Körnerverluste vor und während der
Mähdruschernte von Winterraps
Ein Verfahren zur Beurteilung von Verlustquellen gemessen an vier Winterrapssorten in einem Feldversuch in Blockanlage.
Masterarbeit zur Erlangung des akademischen Grades Master of Science (M. Sc.) im Fachgebiet Agrarwirtschaft
URN: urn:nbn:de:gbv:519-thesis2015-0002-3
eingereicht von: Wolfgang Gerd Dähn
eingereicht am: 28. Februar 2014
1. Gutachter: Prof. Dr. Gerhard Flick
Danksagung
Hiermit möchte ich mich bei allen Unterstützern für die Anfertigung dieser Abschlussarbeit bedanken. Nur durch die Hilfe zahlreicher Personen war es möglich, ein derartiges Projekt zu verwirklichen.
Besonderer Dank gebührt Herrn PD Dr. Hans-Heinrich Voßhenrich, der mit dem Bereitstellen seines Verfahrens zur Körnerverlustmessung bei der Mähdruschernte das Ergebnis dieser wissenschaftlichen Arbeit erst möglich gemacht hat. Vielen Dank auch für die fachlichen Ratschläge bezüglich der Planung und Umsetzung der durchgeführten Versuchsanstellung. Auch für den beherzten körperlichen Einsatz während der Versuchsdurchführung bedanke ich mich aufrichtig.
Herzlich bedanken möchte ich mich auch bei Herrn Prof. Dr. Gerhard Flick, der durch eine gute und intensive Betreuung während der Auswertung und Anfertigung dieser Abschlussarbeit immer zur Seite stand. Gerade im Bereich der statistischen Versuchsverrechnung bestand seitens Herrn Flick ein hoher Anspruch, wodurch das eigene Potenzial auf die Probe gestellt werden konnte.
Die Norddeutsche Pflanzenzucht Hans-Georg Lembke KG erklärte sich für eine Versuchsdurchführung im Rahmen dieser Masterarbeit bereit und machte diese durch fachliche, kollegiale und auch finanzielle Unterstützung erst möglich. Dafür möchte ich mich bei der Geschäftsleitung, allen Abteilungsleitern und allen Kollegen bedanken, die mich während der Masterthesis, angefangen von der ersten Idee bis hin zur Drucklegung, unterstützt haben. Ohne die überwältigende und betriebsübergreifende Betreuung wäre dieses Projekt nicht möglich gewesen. VIELEN HERZLICHEN DANK!
Ebenfalls bedanke ich mich an dieser Stelle bei meinen Eltern und bei meiner lieben Frau Juliane, die mir immer mit Rat und Tat zur Seite steht und einen großen mentalen Anteil an dieser Abschlussarbeit hat.
Inhalt
Abbildungsverzeichnis ... III Tabellenverzeichnis ... V Abkürzungsverzeichnis und Symbole ... VII
1. Einleitung und Zielstellung ... 8
1.1. Einleitung ... 8
1.2. Zielsetzung ... 10
2. Literaturübersicht ... 12
2.1. Ernteverluste bei Raps und deren Ursache ... 12
2.2. Forschungsmethoden zur Eruierung von Verlustquellen bei der Rapsernte ... 17
2.3. Körnerverlustmengen bei Raps – Überblick einiger Versuchsergebnisse ... 18
2.4. Zusammenfassung der Literaturrecherche ... 19
3. Material und Methoden ... 20
3.1. Versuchsplanung ... 20
3.2. Versuchsanlage und –details ... 22
3.3. Versuchsmaterialien ... 25
3.3.1. Auffangschalen für VEV und SWV ... 25
3.3.2. Auffangschale für DWV nach Voßhenrich ... 29
3.4. Versuchsdurchführung ... 31
