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German Pages 112 Year 1967
DEUTSCHE DEMOKRATISCHE R E P U B L I K DEUTSCHE AKADEMIE DER LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN ZU B E R L I N
ARCHIV FÜR
GARTENBAU »K-» « W « C3 «
w > I w H-( a w o
i w t—I s w Q 1 angegeben. Die Sicherheitsgrenze ist durch die geläufige Symbolik * = 5 % ; * * = 1 % und * * * = 0 , 5 % gekennzeichnet. Die dreifachen Wechselwirkungen wurden nicht dreidimensional dargestellt, sondern im Interesse besserer Übersichtlichkeit in Form zweidimensionaler Schaubilder a und b nebeneinander abgetragen.
3.
Vorversuche
Zweijährige Kalisteigerungsversuche (Dauerdüngungsversuche) 1 9 6 1 u n d 1 9 6 2 u n d ein N P K - V e r s u c h a u f der Grundlage einseitiger Nährstoffsteigerungen
hatten
ergeben, d a ß N - u n d K 2 0 - W i r k u n g e n a u f E r t r a g u n d H a l t b a r k e i t infolge geringer Unterschiede nur sehr schwer abzuschätzen w a r e n .
3.1.
Ertrag
In den Versuchsjahren wurden bereits mit N-Gaben von 90—180 kg N/ha hohe Erträge erzielt. Die Hektarerträge an marktfähiger Ware schwankten zwischen 450 und 500 dt. Einseitige Kaligaben im Sinne der Vorratsdüngung brachten keine nennenswerten Ertragserhöhungen, wenn gleichzeitig 100 kg N/ha verabreicht wurden. Die angewandten Kaliformen hatten auf den Gesamtertrag kaum differenzierend gewirkt. I m Versuchsjahr 1961 (Kalidauerdüngungsversuch) war jedoch deutlich erkennbar, daß das Platzen des Kopfkohles durch Düngung mit schwefelsaurem Kali gefördert wurde. 1962 verbesserten in der gleichen Versuchsserie die gestaffelten Kaligaben mit 40%igem Kalidüngesalz die Kopfbildung dagegen entscheidend. Der Trockenmassegehalt der geernteten Ware lag in den einzelnen Versuchsreihen zwischen 7,5 und 8 , 5 % . Mit statistischen Methoden ließen sich die geringen Differenzen nicht
Archiv für Gartenbau, X I V . Band, Helt 8, 1966
519
auf Düngungsursachen zurückführen. Im N- und K 2 0-Gehalt des Erntematerials waren große Unterschiede auf Grund von Düngerwirkungen festzustellen. Der zum Erntezeitpunkt ermittelte Gehalt an Gesamt-Vitamin C betrug im J a h r 1961 43,9 mg/100 g Frischmasse 1962 47,0 mg/100 g 1962 (NPK-Versuch) 50,3 mg/100 g im Durchschnitt aller Varianten. Der Anteil der Dehydro-Ascorbinsäure schwankte zwischen 10,3 und 18,2%. In den einzelnen Versuchen war nur ein sehr geringer Einfluß der verabreichten Düngermengen in diesen Feldversuchen zu erkennen, angedeutete Tendenzen waren in jedem Versuchsjahr verschieden. Ein Vergleich der Düngung mit 200 kg K 2 0/ha als Kainit (chloridhaltige Form) und schwefelsaures Kali zeigte keine deutlichen Unterschiede in bezug auf den Gehalt an Vitamin C.
3.2.
Lagerung
Die Aufbewahrung des Kopfkohles im Normallager und eine Einzelkopflagerung im Gewächshaus ergaben, daß der Putzabfall und Schwund bei steigenden Kaligaben geringfügig abnahmen. Im Jahre 1961/2 war in diesem Sinne ein etwas stärkerer Effekt der Kalidüngung meßbar. Hohe N-Gaben und einseitig gesteigerte K 2 0-Gaben in Form von 40%igem Kalidüngesalz förderten das Platzen der eingelagerten Köpfe. In den einzelnen Jahren wurde zum Zeitpunkt der Auslagerung eine unterschiedliche Abnahme des Gehaltes an Gesamt-Vitamin C ermittelt. Der Anteil an Dehydro-Ascorbinsäure war oftmals gegenüber der Einlagerung erhöht. Ein Düngungseinfluß zeichnete sich jedoch nicht eindeutig ab.
3.3.
Schlußfolgerung
Ausmaß und Richtung von Kali- und Stickstoffwirkung erwiesen sich als sehr schwer überschaubar. Außerdem schienen diese Zusammenhänge von der Art der begleitenden Ionen — Clorid oder Sulfat — stark beeinflußt zu sein. 1963 wurde daher versucht, mit einer verbesserten Versuchsanlage die genannten Zusammenhänge exakter zu prüfen.
4.
Ergebnisse des Hauptversuches
4.1.
Ertrag
Unter dem Begriff des Weißkohlertrages versteht man in der Praxis die Erntemenge an Qualität A, eventuell noch ergänzt durch die Menge an Qualität B. Bei Ermittlung der Lagereignung der A -Ware scheint die Zerlegung des Gesamtertrages in marktfähige, geplatzte und geschoßte Ware zweckmäßig. In der Tabelle 1 sind die berechneten F-Werte zusammengestellt, die die Signifikanz der vorgenommenen Schätzungen belegen. In der gleichen Tabelle sind zur Ergänzung dieser Daten die Varianzkomponenten sf aufgeführt. Mit diesen Werten ist gewissermaßen das Ausmaß der jeweiligen Streuungen zwischen den Stufen des geprüften Faktors an der Gesamtvarianz innerhalb der Versuchsserie bestimmt.
520
4.1.1.
ZIEGLER u n d BÖTTCHER, N - u n d K 2 0 - W i r k u n g b e i W e i ß k o h l
Erntemenge (Gesamtertrag)
Die Varianzanalyse (Tab. 1 Spalte 3) der Erntemenge läßt als einzige Streuungsursache die gestaffelten N-Gaben erkennen (s\ = 431). Beachtenswert ist, d a ß durch niedrige N-Mengen in Höhe von 180 kg N"/ha bereits der Höchstertrag im vorliegenden Versuch im Mittel der K-Stufen und Kaliformen erreicht wird (Abb. 1). I
600
%
500
§* 400 r 300 Abb. 1. Einfluß der N-Düngung auf den Gesamtertrag bei Weißkohl „Amager Kurzstrunkiger" im Mittel der K-Stufen und Kaliformen
|
200
i
100
CD
90
3É0 N-Gabe in kg/ha
Tabelle 1 Streuungszerlegung (F-Werte) der Erntemengen und der Anteile an marktfähigen, geplatzten und geschoßten Köpfen einschließlich Schätzung der Varianzkomponenten hinsichtlich der Streuungsursachen o2
Streuungsursache der MQ{i)
Erntemenge
S(i)
Spalte 1
WWW:
Varianzkomponenten
0 4,11* 0 0 0 0 0 0 sl
4 «2 AC
«2 B ,2 AB BC
ABC
«2 R
° « = 100;0
_ 3,15
_
— — —
_ -
431,0 0 0 0 0 0 0 3809
0 57,12** 0 0 0 0 0 0
6
5
tab.5o/o
tab.5 Ertragsmaximums (vergl. Abb. 1). "O Der aufgezeigte Sachverhalt kann c jedoch wegen fehlender Signifikanz nur mit Einschränkung betrachtet werden (Tab. 2 Spalte 3), weil die dreifache Wechselwirkung eine sehr starke Variationsursache ist. 0,061).
"ABC -
Abb. 5. Einfluß der N- und K 2 0-Düngung auf den N-Gehalt in der Trockenmasse der Ernteprodukte 36«
*0 Reinnahrstoff in kg/ha
ZIEGLER u n d BÖTTCHER, N - u n d K 2 0 - W i r k u n g b e i Weißkohl
524
Tabelle 2 Streuungszerlegung (P-Werte) der Gehalte an N und K 2 0 in der Trockenmasse des Erntegutes einschließlich der Schätzung der Varianzkomponenten hinsichtlich der Streuungsursachen Streuungsursache der MQ{i)
12
Spalte
2
1
N 3
Varianzquotienten
exp.
Wiederholungen n HW: N-Stufen A K-Stufen B Kaliformen C AB WW: AC BC WWW: ABC Varianzkomponenten
K2O 4 tab.5o/0
0 13,79* 1,70 0 0 2,38 5,43 8,71** «2 A
S
«2 c
s
I2
AC
I2 3 R
B
2 XAB
«2
BC
ABC
12
S
«2
S
—
6,94 6,94 — —
6,94 6,94 2,96
0,130 0,007 0 0 0,028 0,090 0,061 entfäfft 0 )
exp.
tab.5o/0
0 3,69 8,44* 1,48 2,67 0 10,17* 100,0**
—
6,94 6,94 18,51 6,39 —
6,94 2,96
0,025 0,070 0,012 0,011 0 0,066 0,022 entfällt'
°) sjj ist gleich der Versuchsgenauigkeit der Labortechnik (siehe auch WEBEB 1961 S. 212).
Der angedeutete Vorgang der N-Aufnahme wird noch sehr wesentlich durch die vorliegende Kaliumkonzentration im Boden verändert. Im Fall erhöhter S0 4 Konzentration durch Kalidüngung liegt eine gehemmte N-Aufnahme vor (Abb. 5 lila). Nur bei gleichzeitig hohem Stickstoff- und KaliumVorrat im Boden ist dieser Antagonismus nicht mehr deutlich wahrzunehmen. Man muß natürlich berücksichtigen, daß dieser N-Gehalt in Erntematerial gemessen wurde, das unter den Bedingungen oberhalb des Ertragsmaximums herangewachsen war. Folglich sind nur noch geringe Unterschiede zwischen den K-Stufen K 2 und K 4 im Gehalt zu erwarten. Wird durch Erhöhung der Kaligabe zwangsläufig die Cl~-Menge im Boden gesteigert, dann wird gleichzeitig die N-Aufnahme gefördert (Abb. 5 Illb). Die unterschiedliche Nährstoffaufnahme kann also nicht allein mit den Gesetzmäßigkeiten der Ionenkonkurrenz erklärt werden. Spezifische Einflüsse der Cl~oder S0 4 -Ionen auf die jeweiligen Plasmastrukturen dürften neben dieser Gesetzmäßigkeit wichtig sein. Da nach den bisherigen Untersuchungsergebnissen Sulfat- und Chloridionen sich bei der Aufnahme durch die Planze nicht gegenseitig beeinflussen ( M E N G E L , 1 9 6 5 ) ,
Archiv für Gartenbau, XIV. Band, Heft 8, 1966
525
könnte die Deutung des Zusammenhanges mit der von E P S T E I N und H A G E N ( M E N G E L , 1965) postulierten Trägertheorie vorgenommen werden. Demnach müßten sich die chemischen Strukturen der Träger ( = carrier) ändern und damit die Selektivität der Pflanzen für die Ionen. Diese hypothetische Aussage würde sich den Vorstellungen M I C H A E L S (1959) fügen, der auf Grund seiner Versuchsergebnisse annimmt, daß sich die Nährstoffaufnahme mehr nach chemischphysikalischen Gesetzmäßigkeiten richtet als nach der physiologischen Bedeutung des betreffenden Ions. Schon SCHMALFUSS hatte in den 30er Jahren (1932 und 1936) die Bedeutung physikalisch-chemischer Gesetzmäßigkeiten bei der Aufnahme der Kationen mit der Stellung in der lyotropen Reihe erklärt. Ebenso aufschlußreich hinsichtlich der vorliegenden Ionenkonkurrenz und der veränderten Selektivität ist die Betrachtung des N-Gehaltes bei gestaffelten Kaligaben in Verbindung mit unterschiedlichem N-Angebot (Abb. 5 IVa undb). Bei vermehrtem Vorhandensein von Sulfationen (Abb. 5 IVa) bestehen bei Berücksichtigung der starken Wechselwirkung zwischen N-Mengen X K-Mengen sehr große Unterschiede im N-Gehalt. Im Fall niedrigen N-Angebotes hat die Erhöhung der Kaliumsulfatkonzentration des Bodens eine Senkung des N-Gehaltes zur Folge. Dieser Effekt wird bei hohem N-Angebot praktisch aufgehoben. In der Chlorid-Reihe der Versuchsserie ist dieser K + /NH 4 + -Antagonismus überhaupt nicht meßbar. Hohe Chloridmengen lassen bereits bei niedrigem N-Angebot (90 kg N/ha) den N-Gehalt in der Trockenmasse stark ansteigen. Gesteigerte N-Mengen haben nur einen geringen Einfluß.
4.1.3.2.
K 2 0-Gehalt
Erwartungsgemäß wird auch der Kaligehalt in der Trockenmasse durch das Kaliangebot in der vorliegenden Versuchsreihe bestimmt (Graphische Abb. 61). Dieser Zusammenhang wird jedoch durch die große Streuung der Wechselwirkung zwischen Kalimengen und Kaliformen s2BC = 0,066 (Tab. 2 Spalte 4) sehr stark aufgelockert (Abb. 6 II). Die Aufnahme des Kaliums wird dabei durch die Anwesenheit von Chlorid-Ionen wesentlich gefördert. Durch Kalidüngung gesteigerte Sulfatkonzentration im Boden hemmt die Kaliumaufnahme trotz des steigenden Angebotes. Die dreifache Wechselwirkung (Tab. 2 Spalte 4) ist eine sehr starke Streuungsursache ( s \ B C = 0,022). Im Gegensatz zur N-Aufnahme wird bei Sulfatanwesenheit nicht die Kaliumaufnahme gehemmt, sondern der Kaligehalt in der Pflanze wird bei größeren N-Konzentrationen im Boden nur in seinem Niveau erhöht. (Abb. 6 l i l a ) . Dabei ist zu bemerken, daß erst in Verbindung mit hohen N-Gaben direkte Beziehungen zwischen Kaliumaufnahme und -angebot sichtbar werden. Das einwertige Cl~-Ion (Abb. 6 I l l b ) steigert die Aufnahme bei gestaffeltem Angebot umso stärker, je höher die durch Ammonsulfatgaben veränderte N-Konzentration ist. Weiterhin kann — wie im Kapitel 4.1.3.1. bereits dargelegt - die dreifache Wechselwirkung auch in der Weise analysiert werden, daß die Kaliumaufnahme
ZIEGLEK und BÖTTCHEK, N- und K 2 0-Wirkung bei Weißkohl
526 4,0 3.5
3.0 WxWxW-N-StufenxK-Stufenx Kaliformen
4.0 3.5
3.0
4.0
bei gestaffeltem N-Angebot aber unterschiedlicher Kaliumkonzentration (durch Düngung im Boden) und in Abhängigkeit von der Anionenkomponente der Kalidünger einer Betrachtung unterzogen wird. Es ergibt sich dann, daß mit steigenden N-Gaben bei unterschiedlicher Kaliversorgung eine verstärkte Aufnahme an Kalium eintritt, wenn der Nährstoff in Begleitung von S0 4 Ionen verabreicht wird (Abb. 6 IVa). Die einwertigen Cl~-Ionen üben scheinbar einen anderen Einfluß auf die Kaliumaufnahme
Hb
3.5
3.0 180
360 90
180
Abb. 6. Einfluß der N- und K 2 0Düngung auf den K 2 0-Gehalt in der Trockenmasse der Ernteprodukte
Reinnährstoff in kg/ha
aus, denn mit steigenden N-Gaben ist keine Erhöhung festzustellen. Die KStufen (unterschiedliche Kaliumkonzentrationen im Boden) verändern dagegen das Niveau des Kaligehaltes beträchtlich (Abb. 6 IVb). 4.1.3.3.
