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dc.contributor.advisor Tiedemann, Andreas von Prof. Dr.
dc.contributor.author Comberg, Christian
dc.date.accessioned 2015-08-11T08:46:28Z
dc.date.available 2015-08-11T08:46:28Z
dc.date.issued 2015-08-11
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0022-6076-C
dc.description.abstract Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte anhand eines dreifaktoriellen Feldversuchs bestehend aus den Faktoren Sorte, Saatstärke und wachstumsregulierende Fungizide der Zusammenhang zwischen der Bestandesarchitektur eines Winterrapsbestandes (Brassica napus L.) und dem Kornertrag analysiert werden. Dabei war das Ziel, den optimalen Bestandesaufbau zu ermitteln, welcher zum maximalen Ertrag führt, und zu untersuchen, wie er durch die drei agronomischen Faktoren beeinflusst wird. Der Versuch wurde von 2010/11 bis 2012/13 auf Versuchsflächen der Universität Göttingen durchgeführt. Von den drei Versuchsjahren flossen nur die Daten vom ersten und dritten Versuchsjahr in die Endauswertung ein, da der Versuch im zweiten Versuchsjahr nach starken Auswinterungsverlusten und massivem Befall mit B. cinerea aufgegeben werden musste. Der Versuch bestand aus 32 Versuchsgliedern, die sich aus zwei Winterrapshybridsorten (2010/11: NK Petrol + SY Merlot; 2012/13: NK Petrol + SY Vesuvio), zwei Saatstärken (30 Körner/m² bzw. 60 Körner/m²) und acht wuchsregulierenden Fungizidbehandlungen zusammensetzten. Die Fungizidvarianten variierten in der Anzahl der Behandlungen pro Jahreszeit (Herbst/Frühjahr), im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrolle. Um die Bestandesarchitektur von Winterraps zu beschreiben, sowie deren Einfluss auf die Ertragsbildung von Winterraps zu beurteilen, wurden neben dem Kornertrag, den Ertragsparametern (Strohbiomasse, Ölgehalt, Ölertrag, Ernteindex) und den Ertragsfaktoren (Pflanzen/m², Schoten/Pflanze, Körner/Schote, TKM) folgende Bestandesparameter erfasst: Anzahl der Seitentriebe, Bestandeshöhe, Schotenansatzhöhe, Schotenschichtdicke, photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) im Bestand, Kulturdeckungsgrad, Grünfärbung des Pflanzenbestandes zur Blüte und zur Abreife [Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)], Wurzelhalsdurchmesser, Blätter/Pflanze, Blattlänge und Blattflächenindex (BFI). Zusätzlich wurde das Auftreten von Krankheiten und Schädlingen bonitiert, wobei der Schwerpunkt bei der Wurzelhals- und Stängelfäule (Leptosphaeria maculans/Leptosphaeria biglobosa, anamorph Phoma lingam) und der Kleinen Kohlfliege (Delia radicum) lag. Die Daten der einzelnen Parameter wurden für jedes Versuchsjahr getrennt voneinander ausgewertet. Mit Hilfe multipler Regressionen wurde der Bestandesparameter bestimmt, der im jeweiligen Jahr den größten Einfluss auf den Kornertrag hatte. Das erste Versuchsjahr 2010/11 war gekennzeichnet von einem nass kalten Herbst, auf den ein kalter und schneereicher Winter folgte. Die Hauptwachstumsphase des Rapses (März bis Mai) zeichnete sich durch unterdurchschnittliche Niederschlagsmengen ( 98,8 mm) und leicht überdurchschnittliche Temperaturen (+0,5°C) aus. Ausreichende Niederschläge im Juni verhinderten stärkere Ertragsdepressionen. Die Abreife erfolgte unter kühlen und trockenen Bedingungen. Die Witterung des Versuchsjahres 2012/13 unterschied sich von der Witterung des Jahres 2010/11 dahingehend, dass der Herbst milder und trockener, der Winter länger und trockener, die Hauptwachstumsphase des Rapses deutlich feuchter (+98,0 mm) und kühler (-2,8°C) und die Abreifephase warm und trocken war. Bedingt durch die Witterung, winterten im Jahr 2010/11 mehr Pflanzen/m² aus als im Jahr 2012/13. Ferner kürzten die wachstumsregulatorischen Fungizide unter den trockenen Bedingungen im Frühjahr 2011 die Rapsbestände nicht so stark ein wie unter den feuchteren Bedingungen im Frühjahr 2013. Insgesamt lagen durch die Witterungsunterschiede die gemittelten Winterrapserträge im Jahr 2012/13 mit 5,58 t/ha um 1,11 t/ha höher