3.4.1. Bestandesführung und Entwicklungsverlauf ... 31
3.4.2. VEV Messung ... 32
3.4.3. Ertrags- und Feuchtebestimmung. ... 33
3.4.4. SWV Messung ... 34
3.4.5. DWV Messung ... 35
3.4.6. Probenaufbereitung und -messung ... 36
3.4.7. Qualitätsuntersuchung ... 38
3.5. Varianzanalyse und Mittelwertvergleiche ... 38
3.5.1. Vorbereitung der Daten und statistische Modelle ... 39
4. Ergebnisse ... 44
4.1. Darstellung der Mittelwerte (beschreibende Statistik) ... 44
4.1.1. Kornertrag ... 45
4.1.2. Vorernteverluste ... 46
4.1.3. Schneidwerkverluste ... 49
4.1.4. Dreschwerkverluste ... 50
4.1.5. Bonituren ... 50
4.1.6. Ergebnisse der qualitativen Untersuchung ... 52
4.2. Ergebnisse aus der einfaktoriellen Verrechnung ... 54
4.2.1. Ertrag ... 55
4.2.2. Vorernteverluste ... 56
4.2.3. Schneidwerkverluste ... 58
4.2.4. Dreschwerkverluste ... 58
4.3. Ergebnisse aus der zweifaktoriellen Verrechnung ... 59
4.3.1. Ertrag ... 60 4.3.2. Vorernteverluste ... 61 4.3.3. Schneidwerkverluste ... 63 4.3.4. Dreschwerkverluste ... 64 4.4. Gesamtverlust ... 65 4.4.1. Ergebnisse Gesamtverlustverrechnung ... 65
4.4.2. Anteil der Verluste am Kornertrag ... 67
4.5. Einflussgrößen auf die gemessenen Verluste ... 69
5. Diskussion und Ausblick ... 75
6. Zusammenfassung ... 82
7. Literaturverzeichnis ... 83
8. Quellennachweis der Abbildungen ... 86
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1 : Die Hauptbestandteile der Rapsschote (Hossain et al., 2012, S. 314) ... 15
Abb. 2 : Strategy for shatter-resistant pods (Bayer, 2014, S. 28) ... 16
Abb. 3 : Schematische Versuchsanlage ... 23
Abb. 4 : v. L. Mulcher mit angebautem Seitenmesser, Schlegel für die gröberen Arbeiten24 Abb. 5 : Tatsächlicher Reihenabstand in der Mitte der Parzelle ... 26
Abb. 6 : v. L. Seitenansicht mehrerer Schalen ohne Gaze und Ansicht auf das Schalenende mit Gaze ohne Bambusstab ... 28
Abb. 7 : Auffangschale (unten) mit Abdeckung (oben) ... 30
Abb. 8 : Im Zugmaul hängender Auslösemechanismus (Eigenkonstruktion) ... 30
Abb. 9 : Platzierte Schale mit Bambusstab zur Beschwerung ... 33
Abb. 10 : Auffangschale mit Schneidwerkverlusten und Bambusstab ... 34
Abb. 11 : Auffangschale mit Ernterückständen (nach Messung) ... 36
Abb. 12 : Kornertrag beider Erntetermine (bereinigt auf 9% relative Feuchte) ... 45
Abb. 13 : Kumulierte Vorernteverluste des 1. Termins bis zum 23.07.2014 (bereinigt auf 9% relative Feuchte) ... 46
Abb. 14 : Kumulierte Vorernteverluste des 2. Termins bis zum 23.07.2014 (bereinigt auf 9% relative Feuchte) ... 47
Abb. 15 : Fortsetzung der Abb. 16 ab dem 25.07.2014 ... 48
Abb. 16 : Schneidwerkverluste beider Erntetermine (bereinigt auf 9% relative Feuchte) .. 49
Abb. 17 : Dreschwerkverluste beider Erntetermine (bereinigt auf 9% relative Feuchte) ... 50
Abb. 18 : Feldaufgang und Bestandesdichte ... 51
Abb. 19 : Ergebnisse der Bonituren bezüglich Vor- und Nachwinterentwicklung und Verticilliumbefall ... 52
Abb. 20 : TKM der Erntegutproben ... 53
Abb. 21 : TKM der aufgefangenen Körnerverluste ... 54
