Wang, Szu-Hsien: Einfluss von Blattstellung und Bestandesdichte auf Ertrag, Qualität, Lichtaufnahme und Blattflächenindex bei Silomaissorten verschiedenen Wuchstyps

23

Kapitel 3. Standort, Material und Methoden

3.1 Standortbeschreibung

Der Versuchsstandort Berge (Versuchsstation Pflanzenbauwissenschaften, Institut für Pflanzenbauwissenschaften, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin) liegt im Land Brandenburg im Übergangsbereich zwischen dem stärker maritim beeinflussten norddeutschen Tiefland und dem kontinentalen osteuropäischen Festland. Der diluviale Standort lässt ein biotisches Ertragspotential zwischen ‚gering’ und ‚mittel’ erwarten (Tab. 4). In diesem Grenzbereich mit mittleren Temperaturamplituden zwischen Sommer und Winter ist aus klimatischer Sicht der Anbau von Silomaissorten möglich, wobei das Wasserangebot am Standort zum ertragslimitierenden Faktor werden kann.

Tab. 4: Kurzcharakteristik des Versuchsstandortes Berge

Geographische Lage

Latitude

52° 37Prime N

Longitude

12° 47Prime E

Höhe ü. NN

40 m

Bodenverhältnisse (Ap-Horizont)

Standortregionaltyp

D 4a Nord

Bodentyp

Parabraunerde, Fahlerde

Bodenart

Krume

lehmiger Sand bis sandiger Lehm

Unterboden

Sand bis sandiger Lehm

Bodenstruktur

Sandanteil (%)

75,6

Schluffanteil (%)

16,6

Tonanteil (%)

7,8

Chemische Bodeneigenschaften

pH

6,6

PDL

24,1

Corg (%)

0,8

KDL (mg/100g Boden)

13,0

Nt (%)

0,08

MgDL

5,9

Physikalische Bodeneigenschaften

Trockenrohdichte (g cm-3)

1,74

Porenvolumen

33,1

Nutzbare Feldkapazität (nFK) mm dm-1

22,4

 

 

Ackerzahl

40

 

 

[Quelle : Abschlussbericht des interdisziplinären DFG-Projektes Ri 640 (1999) ]

Die Klimamittelwerte von 1961-1990 sowie Temperaturen und Niederschläge der Versuchsjahre 1997 und 1998 sind der Abb. 5 zu entnehmen. In den Jahren 1997 und 1998 entfielen 226,9 mm bzw. 185,5 mm Niederschlag auf den Zeitraum von Mai bis September, der für das Maiswachstum entscheidend ist. Die mittlere Jahrestemperatur beträgt 8,7 °C.


24

Ende April waren in beiden Versuchsjahren die für die Maisbestellung notwendigen Bodentemperaturen von 8 bis 10 °C erreicht. Die Monate Mai und August waren im Vergleich zum langjährigen Mittel wärmer. Während der Zeit des größten Wasserbedarfs des Maises im Juli und August traten in den letzen Jahren häufig Trockenperioden auf, die zu Trockenstress geführt haben. Die überdurchschnittlich hohen Temperaturen und Wassermangel im August (1997 und 1998) führten zu einer deutlich früheren Reife der Maisbestände im Vergleich zum durchschnittlichen Reifeverlauf der Jahre.

Der Witterungsverlauf im Sommer 1998 förderte eine gute Entwicklung des Maises. Durch die Trockenheit sowie zunehmende Wärme ab dem 20. 07. 1998 setzte aber eine deutliche Abnahme der Blattfläche ein. Im Jahre 1998 lag die Sonnenscheindauer unter dem langjährigen Mittel. Die Globalstrahlung wird erst seit dem Jahre 1994 am Standort Berge mittels einer automatischen Wetterstation gemessen. Auf langjährige Daten für diesen Parameter kann aus diesem Grunde nicht zurückgegriffen werden.

Der Befall mit Fritfliege und Maisbeulenbrand war im Jahre 1998 gering.

