630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
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Im Rahmen einer Zusammenschau werden im hier vorliegenden Bericht landwirtschaftliche und den ländlichen Raum betreffende Entwicklungen eingeschätzt und, in Verbindung hiermit, künftige Umweltentlastungen sowie mögliche neue Umweltgefährdungen dargestellt. Im Mittelpunkt der Betrachtungen steht die Nahrungsmittelproduktion in Deutschland, wobei die Integration der deutschen Landwirtschaft in die europäische Landwirtschaft und die Weltwirtschaft und die hiermit einhergehenden äußeren Einflüsse einbezogen werden. Der Zeithorizont der Betrachtungen ist der Zeitraum bis 2030. ...
Obwohl Böden unzweifelhaft ein signifikanter Pool von organischem Kohlenstoff sind, ist ihre Bedeutung als potenzielle langfristige Senke für atmosphärischen Kohlenstoff keineswegs klar. Trotz bedeutender wissenschaftlicher Forschritte aus den letzten Jahren zur Klärung der Kohlenstoffdynamik in Böden gibt es nach wie vor offene Fragen insbesondere hinsichtlich der spezifischen geochemischen Mechanismen, die für die Stabilisierung organischen Kohlenstoffs in Böden verantwortlich sind. Vor diesem Hintergrund besteht ein wesentliches Ziel der vorliegenden Dissertation darin, in unterschiedlichen Bodentypen die Konzentration von organischem Kohlenstoff und Stickstoff sowie die mineralogische Zusammensetzung zu untersuchen, um Hinweise auf einen möglichen Einfluss der Tonmineralogie, der spezifischen Oberfläche und der Oxidkonzentration auf die Stabilisierung organischen Materials zu ermitteln. Die Ergebnisse sollen einen Beitrag dazu liefern, die Mechanismen der Fixierung organischer Substanz in Böden besser zu verstehen und das vorhandene Wissen hierüber zu erweitern. Hierzu wurden fünf verschiedene Bodenprofile aus Hessen mit unterschiedlicher mineralogischer Zusammensetzung untersucht. Um die Auswirkungen verschiedener physikalischer und geochemischer Faktoren auf den Gehalt organischer Substanz in den untersuchten Böden festzustellen, wurden folgende Parameter untersucht: -Tonmineralogie, -organische Kohlenstoff- und Stickstoff-Konzentrationen, -%-Kationensättigung, -spezifische Oberfläche, -dithionit- und oxalatlösliche Gehalte an Fe, Al und Mn. Anhand dieser Parameter wurden weiterführende statistische Analysen unter Verwendung der Statistiksoftware SPSS für Windows durchgeführt, um mögliche statistische Zusammenhänge aufzudecken, die für die Stabilisierung von organischem Kohlenstoff in den betrachteten Böden verantwortlich sind. Die im Rahmen der vorliegenden Dissertation ermittelten Ergebnisse zeigen, dass der Tonanteil und die Tonmineralogie der untersuchten Böden nur einen begrenzten Einfluss auf die Stabilisierung organischer Substanz haben. Weiterhin wird gezeigt, dass die in der Literatur propagierte Beziehung zwischen spezifischer Oberfläche und der Konzentration organischen Kohlenstoffs nicht auf alle Böden anwendbar ist. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Präsenz von amorphen Eisen- und Aluminiumoxiden der wichtigste Einflussfaktor für die Fixierung von organischem Material in den untersuchten Böden ist. Die größeren Konzentrationen von organischem Kohlenstoff in den kleinsten Fraktionen (Feinschluff und Ton) der Profile sind vor allem darauf zurückzuführen, dass Oxide ebenfalls in diesen Fraktionen aufzufinden sind. Tonminerale haben demnach eine sekundäre Bedeutung, indem sie Komplexe mit den Oxiden bilden, die zur Stabilisierung von organischer Substanz führen können. Insgesamt deuten die Ergebnisse daraufhin, dass Böden keine geeignete Senke für die langfristige Speicherung von organischem Kohlenstoff sind. Obwohl Mechanismen wie die Adsorption von organischer Substanz an Oxide die Stabilisierung organischen Materials unterstützen, scheinen diese nicht stark genug zu sein, um eine permanente Speicherung von organischem Kohlenstoff zu bewirken.
Winterroggen (Secale cereale L.) erwirbt durch längerfristiges Wachsen bei tiefen Temperaturen eine Anpassung an Kälte und Frost und entwickelt eine erhöhte Toleranz gegenüber kälte-induzierter Photoinhibierung. Diese Anpassung wird als Kältehärtung bezeichnet. Die erworbene Toleranz gegenüber kälteinduzierter Photoinhibierung geht nach drei Tagen Enthärtung bei einer Temperatur von 220C wieder verloren. Die Zielsetzung der Promotion war es, nach differentiell exprimierten Genen zu suchen, die nicht als Antwort auf kurzzeitigen Kältestreß hochreguliert werden, sondern Gene zu isolieren die im Zuge länger einwirkender Kälte in Winterroggenblättern verstärkt exprimiert werden. Werden die mRNAs aus kältegehärteten (CHL) mit den mRNAs aus enthärteten Roggenblättern (DHL) verglichen, so können Gene isoliert werden, die in CHL stärker exprimiert werden. Diese differentiell exprimierten Gene können, da sie nach Enthärtung deutlich seltener exprimiert werden, eine limitierende Funktion bei Kältehärtung einnehmen. Um diese Gene isolieren zu können wurden zwei molekularbiologische Methoden, "Suppression Subtractive Hybridisation"-PCR und "Differential Display"-PCR angewendet. Mit diesen Methoden konnten insgesamt zwölf verschiedene cDNA-Fragmente differentiell exprimierter Gene isoliert werden. Im Vergleich mit DHL sind in CHL die Transkriptmengen für neun cDNA-Fragmente isolierter Gene erhöht. Auch die Transkriptmenge des Chloroplasten-kodierte Gens für LSU ist in CHL bei einem Vergleich mit DHL gesteigert. Die isolierten cDNA-Fragmente von differentiell exprimierten Genen kodieren für Proteine aus den verschiedensten Teilbereichen des pflanzlichen Stoffwechsels und sind nachfolgend aufgelistet. Photosynthesestoffwechsel: SSU und LSU (kleine und große Untereinheit von RubisCO), LHCIIb (Lichtsammelkomplex IIb), Fructose-1,6-bisphosphatase, Transketolase, Genexpression: RNA-bindendes Protein, Transkriptionselongationsfaktor, Nucleotidstoffwechsel: UMP Synthase, Antioxidativ wirkendes Enzym: PMSR (Peptid-Methioninsulfoxidreduktase) Es konnten cDNA-Fragmente dreier bekannter Gene und eines unbekannten Gens (Klon 5C, zeigte Homologie zu einer Sequenz aus Oryza sativa) isoliert werden, deren Expression in DHL spezifisch erhöht ist. Energiestoffwechsel: H+ATPase, Pathogenabwehr/ programmierter Zelltod: Llsl Gen (lethal leaf spot Gen 1), Proteinstoffwechsel: Disulfidisomerase Neben der Analyse der Expression auf RNA-Ebene wurden Untersuchungen