Abb. 22 : Prozentualer Anteil der Verluste am Kornertrag der Sorten ... 68
Abb. 23 : Differenz der Tausendkornmassen der Vorernteverluste zu den Tausendkornmassen der Erntegutproben im Vergleich beider Erntetermine. .... 69
Abb. 24 : Durch Kohlschotenrüssler verursachter Verlust und daraus errechneter hypothetischer Vorernteverlust. Bonitur vom 03. Juli 2014 ... 70
Abb. 25 : Vorernteverluste im Vergleich mit den örtlichen klimatischen Bedingungen (Eigene Darstellung ergänzt mit Daten des Deutschen Wetterdienstes,
Wetterstation Schleswig / Jagel) ... 72
Abb. 26 : Schneidwerkverluste bei erhöhter und reduzierter Haspeleinstellung ... 74
Abb. 27 : Bestellung der Versuchsfläche ... 87
Abb. 28 : Prüfbericht der Bodenuntersuchung ... 87
Abb. 29 : Parzellenmähdrescher und On-Board-System ... 88
Abb. 30 : Häckslerverteilung der Gesamtprobe, Segmente 1-5 inklusive Ernterückstände 88 Abb. 31 : Arbeitsaufbau Probenaufbereitung ... 89
Abb. 32 : Arbeitsaufbau Trocknen und Wiegen ... 89
Abb. 33 : Ölgehalt und Eiweißgehalt aus der NIRS-Untersuchung (Werte für 100% Trockenmasse, ± 0,8% Messgenauigkeit)... 90
Abb. 34 : TKM-Entwicklung des VEV 1. Termin (03. -25. Juli 2014) ... 90
Abb. 35 : TKM-Entwicklung des VEV 2. Termin (03. -25. Juli 2014) ... 91
Tabellenverzeichnis
Tab. 1 : Morphologische, anatomische, biochemische, physiologische und umweltbedingte Eigenschaften bezüglich Schotenplatzen. Übersetzt aus dem Englischen. (Hossain
et al., 2012, S. 315) ... 14
Tab. 2 : Agrartechnische Details des Feldversuchs ... 24
Tab. 3 : Probenumfang und Details ... 37
Tab. 4 : Angewendete Testverfahren (Thomas, 2006, S. 227) ... 42
Tab. 5 : Ertrag 1. Termin - Ergebnisse des multiplen Mittelwertvergleichs ... 55
Tab. 6 : Ertrag 2. Termin - Ergebnisse des multiplen Mittelwertvergleichs ... 55
Tab. 7 : VEV 1. Termin - Ergebnisse der multiplen Mittelwertvergleiche ... 56
Tab. 8 : VEV 1. Termin - Vergleich mit Standard und Versuchsmittelwert ... 57
Tab. 9 : VEV 2. Termin - Ergebnisse der multiplen Mittelwertvergleiche ... 57
Tab. 10 : VEV 2. Termin - Vergleich mit Standard und Versuchsmittelwert ... 57
Tab. 11 : SWV 1. Termin - Ergebnisse des multiplen Mittelwertvergleichs ... 58
Tab. 12 : SWV 2. Termin - Ergebnisse des multiplen Mittelwertvergleichs ... 58
Tab. 13 : DWV 1. Termin - Ergebnisse des multiplen Mittelwertvergleichs ... 58
Tab. 14 : DWV 2. Termin - Ergebnisse der multiplen Mittelwertvergleiche ... 59
Tab. 15 : DWV 2. Termin - Vergleich mit Standard und Versuchsmittelwert ... 59
Tab. 16 : Ertrag - zweifaktorieller Terminmittelwertvergleich ... 60
Tab. 17 : Ertrag - Ergebnisse der zweifaktoriellen multiplen Mittelwertvergleiche ... 61
Tab. 18 : Ertrag - zweifaktorieller Vergleich mit Standard und Versuchsmittelwert ... 61
Tab. 19 : VEV - zweifaktorieller Terminmittelwertvergleich ... 61
Tab. 20 : VEV - Ergebnisse der zweifaktoriellen multiplen Mittelwertvergleiche ... 62
Tab. 21 : VEV - zweifaktorieller Vergleich mit Standard und Versuchsmittelwert ... 62