Abb. 5: Klima- und Witterungsverläufe am Standort Berge in den Jahren 1997 und 1998

Langjähriges Mittel: 1961-1990

Langjähriges Mittel: 1961-1990

Im Vergleich zum Jahre 1998 ist das Jahr 1997 durch die längere Sonnenscheindauer und höhere Globalstrahlung von Anfang Mai bis Ende August gekennzeichnet (Tab. 5).


25

Tab. 5: Sonnenscheindauer und Globalstrahlung für den Versuchsstandort Berge

Monat

Sonnenscheindauer in Stunden

(Monatssumme)

Globalstrahlung MJ m-²

(Monatssumme)

1)

1997

1998

1997

1998

April

171

164

113

427

361

Mai

223

208

226

576

588

Juni

243

251

161

655

557

Juli

228

224

188

576

527

August

214

237

193

521

470

September

174

178

88

316

267

Jahr

1708

1715

1373

3935

3536

1) langjähriges Mittel: 1961-1990

3.2 Versuchsbeschreibung

3.2.1 Landessortenversuche Brandenburg

In den Landessortenversuchen Brandenburg am Standort Berge wurden in den Jahren 1997 und 1998 28 bzw. 33 Sorten geprüft, die in die Reifegruppen ,,früh’’ und ,,mittelfrüh’’ unterteilt sind. Aus beiden Reifegruppen wurden jeweils 13 Sorten ausgewählt (Tab. 6 und 7), die in beiden Jahren in der Prüfung standen. Für die Landessortenversuche gab es einige grundlegende Neuerungen. So sind die bisherigen FAO-Zahlen seit 1998 durch nutzungsspezifische Reifezahlen ersetzt worden. Für die Vergabe der Siloreifezahl ist der Trockensubstanzgehalt in der Gesamtpflanze maßgebend. Dieser Optimalbereich für die Silierung ist in Abhängigkeit vom Sortentyp zu sehen.

Eine Differenz in der Siloreifezahl von 10 entspricht einem Unterschied im Trockensubstanzgehalt der Gesamtpflanze von einem Prozentpunkt bzw. von 1 bis 2 Tagen in der Ausreife. Die Zuordnung der Maissorten in die Reifegruppen nach FAO-Zahl berücksichtigte z. B. nicht eine unterschiedliche Abreife der Restpflanze. Deshalb änderte sich in den Versuchsjahren die Zuordnung einzelner Sorten zu den Reifegruppen. So sind z. B. die nach der neuen Einteilung mittelfrühen Sorten Agadir (S 230), Achat (S 240), Santiago (S 240), Trento (S 240) noch im frühen Sortiment mitgeprüft worden. Die Versuchsdurchführung ist für die Landessortenversuche aus Tab. 8 und 9 ersichtlich.


26

Tab. 6: Silomaissorten (Reifegruppe ,,früh’’) im Landessortenversuch Brandenburg am Standort Berge in den Jahren 1997 und 1998

Sorte

Siloreifezahl

Hybridform

Nutzungsrichtung

Blattstellung

Versuch 1

1997

Versuch 3

1998

Antares

S 190

S

(S),(K)

N

X

X

Arsenal

S 210

S

(S),(K)

N

X

X

Marquis

S 220

T

(S)

N

X

X

Akim

S 220

S

(S),(K)

HT

X

X

Symphony

S 220

S

(S)

-

X

X

Agadir

S 230

T

(S)

HT

X

X

Canberra

S 230

T

(S),(K)

HT

X

X

Noveta

S 230

S

(S),(K)

HT

X

X

Helix

S 230

S

(S),(K)

HT

X

X

Volvik

S 230

T

(S)

N

X

X

Achat

S 240

S

(S),(K)

HT

X

X

Santiago

S 240

S

(S)

HT

X

X

Trento

S 240

S

(S)

-

X

X

Lincoln

S 200

T

(S)

-

X

 

Aral

S 210

T

(S),(K)

-

X

 

Rasant

S 210

T

(S)

-

X

 

Jericho

S 220

T

(S),(K)

-

X

 

Toledo

S 230

S

(S),(K)

-

X

 

Bergamo

S 230

T

(S),(K)