als im Jahr 2010/11. Im Versuchsjahr 2010/11 hatte die Strahlungsaufnahme durch den grünen Pflanzenbestand zur Mitte der Schotenentwicklung (BBCH 75) den stärksten positiven Einfluss auf den Kornertrag. Wie viel PAR vom Pflanzenbestand in BBCH 75 aufgenommen wurde, war primär von der Pflanzendichte im Frühjahr in BBCH 16/18 abhängig. Die Pflanzendichte beeinflusste hauptsächlich den Kulturdeckungsgrad in BBCH 32/34 (65,5%), der mit zunehmender Pflanzendichte anstieg. Ein dichter Kulturdeckungsgrad führte im weiteren Entwicklungsverlauf zu einer dichten, grünen Schotenschicht, die wenig PAR bis zum Boden durchließ. Bei der hohen Saatstärke von 60 Körnern/m² waren die Pflanzendichte in BBCH 16/18, der Kulturdeckungsgrad in BBCH 32/34 sowie die Grünfärbung des Pflanzenbestandes in BBCH 73 signifikant höher und der Anteil an PAR unter den Schoten sowie am Boden in BBCH 75 signifikant niedriger als bei der niedrigen Saatstärke von 30 Körnern/m². Der Kornertrag war bei der Sorte SY Merlot bei der hohen Saatstärke signifikant höher als bei der niedrigen Saatstärke. Bei der Sorte NK Petrol war der Kornertrag zwar auch bei der hohen Saatstärke höher als bei der niedrigen Saatstärke, allerdings waren diese Unterschiede nicht signifikant. Die Fungizidbehandlungen hatten kaum einen Einfluss auf die ertragsrelevanten Bestandesparameter. Aufgrund eines geringeren Feldaufganges und höheren Auswinterungsverlusten bei SY Merlot, kam es u.a. bei der Pflanzendichte im Herbst in BBCH 14/15 sowie im Frühjahr in BBCH 16/18 oder beim Kulturdeckungsgrad in BBCH 32/34 zu signifikanten Unterschieden zwischen den beiden Sorten SY Merlot und NK Petrol. Insgesamt hatte die Saatstärke im Jahr 2010/11 den größten Einfluss auf die Bestandesarchitektur und damit auf die Ertragsbildung im Winterraps. Alle untersuchten Ertragsfaktoren hatten einen signifikanten Einfluss auf den Kornertrag, wobei die Anzahl Pflanzen/m² den stärksten Effekt aufwies. Mit steigender Pflanzendichte nahm der Kornertrag zu. Die Anzahl Schoten/Pflanze, die Anzahl Körner/Schote, die TKM und die Anzahl Seitentriebe/Pflanze waren dagegen negativ mit dem Kornertrag korreliert, was auf den negativen Zusammenhang zwischen diesen Ertragsfaktoren und der Pflanzendichte zurückzuführen war. Im Jahr 2010/11 war der Befall mit der Wurzelhals- und Stängelfäule schwach negativ mit dem Kornertrag korreliert. Dabei wies der Befallswert (BW) mit der Wurzelhals- und Stängelfäule am Wurzelhals in BBCH 83/84 den stärksten, negativen Zusammenhang mit dem Kornertrag auf (rp = -0,363). Die schwach negative Beziehung zwischen dem Wurzelhalsbefall mit P. lingam und der Grünfärbung des Pflanzenbestandes in BBCH 73 (3,9%) verdeutlichte, wie sich der Befall auf den Kornertrag auswirkte. Für das Jahr 2012/13 wurden dagegen keine signifikanten, negativen Beziehungen zwischen dem Befall mit der Wurzelhals- und Stängelfäule und dem Kornertrag festgestellt, da der Befall mit P. lingam deutlich niedriger war (BW = 1-2) als im Jahr 2010/11(BW = 3-5). Der BW mit der Wurzelhals- und Stängelfäule am Wurzelhals in BBCH 83/84 war zum einen von der Pflanzendichte im Frühjahr in BBCH 16/18 und zum anderen von dem BW mit der Wurzelhals- und Stängelfäule am unteren Stängel abhängig. Die Pflanzen in der niedrigen Saatstärkenvariante waren stärker mit P. lingam am Wurzelhals befallen als die Pflanzen in der hohen Saatstärkenvariante, da bei der niedrigen Saatstärke mehr Pflanzen durch den Larvenfraß der Kleinen Kohlfliege geschädigt wurden als bei der hohen Saatstärke. Der BW der Wurzelhals- und Stängelfäule am unteren Stängel sowie am Wurzelhals ließ sich im Jahr 2010/11 signifikant durch die Wirkstoffkombination aus Paclobutrazol und Difenoconazol reduzieren. Beim Wurzelhalsbefall war allerdings entscheidend, dass die besagte Wirkstoffkombination schon im Herbst appliziert wurde (Var. 3, 4, 6 und 7). Die praxisübliche Fungizidvariante, in der die Wirkstoffkombination aus Mepiquatchlorid und Metconazol sowie der Wirkstoff Tebuconazol eingesetzt