Tab. 22 : SWV - zweifaktorieller Terminmittelwertvergleich ... 63
Tab. 23 : SWV- Ergebnisse des zweifaktoriellen Mittelwertvergleichs ... 63
Tab. 24 : DWV - zweifaktorieller Terminmittelwertvergleich... 64
Tab. 25 : DWV - Ergebnisse der zweifaktoriellen multiplen Mittelwertvergleiche ... 64
Tab. 26 : DWV - zweifaktorieller Vergleich mit Standard und Versuchsmittelwert ... 65
Tab. 27 : GV 1. Termin - Ergebnisse des multiplen Mittelwertvergleichs ... 65
Tab. 28 : GV 2. Termin - Ergebnisse des multiplen Mittelwertvergleichs ... 66
Tab. 29 : GV - zweifaktorieller Terminmittelwertvergleich ... 66
Tab. 31 : Korrelation der VEV mit der Bestandesdichte, Ertrag und Verticilliumbefall .... 73
Tab. 32 : Ertrag 1. Termin ANOVA ... 92
Tab. 33 : Ertrag 2. Termin ANOVA ... 92
Tab. 34 : Vorernteverlust 1. Termin ANOVA... 92
Tab. 35 : Vorernteverlust 2. Termin ANOVA... 92
Tab. 36 : Schneidwerkverlust 1. Termin ANOVA ... 92
Tab. 37 : Schneidwerkverlust 2. Termin ANOVA ... 93
Tab. 38 : Dreschwerkverlust 1. Termin ANOVA ... 93
Tab. 39 : Dreschwerkverlust 2. Termin ANOVA ... 93
Tab. 40 : Gesamtverlust 1. Termin ANOVA... 93
Tab. 41 : Gesamtverlust 2. Termin ANOVA... 93
Tab. 42 : Ertrag ANOVA ... 94
Tab. 43 : Vorernteverlust ANOVA ... 94
Tab. 44 : Schneidwerkverlust ANOVA ... 94
Tab. 45 : Dreschwerkverlust ANOVA ... 94
Abkürzungsverzeichnis und Symbole
* signifikanta, b, c, d … Bezeichnung für homogene Gruppen
BY, CE, SO, TH Sortenkodierung: VisBY, MerCEdes, MendelSOn, Stamm (MyTHos)
DSD Dunnett-Significant-Difference dt Dezitonne
DWV Dreschwerkverlust
F F-Wert, Varianzverhältnis, Testgröße der F-Verteilung
FG Freiheitsgrade GD Grenzdifferenz GV Gesamtverlust H0 Nullhypothese H1, HA Alternativhypothese ha Hektar
HSD Honestly Significant Difference
IND gene indehiscent gene
LSD Least Significant Difference
MQ Mittleres Abweichungsquadrat, (=s²)
MQF; MQR Restvarianz
MSD Minimum Significant Difference
n Anzahl der Beobachtungen
NKT Newman-Keuls-Test p-Wert Wahrscheinlichkeitswert
s Standardabweichung einer Stichprobe
s² Varianz der Stichprobe
SQ Summenquadrat SWV Schneidwerkverlust TKM Tausendkornmasse VEV Vorernteverlust
α (Alpha), Irrtumswahrscheinlichkeit, Fehler 1. Art, Wahrscheinlichkeit eine
gültige Nullhypothese abzulehnen Arithmetisches Mittel von x bzw. y
1. Einleitung und Zielstellung
1.1. Einleitung
Die weltweite Rapsproduktion hat sich in den letzten zehn Jahren von im Jahr 2003 produzierten 36.78 Mio. t auf 72.53 Mio. t in 2013 verdoppelt. Die Produktionsmengen in Europa folgen einer ähnlichen Steigerung, welche die globale Entwicklung mit 11.45 Mio. t in 2003 und 25.59 Mio. t in 2013 sogar übersteigt, da hier die Produktion in zehn Jahren mehr als verdoppelt wurde. In Deutschland ist der Trend eher stabil und hat sich im letzten Jahrzehnt zwischen 5.5 bis 6 Mio. t Jahresproduktion platziert (FAOSTAT, 2014). Der globale Anstieg ist der erhöhten Nachfrage an Rohstoffen und der daraus resultierenden Ausdehnung der Anbauflächen, aber auch dem Züchtungsfortschritt zuzuschreiben.