zur Expression auf Proteinebene vorgenommen. Western Blut Analysen zeigten, daß die geringeren Transkriptmengen von rbcS und rbcL in DHL und NHL nicht mit einem parallelen Rückgang der Proteinmengen von SSU und LSU korrelieren. Die Proteinmengen an SSU und LSU in CHL, DHL und NHL weisen keine allzu großen Unterschiede auf Sowohl die Transkiptmenge des Gens Lhcb als auch die Menge des LHCIIb-Proteins war in enthärteten Winterrogenblättern in Vergleich zu gehärteten Winterroggenblättern vermindert. Auch für das antioxidativ wirkende Enzym PMSR (Peptid-Methionin-Sulfoxid-Reduktase) konnten in CHL höhere Transkriptmengen als in DHL und in NHL nachgewiesen werden. PMSR ist ein ubiquitär verbreitetes Enzym, das eine nachgewiesene wichtige Funktion bei der Abwehr von reaktiven Sauerstoffformen (ROS) ausübt. Den bislang untersuchten antioxidativen Schutz-Systemen konnte bei der Kältehärtung keine begrenzende Funktion zugeschrieben werden. Ein Schwerpunkt der Promotion lag deshalb auf der Untersuchung vom ScPMSR als antioxidativ wirkendes Enzym im Zusammenhang mit Kältehärtung. Die Transkriptmenge an ScPMSR erhöht sich nach dem längerfristigen Einwirken von Kälte. Zur Durchführung von Immunoblot Analysen mußte zunächst ein Antikörper gegen ScPMSR hergestellt werden. Mittels eines aus einer cDNA-Bank isolierten cDNA-Klons von ScPMSR wurde rekombinantes ScPMSR-Protein in E. coli Zellen produziert und nach der Reinigung zur Herstellung spezifischer Antiseren eingesetzt. Bei dem in dieser Arbeit isolierten ScPMSR handelt es sich um ein cytoplasmatisches Isoenzym. In Western Blot Analysen mit dem ScPMSR-Antikörper konnte in Gesamtproteinextrakten aus CI-IL, DHL und NHL die ScPMSR-Proteinbande (23kDa) nachgewiesen werden. In CHL und in NHL die in niedrige Temperaturen umgesetzt wurden liegt noch eine zusätzliche Proteinbande einer Größe von 68kDa vor. Werden CHL in 220C umgesetzt wird diese Bande innerhalb von 48h deutlich schwächer. Im Gegensatz dazu verstärkt sich die 68kDa-Proteinbande kontinuierlich, wenn NHL bis zu 48h in tiefe Temperaturen gestellt werden. Die Gesamtmengen an PMSR-Protein (23 kDa + 68kDa) zeigen nicht allzu große Unterschiede bei CHL, DHL und NHL und korrelieren damit nicht mit der geringeren Transkriptmenge an PMSR in DHL und NHL. Rechnerisch könnte es sich bei dem bei Kälte gebildeten 68kDa großen Proteinaggregat um ein PMSR-Trimer handeln. Dieses Aggregat konnte allerdings in vitro durch die stark denaturierend wirkenden Stoffe Guanidinhydrochlorid und SDS nicht in nachweisbare Untereinheiten aufgelöst werden. Bei dem bei Kälte gebildeten Proteinaggregat könnte es sich um die enzymatisch aktive Form eines PMSR-Trimers handeln, das bei Kälte der Abwehr von ROS dient. Insgesamt deuten die Resultate darauf hin, daß ScPMSR bei der Kältehärtung von S. cereale von Bedeutung ist. Aufgrund der geringer Substratspezifität kann PMSR bei Kälte als weitgefächertes Reparaturenzym fungieren. Nicht zuletzt wird der zyklische Oxidations- und Reduktionsprozeß von Methionin und Methioninseitenketten auch als "sink" für ROS angesehen. Es bedarf jedoch zusätzlicher Untersuchungen, um die Rolle von ScPMSR bei Kältehärtung von Secale cereale als antioxidativ wirkendes Enzym weiter definieren zu können.
Erstes Ziel dieser Arbeit war die Etablierung eines Anzuchtsystems, mit dem ein reproduzierbarer Trockenstreß induziert werden konnte. Mittels dieses Systems erfolgte die Selektion von zwei unterschiedlich trockentoleranten Sorghum bicolor-Kultivaren, die im weiteren Verlauf dieser Arbeit näher charakterisiert wurden. Dabei wurden zunächst Photosynthese, stomatärer Widerstand, Chlorophyll- und Carotinoidgehalt, Fv/Fm-Verhältnis, Blattdruckpotential und Blattschädigungen an allen Blättern von Kontrollpflanzen und gestreßten Pflanzen untersucht. Das jüngste, voll entwickelte Blatt wies die größten Unterschiede zwischen beiden Kultivaren auf, weshalb die weiterführende Untersuchungen nur noch an diesem Blatt durchgeführt wurden. Im Rahmen dieser Untersuchungen erfolgten Gaswechsel- und Chlorophyllfluoreszenz-Messungen unter unterschiedlicher CO2-Versorgung, sowie Messungen der blattflächenbezogenen Aktivität der C4-Enzyme (PEPCase, MDH, NADP-ME, PPDK) und zweier Enzyme des Calvin-Zyklus (Rubisco, FBPase). Darüber hinaus wurde der Gehalt der C4-Metabolite bestimmt und mittels Pigmentanalyse die Kinetik der Xanthophyll-Deepoxidation in Abhängigkeit vom Trockenstreß untersucht. Folgende Ergebnisse wurden erzielt: Das verwendete Modelsystem erlaubt eine reproduzierbare Induktion des Trockenstresses. Aufgrund der relativ schnellen Änderung des Wasserpotentials des Bodens während der Versuchsdauer muß das Blattdruckpotential als Standard für die Trockenstreßbelastung gemessen werden. Es konnten zwei Sorghum-Kultivare mit unterschiedlicher Trockenstreßresistenz selektiert werden. Die äthiopische Landrasse E 36 zeigt dabei trotz größerer Blattschädigung, insbesondere der älteren Blätter, unter vergleichbarem Blattdruckpotential jeweils höhere Photosyntheseraten der ungeschädigten Bereiche als die amerikanische Zuchtsorte B 35. Trotz hoher Korrelation zwischen Photosyntheserate und stomatärem Widerstand scheint die Photosynthese unter Trockenstreß nicht durch verringerte CO2-Konzentrationen im Interzellularraum limitiert zu werden, worauf auch die Daten der Fluoreszenz- und Gaswechselmessungen unter erhöhtem CO2-Gehalt hinweisen. Gaswechselmessungen unter vermindertem CO2-Gehalt bei gestreßten Pflanzen lassen auf eine geringere Aktivität der CO2-Fixierung durch die PEPCase schließen. Unter optimalen Bedingungen ist keine der in vitro gemessenen Umsatzraten der C4-Enzyme limitierend für die Photosynthese. In vivo könnte die Aktivität der PEPCase jedoch durch einen niedrigeren pH-Wert des Cytosols und Malathemmung zum geschwindigkeitsbestimmenden Schritt werden und die Photosyntheserate limitieren. Die starke Übereinstimmung von PPDK-Aktivität und Photosynthese in den Kontrollpflanzen weist auf eine mögliche Limitierung der Photosynthese durch die PPDK unter Kontrollbedingungen hin. Die starken Veränderungen der C4-Metabolit Gehalte deuten auf eine grundlegende Veränderung des C4- Stoffwechsels unter Trockenstreß hin. Höhere Malat Konzentrationen der Sorte B 35 könnten dabei zu einer frühen Inhibierung der PEPCase in den trockengestreßten Pflanzen als in E 36 führen, wodurch die Photosynthese limitiert wird.