-

X

 

Lava

S 230

T

(S),(K)

-

X

 

Banquise

S 210

S

(S),(K)

HT

 

X

Goldoli

S 210

T

(S)

N

 

X

Ulla

S 210

S

(S),(K)

N

 

X

Byzance

S 210

S

(S)

-

 

X

Belfor

S 220

S

(S),(K)

HT

 

X

Monitor

S 220

S

(S)

HT

 

X

Pedro

S 220

T

(S)

HT

 

X

Volens

S 220

S

(S)

-

 

X

S= Einfachhybride, T= Dreiweghybride,

(S)= geeignet zur Silomaisnutzung, (K)= geeignet zur Körnermaisnutzung,

N= normale Blattstellung, HT= pyramidaler Wuchstyp, - = keine Angaben.

X= die Sorte wurde in diesem Jahre geprüft

[Quelle : http://www.maiskomitee.de/f-arbeit und Bayerische Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau, Sortenblatt, Silo- und Körnermais-Ausgabe 2000 ]


27

Tab. 7: Silomaissorten (Reifegruppe ,,mittelfrüh’’) im Landessortenversuch Brandenburg am Standort Berge in den Jahren 1997 und 1998

Sorte

Siloreifezahl

Hybridform

Nutungs-richtung

Blattstellung

Versuch 2

1997

Versuch 4

1998

Kerkenna

S 230

S

(S)

HT

X

X

Limatop

S 230

T

(S),(K)

HT

X

X

List

S 230

T

(S)

HT

X

X

Türkis

S 230

T

(S),(K)

N

X

X

Banguy

ca. S 240 1)

S

(S),(K)

N

X

X

Attribut

S 240

T

(S)

HT

X

X

Harpun

S 240

T

(S),(K)

HT

X

X

Lenz

S 240

T

(S),(K)

HT

X

X

Lorenzo

S 240

S

(S)

N

X

X

Major

S 250

S

(S)

HT

X

X

Ilias

S 250

S

(S),(K)

HT

X

X

Kampala

S 250

S

(S)

HT

X

X

Magister

S 250

S

(S)

N

X

X

Tomasso

S 200

T

(S),(K)

-

X

 

Kanzler

S 220

S

(S)

-

X

Latour

S 230

T

(S)

-

X

Olivin

S 230

S

(S),(K)

-

X

Frivol

S 230

S

(S),(K)

-

X

Arnold

S 240

S

(S),(K)

-

X

Limastar

S 240

T

(S),(K)

-

X

Bosco

S 240

S

(S),(K)

-

X

Safrane

S 250

S

(S),(K)

-

X

Atoll

S 230

T

(S),(K)

HT

 

X

Javotte

S 230

S

(S),(K)

HT

X

Lopez

S 230

T

(S)

HT

X

Probat

S 230

S

(S)

-

X

Argument

S 240

T

(S),(K)

N

X

Caballero

S 240

S

(S)

HT

X

Florett

S 240

T

(S),(K)

HT

X

Irene

S 240

S

(S),(K)

-

X

Limabest

S 240

T

(S)

HT

X

Carrera

S 250

S

(S),(K)

HT

X

Fuego

S 250

S

(K)

HT

X

siehe Legende Tab. 6

1) [ Quelle: http://www.nickerson.de ]


28

Tab. 8: Versuchsstruktur, Versuchsfaktoren, Pflegearbeiten, Düngung, Nährstoffversorgung und Erntetermine der Landessortenversuche Brandenburg am Standort Berge in den Jahren 1997 und 1998

Versuch

1

2

3

4

Versuchsjahr

1997

1997

1998

1998

Reifegruppe

früh

mittelfrüh

früh

mittelfrüh

Versuchs-anlagen

Anlagemethode

Blockanlage

Prüffaktor

Sorte

Sorte

Sorte

Sorte

Zahl der Prüfglieder

20

22

21

25

Zahl der Wiederholungen

4

4

4

4

Größe der Teilstücke (m2)

30

30

30

30

(10 m Länge*3 m Breite)

Reihenentfernung (cm)