Der Markt für Ölsaaten hat schon länger die Bedeutung von Raps als Kulturart erkannt und rückt seit kurzem stärker in den Fokus größer strukturierter Firmen. So investieren ursprüngliche Chemiefirmen, wie zum Beispiel Monsanto, Syngenta oder Bayer, um hier nur einige zu nennen, in der Summe mittlerweile mehr in den Saatgutbereich als in den Bereich der Entwicklung von Pflanzenschutzmitteln und das schon seit über zehn Jahren (Preuße und Ahlers, 2014). Wurde bislang die züchterische Bearbeitung von Raps durch mehrere mittelständische Unternehmen umgesetzt, so werden häufig Informationen über Akquisitionen von kleineren Saatzuchtunternehmen laut. Dies wird durch folgenden Sachverhalt belegt. Teilten sich 2001 die zehn führenden Saatgutunternehmen noch 41% des Marktes, so waren es 2009 schon 70%. Das Potential im Bereich der Züchtung ist hoch und birgt langfristig mehr Rendite als beispielsweise das des Pflanzenschutzmittelsektors (Rutt und Bickert, 2014).
Raps ist international gesehen im Bereich der Sommerungen eine Kulturart, die in der nördlichen als auch in der südlichen Hemisphäre angebaut wird und durch die besondere Qualität der Öle, gerade im Food-Sektor, zu einem der ernährungsphysiologisch wertvollsten Lipidquellen im Bereich der Humanernährung geworden ist. Winterraps spielt global gesehen eine eher untergeordnete Rolle. Betrachtet man allerdings die landwirtschaftlichen Gebiete Mitteleuropas, so wird schnell die Bedeutung des Winterrapses in diesen Breiten klar.
Winterraps ist als Fruchtart in der Rotation von wirtschaftlich hoher Bedeutung und ergänzt diese als eine Kultur mit gutem Fruchtfolgewert. Winterraps liefert nicht nur
den Rohstoff Öl, sondern ist auch eine hochwertige Quelle an Proteinen, die gerade im Bereich des Livestock-Farming als Futtermittel sehr bedeutsam ist.
Aktuelle politische Fragestellungen bezüglich der Umweltverträglichkeit von Winterraps, speziell im Zusammenhang mit der insektiziden Beizung, lassen diesbezüglich eine kritische Meinung entstehen. Die daraus entstandene Aussetzung der neonicotinoiden Beizung per EU-Erlass führte im Herbst 2014 zu Problemen durch einen erheblichen Befall von Schädlingen und vermutlich auch zu einem Rückgang bzw. einer schädlingsbedingten Reduzierung der Winterrapsanbaufläche. Nicht nur der Aspekt der Beize sondern auch die Frage nach der Sorte ist betriebswirtschaftlich interessant. Daher wird die Sortenwahl in landwirtschaftlichen Betrieben nach bestimmten betriebsindividuellen Anforderungen vorgenommen. In diesem Kontext ist zu erwähnen, dass im landwirtschaftlichen Betrieb Parameter wie Planungssicherheit und Risikomanagement einen immer höheren Stellenwert einnehmen.
Die Bedeutung der Rapssorte an sich ist nicht unwesentlich. So beinhaltete die „Beschreibende Sortenliste 2014“ des Bundessortenamtes zirka 100 Sorten (Bundessortenamt, 2014), welche durch die EU-Sortenliste ergänzt werden. Hierbei ist der Anteil an Hybridrapssorten dem der Liniensorten weit überlegen. Die Sorten werden nach bestimmten Eigenschaften kategorisiert, die die Bereiche Pflanzenentwicklung, -verhalten und Ertrags- und Qualitätseigenschaften tangieren. Da der Kornertrag eine der wesentlichsten Eigenschaften beim Raps ist, wird von vielen Landwirten durch die Wahl der richtigen Sorten und die Durchführung einer optimal angepassten Bestandesführung eben dieser in sehr hohem Niveau angestrebt und somit eine Optimierung des Deckungsbeitrages erzielt.
Zusätzlich zu den amtlichen Einstufungen werden seitens der Züchterhäuser weitere Sorteneigenschaften angeführt. Dazu gehört unter anderem auch eine Einstufung von Rapssorten bezüglich einer so genannten „Schotenplatzfestigkeit“ oder „Schotenstabilität“. Auch sind Begriffe wie „Druschfestigkeit“ oder „Erntezeitstabilität“ beschreibende Worte, die mit einer Sorte in Verbindung gebracht werden. Auch Pflanzenschutzmittelhersteller werben mit erhöhter „Platzfestigkeit“ von Schoten bei der Applikation bestimmter Pflanzenschutzmittel oder spezieller Zusätze in der Spritzbrühe.