wurden, reduzierte den Befall mit P. lingam nicht signifikant. Im Versuchsjahr 2012/13 hatte die Schotenansatzhöhe in BBCH 75 den stärksten positiven Einfluss auf den Kornertrag (30,6%). Die Schotenansatzhöhe in BBCH 75 wurde wiederum am stärksten durch die Bestandeshöhe in BBCH 65/67 beeinflusst (96,2%). Die Bestandeshöhe in BBCH 65/67 zeigte die stärkste positive Korrelation mit der Schotenansatzhöhe desselben Stadiums (95,5%). Somit hatten im Jahr 2012/13 das Längenwachstum der Bestände und die Beeinflussung des Längenwachstums durch wuchsregulierende Fungizide einen wesentlichen Anteil an der Ertragsbildung von Winterraps. Je häufiger die Wirkstoffkombination aus Paclobutrazol und Difenoconazol appliziert wurde, desto stärker wurde die Schotenansatzhöhe in BBCH 75 signifikant eingekürzt. Im Fall der Bestandeshöhe in BBCH 65/67 wurde eine ähnliche Wirkungsweise beobachtet. Je stärker das Stängelgewebe am Wachstum gehindert wurde, desto stärker verringerten sich der Strohbiomasseertrag und damit auch der Kornertrag. Zu signifikanten Ertragsreduktionen führten insbesondere die Variante 4, in der zweimal im Herbst und einmal im Frühjahr die Wirkstoffkombination aus Paclobutrazol und Difenoconazol verwendet wurde und die Variante 6, in der zweimal im Herbst und zweimal im Frühjahr die gleiche Wirkstoffkombination eingesetzt wurde. Die signifikanten Höhenunterschiede zwischen NK Petrol und SY Vesuvio hatten keinen Einfluss auf den Strohbiomasseertrag bzw. Kornertrag. Die Saatstärke stellte im Jahr 2012/13 keinen ertragslimitierenden Faktor dar, sodass bei beiden Saatstärken ähnlich hohe Kornerträge erzielt wurden. Zusammenfassend hatten im Jahr 2012/13 die wuchsregulierenden Fungizidbehandlungen den größten Einfluss auf die Bestandesarchitektur und damit auf die Ertragsbildung im Winterraps. Im Jahr 2012/13 hatten von den Ertragsfaktoren die Anzahl Seitentriebe/Pflanze, die Pflanzendichte im Frühjahr und die TKM einen signifikanten Einfluss auf den Kornertrag. Der stärkste Einfluss ging dabei von der Anzahl an Seitentriebe/Pflanze aus, wobei mit zunehmender Seitentriebzahl der Kornertrag sank. Die Pflanzendichte und die TKM beeinflussten den Kornertrag positiv. Aufgrund sehr niedriger Bestimmtheitsmaße von maximal 5%, waren diese Zusammenhänge allerdings recht gering. Demnach spielten die Ertragsfaktoren in der Ertragsbildung eine untergeordnete Rolle. Das Optimum zwischen der Pflanzendichte im Frühjahr und der Anzahl an Seitentrieben/Pflanze lag im Jahr 2010/11 bei ca. 40 Pflanzen/m² und ca. 8 Seitentrieben/Pflanze und im Jahr 2012/13 bei ca. 45 Pflanzen/m² und ca. 7 Seitentrieben/Pflanze. Generell konnte festgestellt werden, dass bei einer Erhöhung der Aussaatstärke um den Faktor 2, im Durchschnitt 2 Seitentriebe/Pflanze weniger ausgebildet wurden. Die Anzahl der Seitentriebe/Pflanze wurde in beiden Versuchsjahren in fast allen Fällen nicht signifikant durch die wuchsregulierenden Fungizidbehandlungen erhöht. Somit konnte die Seitentriebbildung der Einzelpflanzen nicht verbessert werden. Insgesamt kann festgehalten werden, dass je nach Jahreswitterung die Saatstärke, teils in Kombination mit der Sorte, oder die wuchsregulierenden Fungizidbehandlungen die Bestandesarchitektur von Winterraps beeinflusst haben und dadurch maßgeblich an der Ertragsbildung von Winterraps beteiligt waren. Damit stehen dem Landwirt v.a. durch die Saatstärke und durch die wachstumsregulierenden Fungizide anbautechnische Instrumente zur Verfügung, um gezielt in die Bestandesarchitektur von Winterraps einzugreifen. Nach den vorliegenden Ergebnissen sollte die Saatstärke ca. 40 bis 50 Körner/m² betragen, um bei widrigen Wetterverhältnissen einen Pflanzenausfall kompensieren zu können. Um Ertragsdepressionen durch eine Wuchshemmung zu vermeiden, sollten wuchsregulierende Fungizide nicht pauschal und im Übermaß, sondern nach den Regeln des integrierten Pflanzenschutzes eingesetzt werden. de
dc.language.iso deu de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc 630 de