75

75

75

75

Abstand in der Reihe (cm)

16,7

16,7

16,7

16,7

Bestandesdichte (Pfl. m-2)

8

8

8

8

Zahl der Teilstücke

80

88

84

100

Düngung

(kg ha-1)

10 dt ha-1 Branntkalk

(75 % CaO 1,5 % MgO)

-

-

11.8.1997

24.9.1997

KAS kg N ha-1

100

100

100

100

Termin der N-Gabe

25.04.1997

25.04.1997

23.04.1998

23.04.1998

NP-Unterfußdüngung

02.05.1997

02.05.1997

30.04.1998

30.04.1998

Boden-bearbeitug

Scheiben

23.08.1996

23.08.1996

12.08.1997

12.08.1997

Herbstfurche

11.11.1996

11.11.1996

30.09.1997

20.11.1997

Saatbettkombination

14.03.1997

14.03.1997

26.03.1998

26.03.1998

Insektizid

0,2 l ha-1 Karate 300

16.05.1997

16.05.1997

 

 

0,15 kg ha-1 Karate WG

 

 

11./13.05.98

11./13.05.98

Herbizid

4,5 l ha-1 Gardoprim Plus +2 kg ha-1 Lentagran WP

(Zintan-Pack)

23.05.1997

23.05.1997

19.05.1998

19.05.1998

Aussaat

 

02.05.1997

02.05.1997

30.04.1998

30.04.1998

Ernte

 

3(4).9.1997

08.09.1997

04.09.1998

07.09.1998


29

Tab. 9: Prüfmerkmale, Messmethoden und Messtermine in den Landessortenversuchen(Versuche 1 bis 4) am Standort Berge in den Jahren 1997 und 1998

Prüfmerkmal

Ver-such

Messtermine

Messmethode/ Messgerät

Trockenmasse

(dt ha-1)

Trockensubstanz

gehalt (%)

1

3(4).9.1997

Ernte der zwei Kernreihen pro Parzelle

automatische Wägung des Ernteguts

Einwaage von 1000 g Erntegut

Trocknung bei 105 °C,

24 Stunden (Massekonstanz), Rückwaage

2

08.09.1997

3

04.09.1998

4

07.09.1998

Lichtinterzeption

(LI %)

1

2

03.06.1997

19.06.1997

03.07.1997

17.07.1997

29.07.1997

14.08.1997

je fünf Messungen pro Parzelle

Ceptometer (Decagon Devices, Inc)

LI (%) =[1-Lichtmenge oberhalb der Blattschicht (PhAR)/Lichtmenge unterhalb der Blattschicht (PhAR)]*100

3

4

25.06.1998

09.07.1998

21.07.1998

07.08.1998

20.08.1998

Stärkegehalt (%)

Rohproteingehalt (%)

Rohfasergehalt (%)

1

2

Energieschätzformeln für NIRS-Anwendung

(abgeleitet nach Weißbach 1996a, b)

NEL=ME*[48,8103-0,49343*XA+0,1486*ElosT+0,0289*XP]

(100-XA)

ME = 2,27- 0,027*XA + 0,12 * ElosT +0,0234 *XP

XA = Rohaschegehalt in %

(5 % angenommen, da über NIRS kein XA-Wert ausgewiesen wird)

ElosT = enzymlösbare org. Substanz in %

XP = Rohproteingehalt in %

Schätzung nach nasschemischer Bestimmung

(XA, XF und XP)

NEL = ME [0,46+12,38 *ME/(100-XA)]

ME =14,36-0,0147*XA-0,0117*XF-0,0000128*XF2 +0,00234*XP

3

4

Umsetzbare Energie,

Nettoenergie-Laktion

(MJ NEL kg-1TM)

Energieertrag

(GJ NEL ha-1)

1

2

3

4

Blattflächenindex

1

2

03.06.1997

19.06.1997

03.07.1997

17.07.1997

29.07.1997

14.08.1997

BFI = -ln(1-LI)* k-1

LI von 1997

k aus den Versuchen I und II von 1998

3

4

 