P 2 0 5 -Gehalt
Die geringen Differenzen im Phosphatgehalt sind nur der Fehlerstreuung zuzuordnen («¿= 0,0063). Der durchschnittliche P 2 0 5 -Gehalt betrug x = 0,443% in der Trockenmasse. 4.2.
Lagerung
Das Lagerverhalten von Weißkohl wurde in Abhängigkeit von den Faktoren der Düngung nach ähnlichen Gesichtspunkten wie in Kapitel 4.1. mit Varianzanalyse ausgewertet. In der Tab. 3 sind analog wie in Tab. 1 die berechneten Maße zusammengestellt. Als Grundlage dienten die Ergebnisse, die am Ende der 1. und 2. Lagerperiode ermittelt werden konnten. Sie wurden als zwei gleichwertige und unabhängige Meßreihen betrachtet.
527
Archiv für Gartenbau, XIV. Band, Heft 8, 1966
Tabelle 3 Streuungszerlegung (F-Werte) für das Lagerungsergebnis einschließlich der Schätzung der Varianzkomponenten hinsichtlich der Streuungsursache Streuungsursache der MQ(i)
Marktfähige Köpfe
Geplatzte Köpfe
Putzabfall
Schwund
bezogen auf das Einlagerungsgewicht = 1 0 0 Spalte
1
2
3
Varianzquotienten Block HW: N-Stufen K-Stufen Kaliformen WW: WWW:
«2
S
A
S
B
s X2
c
,2
S
AC
X2
AB
100 4,45 6,27 * 4,45 6,94 5,72 * * 3,38 0 9,26* — 0 0 0 1,53 6,94 — _ 0 0 0 7,46** 2,96 0 9,29** 2,96 0 0 0 _ 0 6,94 0 5,06 1,33 2,96 0 14,13** 2,96 -
n A B C AB AC BC ABC
Varianzkomponenten
4
50,90 0 0 16,01 0 8,92 1,64
25,55 0 0 0 0 0 0
0 0,94 0 4,80 0 0 15,03
9,91
91,61
2,29
6 tab.50^ exp. 4,45 >100 2,44 6,94 0 0 5,13** 2,62 0 0 0 — 1,97 0 0 3,27 0 0 0 5,03
Lagermaterial
Bei den gewählten Lagerbedingungen ergab sich eine deutliche Differenzierung des eingelagerten Weißkohles. Es ist dabei einerseits zwischen marktfähiger Ware und andererseits dem Verlust zu unterscheiden. Beide verhalten sich natürlich umgekehrt proportional. 4.2.1.1. Marktfähige Köpfe Der Anteil der marktfähigen Ware wird stark von der Hauptwirkung der IiStufen beeinflußt (Tab. 3 Spalte 3). Außerdem ist eine beträchtliche Wechselwirkung zwischen N-Mengen und K-Mengen (Tab. 3 Spalte 3; Abb. 7) vorhanden. Die Fragen des Nahrstoffverhältnisses N : K 2 0 bei der Düngung sind also von großer Bedeutung für den Lagerungserfolg. Die hohe Streuung der Komponenten SßC = 8,92 läßt sogar vermuten, daß auch die Kaliform im Zusammenwirken mit der Kalimenge den Anteil der marktfähigen Ware beeinflußt.
528
ZIEGLEK und BÖTTCHER, IT- u n d K 2 0 - W i r k u n g bei Weißkohl
50
Ol c k. Ol Ol a
¿0 30 20
•o .c o a
90
c
w L.
|a
50-
3
¿0
i— Zo
N-Stufen
10 180
360 N
WxW • N-StufenxK-Stufen
30 20-
m
10 •
90
180
360 N 120
ttT
"5801^0
Abb. 7. Einfluß der N- und K 2 0 Düngung auf den Anteil marktfähiger Ware nach der Lagerung von Weißkohl „Amager Kurzstrunkiger"
Reinnährstoff in kg/ha
Die Wechselwirkung N-Stufen x K-Stufen verdeutlicht, daß hohe N-Gaben bei gleichzeitig hohem Kaliangebot (K4) noch stärker auf die Verluste wirken als hohe N-Gaben bei niedrigen Kaligaben (Abb. 7 II). Ebenso kann man die nachgewiesene Wechselwirkung in der Weise deuten, daß der Anteil der marktfähigen Ware bei sehr hohen N-Gaben (360 kg N/ha) durch gestaffelte Kalimengen gesenkt wird. (Abb. 7 III). Bei niedrigem N-Angebot (90 kg N/ha) sind die Verhältnisse umgekehrt.
4.2.1.2. Geplatzte Köpfe Das Platzen des eingelagerten Kopfkohles erwies sich nur vom N-Angebot während der Vegetation abhängig (Tab. 3 Spalte 4): ^90
N180
N360
14%
20%
26%
geplatzte Köpfe
4.2.1.3. Putzabfall Da zum Zeitpunkt der Auslagerung geplatzte und nicht geplatzte Köpfe gemeinsam verputzt wurden, konnte der ermittelte Abfall später nicht mehr fraktioniert werden. Die quantitative Höhe des Putzabfalles wurde demzufolge sehr stark von dem Grad und Ausmaß des Platzens der Köpfe beeinflußt. Dadurch spiegelt der Putzabfall nicht allein die Stärke des Fäulnisbefalles wider. Die varianzanalytische Verrechnung ergab, daß die Unterschiede im Putzabfall auf ähnliche Ursachen wie die Vorgänge des Platzens und Schossens auf dem Felde zurückzuführen sind. (Tab. 1 Spalte 5 und Abb. 8).
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Archiv lür Gartenbau, X I V . Band, Heft 8,1966
Die Stoffwechselvorgänge werden neben der wechselseitigen Beeinflussung durch Kali und Stickstoff zu dem noch durch die mit der Kalidüngergabe verabreichten Chlorid- und Sulfatmenge variiert. Eine Hauptwirkung der N-Stufen war statistisch nicht nachzuweisen.
5040-
WxW" N-Stu»enx K-Stufen Ia
Ib
30
20 lol
"90
180
360 N 120
240
¿80^0
5ql WxWxW» N-Stufenx K-StufenxKaliformen.
(Tab. 3 Spalte 5: 150,3; BC = = 4,80 und s2B dagegen nur
S2AB
0,84)-
5•O a 3
QAbb. 8. Einfluß der N- und K 2 0 Düngung auf den Putzabfall nach der Lagerung von Weißkohl „Amager Kurzstrunkiger" 240
48tfv~120
240
Reinnährstoff in kg/ha
4.2.1.4.
Schwund
Die Höhe des Schwundes betrug am Ende der 1. Lagerperiode nach 65 Tagen im Durchschnitt 12,6% und stieg bis zum Ende der 2. Lagerperiode (Ende des Lagerversuches) nach 105 Tagen auf 19,3% an. Außerdem wurde bei der Verrechnung des Schwundes noch eine anschließende 3. Lagerperiode in Form einer Einzelkopflagerung einbezogen. Hierbei erreichten die Köpfe einschließlich der vorangegangenen Periode im Durchschnitt 45,5% Verlust durch Verdunstung, Veratmung und Fäulnis. In der Abb. 9 sind die Mittelwerte aller 3 Lagerperioden aufgezeichnet.
?3
k. 8. a
WxW- N-Stufenx K-Stufen
A.-
Abb. 9. Einfluß der N- und K 2 0 Düngung auf den Schwund während der Lagerung von Weißkohl „Amager Kurzstrunkiger".
« "O
c3
U
9Ö
180
360N 120 Reinnährstoff
240
in kg/ha
ZSOI^O
530
ZIEGLER und BÖTTCHER, N- und K 2 0-Wirkung bei Weißkohl
Bei der Auswertung des Materials waren keine Hauptwirkungen sowohl der N-Stufen, K-Stufen als auch der Kaliformen festzustellen. Lediglich eine starke Wechselbeziehung zwischen N- Stufen und K-Stufen ist signifikant mit einem s\B von 3,27 gesichert. (Tab. 3 Spalte 6). Beim Vergleich der Abb. 9 I und II fällt die veränderte Richtung der Nährstoffwirkung von K oder N in Abhängigkeit von der Höhe des in Wechselwirkung stehenden Faktors auf. 4.3.
Gehalt an Vitamin C und Trockenmassebilanzen
Die vorgesehenen Bestimmungen der wertgebenden Inhaltsstoffe wurden sehr stark durch die Sortenwahl und dem damit verbundenen hohen Anteil der geplatzten Köpfe und dem hohen Putzabfall beeinträchtigt. Daher lag zum Zeitpunkt der Auslagerung nicht mehr das gleiche repräsentative Material wie zur Einlagerung vor. Es muß angenommen werden, daß eine gerichtete Selektion durch das Platzen und die Fäulnis erfolgte. Auf Grund des arbeitsaufwendigen Untersuchungsverfahrens zur getrennten Bestimmung von Ascorbinsäure, Dehydroascorbinsäure und Gesamt-Vitamin C konnten zum anderen nicht von allen einzelnen Varianten die Analysen durchgeführt werden. Es wurden daher nur die jeweils extremen Varianten der Düngung herangezogen. Für die chemischen Untersuchungen wurden Viertelsegmente von 10—12 einzelnen Köpfen fein geschnitzelt und von dieser Mischprobe 5 Parallelbestimmungen angefertigt. Die analytische Bestimmung erfolgte mit den gleichen Methoden wie an anderer Stelle beschrieben (ZIEGLER und BÖTTCHER, 1 9 6 6 ) . Die Werte für den Gehalt an Ascorbinsäure, Dehydroascorbinsäure und Gesamt-Vitamin C sind in Tab. 4 zusammengestellt.
Die vorliegenden Zahlen zeigen, daß die eingetretenen Abnahmen mehr von der Kaliform als von den N- und K-Stufen beeinflußt sind, denn alle hohen K-Stufen (K/J hatten bei Chloridanwendung die größten Verluste an Vitamin C zu verzeichnen. Im Mittel aller Düngungsvarianten betrug der Verlust an Ascorbinsäure 5,0 mg, an Dehydroascorbinsäure 1,6 mg und an Gesamt-Vitamin C 7,0 mg/ 100 g Frischmasse. In der vorliegenden Untersuchungsperiode war der prozentuale Verlust bei der Dehydroascorbinsäure mit 24,6% am größten. Der Anteil der Dehydroascorbinsäure am Gehalt an Gesamt-Vitamin C ging daher während der Lagerung von 15,9 auf 14,3 zurück. Während der 105-tägigen Lagerung nahm der Gehalt an Gesamt-Vitamin C um 17,1% ab. S C Ü P I N ( 1 9 4 1 ) kam dagegen zu wesentlich höheren Verlusten. Diese betrugen für Gesamt-Vitamin C während 120 Tagen bei Kaltlagerung (— 0,5 °C) 43,2% und bei Kellerlagerung (+ 4 , 4 °C) 3 4 , 2 % . Auch K U L P E (1958) ermittelte während 9 5 Tagen Aufbewahrung in Kellern und Kohlscheunen eine Abnahme des Gehaltes an Gesamt-Vitamin C um 2 0 — 4 0 % . Der Einfluß der Düngung ließ sich in den aufgestellten Trockenmassebilanzen statistisch nicht sichern. 5.
