-Zufuhr = N-Abfuhr N-Zufuhr: Zukauf mineralische N-Dünger + Wirtschaftsdünger + Sonstige org. Dünger + N-Fixierung Leguminosen N-Abfuhr: Verkauf von tier. Produkten + Verkauf pflanzl. Produkte + Gasförmige Verluste (Faustzahl) + Verkauf org. Dünger (inkl. Gärreste) Problem: Mineral N Dünger auf Grünland/Futterbauflächen wird zT doppelt berücksichtig
• Wie hoch ist der Nmin-Vorrat zu Vegetationsbeginn und die N-Nachlieferung aus Bodenvorräten ? Vegatationsbeginn: ca. 40kg/ha Bodenvorräte: 60kg/ha
• Wie kann man N-Mangel bestimmen? SPAD-Meter NNI (Nitrogen Nutrition Index) Blattgrüne als N-Mangel-Indikator (Chlorophyll-Meter, Blattfarbenindex) Nmin-Analyse Nasschemische N-Analyse nach Kjeldahl
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• Welche Organismen sind in der Lage N zu fixieren? Rhizobienstämme
• Nenne Rhizobienstämme und Beispiele von bevorzugten Leguminosenarten - Rhizobium leguminosarum -> Pisum (Erbse), Lens (Linse), Cicer (Kichererbse) - Rhizobium japonicum -> Glycine (Soja) - Rhizobium trifolii -> Trifolium (Kleearten) - Rhizobium meliloti -> Medicago (Luzerne) - Rhizobium phaseoli -> Phaseolus (Bohne) - Rhizobium lupini -> Lupinus (Lupine), Lotus (Hornklee), Ornithopus (Serradella)
• Formel N-Fixierung durch Nitrogenasekomplex N2 + 8e- + 16 -  24 ATP → 2 NH3 + H2 + 16 - 24 ADP + 16 - 24 Pi
• Energieverbrauch der biologischen N2-Fixierung: Umsetzung von 1 Mol N2 zu 2 Mol NH3 -> 24 Mol ATP ! oder: Fixierung von 1 Gramm N2 -> 10g Glucose ! (Besonders aufwändig Reaktion in Acetobacter (Bakteriengattung): ca 100g Glucose pro 1 Gramm fixiertem Stickstoff)
• Biologische N2-Fixierung: N2 + 3H2O + Energie => 2NH3 + 3/2 O2
• Assoziatives System der N2-Fixierung: - N2-Fixierung nur in aktiv wachsenden Zellen - Kurze Lebensspanne der Organismen (wenige Std.) und N2-Fixierung nur in der exponentiellen Phase des Wachstums - Produktivität etwas 0.1g N/g Zellmasse über die Gesamtlebenszeit - Effektivität 10-20mg N/g verbrauchten C - Verwertung des fixierten N2 zu 90-95% für das eigene Wachstum
• Symbiotisches System der N2-Fixierung: - N2-Fixierung in nicht wachsenden Bakterioiden - Lebensdauer der Bakterioide etwa 1 Monat - Produktivität etwa 2.5g N/g Zellmasse über die Gesamtlebenszeit - Effektivität 250-300mg N/g verbrauchten C  - 5-10% fixierten N2 nutzt der Bakteioid für den eigenen Stoffwechsel; 80-90% (?????) des fixierten N2 steht der Wirtspflanze zur Verfügung
• Wann setzt man Mangan, Zink und Kupfer nach BBCH ein (Beispiel Wintergetreide)? Zwischen den Entwicklungsstadien 00 - 21
• Was setzt man in den Stadien 25-31 nach BBCH (Beispiel Wintergetreide) ein? -> Wachstumsregler -> Fungizide und Insektizide -> Herbizide Außderdem N-Gaben: einmal bei Stadium 25 und nochmla im Stadium 30
• Was erfolgt in den Stadien 37 bis 92 nach BBCH (Beispiel Wintergetreide)? -> Fungizide und Insektizide Außerdem N-Qualitätsdüngung (Brotgetreide) zwischen den Stadien 39 und 49
• In welchem Entwicklungsstadium ist die erste N-Gabe (Beispiel Winter-Raps) fällig? -> Stadium 05-10
• Zu wieviel Prozent setzt man die zweite und dritte N-Gabe ein (Beispiel Winter-Raps)? Nenne außerdem zugehörigen Entwicklungsstadien. zweite N-Gabe: 60%, ca. Stadium 18 dritte N-Gabe: 40%, ca. Stadium 51
• Wann setzte man Mangan, Zink, Molybdän, Fungizide, Herbizide und Insektizide ein (nach BBCH, Beispiel Winter-Raps)? Molybdän, Zink, Mangan: Stadien 00-11 Fungizide, Herbizide und Insektizide: Stadien 12-18 und nochmal 32-55/57
• Wodurch wird die Dynamik der Blattflächenbildung beeinflusst? Phyänologische Entwicklung
• Welchen Einfluss hat die Temperatur auf den phänologischen Entwicklungsverlauf? Je höher die Temperatur desto schneller die Entwicklung
• Nimmt das Endgewicht [g TM/Pflanze] bei steigender Temperatur zu oder ab? Es nimmt zu
• Welchen Einfluss hat der Saatzeitpunkt auf die phänologische Entwicklung? Je früher der Saatzeitpunkt, desto langsamer die Entwicklung
• Wie sind die optimalen Tageslängen von Winterraps, Winterweizen und Hafer? Winterraps: 14-17 Winterweizen: 16-20 Hafer: 15-17
• Wie ist der Vernalisationsbedarf von Winterweizen, Wintergerste, Winterroggen und Tritticale? Winterweizen: 40-70 bei 0-1°C Wintergerste: 20-40 bei 0-3°C Winterroggen: 30-50 bei 0-5°C Tritticale: 40-50 bei 0-3°C
• Was ist Vernalisation? Vernalisation (lat. vernalis „Frühlings-“) oder Jarowisation bezeichnet die natürliche Induktion (Anregung) des Schossens und Blühens bei Pflanzen durch eine längere Kälteperiode im Winter.