dc.title Einfluss der Bestandesarchitektur auf die Ertragsbildung im Winterraps (Brassica napus L.) de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Impact of crop architecture on the yield formation in winter oilseed rape (Brassica napus L.) de
dc.contributor.referee Becker, Heiko C. Prof. Dr.
dc.date.examination 2014-11-10
dc.description.abstracteng In the present study, a three-factorial field trial, consisting of the factors cultivar, seed rate and growth regulating fungicides was conducted to analyze the relationship between crop architecture of a winter oilseed rape (WOSR) crop and yield. The aim was to identify the optimal crop architecture to achieve the maximum possible yield and to explore how it was affected by the three cropping factors. The field trial was carried out from 2010/11 to 2012/13 on experimental fields of the University of Göttingen. Only the data from 2010/11 and 2012/13 were used for the final statistical data analysis. Due to strong damage induced by winterkill and a subsequent massive attack by B. cinerea the experiment was abandoned in the second year in spring 2012. The field trial consisted of 32 treatments which were composed of two WOSR hybrid cultivars (2010/11: NK Petrol + SY Merlot; 2012/13: NK Petrol + SY Vesuvio), two seeding rates (30 seeds/m² or 60 seeds/m²) and eight growth-regulating fungicide treatments. The fungicide applications varied in frequency per season (autumn/spring), and were compared with an untreated control. In order to be able to describe and explain the crop architecture of WOSR and to assess their influence on the yield formation of WOSR, a lot of different crop parameters were examined including grain yield, straw biomass, oil content, oil yield, harvest index, plants/m², number of pods/plant, number of seeds/pod, thousand grain weight (TGW), number of side branches, crop height, pod set height, thickness of pod layer, photosynthetic active radiation (PAR) in the crop, culture coverage, green colour of the canopy during flowering and during ripening [Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)] root crown diameter, number of leaves/plant, length of leaves and leaf area index (LAI). In addition, the occurrence of diseases and pests was assessed with special emphasis on blackleg (Leptosphaeria maculans/Leptosphaeria biglobosa, anamorph Phoma lingam) and cabbage root fly (Delia radicum). The data of the individual parameters were evaluated separately for each year of the trial. Using multiple regressions was the best method to determine the crop parameter, which had the greatest impact on grain yield. The first experimental year 2010/11 was characterized by a cold, wet autumn, which was followed by a cold and snowy winter. The main growth period of oilseed rape (March to May) was characterized by below-average rainfall (-98.8 mm) and slightly above average temperatures (+0.5°C). Sufficient rainfall in June prevented stronger yield reductions. The maturation took place under cool and dry conditions. The weather of the year 2012/13 was different from the weather of the year 2010/11 to the effect that the autumn was milder and drier, the winter was longer and drier, the main growth period of rape was much more wetter (+98.0 mm) and cooler ( 2,8°C) and the maturation period was warmer and drier. The year-specific weather conditions had a major impact on the plant density and the growth-regulating effect of the fungicides used. So more plants/m² were lost over winter in 2010/11 than in 2012/13. The growth-regulatory fungicides shortened the WOSR plants under the dry conditions in spring 2011 not as much as under the humid conditions in spring 2013. Moreover, the variable weather conditions were responsible for different average yield levels of WOSR. In 2010/11, the average yield level was around 4.47 t/ha and in 2012/13 it was around 5.58 t/ha. In 2010/11, the radiation absorption by the green plant canopy during the middle of pod development (BBCH 75) had the