Diskussion
Ausgehend von der Tatsache, daß in den traditionellen deutschen Kohlanbaugebieten sehr hohe Nährstoffgaben von 400 kg N/ha und 600 kg K 2 0/ha verabreicht werden, sollte in den vorliegenden Untersuchungsreihen der Einfluß von
Archiv für Gartenbau, XIV. Band, Heft 8,1966
531
Tabelle 4 Vitamin C-Gehalt in Weißkohl nach unterschiedlicher Düngung zum Zeitpunkt der Ernte und nach 105 Tagen Lagerung (Angaben je 100 g Frischsubstanz) 'üngung tufen Kaliform
Einlagerung Auslagerung Abnahme mg AS mg DAS mg GVC mg AS mg DAS mg GVC mg AS mg DAS
i / K t 40%iges Kalisalz \j Kj schwefeis. Kali 40%iges 4/K4 Kalisalz 4 / K 4 schwefeis. Kali 40%iges 4/Kt Kalisalz schwef eis. 4/K4 Kali J K 4 40%iges Kalisalz I/K4 schwefeis. Kali
urchschnitt
32,8
6,9
39,8
30,6
7,4
38,0
35,3
6,9
35,1 32,0
30,5
5,35
42,1
28,7
3,8
5,7 4,8
40,9 36,8
31,7 28,8
32,9
7,2
40,1
38,5
6,5
33,4
34,3
AS = Ascorbinsäure
35,9
mg GVC
-1,2
-1,8
-4,0
30,5
-6,6
-3,1
—1,6
5,1 5,1
36,8 33,9
-3,4 -3,2
-0,6 + 0,3
-4,1 -2,9
27,1
3,4
30,5
-5,8
-3,8
-9,6
44,9
27,3
6,0
33,3
-11,2
-0,5
-11,6
7,0
40,4
30,9
5,5
36,3
-2,5
- 1,5
-4,1
6,5
40,9
29,3
4,9
33,9
-5,0 14,6%
-1,6 24,6%
-7,0 17,1%
DAS = Dehydro-Ascorbinsäure
GVC = Gesamt-Vitamin C
Stickstoff und Kali auf den Flächenertrag und die Höhe der Verluste bei der Lagerung untersucht werden. Die Auswertung verschiedener Vorversuche und des Hauptversuches ergab, daß unter mitteldeutschen Anbaubedingungen der höchste Flächenertrag bereits mit 180 kgN und 100—200 kg K 2 0/ha erreicht wurde. Dieses abweichende Ergebnis könnte mit großer Wahrscheinlichkeit mit dem Faktor „Wasser" in Zusammenhang stehen. Die knappen Sommerniederschläge und die niedrigere relative Luftfeuchtigkeit werden im Durchschnitt der Jahre ohne zusätzliche Beregnung keine höheren Flächenerträge als 500 bis 700 dt/ha zulassen. Die aus den Vorversuchen abgeleitete Vermutung, daß Wechselbeziehungen zwischen Stickstoff und Kali auf das Stoffwechselgeschehen und damit auf den Flächenertrag und das Lagerverhalten des Weißkohles bestehen, konnte durch das dreifaktorielle Versuchsschema und die dadurch gegebene statistische Auswertung bestätigt werden. Da für den Versuch die Sorte „Amager Kurzstrunkiger" herangezogen wurde, war von vornherein unter den gewählten Lagerbedingungen mit höheren Verlusten zu rechnen. Trotzdem waren bei den extrem unterschiedlichen Düngermengen nur geringe Unterschiede festzustellen. Daher ist es auch nicht verwunderlich, wenn andere Forscher mit Mengen von 120 bis 2 0 0 kg N/ha (NEUER, 1 9 3 7 ; H U N G E R -
532
ZIEGLER u n d BÖTTCHER, N - u n d K 2 0 - W i r k u n g bei Weißkohl
1959 und K U L P E , 1958) keinerlei Einfluß der Düngung ermitteln konnten. Ein deutlicher, direkter Einfluß des Kaliums im Hinblick auf die Verbesserung der Lagerfähigkeit und Senkung der Verluste, wie sie von Z I E G L E E und B Ö T T C H E B . (1966) bei Möhren nachgewiesen werden konnte, scheint beim Weißkohl nicht zu bestehen. Die Mitteilung von M A S K O V I C (1963), daß 320 kg K 2 0 gegenüber 80 kg K 2 0 / h a den Gesamtverlust bei der Lagerung von Weißkohl von 42 auf 33% senkte, dürfte wohl damit zu erklären sein, daß jener Versuch auf sehr kaliarmen Niederungsmoorboden angelegt wurde, während bei unseren Versuchen noch ein geringer Bodenvorrat an pflanzenverfügbarem Kali (8 mg) vorhanden war. Auch der von L I E F K E (1928) ermittelte günstige Einfluß von 40%igem Kalidüngesalz konnte nicht bestätigt werden. Die in dem vorliegenden Versuch gefundenen beträchtlichen Wechselwirkungen zwischen den N-Stufen, K-Stufen und Kaliformen dürften sich bei einer anderen Wahl der Versuchsanlage während der Lagerung mit mehreren Wiederholungen noch genauer präzisieren lassen. Beim Vergleich der Wirkung von schwefelsaurem Kali und 40%igem Kalidüngesalz ist natürlich zu bedenken, daß in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Niederschlagsmengen in den einzelnen Versuchsjähren zum Teil von dem ermittelten Sachverhalt abweichende Ergebnisse erzielt werden können, weil das Chlorid-Ion bei reichlicher Feuchtigkeit der Auswaschung unterliegt. Für Fragen der praktischen Düngung kann gefolgert werden, daß das Nährstoffverhältnis von N : K nicht losgelöst von der Anionenkomponente der angewandten Kalidünger und der Jahreswitterung betrachtet werden darf. Zur Ergänzung der durch diese Versuchsreihen aufgezeigten Problematik sind selbstverständlich weitere Versuche notwendig, um vor allem die Frage zu prüfen, ob unter dem Einfluß der Jahreswitterung immer die gleichgerichtete Wirkung der verschiedenen Düngerkomponenten zu erwarten ist. Das für diese Feldversuche angewandte Modell ist geeignet, die durch mathematischstatistische Maße veranschaulichten Zusammenhänge unter vergleichbaren oder auch veränderten Umweltverhältnissen einer erweiterten Deutung zu unterziehen. BÜHLER,
Zusammenfassung Die untersuchten Faktoren Stickstoffmengen (90 bis 360 kg N/ha), Kalimengen (120 bis 480 kg K 2 0/ha) und Kaliform (40%iges Kalidüngesalz (Cl"-Ionen) und schwefelsaures Kali (S0 4 -Ionen) wirkten auf Ertrag, Qualität und Haltbarkeit unterschiedlich. I n einem einjährigen Düngungsversuch mit „Amager Kurzstrunkiger" wurde der Gesamtertrag durch das N-Angebot nur geringfügig erhöht. Bei Fraktionierung des Gesamtertrages in Qualitätsanteile konnten meßbare Wechselwirkungen zwischen Stickstoff und Kali sowie den begleitenden Anionenkomponenten der Kalidünger — als Ausdruck der dreifachen Wechselwirkung — gefunden werden. Die Stickstoff- und Kaliaufnahme wird offenbar sowohl durch Gesetzmäßigkeiten der Ionenkonkurrenz als auch durch Veränderungen der Selektivität der Pflanze
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infolge unterschiedlicher Chlorid- und Sulfatkonzentrationen im Boden gesteuert. Diese Gesetzmäßigkeiten sind möglicherweise bei Stoffwechselvorgängen, die das Platzen und Schossen der Köpfe zum Erntezeitpunkt und den Putzabfall nach der Lagerung bestimmen, auch entscheidende Ursachen für Qualitätsveränderungen. Mit größerer Sicherheit ist der ungünstige Einfluß hoher Stickstoffgaben auf den Anteil der marktfähigen Ware zum Erntezeitpunkt und nach der Lagerung (105 Tage im Normallager bei 0 4,4 °C) nachzuweisen. Die Verluste durch Platzen während der Lagerung erhöhten sich durch Stickstoffdüngung eindeutig. Bevor jedoch sichere Schlußfolgerungen aus den vorliegenden Ergebnissen für den praktischen Kohlanbau gegeben werden können, sind Versuchsserien entsprechend der benutzten Versuchsanlage notwendig, um den Einfluß der jährlich unterschiedlichen Witterung zu erfassen.
Pe3K»Me B 0flH0JieTHeM onuTe c SejioKanaHHoft Kanycroft «AMarep KypijuiTpyHKurep» H3yiajiocb BJiHHHHe paajiH^Hbix KOJiHiecTB a30THHX ( 9 0 - 3 6 0 Kr a30Ta Ha ra) h KajiHÖHHX ( 1 2 0 - 4 8 0 Kr K 2 0 Ha ra) yfloßpeHHö h pa3JiH*rai>ix aTHaH*z.
LerHähigkeHdtrBodcal6iung
Auch die Schadgrenze für Gurkenjungpflanzen liegt in diesem Bereich. Bei einem Jungpflanzenversuch mit verschiedenen Anzuchtserden aus Produktionsbetrieben traten Ertragspressionen bei Überschreiten einer Leitfähigkeitszahl von etwa 5,0 ü ~ 1.10-3 auf. Über die Schadgrenze für die Salzkonzentration bei ertragsfähigen Gurken wurde bereits an anderer Stelle berichtet ( D R E W S 1964a). Die Salzkonzentration in der Bodenlösung der Gurkenerde sollte eine spez. Leitfähigkeit von etwa 7,2 bis 8,0 Q ~ l . c. 10 - 3 nicht überschreiten. Die Auswertung der Analysenergebnisse verschiedener Erden aus Produktionsbetrieben bestätigte (DREWS, 1966), daß bei Überschreiten einer Leitfähigkeitszahl von 8 ß " i. cm - 1. 10~3 mit Salzkonzentrationsschäden zu rechnen ist. Berücksichtigt man alle Versuchsergebnisse, so können die in Tabelle 4 angeführten Grenzzahlen als Schadgrenze für die Salzkonzentration in der Bodenlösung angesehen werden. Wie aus Tabelle 4 zu ersehen ist, nimmt die Salzempfindlichkeit über Radies > Salat > Tomate > Gurke > Blumenkohl ab. Zu ähnlichen Ergebnissen gelangten auch andere Autoren. ( M Ö H R I N G , 1 9 6 0 ; P E N N I N G S F E L D und F O R C H T H A M M E R , 1 9 5 7 ) . Die größte Salzempfindlichkeit zeigen Jungplanzen. Mit zunehmendem Alter der Pflanze nimmt wahrscheinlich infolge des Anstiegs der Zellsaftkonzentration die Salzempfindlichkeit ab.
561
Archiv für Gartenbau, XIV. Band, Heft 8, 1966
Tabelle 4 Schadgrenze für die Salzkonzentration in der Bodenlösung Schadgrenze Gemüseart Jungpflanzen Radies Salat Gurke Tomate Kohlrabi und Blumenkohl
3.2.
spez. Leitfähigkeit osmotischer Wert der Bodenlösung Ü cm-». 10- 3 atm 4,8 bis 5,4 6,5 6,7 8,0 8,5 9,0
2,3 bis 2,6 3,2 3,3 4,0 4,2 4,5
Zusammenhang zwischen Nährstoff- und Salzkonzentrationsschäden
Um zu überprüfen, inwieweit Ertragsdepressionen durch zu hohe N-bzw. Kbzw. P-Gehalte in der Erde in Beziehung zur Salzkonzentration gebracht werden können, wurde ein Tomatenjungpflanzenversuch mit einer Komposterde (WK = 72 Gew.-%) und ein Salatjungpflanzenversuch mit einem Hochmoortorf (WK « 700 Gew.-%) durchgeführt. Bei diesen Versuchen wurden einmal die Nährstoffe N, P und K allein, zum anderen aber die drei Nährstoffe gemeinsam in steigender Menge den Erden zugegeben. Die der Erde zugesetzten Nährstoffmengen sind aus Abbildung 7 a und 8 a zu ersehen. Mit steigender Düngergabe nimmt das Jungpflanzengewicht bei der Erde wie auch bei dem Hochmoortorf ab. Um festzustellen, ob die Ertragsdepressionen in Beziehung zur Salzkonzentration gebracht werden können, wurden die in Abbildung 7 a und 8a wiedergegebenen Versuchsergebnisse (Relativerträge) in Beziehung zur spez. Leitfähigkeit der Bodenlösung gesetzt (Abb. 7 b und 8b). Wie aus den Ergebnissen zu ersehen ist, ergeben sich unabhängig von der Nährstoffart sehr übereinstimmende Beziehungen zwischen Ertrag und spez. Leitfähigkeit der Bodenlösung. Die Ergebnisse deuten darauf hin, daß die durch einen Nährstoff verursachten Ertragsdepressionen in hohem Maße durch die erhöhte Salzkonzentration verursacht werden.
3.3.
Festlegungen der Salzschadgrenzen bei einem Extraktionsverhältnis 1:5 gewichts- und volumenmäßig
Da eine Salzkonzentrationsbestimmung in der Bodenlösung nicht in allen Laboratorien möglich sein wird, andererseits Grenzzahlen für die einfachen Methoden 1 und 2 für die Vielzahl von verschiedenen Erden, wie sie in der Praxis anzutreffen sind, nicht ermittelt werden können, wurde versucht, auf der Grundlage der verwendeten Versuchserden, wie z. B. in der Abbildung 9 dargestellt, und mehrerer anderer Erden aus Produktionsbetrieben allgemeingültige Beziehungen
FJß2
DREWS, E r m i t t l u n g d e r S ^ l z s c h a d g r e n z e
Abb. 7. a) Tomatenjungpflanzengewicht Düngung bei einer Erde
bei
differenzierter N, K 2 0 , P2Og-
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b) Beziehung zwischen Relativerträgen der Abb. a und der spez. Leitfähigkeit der Bodenlösung
Archiv für Gartenbau, XIV. Band, Heft 8,1966 mglWOghrt
563
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Abb. 8. a) Salatjungpflanzengewicht bei differenzierter N, K 2 0 , P 2 0 5 -Düngung bei Hochmoortorf
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b) Beziehung zwischen Relativerträgen der Abb. a und der spez. Leitfähigkeit der Bodenlösung
564
DREWS, Ermittlung der Salzschadgrenze
¡-'•cm"1-10"3
Abb. 9. Beziehung zwischen spez. Leitfähigkeit des Extraktionsfiltrates 1 : 5 gewichtsmäßig und spez. Leitfähigkeit der Bodenlösung der Erden Nr 2 und 13
zwischen der Salzkonzentration der Bodenlösung und des Extraktionsfiltrates 1:5 gewichts- und volumenmäßig zu ermitteln, und in einem Diagramm darzustellen (Abb. 10 und 11). In der Abbildung 9 ist von den Versuchserden Nr. 2 und 13 die Beziehung zwischen der spezifischen Leitfähigkeit des Extraktionsfiltrates 1:5 gewichtsmäßig und der spezifischen Leitfähigkeit der Bodenlösung wieder -
Abb. 10. Diagramm zur Ermittlung der Salzschadgrenze bei einem Extraktionsverhältnis 1 : 5 , gewichtsmäßig
Archiv für Gartenbau, XIV. Band, Heft 8,1966
565
nach der Schnelltestmethode
gegeben. In ähnlicher Weise wurde bei den anderen Versuchserden verfahren und unter Einbeziehung der Ergebnisse der Erden aus den Produktionsbetrieben die allgemeingültigen Beziehungen zwischen der spez. Leitfähigkeit des Extraktionsfiltrates 1 : 5 gewichts- und volumenmäßig und der Bodenlösung aufgestellt. Aus diesen Ergebnissen konnten die in den Abbildungen 10 und 11 im Koordinatensystem dargestellten Kennlinien ermittelt werden. Diese Kennlinien wurden mit den in den Versuchen bestimmten Grenzzahlen für das Extraktionsverhältnis 1 : 5 hinsichtlich ihrer Genauigkeit überprüft. Hierbei konnte eine gute Übereinstimmung festgestellt werden. Bei der Salzkonzentrationsbestimmung bei einem Extraktionsverhältnis 1:5, volumenmäßig, handelt es sich um eine Schnellmethode, die in Betriebslaboratorien zur Anwendung gelangt. Bei diesen Verfahren erfolgt die Salzkonzentrationsangabe aus meßtechnischen Gründen nicht als spez. Leitfähigkeit sondern in g KCl/1 Erde (GÖHLER, 1963). Auf der Abszisse des entsprechenden Diagramms. (Abb. 11) ist daher die Salzkonzentration nur in g KCl/1 Erde angeführt worden In beiden Diagrammen wurden auf der Ordinate die bei den Versuchen für die Bödenlösung ermittelten Grenzzahlen für die Schadgrenze mit eingetragen. Zur Charakterisierung der Erdart diente bei dem Extraktionsverhältnis 1 : 5 gewichtsmäßig der Humusgehalt und die Wasserkapazität und bei dem Extraktionsverhältnis 1 : 5 volumenmäßig das Volumenge wicht. Da die Schnelltestmethode vorwiegend in Betriebslaboratorien zur Anwendung kommt, wird in diesen Laboratorien in der Regel nur eine Volumengewichtsbestimmung möglich sein. Zwischen Volumengewicht und Kohlenstoffgehalt (Humusgehalt) besteht im Bereich eines Volumengewichtes von 60 bis 140 g/100 ml eine lineare Korrelation. (y = - 0,21 (x - 131); r = 0,81; n = 102) Ebenso besteht zwischen dem Kohlenstoffgehalt (Humusgehalt) und der Wasserkapazität im Bereich eines Kohlenstoffgehaltes von etwa 1 bis 2 4 % eine lineare Korrelation (y = 10,3 (x + 1,5); r = 0,90; n = 76)
566
DREWS, Ermittlung der Salzschadgrenze
Wie aus den Diagrammen (Abb. 10 und 11) zu ersehen ist, verkleinert sich mit Erhöhung der Wasserkapazität einer Erde das Verhältnis zwischen spez. Leitfähigkeit der Bodenlösung und spez. Leitfähigkeit des Extraktionsverhältnisses 1:5 gewichts- und volumenmäßig. Bei dem Extraktionsvehälnis 1:5 volumenmäßig sind jedoch diese Abweichungen nicht so ausgeprägt. Dieses erklärt sich dadurch, daß bei der volumenmäßigen Entnahme der Probe mit Zunahme des Humusgehaltes auch die Erdmenge, die zur Untersuchung entnommen wird, geringer wird. Auf der Abszisse der beiden Diagramme kann also für das Extraktionsverhältnis 1:5, die für die jeweilige Erdart annähernd zutreffende Salzschadgrenze entnommen werden. Zur Charakterisierung der Erdart muß der Humusgehalt, die Wasserkapazität oder das Volumengewicht bekannt sein. 4.