In der Pfalz traten Thripse in den letzten Jahren vermehrt als Austriebsschädlinge in Rebanlagen auf. Sie verursachen auf Reben starken Kümmerwuchs, was bis zum vollständigen Wachstumsstopp führen kann. Als Folge dieser Schäden steht oft nicht genügend Zielholz für den Rebschnitt zur Verfügung. Im Extremfall kann ein ganzes Entwicklungsjahr verloren gehen. Thripse haben sich insbesondere in Rebschulen und Junganlagen bis zum dritten Jahr zu Problemschädlingen entwickelt. Es sind vor allem neu gepflanzte Rebanlagen in Flurbereinigungsgebieten betroffen. Eine Diagnose vor Ort ist oft schwierig, da Adulte und Larven mit bloßem Auge kaum zu erkennen sind. Über Thripse im deutschen Weinbau war bislang nur wenig bekannt. Untersuchungen zur Biologie von Thripsen auf Reben (Artenspektrum, Phänologie) sollten daher als Grundlage zur Entwicklung umweltschonender Bekämpfungsstrategien dienen. Eine Bekämpfung von Thripsen auf Reben war in der Vergangenheit nicht möglich, da im deutschen Weinbau bis 2006 keine Pflanzenschutzmittel gegen Thripse ausgewiesen waren. Ein Schwerpunkt des Forschungsprojektes war es, Pflanzenschutzmittel aus anderen landwirtschaftlichen Kulturen zu testen, die im Rahmen der „Lückenindikation“ (§18a PflSchG) gegen Thripse auf Reben eingesetzt werden könnten.
Der Gemeine Birnenblattsauger, Cacopsylla pyri (L.) (Homoptera: Psyllidae), ist ein wichtiger Schädling in der Birnenproduktion. Ende Februar beginnen die überwinternden Adulten mit der Eiablage. Zu Schäden, wie Ertragsverlusten und Fruchtverschmutzungen durch Honigtau, kommt es jedoch erst durch die zahlreichen Nymphen der dritten Generation. Die Bekämpfung erfolgt meist mit Insektizidbehandlungen gegen die Nymphen der ersten drei Generationen (BOVEY et al. 1979). Im ökologischen Anbau wird Rotenon eingesetzt, während für die integrierte Produktion verschiedene Mittel zur Verfügung stehen. Ein Nachteil dieser Insektizide sind die Nebenwirkungen auf nützliche Insekten, vor allem auf die spezialisierten Feinde (Anthocoris spp.) von C. pyri (HIGBEE & UNRUH 1994). Mit der “processed-kaolin particle film technology” (Produkt: Surround® WP, Engelhard Corporation) steht nun eine neue Bekämpfungsmöglichkeit zur Verfügung. Das Tonmineral Kaolin wurde im Obstbau ursprünglich zur Verhinderung von Sonnenbrand auf den Früchten eingesetzt (GLENN et al. 2002), wobei jedoch schnell festgestellt wurde, dass die Applikationen eine Wirkung gegen Insekten, wie Blattläuse (COTTRELL et al. 2002, WYSS & DANIEL 2004) oder C. pyri (PASQUALINI et al. 2002, PUTERKA et al. 2000, GLENN et al. 1999) haben. Da Kaolin die Insekten nicht tötet, sondern ausschließlich als physikalische Barriere bzw. repellent wirkt, sind die Nebenwirkungen auf nützliche Insekten gering. Das amerikanische Umweltministerium (EPA) stuft Kaolin als unschädlich für Nichtziel-Organismen ein (ANONYMUS 1999). Daher stellt Kaolin eine umweltfreundliche und nützlingsschonende Alternative zu den gegenwärtig verwendeten Insektiziden dar. Ziel dieser Untersuchung war es, die Wirkung von Kaolin auf C. pyri zu evaluieren und die verschiedenen Einsatzstrategien mit den herkömmlichen Bekämpfungsverfahren zu vergleichen, um eine alternative Bekämpfungsstrategie zu entwickeln.
The leaf beetle Diabrotica virgifera virgifera (Coleoptera: Chrysomelidae), (D.v.v.), also called the western corn rootworm, is endemic to the New World and ranks among the top ten insect pests in worldwide grain production. D.v.v. causes annual damages of 1 billion US Dollars and is a notoriously difficult insect pest to control and manage, as entomological history of the past 50 years amply demonstrates (METCALF 1986). Considering recent emphasis on environmentally compatible and sustainable management strategies, entomologists and practitioners are encouraged to pay increased attention to novel approaches such as biotechnial methods which today are characterized by preferential use of signal compounds. Fortunately, both insect and plants provide a wide variety of such natural resources. In the case of D.v.v., sex pheromonesand plant kairomones as specific attractants and management tools are relatively well investigated through numerous contributions by GUSS et al. (1982), METCALF & METCALF (1992), METCALF (1994) and many recent publications on the advance and spread of D.v.v. within Europe (BERGER 1995-2004, HUMMEL 2003). Principle of MSD method: In this paper, the plant kairomone 4-methoxycinnamaldehyde (MCA), a specific attractant for D.v.v., is being used as a tool within the newly proposed "MSD" strategy. It combines a two pronge approach consisting as the well known mass trapping with the novel shielding and deflecting, called in short "diversion" and introduced here for the first time. An invisible “curtain” or “fence” of MCA vapor released from a MCA trap line establishes a behavioral barrier which the flying beetles cannot easily pass without being 1. either caught in one of the high capacity traps or 2. being diverted elsewhere. The net effect is a significant reduction in adult population density and oviposition within the MCA treated field as compared to an untreated control field. These effects can be experimentally measured by 1. adult beetle counts on maize plants, 2. by counts in independent monitoring traps baited with the D.v.v. sex pheromone, and 3. by egg counts taken in soil samples.
Künstlicher Traubenwicklerbefall : eine neue Möglichkeit zur Prüfung von Insektiziden im Weinbau
(2006)
Bei der Prüfung von Insektiziden gegen die Traubenwickler Lobesia botrana DEN. & SCHIFF. und Eupoecilia ambiguella HBN. (Lepidoptera: Tortricidae) im Freiland ist ein ausreichender Befall mit den Schadinsekten notwendig, um statistisch auswertbare Ergebnisse zu erzielen. Dem steht jedoch ein jährlich stark wechselnder Befallsdruck und ein oft stark geklusterter Befall, selbst innerhalb einer eng umgrenzten Rebanlage, entgegen. Hinzu kommen erhebliche Probleme mit dem richtigen Timing der Behandlung, bedingt durch eine sehr lange Flugzeit der Traubenwicklerarten, was häufig zu einer geringen Effizienz und schlechten Vergleichbarkeit der Mittel führt. Für die Entwicklung von Insektiziden bedingen diese Voraussetzungen eine große Anzahl von Versuchen, die mit hohen Kosten verbunden sind Abhilfe kann für viele Fragestellungen ein künstlich erzeugter Befall geben. Die Methode soll hier kurz vorgestellt und die Anwendung exemplarisch an Versuchen mit beiden Traubenwicklerarten dargestellt werden.