30

Die NIRS-Analyse (Nahinfrarot-Reflexions-Spektroskopie) wird im landwirtschaftlichen Bereich zur Bestimmung der Parameter Rohprotein, Rohfaser, Rohasche, enzymlösliche organische Substanz, Stärke, Protein und Feuchte eingesetzt (Abb. 6). Diese Inhaltsstoffe weisen im nahinfraroten Spektralbereich sehr deutlich ausgeprägte Absorptionsbänder auf. Die NIRS-Analytik und die Schätzgleichungen nach Weissbach (1996 a,b) liefern detaillierte Angaben zu den Futterwertparametern sowie zur Energiedichte (Abb. 6). Die NIRS-Analyse beruht auf der Messung der Lichtreflexion bekannter, nasschemisch untersuchter Silomaisproben (Naether und Claus 1998). Die Genauigkeit der NIRS-Schätzwerte entspricht denen der nasschemischen Analysen nach Methodenbuch der LUFA.

Die von Weissbach (1996) entwickelten Schätzformeln für die Energiedichte beim Silomais basieren auf den Gehalten an enzymlösbarer organischer Substanz, Asche und Rohprotein. Die Netto-Energie-Laktation (NEL) bezieht sich auf die Milchleistung. Die Energiedichte des aufgewachsenen Futters wird gut beschrieben und damit eine genaue energetische Rationsberechnung möglich (Degenhardt 1996, Anonymus DMK 1996).

Abb. 6: Probenahme bei Silomais zur Ermittlung des Futterwertes nach Ganzpflanzen- und NIRS-Analyse (Quelle: Naether et al. 1998)

3.2.2 Versuche zum Einfluss von Sorte und Bestandesdichte

Im Jahre 1998 wurden zusätzlich Versuche mit jeweils zwei Sorten der Reifegruppe „früh“ und „mittelfrüh“ aus den Landessortenversuchen durchgeführt (Tab. 10 und 11). Innerhalb einer Reifegruppe unterscheiden sich die Sorten in der Blattstellung. Unter ,,pyramidalem 31Wuchstyp’’ wird verstanden, dass die Blätter oberhalb des Kolbens steiler aufrecht stehen, das Kolbenblatt und die Blätter unterhalb des Kolbens dagegen mehr horizontal ausgerichtet sind (siehe Abb. A1 im Anhang).

Tab. 10: Versuchsanstellung, Düngung und Erntetermine in den zweifaktoriellen Versuchen (I und II) am Standort Berge im Jahre 1998

 

Versuch

I

II

Versuchsjahr

1998

1998

Reifegruppe

früh

mittelfrüh

Versuchsan-lage

Prüffaktor und Stufen

Faktor A: Sorte 1)

Spaltanlage

Spaltanlage

a1 Arsenal

(normaler Wuchstyp)

a2 Agadir

(pyramidaler Wuchstyp)

a1 Banguy

(normaler Wuchstyp)

a2 Attribut

(pyramidaler Wuchstyp)

Faktor B: Bestandesdichte

b1 8 Pflanzen m-2

b2 10 Pflanzen m-2

b1 8 Pflanzen m-2

b2 10 Pflanzen m-2

Zahl der Prüfglieder:

4

4

Zahl der Wiederholungen

4

4

Parzellengröße (m2)

10 m*3 m=30 m2

10 m*3 m=30 m2

Reihenentfernung (cm)

75

75

Abstand in der Reihe (cm)

13,3 bei 10 Pflanzen m-2)

16,7 bei 8 Pflanzen m-2

13,3 bei 10 Pflanzen m-2)

16,7 bei 8 Pflanzen m-2

Zahl der Teilstücke

16

(+8 für Zwischenernten)

16

(+8 für Zwischenernten)

Düngung

(kg ha-1)

N (Kalkammonsalpeter)

100

100

Termin der N-Gabe

23.04.1998

23.04.1998

P

Unterfußdüngung

Unterfußdüngung

Bodenbearbeitung

Herbstfurche

Saatbettkombination

30.09.1997

26.03.1998

20.11.1997

26.03.1998

Insektizid

0,15 kg ha-1 Karate WG

11.05.1998

11.05.1998

Herbizid

4,5 l ha-1 Gardoprim Plus

+2 kg ha-1 Lentagran WP

(Zintan-Pack)