strongest positive influence on grain yield. How much PAR was absorbed by the plant canopy in BBCH 75 was primarily dependent on the plant density in spring in BBCH 16/18. The plant density influenced mainly the cultural coverage in BBCH 32/34 (65.5%), which rose with increasing plant density. Dense culture coverage resulted in the further development into a dense, green pod layer, which absorbed more PAR while only a small amount of unused radiation reached the ground. At the high seed rate of 60 seeds/m² plant density in BBCH 16/18, culture coverage in BBCH 32/34 and green colour of the plant canopy in BBCH 73 were significantly higher than at the low rate of 30 seeds/m². The proportion of PAR under the pods as well as on the ground in BBCH 75 at the high seed rate was significantly lower than at the low seed rate. The grain yield of SY Merlot was only significantly higher at the high sowing rate than at the low sowing rate. In case of NK Petrol, the grain yield even at the high seed rate was higher than at the low seed rate, but these differences were not significant. The fungicide treatments had little effects on the yield-relevant crop parameters. Due to a poorer crop emergence and higher plant losses over winter in SY Merlot, the two varieties SY Merlot and NK Petrol significantly influenced some crop parameters, such as the plant density in autumn in BBCH 14/15 as well as in spring in BBCH 16/18 and the culture coverage in BBCH 32/34. Overall, the seed rate in 2010/11 had the greatest impact on crop architecture and thus on yield formation. All tested yield factors had a significant impact on grain yield, whereas the number of plants/m² had the strongest effect. With rising plant density, the grain yield increased. The number of pods/plant, number of seeds/pod, the TGW and the number of side branches/plant were negatively correlated with grain yield, which was due to the negative correlation between these factors and plants/m². In 2010/11, phoma crown canker and phoma stem lesions (first 30 cm of the stem) were weakly negatively correlated with grain yield. Hereby, disease severity (DS) of phoma crown canker in BBCH 83/84 had the strongest negative correlation with grain yield (rp = 0.363). The weak negative relationship between root collar infestation with P. lingam and the green colour of the plant canopy in BBCH 73 (3.9%) explained how the grain yield was affected by the infestation. In 2012/13, there was no significant negative relationship between phoma crown canker or phoma stem lesions and grain yield, because the infection with P. lingam was significantly lower than in 2010/11. In 2010/11 the mean DS of blackleg was between 3 and 5 and in 2012/13 between 1 and 2. DS of phoma crown canker in BBCH 83/84 was on the one hand dependent on the plant density in spring in BBCH 16/18 and on the other hand on DS with phoma stem lesions. The plants at the low seed rate were more infested with P. lingam at the root collar than plants at the high seed rate, because at the low seed rate more plants were damaged by larvae of the cabbage root fly than at the high seed rate. In 2010/11, the infection with phoma stem lesions and phoma crown canker were significantly reduced by the fungicide variants in which the combination of the active ingredients of paclobutrazol and difenoconazole was used. For phoma crown canker, it was crucial that the mentioned substance combination was applied for the first time in autumn (var. 3, 4, 6 and 7). The common practice fungicide treatment, in which the combination of the active ingredients of mepiquat chloride and metconazole and the compound tebuconazole were used, did not significantly reduce the infestation with P. lingam. In the experimental year 2012/13, the pod set height in BBCH 75 had the strongest positive effect on grain yield (30.6%). In BBCH 75, the pod set height offered the strongest interaction with the canopy height in BBCH 65/67 (96.2%). In BBCH 65/67, the canopy height was primarily affected