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• Wie groß ist der Veränderung im Entwicklungsverlauf von Hafer? -17 Tage (Gelbreife)
• Wie hoch ist die Temperaturveränderung in den Jahren 1959 - 2009? +1.5°C
• Definition Hitzestress Ein Auftreten von extrem hohen Temperaturen, die zu irreversiblen Ertragseinbußen führen (Wahid et al. 2007) Negative Ertragseffekte sind bei Getreidearten am höchsten im Zeitraum um den Blütezeitpunkt (Porter and Semenov 2005)
• Benötigte Informationen zur Quantifizierung von Hitzeschäden - Hitzesensible Phase (TSP) - Saatzeitpunkt & Temperatursumme bis zur TSP - Unterer und oberer Schwellenwert
• Welche Auswirkung hat die Verdunstung des Bestandes? Sie senkt die Bestandestemperatur unter die Lufttemperatur
• Bestimmende Größen der Dynamik der Blattflächenentwicklung - Zeitpunkt des Pflanzenaufgangs - Rate der Blatt- und Triebbildung - Rate des Blattwachstums (Ausdehnung/Vergrößerung) - Dauer des Blattwachstums - Rate der Verzweigung (Bestockung) - Zeitpunkt und Dauer der Blattseneszenz (Blattlebensdauer)
• Faktoren der Saatzeiten (NRW) - Fruchtart - Sorte (Reifetyp) - Standort  - Jahr - Vorfrucht
• Was sind Phytomere? Entwicklungseinheiten, die sich aus ein oder mehreren Blättern, dem Nodium (Knoten) und Internodium und Achselknospen zusammensetzen
• Wie wird die Blattbildungsrate von der Temperatur beeinflusst? Je höher die Temperatursumme, desto höher die Blattbildungsrate/Anzahl der Blätter
• Definition Plastochron und Phyllochron: Plastochron: Anlagerate der Blätter Phyllochron: Blattentwicklungsrate
• Ab wann endet die Anlage von Blättern (Winterweizen)? Mit Beginn des Schossens
• Welche Rolle spiel die N-Versorgung für das Blattwachstum von Kartoffeln? Bei fünf Düngergaben ist die Versorgung höher als nur bei zb zweien
• was ist Polyol? Name einer Gruppe von organ. Verbindungen, die mehrere Hydroxygruppen (-OH) enthalten
• Gründe für geringe Mobilität von Bor: - B kann Membranen relativ leicht passieren (über Aquaporine)-> kommt leicht ins Phloem aber auch leicht wieder raus (ins Xylem rein) - komm gegen den starken Xylemstrom nicht an und verbleibt im Blatt-> Kreislauf: Phloem ⇔ Xylem
• Wieso gilt die Immobilität von Bor nicht für Pflanzen mit Polyol? Polyol kann Bor in Komplexe binden -> werden immer größer -> passen nicht mehr durch Aquaporine -> bleiben im Phloem und werden in Organe gebracht ⇒ Gute Mobilität
• Borat-Exporter AtBOR1
• Borsäure-Kanäle AtNIP5;1
• Casparischer Streifen: "Zwingt" Wasser und Nährstoffe über die Endodermis
• Wie kann man (Borat-)Transporter lokalisieren? Lokalisierung von Proteinen durch Fusion mit GFP (green fluorescent Protein)

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