19.05.1998

19.05.1998

Aussaat-temin

 

29.4.1998

29.04.1998

Ernte

 

31.08.1998

01.09.1998

1) Die Sorte Agadir war ursprünglich nach der alten Reifeeinteilung mit einer FAO-Zahl von 220 in der Reifegruppe ,,früh’’ eingruppiert, aber nach der neuen Einteilung über die Siloreifezahlen mit S 230 im Jahre 1998 in die Reifegruppe ,,mittelfrüh’’ zugeordnet worden..


32

Tab. 11: Prüfmerkmale und Messmethoden der Parzellenversuche I und II im Jahre 1998

Prüfmerkmal

Messtermine

BBCH-Stadium

Messmethode/ Messgerät

Trockenmasseertrag

(dt ha-1)

Trockensubstanzgehalt (%)1)

Stärkegehalt (%)

Rohprotein (%)

Rohfasergehalt (%)

Energiedichte (MJ NEL kg-1)

Energieertrag (GJ NEL ha-1)

31.08.1998 (I)

01.09.1998 (II)

84

84

Ernte von 2 Kernreihen je Parzelle

NIRS-Analyse2) (siehe Abb. 6 und Tab. 9)

Teilen von 10 Pflanzen aus einer Kernreihe in die Abschnitte:

Pflanze oberhalb des Kolbens

Pflanze unterhalb des Kolbens

Kolben

Lieschblätter

Zuwachsrate der Tro-ckenmasse (dt ha-1 d-1)

Kolbenertrag (dt ha-1)

Kolbenanteil (%)

19.05. bis 24.08.1998

06.07. bis 24.08.1998

15 bis 83

39 bis 83

wöchentliche Entnahme und Trennen von je 3 Pflanzen per Hand aus zusätzlich angelegten Zwischenernte-Parzellen in die Abschnitte:

0-50 cm

50-100 cm

100-150 cm

> 150 cm

(Kolben + Lieschblätter)

Kolbenanteil am Trockenmasseertrag

Kolbenansatzhöhe (cm)

Pflanzenhöhe (cm)

30.07.1998

30.07.1998

71

71

alle Pflanzen einer Kernreihe

alle Pflanzen einer Kernreihe

Blattflächenindex (BFIman)

Blattzahl

Einzelblattfläche

Lebensdauer der Blätter (in Tagen)

19.05. bis 24.08.1998

15 bis 83

wöchentliche Messung und Beobachtung an drei hintereinanderstehenden Pflanzen in einer Kernreihe (Gleichung 12, Tab. A1, Abb. 7)


33

Tab. 11: Prüfmerkmale und Messmethoden der Versuche I und II im Jahre 1998 (Fortsetzung)

Prüfmerkmal

Messtermine

BBCH-Stadium

Messmethode/ Messgerät

Blattflächenindex

(BFIlai)

Blattwinkel

13.06 bis 24.08.1998

30 bis 83

wöchentliche Messung in diagonaler Richtung zwischen den Maisreihen mit 4 Wiederholungen pro Parzelle

Messgerät LAI-2000

 

02.07. bis 24.08.1998

38 bis 83

Messung in den Abschnitten:

0-50 cm

50-100 cm

100-150 cm

> 150 cm

Lichtinterzeption (LI %)

LIin

LIzw

13.05. bis 24.08.1998

11.06. bis 24.08.1998

13 bis 83

wöchentliche Messung mit Ceptometer

in der Maisreihe (LIin)

zwischen den Maisreihen (LIzw)

partiell in den Abschnitten des Maisbestandes von je 25 cm

LIlai

11.06. bis 24.08.1998

 

mit Messgerät LAI-2000

(siehe BFIlai)

Aufgenommene Lichtenergie (PhAR MJ m-2) 3)

 

 

PhAR = 0,49 * 0,36 MJ W-1 *Globalstrahlung (W m-2) * LI

Lichtextinktions-

koeffizient k 4)

 

 

k = - ln (1-LI) / BFI

Lichtnutzungseffizienz (LUE)

19.05. bis 24.08.1998

15 bis 83

lineare Regression zwischen PhAR und Trockenmasseertrag

Regressionskoeffizient (Anstieg) kennzeichnet LUE

1) Wenn der Trockensubstanzgehalt in der Gesamtpflanze ca. 30 % beträgt, ist der optimale Erntetermin erreicht.