by the pod set height of the same growth stage (95.5%). Therefore in 2012/13, the growth of the crop and the growth-regulating fungicides had a substantial influence on yield formation. The more frequent the combination of the active ingredients of paclobutrazol and difenoconazole was applied, the stronger the pod set height in BBCH 75 was shortened. In case of the canopy height in BBCH 65/67, this effect could be observed in a similar manner. The stronger the pod set height was shortened, the stronger the straw biomass yield was reduced. This reduction was significant in variant 4, in which the substance combination of paclobutrazol and difenoconazole was used twice in autumn and once in spring, and in variant 6, wherein the same combination of active ingredients was used twice in autumn and twice in spring. This significant reduction of the stem tissue induced by the fungicide treatments also significantly decreased the grain yield. The significant height differences between NK Petrol and SY Vesuvio had no influence on the straw biomass yield or grain yield. In 2012/13, the seed rate did not present a yield limiting factor. Thus, in both seed densities similar grain yields were obtained. In summary, in 2012/13 the growth-regulating fungicide treatments had the greatest impact on the crop architecture and thus on the yield formation. In 2012/13, the side branches/plant, the plant density in spring and the TGW were the only yield factors which had a significant effect on grain yield. Hereby, the side branches/plant had the strongest influence, whereas the grain yield decreased with increasing number of side branches. The plant density and the TGW influenced the grain yield positively. Due to very low coefficients of determination (max. 5%), these relationships were not very distinct. This meant that the yield factors played a minor role in the yield formation of WOSR. The optimum ratio between the plant density in spring and the number of side branches/plant in 2010/11 was approximately 40 plants/m² and circa 8 side branches/plant and in 2012/13 approximately 45 plants/m² and circa 7 side branches/plant. In general it was found that with an increase in the seed rate by a factor of two, on the average, two side branches/plant were less developed. In both years, most of the growth-regulating fungicide treatments did not increase the number of side branches/plant. Therefore, the formation of side branches of individual plants could not be enhanced by growth-regulating fungicides. Overall, it can be noted that, depending on annual weather conditions, the seed rate, partly in combination with the variety, or the growth-regulating fungicide treatments have affected the crop architecture of WOSR and therefore these production factors were important in yield formation of WOSR. Hence, especially by the seed rate or by the growth-regulating fungicides, cultivation tools are available to the farmers to specifically manipulate the crop architecture of WOSR. According to the results, the seed rate should be about 40 to 50 seeds/m² in order to compensate a crop failure in adverse weather conditions. To avoid yield reductions due to inhibition of growth, growth-regulating fungicides should not be used across-the-board and in excess, but according to the rules of integrated pest management. de
dc.contributor.coReferee Rauber, Rolf Prof. Dr.
dc.subject.ger Winterraps de
dc.subject.ger Bestandesaufbau de
dc.subject.ger Saatstärke de
dc.subject.ger wachstumsregulierende Fungizide de
dc.subject.ger Pflanzendichte de
dc.subject.eng oilseed rape de
dc.subject.eng crop architecture de
dc.subject.eng seed rate de
dc.subject.eng growth-regulating fungicides de
dc.subject.eng plant density de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0022-6076-C-5
dc.affiliation.institute Fakultät für Agrarwissenschaften de
dc.subject.gokfull Land- und Forstwirtschaft (PPN621302791) de
dc.identifier.ppn 833107305

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