Schlußfolgerungen
Auf Grund früherer methodischer Untersuchungen zur Salzkonzentrationsbestimmung (DBEWS, 1965 b) und vorliegender Ergebnisse ergibt sich, daß die Bestimmung der Salzkonzentration in der Bodenlösung den natürlichen Verhältnissen am nächsten kommt. Hierdurch ergeben sich im Gegensatz zur Salzkonzentrationsbestimmung bei einem Extraktionsverhältnis 1:5 keine größeren Unterschiede in der Schadgrenze bei Erden mit unterschiedlichem Humusgehalt. Wo die technischen Voraussetzungen vorhanden sind, sollte daher die Salzkonzentration in der Bodenlösung bestimmt werden. Ist eine Salzkonzentrationsbestimmung in der Bodenlösung nicht möglich, so kann sie auch bei einem Extraktionsverhältnis 1:5 vorgenommen werden. Zur Festlegung der Schadgrenze für die Gemüsearten sind dann die aus dem Diagramm angeführten Grenzbereiche für die verschiedenen Erdarten zu entnehmen. Zur Charakterisierung der Erdart kann der Humusgehalt, die Wasserkapazität und das Volumengewicht dienen. Da die Bestimmung der WK oder des Humusgehaltes genauer ist als die des Volumengewichtes, sollte das Volumengewicht zur Charakterisierung der Erdart nur dann herangezogen werden, wenn eine Bestimmung des Humusgehaltes oder der W K nicht möglich ist. Dieses wird aus arbeitstechnischen Gründen in der Regel in Betriebslaboratorien der Fall sein. Zur Charakterisierung der Salzkonzentration genügt es, wenn von der Bodenlösung oder dem Extraktionsfiltrat nur die spez. Leitfähigkeit bestimmt wird. Zusammenfassung Für die wichtigsten unter Glas angebauten Gemüsearten Tomate, Gurke, Salat, Blumenkohl und Radies wurden die Schadgrenzen für die Salzkonzentration in Abhängigkeit von der Erdart ermittelt. Die Untersuchungen wurden mit drei Untersuchungsverfahren durchgeführt: Bestimmung des Abdampfrückstandes bzw. der elektrischen Leitfähigkeit bei einer Extraktion von einem Gewichtsteil Erde mit 5 Teilen Wasser; (Methode 1): Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit bei einer Extraktion von einer Volumeneinheit Erde mit 5 Teilen Wasser;
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(Methode 2 Schnellmethode): Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit in der Bodenlösung einer auf die volle WK gebrachten Erde (Methode 3). Bei den Methoden 1 und 2 zeigten die Schadgrenzen eine deutliche Abhängigkeit von der Erdart, insbesondere vom Humusgehalt und der WK. Dagegen sind die Schadgrenzen bei der Methode 3 (Salzkonzentration der Bodenlösung) von der Erdzusammensetzung weitgehend unabhängig. Es wurden daher zuerst nur die Schadgrenzen für die Salzkonzentration der Bodenlösung festgelegt, weiterhin zwei Diagramme aufgestellt, mit deren Hilfe auch die Schadgrenzen für die Methoden 1 und 2 (Extraktionsverhältnis 1:5) ermittelt werden können.
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6 h j i h Haftflemi npeflejibiiBie (He
BH3tiBaiomHe
IIOBpeJKfleHHH) K O H I j e H T p a i J H H COJieÖ B 3aBHCHMOCTH OT BHfla 3eMJIH. M c c j i e -
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Summary The limits of harmfulness of salt concentration in dependence on the type of earth were determined for the principal glasshousegrown vegetable crops, such as tomato, cucumber, lettuce, cauliflower, and radish. The tests were carried through according to the three testing procedures: Determination of electrical conductivity by extracting 1 part by weight of earth with 5 parts of water (method 1); determination of electrical conductivity by extracting one part by volume of earth with 5 parts of water (method 2 — rapid method): determination of electrical conductivity in the soil solution of an earth sample which had been brought to its full water capacity (method 3). When applying methods 1 and 2, the limits of harmfulness showed a distinct dependence on the type of earth, in particular on humus content and water capacity. In method 3, however, the limits of harmfulness were greatly independent
DREWS, Ermittlung der Salzschadgrenze
568
of the composition of the earth. Therefore, only the limits of harmfulness were determined for the salt concentration of the soil solution. In addition, two graphs were presented with which the limits of harmfulness for methods 1 and 2 can be •determined. Literatur M . : Untersuchungen über den Nährstoff- und Salzgehalt in Gurkenerden in Gemüsebaubetrieben. Archiv für Gartenbau 12 (1964 a), 355—369 D R E W S , M.: Ursachen von Salzschäden und Möglichkeiten ihrer Beseitigung im Gemüsebau unter Glas. Der Deutsche Gartenbau 11 (1964 b), 299-301 D B E W S , M.: Vergleich verschiedener Methoden zur Bestimmung der Salzkonzentration in gärtnerischen Erden. Archiv für Gartenbau 18 (1965), 287-299 D R E W S , M.: Untersuchungen über die Veränderungen des Nährstoffgehaltes in Gurkenerden im Laufe einer Kulturperiode. Archiv für Gartenbau (im Druck 1966) OÖHLER, F.: Chemische Betriebslaboratorien in Gewächshauswirtschaften. Herausgeber: Ständiges Neuererzentrum der soz. Landwirtschaft der DDR Leipzig-Markleeberg 1963 H Ö S S L I N , R . V . und F. P E N N I N G S F E L D : Salzkonzentrationsschäden in einem Gefäßversuch in ihrer Abhängigkeit von Düngung und Bodenart. Zeitschrift f. Pflanzenernährung, Düngung und Bodenkunde 47 (1949), 145-161 K N I C K M A N N , H.: Die Qualität des Gießwassers beeinflußt die Qualität der Erzeugnisse. Rheinische Monatsschrift für Gemüse-, Obst- und Gartenbau 48 (1960), 67—68 K Ö S T E R , P.: Zur Untersuchung gärtnerischer Kulturerden. Die Gartenbauwissenschaft 20 (1955) 92 K Ö S T E R , P. und W . G R Ü T Z E : Eine Apparatur zur Messung des Salzgehaltes in Böden und Erden. Zeitschrift für Pflanzenernährung, Düngung und Bodenkunde 79 (1957), 124,14-20 L A S K E , P . : Jahresbericht über die Bodenuntersuchung im Gartenbau des Landes Württember-Hohenzollern. Süddeutscher Erwerbsgärtner 20 (1966) 662—664 Nc. N A U G H T , K . J . und B . J . H O U S T O N : Excrees soluble salte in glashouse tomatosoils. New Zealand J . Sei. Technol. Seet. A 38 (1956), 449-465 OSAMA, T . : Untersuchungen über die Salzverträglichkeit von Gemüsearten in Sandkultur. l . M i t t . Fruchtgemüse J . horticult. Assoc. Japan 2» (1960), Nr. 4, S. 294-304 Ref. Landw. Zentralbl. Abt. II, 8 (1963) S. 158 P E N N I N G S F E L D , F. und L. F O R C H T H A M M E R : Reaktion der wichtigsten Gemüsearten auf gestaffelte Düngungshöhe. Die Gartenbauwissenschaft 22 (1957) 208—235 R A T H S A C K : Die Salzempfindlichkeit der gartenbaulichen Kulturpflanzen. Gartenwelt 6 4 (1964), 493-494 R A E T H N E R , W . : Marktgerechter Tomatenanbau. Verlag Eugen Ulmer Stuttgart 1 9 6 2 S M I T H , D . E. und G . F . W A R R E N : Studies of soluble salte in greenhouse soils. Proc. Amer. Soc. Horticult. Sei. 70 ( 1 9 5 7 ) 5 0 1 - 5 1 1 T E P E , W . : Einfluß des Gießwassers auf die Kulturen. Die Gartenwelt 5 5 ( 1 9 5 5 ) 6 2 - 6 4 T H U N , R . , H . H E R M A N N , und E. K N I C K M A N N : Methodenbuch Bd. I . Die Untersuchung von Böden. Neumann-Verlag, Radebeul und Berlin 1955 W A L T H E R , H.: Die kryoskopische Bestimmung des osmotischen Wertes von Pflanzensäften. Abderhalben Handbuch der biologischen Arbeitsmethode, Abt. XI, 353—371, (1931) DREWS,
Anschrift des Autors: Dr. M. Drews Institut für Gemüsebau der Humboldt-Universität 1722 Großbeeren
Institut fttr Pllanzenzüchtung Quedlinburg der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin
FKIEDBICH FABIG
Einfluß von Fruchtmasse und Fruchtanzahl auf den Ertrag bei Stabtomate
Eingegangen am 27. Juli 1966
1.
Das Sortiment
Die Zuchtarbeit bei Stabtomate konnte in den letzten 15 Jahren beachtliche Erfolge erzielen. In diesem Zeitraum sind sämtliche Gruppensorten durch Hochzuchtsorten ersetzt worden und ab 1962 gibt es ausschließlich Hochzuchtsorten im Sortiment, wenn man von der Liebhabersorte „Goldene Königin" absieht, die für den erwerbsmäßigen Anbau keine wirtschaftliche Bedeutung besitzt. Tabelle 1 gibt Aufschluß über den Leistungsstand des bestehenden Sortimentes im Freilandanbau. Ausgewertet wurden für diese Zusammenstellung die Prüfungen der Zentralstelle für Sortenwesen aus den Jahren 1962 bis 1965. Die Prüfungen wurden jährlich an 7 bis 9 unterschiedlichen Anbaustellen innerhalb der D D R angelegt, so daß insgesamt 32 Einzelprüfungen für die Beurteilung berücksichtigt werden konnten. Die Prüfungsanlage erfolgte nach der FISHER/BLOCK-Methode mit vierfacher Wiederholung. Auf jeder Parzelle standen 16 Pflanzen, so daß insgesamt 64 Pflanzen je Prüfnummer zur Auswertung herangezogen wurden. Die Pflanzen wurden nach Ausbildung des 5. Wickels gestutzt.
Der Ertrag einer Sorte wird somit durch den Anteil pflückreifer Früchte dieser 5 Wickel gebildet. Je nach Witterung wurde während einer Vegetationsperiode bis zu zwanzigmal gepflückt. Der Ernteanfall der ersten 5 Pflücken wird als Frühertrag bezeichnet. Früchte, die bei Beendigung des Versuches nicht reif waren, wurden abgepflückt und als grüne Früchte zusätzlich in Tabelle 1 aufgeführt. Der Anteil grüner und auch geplatzter Früchte ist prozentual auf den Gesamtertrag bezogen. Die Frühzeitigkeit wird durch die Frühzeitigkeitszahl (FZZ) ausgedrückt, je niedriger die Zahl, um so früher die Sorte. Die FZZ stellt den Schwerp u n k t e r n t e t a g d a r (REINHOLD und GOETSCH, 1956). F ü n f v o n d e n a u f g e f ü h r t e n
Sorten sind samenecht, eine davon ist eine Hybridsorte. Als Bezugsgröße wird „Fanal" genommen, da „Fanal" von den samenechten Sorten die früheste ist. (Tab. 1). „Fanal" ist seit 1953 zugelassen und aus der Kreuzung „Frühe Liebe" x „Rheinlands Ruhm" entstanden. Die Ertragsleistung von „Fanal" ist trotz ihrer Frühzeitigkeit als gut zu bezeichnen, sie wird nur von „Apollo" und „Hellperle" übertroffen. Die Frucht ist sehr gleichmäßig, glatt und rund, der Anteil geplatzter 39
Archiv für Gartenbau, X I V . Band, Heft 8
FABIÖ, Ertrag bei Stabtomate
570 Tabelle 1 Leistungsmerkmale der Tomatensorten Sorte
Harzfeuer Fanal Matura Apollo Hellperle Dominator
Ertrag Anteil dt/ha relativ A Ware FZZ ü zu Fanal /o 344,8 339,9 302,0 384,9 361,6 336,6
101 100 89 113 106 99
80,7 63,5 77,9 81,2 79,9 79,7
105,3 109,3 111,0 112,7 116,3 116,4
Anteil vom Gesamtertrag geplatzte Früchte grüne Früchte
%
%
6,7 2,2 11,5 4,8 4,5 3,3
16,1 16,5 21,1 28,8 31,2 37,0
Früchte innerhalb des Sortimentes am niedrigsten. Als Nachteil muß erwähnt werden, daß die Frucht verhältnismäßig klein bleibt und daher durch ungünstige Wachstumsverhältnisse stärker beeinträchtigt wird. So liegt der Anteil A-Ware (Früchte mit einem Durchmesser von über 4 cm) innerhalb des Sortimentes bei „Fanal" mit 63,5% am niedrigsten und mindert den Marktwert dieser Sorte. „Matura" ist seit 1961 im Sortiment. Diese Sorte ist durch Auslese aus „Vollendung" entstanden. Sie besitzt die gleiche Ertragsleistung und Reifezeit wie die Ausgangsform, zeichnet sich aber gegenüber dieser durch robusteres Wachstum und größere Unempfindlichkeit gegen Witterungseinflüsse aus. I n der Zeitigkeit liegt sie 1 bis 2 Schwerpunkterntetage hinter „Fanal" und erreicht nicht deren Ertragsleistung. Wertvoll jedoch ist die deutlich bessere Sortierung. Mit 77,9% A-Ware übertrifft sie „Fanal" um 14% und gleicht damit den Nachteil der geringen Ertragsleistung z. T. wieder aus. „Matura" ist die platzempfindlichste Sorte, besonders in warmen und feuchten Jahren liegt der Anteil geplatzter Früchte verhältnismäßig hoch. Die Sorte „Apollo" ist 1962 zugelassen worden. Der Zuchtweg dieser Sorte läßt sich bis 1947 zurückverfolgen (FABIG, 1966). Sie ist entstanden aus Kreuzungen zwischen Lycopersicon pimpineUifolium und mehreren Kultursorten, um Frühzeitigkeit, Fruchtqualität und Ertragsleistung zu vereinigen. Die Sorte liegt 3 bis 4 Schwerpunkterntetage hinter „Fanal" mit einer deutlich besseren Ertragsleistung und Sortierung. Mit 81,2% A-Ware erreicht „Apollo" den höchsten Stand im gesamten Sortiment. Die Frucht von „Apollo" ist ein sogenannter Hellfruchttyp, sie reift gleichmäßig und schnell ab, der Anteil geplatzter Früchte mit 4,8% bewegt sich in vertretbarer Höhe. „Hellperle" ist aus der Kreuzung „Stoners M. P." x ,,ES-I" entstanden ( R E I N HOLD, 1958) und seit 1960 im Sortiment. Es handelt sich hier um eine spätreifende Sorte mit einem 7 Tage späteren Ernteschwerpunkt als „Fanal". Zur Erreichung optimaler Erträge wird ein langer und warmer Herbst benötigt. Der Anteil grüner Früchte mit 31,2% unterstreicht diese Feststellung. In der Gesamtertragsleistung nimmt sie hinter „Apollo" den zweiten Platz ein und übertrifft „Fanal" um etwa 6%. Der Anteil A-Ware bei „Hellperle" liegt mit 79,9% recht gut und erreicht hinter „Apollo" den 2. Platz. Die Frucht gehört ebenfalls zum Hellfruchttyp, sie ist mittelgroß bis groß, gleichmäßig ausgeformt, die Fleckenbildung ist gering.