2) Parallel zur NIRS-Bestimmung wurden in den Versuchen I und II nasschemisch der N-Gehalt nach Kjeldahl (Rohproteingehalt=N-Gehalt * 6,25), der Rohfaser- sowie der Rohaschegehalt bestimmt.

3) Eine kontinuierliche Bestimmung des aufgenommenen Lichts während des Maiswachstums ergab sich aus Globalstrahlung und Lichtinterzeption. Der Faktor 0,49 leitet sich aus der Annahme her, dass die Hälfte des Lichtes von der Pflanze aufgenommen wird (Monteith 1965, Meek et al. 1984).

4) Unter Einbeziehung aller Methoden zur Bestimmung von BFI und LI sowie aller Messtermine wurde k bestimmt.


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3.3 Messung von Lichtinterzeption und Blattflächenindex

Die von Pflanzen aufgenommene Lichtmenge wird prozentual zur gesamten Lichtintensität angegeben. Für die Berechnung der Lichtinterzeption wurde der von den Blättern reflektierte Anteil der Einstrahlung vernachlässigt, der nach Larcher (1984) im Bereich der photosynthetisch aktiven Strahlung zwischen 6 bis 12 % liegt. Mit dieser Vereinfachung ergibt sich die Lichtabsorption aus der Differenz zwischen aktueller Einstrahlung und Transmission nach Gleichung (3). Die Messtermine im Zeitraum sind aus Tab. 9 und 11 ersichtlich. Zur Bestimmung der Lichtinterzeption in den Landessortenversuchen wurde ein Ceptometer der Firma LI-COR (Decagon Devices, Inc.) verwendet. Das Ceptometer ist ein Stabmeter [100 cm (Länge) * 1 cm (Breite) * 1,5 cm (Höhe)], auf dem 80 Punkte des Sensors (Photodiode) enthalten sind. Die aus den 80 Messpunkten des Sensors akkumulierten Messwerte können durch einen Mikroprozessor des Ceptometers gespeichert und berechnet werden, woraus sich der Mittelwert für die photosynthetisch aktive Strahlung ergibt. Das Ceptometer eignet sich für Messungen während der Mittagszeit (12:00 Uhr ± 2 Stunden) unter direkter Sonneneinstrahlung. Hierbei ist der Messfehler, der durch das nicht direkt auf den Sensor fallende Licht verursacht wird, am geringsten. Die photosynthetisch aktive Strahlung (Wellenlängenbereich 400-700 nm) oberhalb und unterhalb der Blattfläche wurde in kurzem Zeitabstand gemessen (Messung horizontal über der Bodenoberfläche; zwischen zwei benachbarten Maisreihen; innerhalb der Reihe; oberhalb des Pflanzenbestandes). Dieser Messvorgang wurde an fünf Stellen einer Parzelle wiederhohlt. Ein zweites Messgerät, Blattflächenindex-Messgerät LAI-2000, wurde auch zur Lichtmessung verwendet.

Die Bestimmung des Blattflächenindexes erfolgte über eine manuelle Messung der einzelnen Blätter der Maispflanzen und dem Messgerät LAI-2000, mit dem auch die Parameter Blattflächenindex, Lichtinterzeption und Blattwinkel gemessen werden können. Das Messgerät LAI-2000 liefert im Gegensatz zu der manuellen Messung eine schnellere Bestimmung des Blattflächenindexes. Das Ziel dieser Messungen des Blattflächenindexes bzw. der Lichtinterzeption war, die Korrelation zwischen den Methoden je nach Sorte und Messtermin zu bestimmen. Anhand der Korrelationen zum Parameter Trockenmasseertrag soll exemplarisch für das Jahr 1998 die Sicherheit der unterschiedlichen Messmethoden für die Bestimmung des Blattflächenindexes beurteilt werden.