Im Ökologischen Landbau sind zur Bekämpfung von Schädlingen nur umweltfreundliche Methoden erlaubt. Entsprechend gibt es eine Reihe von etablierten biologischen oder physikalischen Methoden zum Schutz von Nutzpflanzen auf dem Acker oder in Gewächshäusern. Nutzpflanzen sind aber auch nach der Ernte im Vorratslager und bei der Verarbeitung von Schädlingen bedroht. In diesem Bereich gibt es allerdings nur wenige etablierte umweltfreundliche Bekämpfungsverfahren. Dazu zählen die Bekämpfung von Motten in Vorratslagern, Bäckereien und Haushalten mit Wespen der Gattung Trichogramma (SCHÖLLER & PROZELL 2003) und die kürzlich eingeführte Kontrolle des Kornkäfers Sitophilus granarius L. mit der Lagererzwespe Lariophagus distinguendus FÖRSTER (STEIDLE & REICHMUTH 2003). Ein Problem bei der Entwicklung neuer, umweltfreundlicher Methoden der Schädlingsbekämpfung im Vorratsschutz besteht darin, dass nur wenig über die Bedingungen bekannt ist, unter denen die Lagerung stattfindet. Um diese Wissenslücke zu schließen, wurden die Lagerbedingungen im Ökologischen Landbau am Beispiel von Getreidelagern in Baden-Württemberg untersucht. Im Mittelpunkt standen die Art und die Größe der Lagerstrukturen, die eingelagerten Güter, die Identität der vorherrschenden Schädlinge sowie die momentan durchgeführten Maßnahmen zur Befallsvorsorge und Schädlingsbekämpfung.
Blattläuse gelten in vielen landwirtschaftlichen Kulturen als bedeutende Schädlinge. In Kartoffeln (Solanum tuberosum) spielen sie vor allem wegen ihrer Fähigkeit zur Virusübertragung eine wichtige Rolle (RADCLIFFE & RAGSDALE 2002). Aus zahlreichen Untersuchungen ist die blattlausreduzierende Wirkung von Strohmulch bekannt, z.B. in Raps (HEIMBACH et al. 2002), Weizen (SCHMIDT et al. 2004), oder Leguminosen (EGGERS & HEIMBACH 2001). Über die Wirkung von Strohmulch in Kartoffeln auf Blattlausbefall und Befall mit dem Kartoffelvirus Y (PVY) in Kleinparzellenversuchen wurde bereits an anderer Stelle berichtet (SAUCKE & DÖRING 2004). In diesem Beitrag werden weitere Ergebnisse aus Praxisversuchen auf ökologisch wirtschaftenden Höfen präsentiert. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Fragestellung, wie sich die Relation zwischen Dosis (d.h. Mulchmenge) und Wirkung (auf Blattlausbesatz und Virusbefall) gestaltet.
Anhand eines Datensatzes von 1.708 Vegetationsaufnahmen aus 154 bayerischen Naturwaldreservaten wurde die realisierte ökologische Nische von 25 Baumarten hinsichtlich Lichtbedarf bzw. Schattentoleranz untersucht. Für jede Baumart wurde die Stetigkeit des Vorkommens in Baumschicht und Verjüngung berechnet. Für jede Aufnahme wurde die dem Bestandesunterwuchs zur Verfügung stehende Lichtmenge durch Berechnung des mittleren ungewichteten Licht-Zeigerwertes (mL) aller vorkommenden Arten (ohne Baumschicht) auf einer Relativskala geschätzt. Für jede 0,5-Einheiten-Stufe von mL wurde die Präferenz jeder Baumart, getrennt nach Baum- (> 5m) und Verjüngungsschicht (< 5m), als Differenz zwischen relativer Häufigkeit der jeweiligen Art und der relativen Häufigkeit aller Aufnahmen in der mL-Stufe im gesamten Datensatz berechnet. Die Präferenzprofile von Baumschicht und Verjüngungsschicht bildeten die Grundlage einer numerischen Klassifikation von 6 lichtökologischen Nischen typen. Diese Typen werden hinsichtlich ihrer Bindung an bestimmte Entwicklungsphasen und Strukturen der natürlichen Walddynamik diskutiert, mit geläufigen Einteilungen der Baumarten verglichen und im Hinblick auf eine Prognose des Verhaltens unter sich ändernden Umweltbedingungen ausgewertet. – Während sich Edellaubbäume des Tilio-Acerion in den Reservaten sehr ähnlich wie Fagus und Abies verhalten, bilden die Baumarten der Eichenmischwälder eine lichtökologische Gruppe mit rückläufiger Verjüngungstendenz. Unter den übrigen Halbschattbaumarten hebt sich eine Gruppe heraus, welche sich in geschlossenen Beständen vorausverjüngt und nach Störung in die Baumschicht vordringt. Pionierbaumarten bleiben in Naturwaldreservaten weitestgehend auf Sonderstandorte, wo ihre Verjüngung viel Licht vorfindet, beschränkt.
Lebensmittelkrisen wie BSE, Schweinepest, Vogelgrippe und der »Gammelfleischskandal« haben das Vertrauen der Verbraucher in den Agrarmarkt erschüttert. Deshalb verwenden Produzenten und Einzelhändler heute mehr Anstrengungen als jemals zuvor darauf, der verunsichernden Anonymität der global organisierten Produktion durch die Herstellung sozialer Nähe entgegenzuwirken. So suggerieren Herkunftszertifi kate für Regionalprodukte sowie eine schnell steigende Zahl von Hygiene-, Sozial- und Umweltstandards Verlässlichkeit aufgrund von geringen räumlichen Distanzen und unabhängiger Kontrolle, während Initiativen wie »Caretrace: Meet the Farmer« dadurch Vertrauen schaffen sollen, dass sich der Konsument im Internet über den individuellen Produzenten informieren kann. Doch die Folgen dieser Umbrüche für Produktionsweisen und Anbauregionen sind bislang nur wenig bekannt.