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„Dominator" ist eine Auslese aus der von FREMBGEN, Niederdollendorf 1932 eingeführten „Rheinlands Ruhm" (KRAUS, 1954) und wurde 1961 zugelassen. Sie entspricht der Ausgangsform in Reife und Ertragsleistung. Durch die jahrelange Auslese wurde ein Typ entwickelt, der unseren Anbauverhältnissen besser angepaßt ist. „Dominator" ist wesentlich unempfindlicher gegenüber Witterungseinflüssen als „Rheinlands Ruhm". Besonders hervorzuheben ist bei der Neuzüchtung die Verbesserung der Fruchtqualität. Die Bildung grüner Kappen auf den Früchten, besonders bei ungünstigen Wachstumsverhältnissen während des Abreifens, konnte weitgehend ausgemerzt werden. Gegenüber „Fanal" liegt der Ernteschwerpunkt 7 Tage später, sie ist somit die späteste Sorte im Sortiment. Der Ertrag entspricht dem der frühen Sorten, er ist im mehrjährigen Durchschnitt dem von „Fanal" gleichzusetzen. Die Sortierung mit 79,7% A-Ware sowie die gute Platzfestigkeit mit 3,3% kennzeichnen die wertvollen Eigenschaften dieser Sorte. Auch „Dominator" verlangt, um Höchsterträge zu erreichen, beste Wachtumsbedingungen, ähnlich wie „Hellperle". Daher ist der Anteil grüner, unreifer Früchte mit 37,0% relativ hoch, verglichen mit dem Anteil grüner Früchte bei „Fanal" mit nur 16,5%. Neben den 5 samenechten Sorten ist mit der Sorte „Harzfeuer" die erste Hybridsorte in unserem Sortiment. 1959 wurde sie unter dem Namen „Primavera" zugelassen und 1961 erfolgte die Umbenennung in „Harzfeuer". Als Kreuzungspartner dienen zur Erzeugung des Hybridsaatgutes der Stamm F 52/19 und „Moneymaker". Der Stamm F 52/19 ist ein im Jahre 1952 selektierter mikadoblättriger Typ, der aus Kreuzungen zwischen Lycopersicon pimpinettijolium und Kultursorten bei Tomaten entwickelt wurde. „Harzfeuer" ist eine Hybridsorte mit einer speziellen Eignung für den Anbau unter Glas. Hier ist „Harzfeuer" z. Zt. die früheste Sorte mit einem sehr hohen Frühertrag. Auf diese Leistungen wurde bereits mehrfach hingewiesen (KUMMER, 1959: KUMMER, 1960: FABIG, 1962). Darüber hinaus wurden seit mehreren Jahren auch Prüfungen mit dieser Sorte im Freiland durchgeführt. Abbildung 1 zeigt, daß „Harzfeuer" im Freiland gegenüber „Fanal" mit 4 Schwerpunkterntetagen einen beachtlichen Reifevorsprung besitzt bei praktisch gleicher Ertragsleistung. Weiterhin ist wertvoll, daß „Harzfeuer" mit 80,7% A-Ware wesentlich besser abschneidet als „Fanal" und nur durch „Apollo" übertroffen wird. Die Einschätzung der Ertragsleistungen unserer Sorten vom Freilandanbau zeigt, daß „Matura" mit 84% einen deutlichen Minderertrag zu „Fanal" aufweist. Von 32 Prüfungen war der Minderertrag zwölfmal signifikant. „Apollo" erreicht mit 113% einen sechzehnmal signifikanten Mehrertrag zu „Fanal" und der Mehrertrag von „Hellperle" zu „Fanal" ist elfmal statistisch gesichert. „Harzfeuer", „Fanal" und „Dominator" weisen die gleiche Ertragshöhe auf, wobei allerdings in den einzelnen Jahren beachtliche Schwankungen auftreten. 2.
Zuchtziele bei Tomate
Unter Berücksichtigung der Qualitätsmerkmale sind als wichtigste Zuchtziele bei Stabtomate zu nennen; Verbesserung der Frühzeitigkeit und der Ertrags38«
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FABIO, Ertrag bei Stabtomate
leistung. Die Qualität der Tomatenfrucht wird fast ausschließlich durch äußere Faktoren bestimmt. I m DDR-Standard für Frischobst und Frischgemüse vom September 1964 werden u. a. nachstehende Forderungen für die Güteklasse A erhoben „gesund, sauber, frisch, frei von fremdem Geruch und Geschmack . . ., in der Reife einheitlich, von fester Konsistenz, frei von harten Kappen an Kelchboden und Flecken, nicht glasig, Durchmesser 40—65 mm". Darüber hinaus sollen die Früchte gleichmäßig rund sein und einen angenehmen spezifischen Tomatengeschmack aufweisen. Die Früchte müssen vollständig vom Fruchtinnern ausgefüllt sein. Wie sehr die äußeren Qualitätsmerkmale vorherrschen, geht aus der Tatsache hervor, daß die Sorten der sogenannten Hellfruchtgruppe immer stärker im Anbau unter Glas und auch im Freiland berücksichtigt werden, da die Früchte dieser Sorten bei ungünstigen Wachstumsverhältnissen eine bessere und gleichmäßigere Ausfärbung aufweisen und deutlich weniger zur Kappenbildung neigen als die geflammten Typen, obwohl diese geschmacklich höher einzuschätzen sind. Eine Neuzüchtung, die von diesen aufgeführten Qualitätsbestimmungen mehr oder weniger abweicht, dürfte keine Aussicht auf Zulassung haben.
2.1.
Frühzeitigkeit
Als früheste Sorte bei Stabtomate wurde jahrzehntelang die Anfang der zwanziger Jahre von LÖBNER gezüchtete „Bonner Beste" bezeichnet. Den zahlreichen Versuchen, die Frühzeitigkeit dieser Sorte zu übertreffen, war erst Erfolg beschieden, als Kultursorten mit Lycopersicon pimpinellifolium gekreuzt wurden. 1951 konnten „Frühe Liebe" und 1953 „Fanal" aus diesen zahlreichen Kreuzungen zugelassen werden. Auch die Hybridsorte „Harzfeuer" hat einen Kreuzungseiter, der auf Lycopersicon pimpinellifolium zurückgeht. In Tabelle 2 sind die Zeitigkeitsunterschiede in Tagen zu Beginn der Pflückreife einiger Sorten im Vergleich zu „Bonner Beste" aufgeführt. (Tab. 2). Die Zahlen entstammen siebenjährigen Beobachtungen und als Termin für den Beginn der Pflückreife wurde das Datum festgehalten, an welchem 20% der Pflanzen einer Sorte wenigstens eine pflückreife Frucht aufwiesen. Der Pflückbeginn von „Bonner Beste" lag in der BeobachTabelle 2 Pflückbeginn im Vergleich zu Bonner Beste Pflückbeginn in Tagen Sorte
Frühe Liebe Harzfeuer Fanal Bonner Beste Matura Apollo Hellperle Dominator
vor Bonner Beste
nach Bonner Beste
12 6
4 Vergleichssorte 4
6
14 14
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tungszeit zwischen dem 1. und 5. August. Vor „Bonner Beste" sind „Frühe Liebe" mit 12 Tagen, „Harzfeuer" mit 6 und „Fanal" mit 4 Tagen früher pflückreif. „Mat u r a " reift 4, „Apollo" 6, „Hellperle" und „Dominator" beide 14 Tage später. Es konnte somit durch die Einkreuzung mit Lycopersicon pirnpinellifolium eine wesentliche Verbesserung der Frühzeitigkeit bei Stabtomaten erreicht werden und die Züchtung dieser früheren und ertragreicheren sowie qualitativ besseren Sorten führte zur Streichung von „Bonner Beste",
2.2.
Ertrag
Unter Ertrag wird hier derjenige Anteil der Gesamtfruchtproduktion verstanden, der als reife Früchte bis zum Ende der Vegetationszeit abgeerntet wird. Dieser Anteil stellt jedoch nicht das wirkliche Leistungsvermögen einer Sorte dar, dieses wird erst sichtbar, wenn der Anteil grüner Früchte ebenfalls erfaßt und ausgewertet wird. (Tab. 3). Tabelle 3 Ertrag an reifen — sowie an reifen u. unreifen Früchten Sorte
Harzfeuer Fanal Matura Apollo Hellperle Dominator
Ertrag an reifen Früchten dt/ha relativ zu Fanal 344,8 339,9 302,0 384,9 361,6 336,6
101 100 89 113 106 99
Ertrag an reifen und unreifen Früchten dt/ha relativ zu Fanal 411 406 383 542 525 533
101 100 94,5 133 129 131
Bei der Betrachtung dieser Zahlen ist jetzt ein deutlicher Unterschied zwischen den frühen Sorten „Harzfeuer", „Fanal", „Matura" und den späten Sorten „Apollo", „Dominator" und „Hellperle" zu erkennen. Die späten Typen erreichen unter Berücksichtigung der Gesamtfruchtproduktion eine Mehrleistung von 29 bis 3 3 % gegenüber „Fanal" und bestätigen hiermit, daß ihr effektives Leistungsvermögen höher bewertet werden muß als das der frühen Sorten. „Fanal" und „Harzfeuer" weisen bei der Zusammenstellung die gleiche Leistung auf, während „Matura" wieder abfällt. Dieses Leistungspotential der späten Sorten, besonders bei „Dominator" und „Hellperle" und auch bei „Apollo" ist aber f ü r den Anbau im Freiland in den meisten Jahren bedeutungslos, da bei diesen Sorten, bedingt durch die später einsetzende Pflückreife, ein höherer Prozentsatz Früchte nicht reif wird und somit bei der Zusammenstellung des Ertrages unberücksichtigt bleiben muß. Nur in besonders günstigen Jahren, bei hohen Temperaturen und optimalen Wachstumsbedingungen bis zum Herbst, bringen diese Sorten Höchsterträge und sind d a n n den frühen Sorten eindeutig überlegen. Wie stark der Anteil reifer Früchte
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FABIO, Ertrag bei Stabtomate
witterungsabhängig ist, läßt sieh aus der Abbildung 1 entnehmen, wo als frühe Sorte „Fanal" mit der spät abreifenden Sorte „Dominator" verglichen wird. (Abb. 1) Von 1956 bis 1965 wurde der jährliche Ertrag an reifen Früchten aufgezeichnet und mit dem zehnjährigen Mittel der jeweiligen Sorte verglichen. Es ist deutlich zu erkennen, daß zwar das Verhalten beider Sorten auf die Jahreswitterung praktisch gleich ist, daß aber „Dominator" wesentlich stärker reagiert.
—i
SS
1
57
1
58
1
59
1
SO
.
S1
1
62
1
S3
1
S4
1
SS Ernttjahn
Abb. 1 Ertrag der Tomatensorten Fanal u. Dominator von 1956—1965 verglichen mit dem 10jährigen Sortenmittel
Besonders auffallend sind die Jahre 1958 und 1962. Im ersten Fall erzielt „Dominator" im Vergleich zum eigenen Mittelwert 185%, während „Fanal" 135% erreicht. 1962, bei sehr ungünstiger Witterung, bringen „Dominator" nur 36% und „Fanal" 57% des entsprechenden Mittelwertes. Eine entscheidende Verbesserung der Ertragsleistung bei Tomaten ist somit nur unter Berücksichtigung des Leistungspotentials der späten Sorten möglich. 3.
Faktoren der Ertragsbildung
Der Ertrag einer Sorte wird weitgehend von den Faktoren Fruchtanzahl je Pflanze und der Einzelfruchtmasse bestimmt, wobei berücksichtigt werden muß, daß gewisse Wechselbeziehungen zwischen diesen beiden Faktoren bestehen. Aus vierjährigen Freilandprüfungen von 1962 bis 1965 liegen für jede Sorte Angaben über die Anzahl der Früchte je Einzelpflanze und über die entsprechende Einzelfruchtmasse vor. Zur Errechnung der Einzelfruchtmasse wurden alle geernteten reifen Früchte ohne Berücksichtigung der Güteklasse herangezogen. Der Gesamtertrag marktfähiger Früchte wurde durch die Gesamtfruchtanzahl geteilt. Die Prüfungen wurden in vierfacher Wiederholung angelegt und jede Wiederholung umfaßte 12 Pflanzen. Die Durchschnittswerte sind in Tabelle 4 angegeben. (Tab. 4).