Die Bestimmung des Blattflächenindexes (BFIman) erfolgte durch Messen von Länge und Breite der Maisblätter an drei hintereinander stehenden Pflanzen innerhalb einer Kernreihe.


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Die Blattfläche jedes einzelnen Blattes ergab sich aus der Multiplikation von Länge und Breite mit einem Korrekturfaktor b1 (Abb. 7):

BFi = Länge (cm) * Breite (cm) * Faktor b1

(12)

BFi = Einzelblattfläche des Blattes i

Der Koeffizient b1 ist abhängig vom Einzelblatt und der Blattentwicklung;

b1 lag zwischen 0,65 -0,80 (Kvet et al. 1971, Hatfield et al. 1976)

Abb. 7: Einzelne Blätter der Maispflanze, je Blatt gemessene Länge L und Breite B zur Schätzung des Faktors b1 und Schätzformel für den Faktor b1

Faktor b1 = (3 B1+6 B2+6 B3+4,5 B4+ 3 B5)/24

Der Blattflächenindex einer Parzelle wurde aus der Blattfläche aller Einzelblätter (cm²) einer Pflanze und aus der Bestandesdichte (Pflanzen m-²) berechnet.

(13)

m = Anzahl der in der Pflanze j inserierten Einzelblätter

BSD = Bestandesdichte in Pflanzen m-2

30000= Umrechnungsfaktor der Blattfläche von cm2 in m2 von drei Pflanzen

Der Faktor b1 liegt je nach Sorte und Entwicklungsstadium zwischen 0,75 und 0,79 (einzelne Blätter siehe Tab. A1 im Anhang).

Die Bestimmung des Blattflächenindexes erfolgte außerdem mit dem Messgerät LAI-2000.


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An vier Stellen einer Parzelle wurden jeweils vier Messungen auf einer Diagonalen zwischen zwei benachbarten Maisreihen vorgenommen. Das Messgerät LAI-2000 ist unter Feldbedingungen nur einzusetzen, wenn keine direkte Sonneneinstrahlung vorliegt. Um den Messfehler möglichst gering zu halten, wurden die Messungen auf die Zeiträume eine Stunde vor Sonnenaufgang bzw. eine Stunde vor Sonnenuntergang beschränkt.

3.4 Statistische Auswertung

Die Prüfung der Differenzen zwischen den Mittelwerten der Prüfglieder erfolgte mit dem F-Test bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit von alpha= 0,05. Die Varianzanalysen und die Berechnung von Korrelationen und Regressionen einschließlich ihrer F-Wert-Bestimmungen wurden mit der Statistik-Software EFDAS 3.2 und Statistica 6.0 (Röhr 1997) durchgeführt. Die Grenzdifferenzen des t-Tests (* signifikant bei Irrtumswahrscheinlichkeit alpha von 5 %, n. s. nicht signifikant bei Irrtumswahrscheinlichkeit alpha von 5%) wurden für die Haupt- und Wechselwirkungen berechnet.

Die Ergebnisse zu den Verläufen (z. B. Blattwinkel) wurden mittels FFT-Algorithmus (Fast-Fourier-Transformationen) nach Cooley und Tukey (1965) ausgewertet. Es wurden die Verfahren zur Identifikation von Mustern in Zeitreihen-Daten angewendet (wie z. B. Glättung zum Anpassen von Kurve und Autokorrelation). Danach wird eine allgemeine Klasse von Modellen vorgestellt, mit der Daten in Zeitreihen dargestellt und Prognosen erzeugt werden können. Schließlich werden Verfahren zur Modellierung und zur Prognose auf der Basis linearer Regressionen angewandt. Das Ziel dieser Analyse besteht darin, eine komplexe Zeitreihe mit zyklischen Komponenten in wenige sinusartige Funktionen (Sinus und Kosinus) mit bestimmter Wellenlänge zu zerlegen.


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