Fababohnen (Vicia faba L.) nehmen in der Ökologischen Landwirtschaft als Protein- und N-Quelle eine wichtige Stellung in der Fruchtfolge ein (Lampkin 1994; Müller & von Fragstein und Niemsdorff 2006). Als ertragslimitierende Faktoren spielen neben Wasserknappheit auch Schaderreger wie Insekten, Pilze und verschiedene Viruserkrankungen (Cockbain 1983) eine wichtige Rolle. Virusbedingte Ertragseinbußen wurden von Schmidt (1984) in konventionellen Fababohnen Ostdeutschlands auf jährlich ca. 8% geschätzt. Unter den nicht-chemischen Verfahren zur Minderung von vektorvermittelten Viruserkrankungen in Ackerkulturen, mit zugleich potentieller Eignung für ökologische Anbauverhältnisse, gehört neben der Frühsaat (Heathcote & Gibbs 1962) auch die Anwendung von Strohmulch. Mulchen erzielte insbesondere bei nicht-persistenterÜbertragung durch Blattläuse virusreduzierende Effekte in Lupinen. (Jones 1994), Kartoffeln (Heimbach & al. 1998; Saucke & Döring 2004) und Raps (& al. 2002). Ziele der vorliegenden Arbeit bildeten die Anwendung von Strohmulch in Kombination mit Früh- und Spätsaat in einem faktoriellen Parzellenversuch im Ökologischen Anbau von Fababohnen hinsichtlich der Auswirkungen auf Blattlausbesiedelung, Virusinfektionen, Pflanzenentwicklung und Ertrag.
Im vorliegenden Beitrag wird den Fragen nach der Identifikation und der finanziellen Bewertung von Ertragseinbußen in der forstlichen Produktion nachgegangen. Am Beispiel wird auf die Folgen von möglicherweise durch den Klimawandel zu erwartenden Wachstumseinschränkungen, von Ausfallrisiken der Bestände sowie von Hiebsatzbeschränkungen und Kulturkosten auf den Ertragswert von Forstbetrieben eingegangen. Anhand von für den kommunalen Forstbetrieb der Stadt Zittau erzielten Ergebnissen wird gezeigt, dass die Abweichung vom finanziell optimalen Einschlagzeitpunkt sowie hohe Kulturkosten, weit größeren Einfluss haben können als Klimawandel und Ausfallrisiko.
The estimation model PhytoCalc allows a non-destructive quantification of dry weight and nutrient pools of understorey plants in forests by using the relationship between species biomass, cover and mean shoot length. The model has been validated with independent samples in several German forest types and can be a useful tool in forest monitoring. However, in open areas within forests (e.g. clearcuts), the current model version underestimates biomass and produces unreliable nutrient pool estimations. Thus, tissue density, as approximated by leaf dry matter content (LDMC), is systematically higher under high light compared to low light conditions. We demonstrate that the ratio of LDMC under clearcut conditions to LDMC under forest conditions can be used to adjust the PhytoCalc model to clearcut conditions. We investigated the LDMC ratio of five exemplary species commonly occurring on clearcuts. Integrating the square of the ratio as a correction factor improved estimates of biomass to more than 70% fit between observations and predictions. Results also suggest this ratio can be used to correct nutrient concentrations modelled in PhytoCalc, which tend to be overestimated in clearcuts. As morphological groups of plant species exhibit significantly different ratios, we advise using group-specific correction factors for clearcut adjustments in the future.
This study presents a global scale analysis of cropping intensity, crop duration and fallow land extent computed by using the global dataset on monthly irrigated and rainfed crop areas MIRCA2000. MIRCA2000 was mainly derived from census data and crop calendars from literature. Global cropland extent was 16 million km2 around the year 2000 of which 4.4 million km2 (28%) was fallow, resulting in an average cropping intensity of 0.82 for total cropland extent and of 1.13 when excluding fallow land. The lowest cropping intensities related to total cropland extent were found for Southern Africa (0.45), Central America (0.49) and Middle Africa (0.54), while highest cropping intensities were computed for Eastern Asia (1.04) and Southern Asia (1.0). In remote or arid regions where shifting cultivation is practiced, fallow periods last 3–10 years or even longer. In contrast, crops are harvested two or more times per year in highly populated, often irrigated tropical or subtropical lowlands where multi-cropping systems are common. This indicates that intensification of agricultural land use is a strategy that may be able to significantly improve global food security. There exist large uncertainties regarding extent of cropland, harvested crop area and therefore cropping intensity at larger scales. Satellite imagery and remote sensing techniques provide opportunities for decreasing these uncertainties and to improve the MIRCA2000 inventory.
Agriculture of crops provides more than 85% of the energy in human diet, while also securing income of more than 2.6 billion people. To investigate past, present and future changes in the domain of food security, water resources and water use, nutrient cycles, and land management it is required to know the agricultural land use, in particular which crop grows where and when. The current global land use or land cover data sets are based on remote sensing and agricultural census statistics. In general, these only contain one or very few classes of agricultural land use. When crop-specific areas are given, no distinction of irrigated and rainfed areas is made, whereas it is necessary to distinguish rainfed and irrigated crops, because crop productivity and water use differ significantly between them.
To support global-scale assessments that are sensitive to agricultural land use, the global data set of Monthly Irrigated and Rainfed Crop Areas around the year 2000 (MIRCA2000) was developed by the author. With a spatial resolution of 5 arc-minutes (approximately 9.2 km at the equator), MIRCA2000 provides for the first time, spatially explicit irrigated and rainfed crop areas separately for each of the 26 crop classes for each month of the year, and includes multi-cropping. The data set covers all major food crops as well as cotton, while the remaining crops are grouped into three categories (perennial, annual and fodder grasses). Also for the first time, crop calendars on national or sub-national level were consistently linked to annual values of harvested area at the 5 arc-minutes grid cell level, such that monthly growing areas could be computed that are representative for the time period 1998 to 2002.
The downscaling algorithm maximizes the consistency to the grid-based input data of cropland extent [Ramankutty et al., 2008], crop-specific total annual harvested area [Monfreda et al., 2008], and area equipped for irrigation [Siebert et al., 2007]. In addition to the methodology, this dissertation describes differences to other datasets and standard scaling methods, as well as some applications. For quality assessment independent datasets and newly developed quality parameters are used, and scale effects are discussed.
Supplementary Appendices document crop calendars for irrigated and rainfed crops for each of the 402 spatial units (Appendix I), data sources of harvested area and of cropping periods for irrigated crops, country by country (Appendix K), as well as data quality parameters (Appendix L, including spreadsheet files).
Erfahrungen aus einer transdisziplinär angeleiteten Serie von Stakeholder-Workshops zur nachhaltigen Klima-Adaption von mitteleuropäischen Wirtschaftswäldern werden vorgestellt und hinsichtlich der Baumartenwahl, der Risikoreduktion und der Segregation von Funktionen ausgewertet. Eine vorhergehende Diskursfeldanalyse erleichterte sowohl die Auswahl der Stakeholder als auch die anschließende Analyse der durchgeführten Stakeholder-Prozesse. Die ausreichende Beteiligung gesellschaftlicher Anspruchsgruppen trägt nicht nur dazu bei, mögliche gesellschaftliche Anforderungen an die Klima-Adaption von Wirtschaftswäldern zu identifizieren, sondern sie auch so breit zu erörtern, dass damit deren Konkretisierung möglich wird. Soweit eine Atmosphäre gegenseitigen Lernens geschaffen werden kann, können dabei auch bekannte (oder vermutete) Frontstellungen aufgebrochen und Auswege zu einer konfliktvermeidenden Umsetzung (z.B. durch Aufbau einer fachübergreifende Begleitforschung) aufgezeigt werden.