Bei der Besprechung der nun folgenden Ergebnisse muß „Harzfeuer" ausgeklammert werden, da diese Sorte als F r H y b r i d e mit einem für bestimmte Eigenschaften deutlichen Heterosiseifekt anders bewertet werden muß. Bei den samenechten Sorten sinkt die Fruchtanzahl je Pflanze und die Einzelfruchtmasse steigt mit später einsetzender Pflückreife, je später also der Pflückbeginn liegt, um so weniger Früchte können bis zum Abschluß der Vegetation abreifen. So reifen bei der frühen Sorte „Fanal" doppelt soviel Früchte ab wie bei der späten Sorte
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Tabelle 4 Anzahl reifer Früchte Freiland
je Pflanze und
durchschnittliche Fruchtmasse
Fruchtanzahl je Pflanze
durchschnittliche Fruchtmasse in g
Harzfeuer
34,6
50,4
Fanal Matura Apollo Hellperle Dominator
42,9 32.4 29.5 25,1 20,7
35,1 49,5 59,3 60,3 64,9
Sorte
im
„Dominator" und die Fruchtmasse von „Dominator" erreicht fast den doppelten Wert von „Fanal". Aus diesen Zahlen erklärt sich daher auch die praktisch gleiche Ertragsleistung beider Sorten im Freiland. Die Anzahl reifer Früchte je Pflanze ist aber, trotz annähernd gleichem Erntebeginn, bei den einzelnen Sorten unterschiedlich, wie z. B. bei den Sorten „Hellperle" und „Dominator". Dieses so unterschiedliche Verhalten findet seine Erklärung in den sortenbedingten Temperaturansprüchen für das Abreifen der Früchte. Wie U N G E B und F A B I G (1953) nachweisen konnten, haben Tomatensorten spezifische Temperaturschwellenwerte in dieser Entwicklungsphase, und aus dem Verhalten der Sorten „Hellperle" und „Dominator" ist zu schließen, daß „Dominator" höhere Temperaturen zum Abreifen der Früchte benötitg als „Hellperle". Es wurde bereits gezeigt, daß das Leistungspotential der späten Sorten erheblich größer ist als das der frühen Typen, aber durch die deutlich kürzere Ernteperiode und die ständig absinkenden Temperaturen in den Monaten August und September sind die späten Sorten nicht in der Lage, eine größere Anzahl Früchte abreifen zu lassen. Ein vergleichbares Ergebnis über die tatsächliche Fruchtproduktion dieser Sorten läßt sich nur erhalten, wenn durch Schaffung entsprechender Umweltbedingungen die Früchte der späten Sorten bis zum letzten Wickel genau so abreifen können wie die der frühen und der Anteil der grünen Früchte bei allen Sorten weitgehend gleich ist. Eine solche Möglichkeit ist nur im Anbau unter Glas gegeben und die in Tabelle 5 angegebenen Zahlen stammen von 6 PrüTabelle 5 Fruchtanzahl je Pflanze, durchschnittliche Fruchtmasse und Ertrag an reifen Früchten je Pflanze Gewächshausanbau 1963—1965 Sorte
Harzfeuer Matura Apollo Hellperle
Fruchtanzahl je Pflanze
64,5 62,6 63,1 63,5
durchschnittliche Fruchtmasse relativ zu in g Matura 40,6 42,7 51,6 55,7
96 100 121 131
Ertrag je Pflanze in g 2620 2671 3232 3533
relativ zu Matura 98 100 121 132
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F i B i a , Ertrag bei Stabtomate
fungen aus dem Gewächshaus in den Jahren 1963 bis 1965. (Tab. 5). Im Gewächshaus werden die Pflanzen nach Ausbildung des 8. Wickels gestutzt. Der Anbau erfolgte gleichfalls in vierfacher Wiederholung mit je 12 Pflanzen je Parzelle. Die Sorten „Fanal" und „Domiator" sind nicht aufgeführt, da „Fanal" wegen der zu kleinen Frucht und „Dominator" wegen zu schlechter Qualität beim Unterglasanbau nicht mit in die Prüfungen einbezogen wurden. Es genügt jedoch bereits der Vergleich der frühen Sorten „Harzfeuer" und „Matura" mit den späteren Typen „Apollo" und „Hellperle". In der Fruchtanzahl je Pflanze zwischen diesen 4 Sorten besteht kein signifikanter Unterschied, nur in der Fruchtmasse sind die annähernd gleichen Relationen zu beobachten wie im Freiland, wobei bei „Hellperle" der geringere Masseunterschied zum Freilandanbau bedeutungsvoll erscheint. Für die Höhe des Leistungspotentials unserer wirtschaftlich wertvollsten Sorten ist somit ausschließlich die Einzelfruchtmasse verantwortlich. Diese Sorten erreichen im langjährigen Mittel im Freiland Einzelfruchtmassen zwischen 50 bis 65 g, während im Gewächshausanbau sich die Einzelfruchtmasse der gleichen Sorten auf etwa 40 bis 55 g verringert. Der Schwankungsbereich zwischen den Sorten beträgt somit 15 g. Dieser Masseunterschied von etwa 15 g je Frucht bei den einzelnen Sorten entscheidet aber bei ungestörtem Wachstumsablauf über eine Ertragssteigerung bis zu 30% (Tab. 5). Die Übereinstimmung der relativen Werte der Einzelfruchtmasse und der Ertragsleistung je Einzelpflanze bestätigen diese Feststellung sehr deutlich. Im Gewächshaus, wo die erforderlichen Wachstumsbedingungen durchweg gegeben sind, bestimmt die Fruchtgröße bzw. die Fruchtmasse innerhalb des angeführten Schwankungsbereiches von etwa 15 g die Ertragshöhe. Da unsere frühen Sorten kleinere Früchte haben, sind sie zwangsläufig im Gewächshaus ertragsschwächer. Frühe Sorten sind aber für den frühen Unterglasanbau auf Grund der zeitig einsetzenden Ernte wirtschaftlich bedeutungsvoller. Hinzu kommt, daß das Gewächshaus dadurch früher geräumt wird und einer Nachfrucht eher zur Verfügung steht. Für den mittelfrühen Tomatenanbau sowie in Kalthäusern sind die späteren, großfrüchtigeren und damit ertragreicheren Sorten von wirtschaftlicherer Bedeutung, da sie höchste Erträge liefern. Im Freiland, wo die Reifeentwicklung der Früchte durch den Witterungsablauf entscheidend beeinflußt wird, haben die frühen Sorten eine wesentlich größere Bedeutung als die späten. Die jahrweise sehr unterschiedlichen Witterungsverhältnisse beeinflussen die Ertragsleistung nicht so empfindlich wie die der späten Sorten (Abb. 1). Je früher eine Sorte ist, umso größer ist die Anzahl reifer Früchte und damit auch die Aussicht auf die Erreichung eines ausreichenden Durchschnittsertrages. In ungünstigen Jahren wird eine frühe Sorte immer noch einen den gegebenen Umständen entsprechenden Ertrag bringen, während späte Sorten abfallen. In für Tomaten günstigen Jahren werden frühe Sorten eine geringere Ernte erzielen als die späten, jedoch, bedingt durch die zeitige Reife, wird die Haupternte sehr früh anfallen und gut absetzbar sein, während die Haupternte der späten Sorten aller Voraussicht nach in eine Zeit des Überangebotes von Tomaten fällt.
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4.
577
Bedeutung der F r Hybridsorten
„Harzfeuer" ist sowohl im Unterglasanbau als auch im Freiland innerhalb unseres Sortimentes die früheste Sorte und erzielt auch den höchsten Frühertrag. Zahlreiche, in Quedlinburg überprüfte, ausländische F 4 -Hybridsorten erreichten nicht die Frühzeitigkeit von „Harzfeuer" (FABIG, 1962). Die Frühzeitigkeit dieser Sorte wird auch noch aus anderen Klimagebieten bestätigt. So berichtet K A R T A L O F F (1964), daß „Harzfeuer" bei gleichem Gesamtertrag in Bulgarien einen höheren Frühertrag aufweist, als die dort führende Sorte „10 X Bison". I m Unterglasanbau zeichnen sich F r Hybridsorten speziell durch besseres Wachstum während der Anzuchtzeit in den Monaten Dezember bis März aus (Abb. 2). Sie übertreffen eindeutig die samenechten Sorten im Frühertrag und es wird z. T. auch von höherer Gesamtertragsleistung berichtet ( P O D E S V A , 1954; D A S K A L O F F , 1 9 5 5 ; ANDEWEG u n d R U Y T E N , 1 9 5 7 ; AKESSON, 1 9 5 9 ; AKESSON,
Abb. 2 Gegenüberstellung der Fj-Hybridsorte „Harzfeuer" zu der samenechten Sorte „Apollo"
1961).
Apollo
In unseren Versuchen konnten die bessere vegetative Entwicklung und der höhere Frühertrag bestätigt werden, eine Verbesserung des Gesamtertrages wurde jedoch nur gegenüber leistungsschwachen Eltern erreicht, keine Hybride übertraf leistungsstarke Eltern bzw. Sorten. Diese Feststellungen bestätigten die Ergebnisse von W I L L I A M S und G I L B E R T (1960), die für den Gesamtertrag ebenfalls keine Heterosiseffekte beobachten konnten. Die Bedeutung der Fj-Hybridsorten bei Tomaten liegt somit ausschließlich in der Frühzeitigkeit und in der rascheren Jugendentwicklung, wenn man in diesem Zusammenhang einmal Resistenz eigenschaften unberücksichtigt läßt. Sie sollten daher bei einer Frühkultur im Gewächshaus, wo die Zeitigkeit eine entscheidende Rolle spielt, bevorzugt angebaut werden. Aber auch im Freiland ist die Leistung von „Harzfeuer" eindeutig und auf Grund ihrer Frühzeitigkeit besitzt diese Sorte dort gleichfalls größte Anbaubedeutung. Die Faktoren Frühzeitigkeit und Ertrag müssen daher bei der Beurteilung der Leistung einer Tomatensorte sowohl für das Freiland als auch für den Unterglasanbau in ihrer Wechselwirkung zueinander betrachtet werden. Durch
578
FABIO, Ertrag bei Stabtomate
die Entwicklung von F t -Hybriden unter besonderer Berücksichtigung der Zeitigkeit wurden für beide Anbauverhältnisse entscheidende Verbesserungen erzielt. Sie übertreffen die samenechten Sorten im Reifebeginn, in der Höhe des Frühertrages und die frühen Typen auch in der Fruchtmasse.
5.
Zukünftige Zuchtaufgaben
Die Produktion von Hybridsaatgut ist unter unseren Klimabedingungen nur unter Glas möglich und außerordentlich arbeitsaufwendig. Diese hohen Aufwendungen sind nur vertretbar, wenn gegenüber samenechten Sorten wesentliche Vorteile gegeben sind. Es erscheint daher zweckmäßig, zu überprüfen, ob nicht der Leistungsstand der samenechten Sorten in Richtung auf Zeitigkeit und Frühertrag zu verbessern ist, um gegebenenfalls die annähernd gleichen Ergebnisse zu erreichen, wie sie bis jetzt nur durch F t -Hybriden erzielt werden. Die Frühzeitigkeit ließ sich durch Einkreuzung mit Lycopersicon pimpinellifolium in das Sortiment der Kulturtomaten wesentlich verbessern. Die Sorte „Frühe Liebe" und auch „Fanal" sind die dafür entsprechenden Beweise (Tab. 2). Eine weitere Vorverlegung des Pflückbeginns wird sehr schwer und wahrscheinlich nur unter Verzicht auf Fruchtgröße bzw. Fruchtmasse zu erreichen sein. Eine andere Möglichkeit, die Frühertragsleistung und damit auch die Gesamt ertragsleistung zu verbessern, besteht in der Steigerung der Einzelfruchtmasse bei frühen Sorten. „Fanal" und „Matura" haben eine deutlich geringere Fruchtmasse als die späte Gruppe mit „Apollo", „Dominator" und „Hellperle". Wenn eine Ertragssteigerung in der frühen Gruppe erzielt werden soll, muß die Einzelfruchtmasse dieser Sorten verbessert werden. Innerhalb des Zuchtmaterials wurde daher auf dieses Merkmal bei der Selektion besonderer Wert gelegt und es konnte 1963 der Stamm F 63/54 ausgelesen werden, der bei annähernd gleicher Pflückreife wie „Matura" mit 65 g Einzelfruchtmasse die Vergleichssorte um 25 n / 0 übertrifft und damit die Fruchtgröße der späten Sorten wie „Dominator" und „Hellperle" erreicht. Darüberhinaus zeichnen sich im Zuchtmaterial Stämme ab, die eine Pflückreife wie „Harzfeuer" besitzen und auch in der Fruchtgröße dieser Sorte kaum nachstehen. Die bisher vorliegenden Prüfungsergebnisse sind noch nicht ausreichend, um eine eindeutige Aussage zu machen. Eine weitere Verbesserung der Ertragssicherheit würde zu erreichen sein durch eine stärkere Konzentrierung des Fruchtansatzes. Die Fruchtzahl beträgt bei einfachem Fruchtwickel im Durchschnitt 8 bis 10, bei Klumpen- bzw. doppeltem Wickel 20 bis 25. Es gibt Sorten, die fast ausschließlich einfache Fruchtwickel ausbilden, z. B . „Fanal" und auch „Harzfeuer", während bei anderen Sorten wie „Dominator" und „Apollo" die Ausbildung von Klumpen- bzw. Doppelwickeln häufiger vorkommt. Bereits der erste Fruchtstand an einer Pflanze kann ein solcher zusammengesetzter Wickel sein, häufig jedoch erscheinen diese Klumpenwickel erst als dritter bzw. vierter Fruchtstand. Unabhängig von der Art des Wickels ist aber die Zahl der ausgebildeten Früchte innerhalb unserer wertvollsten Sorten gleich (Tab. 5). Im Freilandanbau werden in der Regel unter unseren Vegetations-
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Verhältnissen im Höchstfall 5 Wickel je Pflanze belassen, deren Früchte mehr oder weniger zur Abreife kommen. J e früher diese Früchte gebildet werden, um so größer ist die Aussicht des Abreifens und daher ist es ein lohnendes Zuchtziel, bei der Selektion von Zuchtmaterial auf solche Pflanzen zu achten, die besonders an den unteren 2 bis 3 Fruchtständen zur Ausbildung von zusammengesetzten Wickeln neigen. Wenn auch dadurch die Gesamtzahl der Früchte nicht erhöht wird, da die Ausbildung der oberen Wickel dann relativ schwach ist, so wird dadurch eine Verlagerung der Früchte an die unteren Fruchtstände erzielt und damit eine stärkere Konzentration der Fruchtausbildung und des Abreifens erreicht. Es konnte festgestellt werden, daß die Einzelfruchtmasse innerhalb des Schwankungsbereiches unseres Sortimentes entscheidend für die Gesamtertragsleistung ist. Stellen nun die bisher erzielten Erträge bereits Spitzenerträge dar oder lassen sich durch züchterische Maßnahmen noch weitere Ertragsverbesserungen erreichen? Die Ertragsleistung einer Tomatenpflanze wird bestimmt durch die beiden Faktoren Fruchtanzahl und Fruchtmasse. Der Ertragsleistung sind jedoch Grenzen gesetzt und der Spitzenertrag wird erreicht, wenn Fruchtanzahl und Einzelfruchtmasse das jeweilige Optimum erreicht haben. Unter unseren Kulturbedingungen und bei unseren gebräuchlichen Sorten zeigt sich, daß die Fruchtanzahl unabhängig von der Einzelfruchtmasse weitgehend konstant ist. Eine Ertragsverbesserung ist daher nur möglich, wenn bei gleichbleibender Fruchtanzahl eine Steigerung der Einzelfruchtmasse gegeben ist. Eine Steigerung der Einzelfruchtmasse über das Optimum hinaus wird jedoch zwangsläufig eine Verringerung der Fruchtanzahl je Pflanze zur Folge haben. Bei der Überprüfung der Anbaueignung der Sorten „Potentate", „Immuna" und „Selandia" im Gewächshaus, konnten für diese Schlußfolgerung entsprechende Hinweise beobachtet werden. Bei diesem, allerdings nur einmaligem Versuch, entsprachen die Erträge in etwa den unserer heimischen Sorten. Die Fruchtmasse differierte allerdings beachtlich, während „Hellperle" mit 60 g Einzelfruchtmasse von unseren Sorten den höchsten Wert erreichte, lag die Einzelfruchtmasse dieser 3 ausländischen Herkünfte zwischen 76 bis 83 g. Die Fruchtanzahl verringerte sich entsprechend, „Hellperle" hatte in diesem Versuch eine Fruchtanzahl je Einzelpflanze von 67, während „Potentate" 44, „Selandia" 43 und „Immuna" 49 Früchte je Pflanze aufwiesen. Wenn auch dieser einmalige Anbau sehr vorsichtig in seiner Aussage betrachtet werden muß, so ist im vorliegenden Beispiel eine Verringerung der Fruchtanzahl bei stärkerer Massezunahme der Einzelfrucht deutlich sichtbar. In weiteren Untersuchungen wird es notwendig sein, die Frage zu überprüfen, ob bei unseren Sorten bei der gegebenen Fruchtanzahl bereits das Optimum der Einzelfruchtmasse erreicht ist und damit einer weiteren Ertragssteigerung Grenzen gesetzt sind oder ob unter Beibehaltung der Fruchtzahl noch eine gewisse Erhöhung der Einzelfruchtmasse möglich ist.
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FABIG, Ertrag bei Stabtomate
Zusammenfassung Sämtliche wirtschaftlich bedeutungsvollen Gruppensorten bei Stabtomaten konnten ab 1950 bis 1962 durch Hochzuchtsorten ersetzt werden. Eine Verbesserung der Frühzeitigkeit war mit Hilfe der Einkreuzung von Lycopersicon pimpinellifolium in das Kulturtomatensortiment möglich. Frühe Tomatensorten erreichen im Freiland zwar nicht immer Höchsterträge, sind aber späten Sorten vorzuziehen, da sie ertragssicherer sind. I m Gewächshaus sind im Frühanbau die frühen Sorten auf Grund des hohen Frühertrages besser geeignet als die späten Sorten. Späte Sorten erreichen höhere Gesamterträge und sind daher für den mittelfrühen Anbau und im Kalthaus besonders geeignet. Die Gesamtertragsleistung einer Tomate innerhalb unseres Sortimentes wird entscheidend von der Einzelfruchtmasse beeinflußt. Sorten mit der höchsten Fruchtmasse erzielen bei unbeeinträchtigtem Wachstum Spitzenerträge. Der besondere Wert der F t - Hybridsorte „Harzfeuer" liegt in der Frühzeitigkeit, verbunden mit einer relativ hohen Fruchtmasse. Diese Fruchtmasse konnte bis jetzt von samenechten Sorten gleicher Reifegruppe nicht erreicht werden. Durch die Steigerung der Fruchtmasse und des Frühertrages der Tomatensorten in der frühen Reifegruppe kann die Ertragssicherheit im Freiland noch wesentlich verbessert werden.