The paper broaches the issue of unfair trading practices (UTPs) at the expense of, economically spoken, weaker actors among the food supply chain in context of the EU. For illustrating the concept of UTPs and delivering a theoretical basis for scrutinizing the term of fairness in respective trading practices the paper suggests the three variables 1) bargaining power, 2) market power/anti competitive practices and 3) unequal gain distribution. Subsequently the article presents selected national food-specific legislative based reactions towards UTPs evolved in context of the three variables. Ultimately the paper presents a qualitatively generated hypothesis which presumes that legislative food-specific measurements focussing on protecting suppliers lead to a beneficial monetary share for farmers, by means of influencing the producer price to a monetarily advantageous extent. The hypothesis was generated unprejudiced in the run-up to the paper. The research design which led to the hypothesis mentioned will be presented.
Wer das zu besprechende Werk von Susan Richter zur Hand nimmt, wird beim Blick in das Inhaltsverzeichnis positiv überrascht. Die überarbeitete Heidelberger Habilitationsschrift erweist sich nämlich nicht nur, wie im Titel angekündigt, als eine Studie "[zur] Verflechtung von Herrschaft und Landwirtschaft in der Aufklärung", sondern auch als ein Buch, das den Blick weit über den europäischen Horizont hinaus richtet: Versucht wird darin, die wichtige Rolle des chinesischen Kaisers und insbesondere des von ihm jährlich durchgeführten Pflugrituals für den physiokratischen und kameralistischen Diskurs herauszuarbeiten. Die Studie verschreibt sich somit einem transfergeschichtlichen Ansatz. Sie untersucht nebst den Schriften und Bildzeugnissen aus dem Umkreis von Kameralisten und Physiokraten auch deren Quellen – Berichte von Reisenden und Experten, vor allem aber die berühmten Jesuitenberichte aus China. ...
In October 2015, the Cluster of Excellence 'Image Knowledge Gestaltung. An Interdisciplinary Laboratory' at Humboldt Universität zu Berlin staged a symposium entitled Science meets Comics. Academics from various disciplines converged along with artists from all over the world in order to discuss the future of global nutrition – and the medium of the comic strip as a communication tool for the complex issues in this field. The open two-day symposium was followed by a closed, three-day workshop wherein the artists and cluster members took up the issues raised at the symposium and worked on possible directions for the future.
Human-induced environmental change represents one of the major challenges of current and future generations. To evaluate the anthropogenic impacts on the biosphere, the concept of Planetary Boundaries was developed, indicating that in case of four out of nine environmental indicators a transgression of corresponding boundaries has already taken place: Biodiversity loss, climate change, land-system change, and biogeochemical flows. Further, paleoclimate research has shown that the earth´s environment has been relatively stable for the last 12,000 years. Researchers assume that this, in geological terms, very short period – called Holocene – is now already again replaced by a new geological era: the Anthropocene, due to the tremendous impacts humans had on earth.
Our daily food consumption is slowly but surely turning into the largest environmental threat. The agricultural sector consumes 70% of the water used by humankind. The production of meat consumes enormous amounts of water compared to plants. Innovations in the area of food production are lately summarized as AgTech, agricultural technology. This encompasses all sorts of areas, ranging from drone-controlled tractors to printed hamburgers. Specifically the challenge of making use of the limited areas available in cities and maximizing crop yields has seen a recent boom in novel approaches – and quite a bit of investor finance.
The Global Irrigation Model (GIM) is used within the framework of the global hydrological model WaterGAP to calculate monthly irrigation crop water use. Results on a 0.5 degrees grid include, consumption (ICU) and, via division by irrigation efficiencies, water withdrawal (IWU). The model distinguishes up to two cropping periods of rice and non-rice crops, each grown for 150 days, using a grid of area equipped for irrigation (AEI). Historical development of AEI and fraction of area actually irrigated (AAI) was previously considered via scaling of cell-specific results with country-specific factors for each year. In this study, GIM was adapted to use the new Historical Irrigation Data set (HID) with cell-specific AEI for 14 time slices between 1900 and 2005. AEI grids were temporally interpolated, and using the optional grid of AAI/AEI, results for years 1901-2014 were generated (runs "HID-ACT"). Thus, new installation or abandonment of irrigation infrastructure in new grid cells can be represented in a spatially explicit manner. For evaluated years 1910, 1960, 1995, and 2005, ICU from HID-ACT was superior to country-specific scaled results (run "HID-ACTHIST") in representing historical development of the spatial pattern. Compared to US state-level reference data, spatial patterns were better, while country totals were not always better. For calculating the cropping periods, 30-years climate means are needed, the choice of which is relevant. Four chosen periods before 1981-2010 all resulted in considerable, pertaining changes of ICU spatial pattern, and various percent changes in country totals. This might be because of already present climate change.
Good quality data on precipitation are a prerequisite for applications like short-term weather forecasts, medium-term humanitarian assistance, and long-term climate modelling. In Sub-Saharan Africa, however, the meteorological station networks are frequently insufficient, as in the Cuvelai-Basin in Namibia and Angola. This paper analyses six rainfall products (ARC2.0, CHIRPS2.0, CRU-TS3.23, GPCCv7, PERSIANN-CDR, and TAMSAT) with respect to their performance in a crop model (APSIM) to obtain nutritional scores of a household’s requirements for dietary energy and further macronutrients. All products were calibrated to an observed time series using Quantile Mapping. The crop model output was compared against official yield data. The results show that the products (i) reproduce well the Basin’s spatial patterns, and (ii) temporally agree to station records (r = 0.84). However, differences exist in absolute annual rainfall (range: 154 mm), rainfall intensities, dry spell duration, rainy day counts, and the rainy season onset. Though calibration aligns key characteristics, the remaining differences lead to varying crop model results. While the model well reproduces official yield data using the observed rainfall time series (r = 0.52), the products’ results are heterogeneous (e.g., CHIRPS: r = 0.18). Overall, 97% of a household’s dietary energy demand is met. The study emphasizes the importance of considering the differences among multiple rainfall products when ground measurements are scarce.
Grüne Maden schonen Umwelt : studentisches Projekt Green Grubs stellt proteinreiches Tierfutter her
(2019)
Within the world’s oceans, regionally distinct ecological niches develop due to differences in water temperature, nutrients, food availability, predation and light intensity. This results in differences in the vertical dispersion of planktonic foraminifera on the global scale. Understanding the controls on these modern-day distributions is important when using these organisms for paleoceanographic reconstructions. As such, this study constrains modern depth habitats for the northern equatorial Indian Ocean, for 14 planktonic foraminiferal species (G. ruber, G. elongatus, G. pyramidalis, G. rubescens, T. sacculifer, G. siphonifera, G. glutinata, N. dutertrei, G. bulloides, G. ungulata, P. obliquiloculata, G. menardii, G. hexagonus, G. scitula) using stable isotopic signatures (δ18O and δ13C) and Mg/Ca ratios. We evaluate two aspects of inferred depth habitats: (1) the significance of the apparent calcification depth (ACD) calculation method/equations and (2) regional species-specific ACD controls. Through a comparison with five global, (sub)tropical studies we found the choice of applied equation and δ18Osw significant and an important consideration when comparing with the published literature. The ACDs of the surface mixed layer and thermocline species show a tight clustering between 73–109 m water depth coinciding with the deep chlorophyll maximum (DCM). Furthermore, the ACDs for the sub-thermocline species are positioned relative to secondary peaks in the local primary production. We surmise that food source plays a key role in the relative living depths for the majority of the investigated planktonic foraminifera within this oligotrophic environment of the Maldives and elsewhere in the tropical oceans.