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Archiv für Gartenbau, X I V . B a n d , Heft 8,1968
58t
Summary All economically important group varieties of stake-trained tomatoes have been replaced by first-quality stock varieties from 1950 to 1962. An improvement of precocity was achieved by crossing Lycopersicon pimpinellifolium into the assortment of cultivated tomatoes. Though early tomato varieties do not always reach maximum yields when grown outdoors, they should be preferred to late varieties because they have a higher yield security. Because of their high early yield, early varieties are more appropriate for early glasshouse growing than late ones. Late varieties attain higher total yields, thus being especially suitable for medium early cultivation and for growing in the cold house. The total yield performance of a tomato from among our assortment is decisively influenced by the weight of the single fruit. Varieties with highest fruit weights attain maximum yields in unaffected growth. The special value of the F r hybrid variety "Harzfeuer" lies in its precocity combined with a relatively high fruit weight. Such a fruit weight so far has not yet been reached by any of the seed-pure varieties of the same ripening group. By increasing both fruit weight and early yield of the tomato varieties of the early ripening group, yield security in outdoor-growing can be improved considerably.
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Anschrift des Autors Friedrich Fabig 43 Quedlinburg Institut für Pflanzenzüchtung Ethel- und Julius-Rosenberg-Straße 22/23
583 Institut für Phytopathologie Aschersleben der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin
HANS-WEENER WACHE u n d HANS
WOLFFGANG
Das Klimahaus des Institutes für Phytopathologie Aschersleben Eingegangen a m 2. September 1966
1.
Einleitung
Bisher ist über den Einfluß von klimatischen Faktoren auf den Verlauf von Viruskrankheiten wenig bekannt. Einige Ergebnisse lassen beträchtliche Wirkungen von Temperatur und Licht vermuten. Auch bei der zunehmenden Verfeinerung der Analyse physiologischer und biochemischer Probleme ergibt sich die Notwendigkeit, die Pflanzen unter konstanten, kontrollierten und reproduzierbaren Versuchsbedingungen anzuziehen. Der Realisierung dieser Forderungen sind aber in den meisten Laboratorien Grenzen durch den Mangel an geeigneten experimentellen Möglichkeiten gesetzt. Für Arbeiten über den Einfluß von Temperatur und Licht auf den Stoffwechsel virusinfizierter Pflanzen, auf die Virusvermehrung und die Reaktionen der Wirtspflanze und die Therapie von Viruskrankheiten entschlossen wir uns, im Institut für Phytopathologie Aschersleben der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin ein Klimahaus zu bauen, welches die Möglichkeiten für derartige Untersuchungen geben und den Forderungen hinsichtlich Kontrolle, Konstanz und Reproduzierbarkeit der Versuchsbedingungen genügen sollte. Im folgenden soll über den Aufbau, die Funktion und die Einrichtung dieses Klimahauses berichtet werden. Die Planung und Projektierung erfolgte mit Hilfe des VEB Hochbauprojektierung Halle, die Ausführung oblag der PGH „Fundament" Aschersleben (Bau-, Tischler und Dachdeckerarbeiten), der PGH „Stahlbau" Aschersleben (Stahl- und Glasbau), der PGH „Metall" Aschersleben (Lüftung, Be- und Entwässerung), der Firma Löschner, Aschersleben (Elektroarbeiten) und der Firma Dorguth & Oehme, Köchstedt (Heizung), die in ca. einjähriger Bauzeit den Bau vollendeten. 2.
Grundkonzeption und Bauweise
Das Klimahaus gibt für die Kultivierung der Pflanzen unter verschiedenen LichtTemperatur-Feuchtigkeits-Kombinationen folgende Möglichkeiten:
584
WACHE u n d WOLFFÖANO, K l i m a h a a s
a) die Raumlufttemperaturen der Klimazellen sind zwischen + 10° bis + 45 °C regelbar und können mit höchstens 0,5 bis 1 °C Abweichung konstant gehalten werden. Die eingestellten Werte sind außerhalb der Klimazellen kontrollierbar und registrierbar. b) Die Luftfeuchtigkeit ist innerhalb der Grenzen von 35 bis 80% relativer Feuchtigkeit mit einer Genauigkeit von + 5% einstellbar. c) Das Licht ist sowohl in seiner Höhe als auch in seiner Dauer regelbar, d. h. es ist möglich, sowohl bei tageslichtähnlichen Bedingungen, bei schwachen Lichtintensitäten als auch bei völliger Dunkelheit zu arbeiten. Die Versuche können sowohl bei Dauer licht als auch unter Lang- und Kurztagsbedingungen durchgeführt werden. d) Der Luftwechsel ist so ausreichend, daß sich die Zusammensetzung der Luft in den Klimazellen nicht ändert. Die Frischluftzufuhr beträgt bis zu 30% des Luftdurchsatzes. Die Luftbewegung im Bereich der Versuchsobjekte ist nicht größer als 0,1 m/s. Das Klimahaus (Abb. 1) ist ein Baukörper ohne Unterkellerung mit einer Länge von 15,93 m, einer Breite von 16,71 m, einer Traufhöhe von 3,10 m und einer Firsthöhe von 7,60 m. Es besteht aus dem Verbinder A, 4 Klimazellen B, einer Vegetationshalle C, einem Durchgang D zum Verbinder und zur Vegetationshalle und 5 Bodenräumen E über den Klimazellen und dem Durchgang. Die Abbildung 2 gibt einen Überblick über die räumliche Anordnung im Klimahaus.
Abb. 1. Das Klimahaus des Institutes für Phytopathologie Aschersleben, im Vordergrund die Vegetationshalle, in der Mitte der Klimazellentrakt und dahinter der Verbinder.
Der Verbinder A, in dem die Pflanzen vorbereitet, angezogen, pikiert, getopft und die für die Experimente notwendigen Vorarbeiten geleistet werden können, liegt auf der Nord-West-Seite des Gebäudes. In ihm befinden sich 2 Meßfelder, die die Meß- und Steuerelemente zur Kontrolle der Temperatur-, Licht- und Feuchtigkeitsbedingungen und der Arbeitsweise der Klimaaggregate in den Klimazellen tragen (Abb. 3 und 4). Vom Verbinder gelangt man in die vier Klimazellen und über einen Verbindungsgang D, der zwischen der zweiten und dritten Klimazelle liegt, in die Vegetationshalle C. I m Durchgang D befinden sich die Hauptverteilung für Elektroenergie einschließlich der dazu gehörigen Meßinstrumente sowie Werkzeug, Telefon und Leitern. I m Verbinder A sind außerdem ein Wasserbecken, Wandtische mit Topfund Erdablagen und ein Waschbecken eingebaut.
Archiv für Gartenbau, X I V . Band, Heft
585
8,1966
Wandtische
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Waschbetkenl Seiteneingang ^ ^Frisihfoftleitu HT11 KUmazelle
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Klimazelle
3
Klimazelle
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Wandtische
Wandtische
Haupteingang
Abb. 2. Schematischer Grundriß des Klimahauses: A — Verbinder, B = Klimazellen, C = Vegetationshalle, D = Durchgang, K T 1 = K l i m a t r u h e n .
O
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Abb. 3. Schematischer Seitenriß des Klimahauses: A = Verbinder, B — Klimazellen, C = Vegetationshalle, E = Bodenräume, K T 1 = K l i m a t r u h e n . 40
Archiv für Gartenbau, XIV. Bd, Heft
8,1966
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Wache und Wolffgang, Klimahaus
Die Vegetationshalle C (Breite 15,93 m Tiefe 7,50 m, H ö h e 3,10 m bzw. 7,50 m) ist eine Stahlbauglaskonstruktion mit einem 1 m hohen g e m a u e r t e n Sockel. Die Glasscheiben sind auf d e m Stahlbauskelett in kittloser Verglasungsart m i t Dichtstreifen aus G u m m i v e r b u n d e n . Das Dach der Vegetationshalle ist mit D r a h t g l a s (6—8 m m m i t p u n k t g e s c h w e i ß t e n Metallnetzeinlagen) belegt, w ä h r e n d die senkrechten Glasflächen aus normalem Industrieglas (6—8 m m ) gefertigt sind. I m D a c h der Vegetationshalle sind 3 (1,00 x 0,70 m) nach a u ß e n zu öffnende L ü f t u n g s fenster, a n den Seiten 10 Lüftungsschwingflügel (1,00—0,60 m) u n d 2 F e n s t e r eingesetzt, u m in der Vegetationshalle einen g u t e n L u f t a u s t a u s c h zu gewährleisten. Zusätzlichen L u f t a u s t a u s c h bringt einen oben a n der linken Stirnseite Vegetationshalle m o n t i e r t e r kräftiger Ventilator ( 0 0,5 m) mit einer
Abb. 4. Westseite des Verbinders A mit Meßfeldschrank, Zuluftrohren zu den Klimazellen und Rohrlüfter mit Wärmeaustauscherfür die Frischluft über der Tür.
Abb. 5. Ausschnitt aus der Vegetationshalle C mit Treppe zu den Bodenräumen, Rohrlüfter mit Frischluftleitung zu den Klimazellen, Wandlüfter für die Vegetationshalle und Zusatzbeleuchtung 2 x 65 Watt, 1,50 m.
Förderleistung v o n 7000 m 3 /h, der einen 6 - 1 0 m a l i g e n Luftwechsel pro S t u n d e ermöglicht. Abbildung 5 zeigt einen A u s s c h n i t t aus der Vegetationshalle. A n d e n W ä n d e n der Vegetationshalle stehen Tische m i t Holzrost- u n d E t e r n i t a u f l a g e . D e r F u ß b o d e n ist bis auf einen 0,85 m breiten R a n d s t r e i f e n u n t e r den W a n d t i s c h e n , der n u r m i t Kies zur besseren L u f t b e f e u c h t u n g gefüllt ist, in Riffelbeton m i t 2 Bodenentwässerungen a u s g e f ü h r t . Zwei Wasserbecken a n d e n Seiten geben die Möglichkeit z u m Gießen der Pflanzen m i t a b g e s t a n d e n e m Wasser. I n der Vege-
Archiv für Gartenbau, XIV. Band, Heft 8,1966
587
tationshalle und im Verbinder führen je eine quadratische Rohrleitung aus PVCHartmaterial von den zwei an der West-Stirnwand des Klimahauses eingebauten Rohrlüftern (Förderleistung je 800 m 3 /h) über Verteilungsleitungen Frischluft in die Klimazellen zu den einzelnen Klimatruhen. Um in der lichtarmen Jahreszeit die Beleuchtungsverhältnisse in der Vegetationshalle zu bessern, wurde in dieser eine Zusatzbeleuchtung, bestehend aus 6 tropfwassergeschützten Leuchtstoffröhrenlampen, 2 x 65 Watt, 1,50 m lang, installiert und weitere Anschlußmöglichkeiten an den Wänden für Lampengestelle mit je 6 Leuchtstofflampen, 65 Watt, 1,50 m lang, vorgesehen. Über eine Stahltreppe sind von der Vegetationshalle aus die Bodenräume E über den einzelnen Klimazellen begehbar. In diesen Bodenräumen befinden sich die Abluftrohre, die Drosseln für die Quecksilberhochdruckdampflampen der Klimazellen, Gestelle für die zur Zeit nicht benötigten Beleuchtungseinrichtungen, Zusatz- und Ersatzteile für die Klimatruhen und Lagerraum für Proben- und Versuchsmaterial. Die Klimazellen mit den darüber liegenden Bodenräumen und dem Verbinder A haben ein gemeinsames Pultdach mit einer Dachhaut aus Wellasbestbetontafeln. Die Dachkonstruktion über den Klimazellen und dem Verbinder ist als Nagelbinder im Zusammenhang mit der Stahlkonstruktion der Vegetationshalle ausgeführt. Im Bereich des Verbinders ist an die Holzkonstruktion eine waagerechte Decke eingehängt. Die Beheizung der Vegetationshalle und des Verbinders des Klimahauses erfolgt mit Warmwasser 90/70 °C aus der Heizanlage des Institutes. Die Elektroanlage des Klimahauses ist für einen Anschluß wert von 120 kW ausgelegt, darüber hinaus ist eine Reserve von 60 kW für weitere Ergänzungen vorhanden. 3.
Konstruktion der Klimazellen
Die Klimazellen B (Abb. 2) sind vier 3,00 x 5,00 x 3,15 m große fensterlose Bäume, in denen die eigentlichen Versuche stattfinden. Jede Klimazelle ist über zwei mit Isolierschichten versehenen Klimatüren (2,00 x 1,10 m) begehbar, die sich an den gegenüberliegenden Seiten zum Verbinder und zur Vegetationshalle befinden und gegeneinander versetzt sind. Die Mauern und die Decke sind zur Temperaturkonstanz mit entsprechenden Dämmschichten versehen (K-Werte < 1,00 kcal/m2- h- grd). Als Versuchsfläche dienen im Normalfall 6 Paletten (1,00 x 1,20 x 0,20 m, VEB Transportgerätewerk Magdeburg), die zusammengestellt eine Nutzfläche von 2,00 x 3,60 m ergeben. Abbildung 6 zeigt einen Einblick in eine Klimazelle. In der Mitte des Raumes ist symmetrisch die Versuchsfläche angeordnet, so daß diese von allen Seiten aus erreicht werden kann. Anstelle der Paletten können je Klimazelle auch 3 Stahlrahmentische (1,0 x 1,50 x 0,80 m) mit Holzrost und Eternitauflage benutzt werden bzw. die Versuchspflanzen auf den Fußboden gestellt werden. Sowohl die Paletten als auch die Tische können mit einem Hubwagen (Abb. 7) aus der Vegetationshalle bzw. dem Verbinder in und aus den Klimazellen gefahren und abgesetzt werden. Für die Beleuchtungskörper ist an der Decke jeder Klimazelle eine verschiebbare Aufhängevorrichtung (Abb. 8) aus Profileisen in die Mauer eingelassen. An dieser können sowohl in der Höhe, Breite und Länge variabel aufhängbar je Zelle folgende Beleuchtungskörper an Ketten befestigt werden: 40«
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Wache und Wolffgang, Klimahaus
10 Quecksilberhochdruckdampf lampen Typ HQL 400 ( V E B Berliner Glühlampenwerk) in Breitstrahlern 0 0,40 m 36 Leuchtstoffröhren je 65 Watt, 1,50 m lang, Typen B G W Weiß, Tungsram F 3 Naturalwhite oder Tungsram F 28 Warm White, in Gruppen zu 6 Stück. Beide Arten von Beleuchtungskörpern können einzeln bzw. miteinander verschiedenen Lampenzahlen eingeschaltet werden, um immer mit der für die Versuchsobjekte günstigen
Abb. 6. Einblick in eine Klimazelle, rechts die Versuchsfläche, bestehend aus 6 Paletten, an der Stirnwand eine Klimatruhe Typ K T 1, links an der Wand Zusatzheizung, Be- und Entwässerung. An Ketten über der Versuchsfläche sind 10 Breitstrahler mit Quecksilberhochdruckdampflampen Typ HQL 400 und der Steuersatz, der im Bereich der Versuchsobjekte hängt, angeordnet. spektralen Lichtverteilung arbeiten zu können. Die an der Decke jeder Klimazelle montierte Kabelverteilung (Abb. 8) trägt 10 Steckdosen für die Quecksilberhochdruckdampflampen HQL .400. Die zu dieser Lampentype gehörigen Vorschaltdrosseln liegen vor diesen Steckdosen und befinden sich in dem über der Klimazelle liegenden Bodenraum. Die in ihnen entstehende Verlustwärme belastet daher nicht die Klimaaggregate in den Klimazellen. Weiterhin befinden sich an der Kabelverteilung jeder Klimazelle 6 Steckdosen für die 36 in 6er Gruppen ausgelegten Leutstoffröhrenlampen 65 W a t t , 1,50 m, die in engstmöglicher Anordnung auf Aluminiumrahmen montiert sind. Beide Steckdosenarten sind unterschiedlich ausgeführt, damit Verwechslungen, die zu Unfällen oder zur Zerstörung von Lampen führen können, ausgeschlossen sind. Darüber hinaus können Glühlampen oder andere Lichtquellen an weiteren Steckdosen bis zu 4 kW je Klimazelle angeschlossen werden.