As a cognitively-mediated response, autonomous adaptation at farm-gate levels constitutes reactionary actions by farmers against climate impacts. These actions are shaped by interacting factors such as household characteristics, livelihood scope and resources. It is driven by the goal of adapting cultivated farmlands to climate and for sustaining crop yields. Thus, interest in balancing adaptation goals with protection of vegetation conditions is less of a priority. Lack of research interest in understanding the gap between objectives of reactionary adaptation and protection of surface conditions (vegetation canopies) is a gap in research. In many studies, farm-gate level adaptation is described as a set of zero-feedback actions in response to climate impacts. This perception conceals the stress and impact-engendering attribute of reactionary adaptation. Inspired towards addressing this conceptual gap; this study investigates impact of farmers’ reactionary adaptation on vegetation cover in Keffi, Nasarawa, Nigeria. A twenty-year time-series NDVI and rainfall datasets are linearly regressed to examine the extent of NDVI-rainfall sensitivity. A weak linear relationship between NDVI and rainfall in Keffi for the period, 1999-2018 is observed. At a regression slope of 0.001, R squared, R2=0.129 (implying that only about 13% of the variability in NDVI in Keffi are explained by rainfall amount) and a bivariate regression coefficient, r=0.359; statistical evidence shows that rainfall amount are not significant predictors of NDVI in Keffi. In investigating the possible interference of non-rainfall factors on vegetation productivity (NDVI) in Keffi; a residual trend (RESTREND) analysis was carried out. Regression of residuals from NDVI-Rainfall linear regression produced a R=0.192 with a negative and downwards slope. The downward character of the RESTREND slope is suggestive of non-rainfall factors contained in the residuals. In validating the RESTREND analysis, a comparative analysis between observed and predicted NDVI derived from a reference NDVI value of 0.46 was carried out. The NDVI value of 0.46, is empirically assumed to be average NDVI value expected at a minimum rainfall amount of 850mm/year reported in tropical Savanna ecosystems. Using this empirical relationship, NDVI values were predicted for Keffi. Even at higher rainfall amounts≈1340mm/year, amounts were unable to produce corresponding higher NDVI values; rather a more plausible correlation between reference-derived predicted NDVI values and rainfall was obtained. A further analysis with predicted NDVI values, based on 1999 NDVI value in Keffi returned higher NDVI units than observed NDVI values. This strengthens the attribution of the possible interference of rainfall-NDVI sensitivity by non-rainfall factors like human activities on vegetation productivity. Surface soil analysis to exclude potential impacts of soil nutrients and moisture deficiency on vegetation productivity, showed that soil had insignificant effect on vegetation dynamics. Further inferential analysis, using the inter-annual NDVI and the reclassified bi-decadal NDVI maps showed that spatial vegetation distribution in Keffi were driven by farmers inter-annual rotational cultivation footprints than rainfall variability. With a three-class categorization, “gain, loss and significant loss”, the spatial distribution of vegetation in Keffi between (1999-2008) and (2009-2018) was assessed. Temporal condition (stressed and healthy) across the three classes supports the attribution of farmers’ reactionary adaptation and cultivation practices on the dynamic spatial vegetation distribution. Between 1999 -2018, an increase in areas with significant vegetation loss (42%), so with a decrease of -25% in areas with healthy vegetation was observed. The character of vegetation cover across the two decadal time slices, reflects landuse intensity and unsustainable farming practices. Preferences for modification of cultivation practices and changes in seed by farmers exerts positive feedbacks on vegetation cover. Higher statistical measures, 38.4% (yearly cropping) and 44% (shifting cultivation with less fallow periods) were observed in the chi-square analysis. These measures were higher than 2.0% relating to shifting cultivation with more fallow periods. While 11.6% farmers noted cultural practices as reasons for preferred cultivation methods, 48.4% farmers attributed climate as reason behind cultivation modification. This was higher than 24.4% who linked issues of tenure rights to cultivation practices. With preferences for yield- breaching strategies, the non-receding cultivation and shorter fallow practices in Keffi triggers feedback on vegetation dynamics. Evidence from this study shows that the NDVI-rainfall functional sensitivity in Keffi is plausibly dampened by effects of reactionary farm-gate level adaptation practices.
Vegetation responds to drought through a complex interplay of plant hydraulic mechanisms, posing challenges for model development and parameterization. We present a mathematical model that describes the dynamics of leaf water-potential over time while considering different strategies by which plant species regulate their water-potentials. The model has two parameters: the parameter λ describing the adjustment of the leaf water potential to changes in soil water potential, and the parameter Δψww describing the typical ‘well-watered’ leaf water potentials at non-stressed (near-zero) levels of soil water potential. Our model was tested and calibrated on 110 time-series datasets containing the leaf- and soil water potentials of 66 species under drought and non-drought conditions. Our model successfully reproduces the measured leaf water potentials over time based on three different regulation strategies under drought. We found that three parameter sets derived from the measurement data reproduced the dynamics of 53% of an drought dataset, and 52% of a control dataset [root mean square error (RMSE) < 0.5 MPa)]. We conclude that, instead of quantifying water-potential-regulation of different plant species by complex modeling approaches, a small set of parameters may be sufficient to describe the water potential regulation behavior for large-scale modeling. Thus, our approach paves the way for a parsimonious representation of the full spectrum of plant hydraulic responses to drought in dynamic vegetation models.
Mehr als 7 Prozent der Treibhausgase, die in Deutschland freigesetzt werden, stammen aus der Landwirtschaft: Von wiederkäuenden Rindern etwa, aus stickstoffhaltigen Düngemitteln. Hinzu kommen Emissionen aus trockengelegten Mooren oder aus verrottendem Humus umgepflügter Wiesen. Rund 58 Milliarden Euro fließen jährlich vom EU-Budget in die europäische Landwirtschaft. Dies gibt Bund und Ländern viele Möglichkeiten, etwas für den Klimaschutz zu tun.
Der Wald der Zukunft ... : ...braucht andere Bäume. Welche, versuchen Forscher herauszufinden
(2020)
Die Luft ist heiß und trocken, der sandige Boden hält kein Wasser: Es gibt nicht viele Wälder in Deutschland, denen es schlechter geht als dem Frankfurter Stadtwald. Für Wolfgang Brüggemann und Vera Holland ist er damit der perfekte Ort, um klimawandelresistente Bäume zu finden. Denn: Wer es hier schafft, der schafft es überall.