Abb. 7. Versuchstisch angehoben mit einem Hubwagen.
589
Archiv für Gartenbau, XIV. Band, Heft 8, 1966
Abb. 8. Aufhängevorricht u n g und Kabelverteilung f ü r die Beleuchtungskörper an der Decke einer Klimazelle Bei der Anwendung von 10 Quecksilberhochdruckdampflampen Typ HQL 400 lassen sich im Pflanzenbereich Lichtintensitäten bis zu 12000 Lux erzielen. Die Klimatisierung erfolgt durch 2 in jeder Klimazelle istallierte Klimatruhen Typ KT 1 des VEB Maschinen- und Apparatebau Schkeuditz. Die strömungstechnisch günstige diagonale Anordnung zeigt die Abbildung 3. Diese Klimatruhen wälzen die Baumluft um, mischen der Baumluft Frischluft zu, filtern, befeuchten, entfeuchten, heizen und kühlen sie automatisch auf die eingestellten Werte. Sie stellen, eine günstige Kombination von Ventilations-, Kühlmaschinen-, Heizungs- und Befeuchtungseinrichtungen für eine Baumgröße von 60—100 m 3 Luftinhalt dar und besitzen folgende technische Daten:
Technische D a t e n der K l i m a t r u h e K T 1 Luftleistung: Kälteleistung: Kondensationstemperatur: Verdampfungstemperatur: Kältemittel: Heizleistung: Leistungsaufnahme maximal: Anschluß werte des Ventilators: Kältemaschine (Halbhermetik-Verdichter Typ 1): Wasserverbrauch: Frischluftöffnung: Abmessungen: Masse:
600 m 3 /h 1900 kcal/ h + 30 °C + 5 °C F 12 (CF2C12) 3,6 kW 4,5 kW 0,18 kW 1,7 kW 0,2 m 3 /h 125 x 280 mm 900 x 500 x 1050 mm 220 kg
Die Leistung für eine Klimazelle beträgt 1200 m 3 /h, wobei 0—30% Außenluft zugemischt werden können. Die erforderliche Frischluft wird von 2 Bohrlüfterventilatoren Typ B 355.4 (VEB Nema Netschkau) über je einen Frischluftkanal im Verbinder und der Vegetationshalle den Klimatruhen zugeführt (Abb. 4 und 5). Die Bohrlüfter saugen durch je einen Wetterschutz die Außenluft an. Im Winter wird die Außenluft in einem am Bohrlüfter befindlichen Wärmeaustauscher, der an die Warmwasserheizung der Vegetationshalle und des Verbinders angeschlossen ist, auf + 10 °C erwärmt. Bevor die Luft zur Klimatruhe gelangt, wird die Luftmenge mit einer Drosselklappe einreguliert. Wird die Frischluftklappe einer Truhe geschlossen, kann die Luft durch ein an der Wandseite des Zuluftkanals befindliches Lüftungsgitter in den Verbinder bzw. die Vegetationshalle entweichen.
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W A C H E u n d WOLFI-GANG, K l i m a h a u s
Das Luftgemisch aus Umluff und Frischluft wird von dem Lüfteraggregat der Klimatruhe über ein Filter angesaugt und über einen Verdampfer zum Luftaustritt im Kopfstück der Klimatruhe gedrückt. An den Flächen des Verdampfers wird bei eingeschaltetem Kühlaggregat die Luft gekühlt und entfeuchtet. Zwischen dem Verdampfer und der elektrischen Heizung, die oberhalb des Verdampfers angeordnet ist, kann durch Versprühen von Wasser der Luft die notwendige Feuchtigkeit zugeführt werden. Die aufbereitete Luft tritt nach oben in die Klimazelle aus. Die Abluft wird über ein Abluftrohr (0 200 mm) in der Klimazellendecke von jeder Klimazelle getrennt über das Dach abgeführt. Im Abluftrohr befindet sich eine Drosselklappe zur Regulierung der Abluft. Jede Klimazelle ist an den Längswänden zusätzlich mit 4 elektrischen Heizschlangen (Abb. 6) von je 1250 Watt ausgerüstet, die durch ein zusätzliches Kontaktthermometer gesteuert werden. Es ist damit möglich, in den Klimazellen Temperaturen bis zu + 55 °C zu erzeugen. Weiterhin befinden sich in jeder Klimazelle 1 Wasseranschluß, 2 Bodenentwässerungen, eine Allgemeinbeleuchtung und elektrische Anschlußmöglichkeiten für Meßgeräte.
4.
Steuerung der Klimazellen
Die f ü r die Klimazellen notwendigen Schaltuhren, M e ß - u n d Kontrolleinrichtungen befinden sich a n 2 Meßfeldern im Verbinder. Zwei Klimazellen sind jeweils a u f einem Meßfeld z u s a m m e n g e f a ß t (Abb. 9). Die Steuerung des R a u m l u f t z u s t a n d e s einer Klimazelle erfolgt in folgender Weise. Die Geber f ü r die T e m p e r a t u r regelung sind jeweils 1 Minimum- u n d 1 M a x i m u m t h e r m o m e t e r , die F e u c h t e geber Minimum- u n d M a x i m u m k o n t a k t e eines P r ä z i s i o n s k o n t a k t h a a r h y g r o m e t e r s (Fa. F . Lange, Berlin). Diese sind zu einem sogenannten S t e u e r k o n t a k t s a t z z u s a m m e n g e f a ß t , der i n Pflanzenhöhe in der Mitte der Versuchsfläche (Abb. 6) a n K e t t e n a u f g e h ä n g t ist. A n diesem werden die Sollwerte eingestellt. Die Regelgenauigkeit b e t r ä g t ^ 1 °C f ü r die T e m p e r a t u r u n d + 5 % f ü r die relative F e u c h t i g k e i t . W i r d die eingestellte Min i m a l t e m p e r a t u r u n t e r s c h r i t t e n , schalt e t sich die Heizung der K l i m a t r u h e n ein, beim Überschreiten der Maximalt e m p e r a t u r die K ü h l u n g . I n gleicher Weise schaltet sich beim U n t e r s c h r e i t e n
Abb. 9. Schalt- und Meßfeldtafel für 2 Klimazellen, links daneben die Frischluftzuleitung für die Klimazelle 4 und der Fallbügelschreiber zur Registrierung der Temperatur.
Archiv für Gartenbau, XIV. Band, Heft 8,1966
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des eingestellten Sollwertes der Luftfeuchtigkeit die Wassersprüheinrichtung der Klimatruhe und beim Überschreiten die Kühlung ein. In jeder Klimazelle befinden sich 2 Steuersätze, einer für den Tages- und einer für den Nachtbetrieb. Die Umschaltung vom Steuersatz für den Tagesbetrieb auf den für die Nacht erfolgt über ein Umschaltrelais Typ RH 94 (VEB Elektro- und Apparate-Werke Berlin-Treptow) durch eine Schaltuhr, die sich beide an der Meßtafel im Verbinder (Abb. 2,9) befinden. An dieser Schaltuhr ist die Tages- und Nachtdauer des Raumluftzustandes einstellbar. Damit in einer Klimazelle 2 Klimatruhen parallel arbeiten können und sich nicht gegensinnig beeinflussen, befindet sich zwischen dem eingeschalteten Steuersatz und den Klimatruhen einer Zelle ein Zwischentransistorverstärker, der die jeweilige Zu- bzw. Abschaltung der Steuerleitungen für Heizen, Kühlen und Befeuchten auf die einzelnen Klimatruhen unabhängig voneinander überträgt. An den Klimatruhen und den Meßtafeln im Verbinder zeigen Kontrollampen den jeweiligen Betriebszustand der Truhen an, damit ist die vollkommene Überwachung der Klimazellen von außen möglich. In den Zuleitungen für die Quecksilberhochdruckdampflampen Typ HQL 400 liegt ebenfalls eine Schaltuhr, an der die Lichtdauer eingestellt werden kann. Eine gleiche Schaltuhr schaltet die 36 Leuchtstofflampen jeder Klimazelle vollautomatisch im 24stündigen Rhythmus ein und aus. Zur Messung der Raumtemperatur befinden sich am Steuersatz 2 Widerstandsthermometer Pt 100. Die Werte des einen werden von einem in die Meßtafel eingebauten Anzeigerinstrument Typ 28/AFK 192 (VEB Meßgerätewerk Magdeburg) angezeigt, während die Meßwerte des anderen Widerstandsthermometers gemeinsam mit den Meßwerten der anderen 3 Klimazellen mit einem 6-Farbenfallbügelschreiber (Typ 28/SK 120/6e, VEB Meßgerätewerk Erich Weinert, Magdeburg) fortlaufend registriert werden. Mittels eines Taupunktfühlers Typ 1001 (Fa. Feutron, Greiz) kann von den Klimazellen 3 und 4 die Taupunkttemperatur und damit die relative Luftfeuchtigkeit ebenfalls auf dem Registriergerät fortlaufend festgehalten werden. In den einzelnen Klimazellen können durch Thermohygrographen darüber hinaus die Raumluftwerte registriert werden. Abbildung 10 zeigt einen Meßstreifen und gibt einen Eindruck von der Leistung der Klimageräte mit der Regelgenauigkeit der Anlage bezüglich Temperatur und Luftfeuchte. Außer dem Temperaturverlauf zeigt sich Umschaltzeit von Tages- auf Nachtbetrieb und umgekehrt. Die Zusatzheizung einer jeden Zelle wird von einem weiteren Kontakttheromometer am Steuersatz über ein Statex-Relais an der Meßtafel gesteuert. Hauptschalter an der Meßtafel für sämtliche Geräte gestatten, diese einzeln abzuschalten.
5.
Bedienung und Kontrolle der Klimazellen
Die Anlagen des Klimahauses arbeiten weitgehend selbständig und automatisch. Die Einschaltung der geforderten Parameter wird von uns täglich 3 mal (7 h, 12 h, 16 h) geprüft und die abgelesenen Werte in ein Kontrollbuch eingetragen.
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WACHE und WOLFFGANG, Klimahaus
Xfo
°e
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Abb. 10. Meßstreifen des Registriergerätes 1, 2, 3, 4 Temperaturverlauf in den Klimazellen 1—4; 5, 6 Taupunkttemperatur der Klimazellen 3 und 4
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Archiv für Gartenbau, XIV. Band, Helt 8, 1966
Wöchentlich einmal erfolgt die Korrektur der Schaltuhren, die pro Woche bis zu 10-15 Minuten vor- oder nachgehen. Die Pflanzen werden täglich mit temperiertem Wasser zweimal gegossen. Zwischen 16 und 28 °C reicht für die Klimatisierung einer Klimazelle eine Klimatruhe aus. Dadurch werden bei Ausfall eines Gerätes erhebliche Veränderungen des Raumluftzustandes vermieden, da die intakte Klimatruhe die Fehlleistung der anderen weitgehend mindert bzw. ausgleicht. Um Aussagen hinsichtlich der Temperatur-, Licht- und Luftgeschwindigkeitsverteilung innerhalb der Klimazelle insbesondere oberhalb der Versuchsflächen machen zu können, wurden von uns entsprechende Messungen mit einem thermoelektrischen Stiftfühler (VEB Gerätewerk Karl-Marx-Stadt), der eine Einstellzeit von 1 - 2 Sekunden besitzt, einem Luxmeter (VEB Carl Zeiss Jena) und einem Schalen-Anemometer Typ 16d (Firma G. Rosenmüller, Dresden) durchgeführt. Die Abbildung 11 A—D zeigt die Lichtverteilung in Lux über der Versuchsfläche in verschiedenen Abständen von den Lichtquellen. Zum Vergleich wurden mit dem gleichen Luxmeter die Lichtintensitäten außerhalb der Klimazellen gemessen. Am 2£. 7. betrugen die Lichtintensitäten in der Zeit von 13.15-14.15 Uhr an einem Sonnentag mit etwa 2 '3—4/5 Bewölkung 5500-10000 in der Vegetationshalle: im Verbinder: 2700-10000 im Freien: 9300-28000 im Gewächshaus mit Schattiereinrichtung: 1200— 3500
Lux Lux Lux Lux
Die Temperaturverteilung in der Klimazelle, die wie die Lichtintensitäten alle 40 cm und in 4 Ebenen über der Versuchsfläche gemessen wurden, zeigten Abweichungen von maximal 0,8—1,0 °C. Die Luftgeschwindigkeit über der Versuchsfläche bis zu 1 m darüber ist an keiner Stelle höher als 0,1 m/s. Die aus den LuftaustrittsöfFnungen der Klimatruhen austretende Luft mit einer maximalen Luftgeschwindigkeit von 5,7-6,2 m/s gleicht sich im Raum so aus, daß innerhalb des Pflanzenbereiches nur eine geringe Luftbewegung festzustellen ist. Die gesamte Anlage erlaubt somit genauere physiologische und biologische Untersuchungen der gesunden und kranken Pflanze. Über Ergebnisse, die an gesunden und kranken Pflanzen mit dem Klimahaus gewonnen wurden, wird an anderer Stelle berichtet werden.
Zusammenfassung Es wird über den Aufbau, die Funktion und die Einrichtung des Klimahauses des Institutes für Phytopathologie Aschersleben berichtet. Mit dieser Anlage ist es möglich, Pflanzen unter reproduzierbaren Bedingungen hinsichtlich Temperatur, Licht und Luftfeuchtigkeit zu kultivieren. Die Einstellmöglichkeiten liegen bei der Temperatur zwischen + 10° und + 45 °C mit einer Regelgenauigkeit von -[- 1 °C, bei der relativen Luftfeuchtigkeit zwischen
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Wache und W ' o l f f g a n g , Elimahaus
TürB
1800 2100
2200
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1600 2100
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Abb. 11. Lichtverteilung in Lux in einer Klimazelle mit 10 Quecksilberhochdruckdampflampen HQL 400, Palettenhöhe 0,22 m, Blumentopf höhe 0,1 m, Temperatur der Klimazelle 23 °C. A Meßebene
Oberkante B l u m e n t o p f ^ 1,20m Abstand von HQL-Lampenkolbenmittelpunkt
1700 TürB
900
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2
2500
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3200
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4000 4100 W00
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2800^ 345oJ 390^^^3500 40'00 3900 KT1 ZB
2450 1900
3O00 2900
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B Meßebene 30cm über Oberkante B l u m e n t o p f ^ 0,90 111 Abstaid von HQL-Lampenkolbenmittelpunkt
Archiv für Gartenbau, X I V B a n d , Helt 8, 1966
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