In recent years, reports of elephants causing damage in rural villages by destroying houses and foraging on stored food have been increasing, but little is known about the determinants and magnitude of this damage. In this study, we have examined the extent of property damage by elephants (Loxodonta africana and Elephas maximus), in one African and two Asian study areas over a six‐year period. A total of 1,172 damaged constructions were observed on site, involving detailed damage assessment by trained enumerators and standardized interviews with witnesses. Depending on the study area, between 67.1 and 86.4% of damage events were attributed to single, individual elephants or pairs of males. The majority of properties were damaged in search for food (62.5–76.7% respectively). Property damage caused higher mean losses than crop damage on farmland in all study areas. Results suggest that property damage by elephants has been largely underestimated and needs to form a focus in future human–elephant conflict research. We suggest a need to reduce the attractiveness of villages by storing food in locked and safe places, away from sleeping areas and to foster the development of elephant safe stores, appropriate to the particular cultural background of the target area.
Traditional beekeeping has been playing important socio-economic roles in Ethiopia for millennia. The country is situated in northeast Africa, where ranges of major evolutionary lineages of Apis mellifera adjoin. However, studies on the classification and distribution of subspecies and lineages of honey bees in the country are partly inconsistent, either proposing multiple subspecies and lineages or a unique A. m. simensis. This study was conducted with the aim of elucidating Ethiopian honey bees in reference to African subspecies and major global lineages using wing geometric morphometrics and COI-COII mitochondrial DNA analyses. For this purpose, 660 worker bees were collected from 66 colonies representing highland, midland, and lowland zones in different locations. Both methods indicated that the samples from this study form a distinct cluster together with A. m. simensis reference. In addition, forewing venation patterns showed that most of the Ethiopian samples are separate from all reference subspecies, except A. m. simensis. Analysis of COI-COII sequences revealed five DraI haplotypes (Y2, Y1, A1, and O5’), of which one was new denoted as Y3. Moreover, centroid size strongly associated with elevation. In conclusion, the results supported that Ethiopian honey bees are distinct both at lineage and subspecies levels; however, there is an indication of lineage O in the north.
Making agriculture sustainable is a global challenge. In the European Union (EU), the Common Agricultural Policy (CAP) is failing with respect to biodiversity, climate, soil, land degradation as well as socio‐economic challenges.
The European Commission's proposal for a CAP post‐2020 provides a scope for enhanced sustainability. However, it also allows Member States to choose low‐ambition implementation pathways. It therefore remains essential to address citizens' demands for sustainable agriculture and rectify systemic weaknesses in the CAP, using the full breadth of available scientific evidence and knowledge.
Concerned about current attempts to dilute the environmental ambition of the future CAP, and the lack of concrete proposals for improving the CAP in the draft of the European Green Deal, we call on the European Parliament, Council and Commission to adopt 10 urgent action points for delivering sustainable food production, biodiversity conservation and climate mitigation.
Knowledge is available to help moving towards evidence‐based, sustainable European agriculture that can benefit people, nature and their joint futures.
The statements made in this article have the broad support of the scientific community, as expressed by above 3,600 signatories to the preprint version of this manuscript. The list can be found here (https://doi.org/10.5281/zenodo.3685632).
A free Plain Language Summary can be found within the Supporting Information of this article.
Similar to chloroplast loci, mitochondrial markers are frequently used for genotyping, phylogenetic studies, and population genetics, as they are easily amplified due to their multiple copies per cell. In a recent study, it was revealed that the chloroplast offers little variation for this purpose in central European populations of beech. Thus, it was the aim of this study to elucidate, if mitochondrial sequences might offer an alternative, or whether they are similarly conserved in central Europe. For this purpose, a circular mitochondrial genome sequence from the more than 300-year-old beech reference individual Bhaga from the German National Park Kellerwald-Edersee was assembled using long and short reads and compared to an individual from the Jamy Nature Reserve in Poland and a recently published mitochondrial genome from eastern Germany. The mitochondrial genome of Bhaga was 504,730 bp, while the mitochondrial genomes of the other two individuals were 15 bases shorter, due to seven indel locations, with four having more bases in Bhaga and three locations having one base less in Bhaga. In addition, 19 SNP locations were found, none of which were inside genes. In these SNP locations, 17 bases were different in Bhaga, as compared to the other two genomes, while 2 SNP locations had the same base in Bhaga and the Polish individual. While these figures are slightly higher than for the chloroplast genome, the comparison confirms the low degree of genetic divergence in organelle DNA of beech in central Europe, suggesting the colonisation from a common gene pool after the Weichsel Glaciation. The mitochondrial genome might have limited use for population studies in central Europe, but once mitochondrial genomes from glacial refugia become available, it might be suitable to pinpoint the origin of migration for the re-colonising beech population.
Lisa Cronjäger untersucht entlang einer aus dem 19. Jahrhundert stammenden forstwissenschaftlichen Taxationskarte von Claës Wilhelm Gyldén, auf welche Weise Zukunft als kartografische Projektion entworfen wird. Das Ziel von Gyldén, den Holzertrag eines Waldes prognostisch zu regulieren, wird hierbei über diagrammatische und kalkulatorische Berechnungs- und Darstellungsverfahren erst möglich gemacht. Die Imagination einer genauen Planbarkeit von Ressourcennutzung, kartografische Genauigkeit und die Unterdrückung von (subalternen) Waldnutzungspraktiken bedingen sich in dieser Konstellation gegenseitig.
Correction to: Apidologie (2020) 51:1182–1198
https://doi.org/10.1007/s13592-020-00796-9
The article Insights into Ethiopian honey bee diversity based on wing geomorphometric and mitochondrial DNA analyses, written by Hailu, T.G., D’Alvise, P., Tofilski, A. et al., was originally published Online First without Open Access. After publication in volume 51, issue 6, page 1182-1198, the author decided to opt for Open Choice and to make the article an Open Access publication. Therefore, the copyright of the article has been changed to © The Author(s) 2020 and the article is forthwith distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution, and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons licence, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article is included in the article’s Creative Commons licence, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article’s Creative Commons licence and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. Open Access funding enabled and organized by Projekt DEAL.
Climate change imposes severe stress on European forests, with forest degradation already visible in several parts of Europe. Thus adaptation of forestry applications in Mediterranean areas and central Europe is necessary. Proactive forestry management may include the planting of Mediter- ranean oak species in oak-bearing Central European regions. Five replicate common gardens of Greek and Italian provenances of Quercus ilex, Q. pubescens and Q. frainetto seedlings (210 each per plantation) were established in Central Italy, NE Greece (two) and Southern Germany (two, including Q. robur) to assess their performance under different climate conditions. Climate and soil data of the plantation sites are given and seedling establishment was monitored for survival and morphological parameters. After 3 years (2019) survival rates were satisfactory in the German and Italian sites, whereas the Greek sites exerted extremely harsh conditions for the seedlings, including extreme frost and drought events. In Germany, seedlings suffered extreme heat and drought periods in 2018 and 2019 but responded well. Provenances were ranked for each country for their performance after plan- tation. In Greece and Italy, Q. pubescens was the best performing species. In Germany, Q. pubescens and Q. robur performed best. We suggest that Greek or Italian provenances of Q. pubescens may be effectively used for future forestation purposes in Central Europe. For the establishment of Quercus plantations in Northern Greece, irrigation appears to be a crucial factor in seedling establishment.