Auch im wissenschaftlichen Bereich wird sich mit der Physiologie von Rapspflanzen und speziell mit deren Schoten und somit deren Stabilität auseinandergesetzt. Denn das Schotenplatzen führt zum Verlust von Rapssamen bereits im Vorernteverlauf und zieht
damit folglich einen geringeren Ertrag nach sich. Dies wiederum bedeutet einen monetären Verlust und zeigt damit die Bedeutsamkeit auf diesem Gebiet der Pflanzenforschung.
Aufgrund der obigen Ausführungen sollen in dieser Arbeit Verlustquellen vor der Winterrapsernte und im weiteren Verlauf auch Verlustquellen während der Winterrapsernte thematisiert werden.
1.2. Zielsetzung
Raps ist eine Kulturart mit einem hohen Ertragspotenzial. Gleichzeitig birgt dieses Potenzial auch eine hohe Wahrscheinlichkeit bezüglich der Entstehung von Ertragsverlusten bei bestimmten Umwelteinflüssen. Speziell die Verluste im Vorernteverlauf bieten immer wieder Grund zur Diskussion, wenn es beispielweise um die Findung eines optimalen Erntezeitpunktes geht. Die richtige Terminierung für die Ernte von Winterraps hängt in der Praxis vom Reifegrad, Feuchtigkeit, Witterung und einer Vielzahl anderer Einflussfaktoren ab. Auch während des Mähdrusches von Winterraps entstehen Körnerverluste, die mit den Vorernteverlusten in der erweiterten Definition auch einen monetären Verlust in der Betriebswirtschaft nach sich ziehen können.
Als Gegenstand dieser Arbeit sollen daher die verschiedenen Verlustquellen bei der Ernte und vor allem die Verluste, die im Abreifeverlauf und somit vor der Ernte entstehen, als zentrale Fragestellung bearbeitet werden. Zielsetzend wird die Erstellung eines Versuchsdesigns sein, mit dem eine Möglichkeit zur Erfassung von Daten geschaffen wird. Dafür ist es notwendig, einen Überblick der Literatur zu geben, die sich bereits mit dem Thema im direkten Sinne beschäftigt haben bzw. dieses tangieren oder Anhaltspunkte zur Thematik geben können. In der Erarbeitung des aktuellen Standes wird auch der Versuchsansatz dieser Arbeit deutlich gemacht und bildet im Weiteren die Grundlage für die Gewinnung des Datenmaterials.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Feldversuch durchgeführt, der als Mittel zur Generierung von Daten Anwendung findet. Im weiteren Verlauf sollen die Daten Aufschluss darüber geben, welche Verlustquellen messbar sind und wie eine Bewertung dieser vorzunehmen ist.
Die Planung und Umsetzung des Versuches wird eingehend beschrieben. Dafür wird die Vorgehensweise und Systematik im Kapitel Material und Methoden herausgearbeitet, um einen Überblick für den Ansatz zur Klärung der Fragestellungen
zu liefern. Als wesentlicher Part werden die Messmethoden dargestellt, die bei der Versuchsdurchführung zur Anwendung gekommen sind. Die Messungen wurden an vier Winterrapssorten durchgeführt. Das eröffnet folgende weitere Fragestellung, wie sich verschiedene Sorten unter dem Aspekt von Körnerverlusten verhalten und ob es diesbezüglich signifikante Sorteneffekte gibt. Auch die Staffelung des Versuches in zwei Erntetermine bietet einen weiteren Interpretationspunkt und wurde eingehend untersucht. Im Zuge der statistischen Verrechnung wurde dann eine Darstellung der gemessenen Verlustquellen, Sorten- und Ernteterminunterschiede unter Berücksichtigung der im Verlauf der Versuchsdurchführung erfassten Störgrößen möglich und im Ergebnisteil vorgenommen.
Im Schlussteil werden Vergleiche mit den aus der Literaturrecherche stammenden Ergebnissen anderer Forschungsprojekte geführt. Dazu wird auch eine kritische Betrachtung der eigenen Resultate und Vorgehensweisen erstellt, um Schwächen beziehungsweise Stärken sowie negative und positive Aspekte der Versuchsanstellung herauszuarbeiten. Die kritische Betrachtung soll die Möglichkeit bieten, eventuelle Fragestellungen, die im Verlauf der Arbeit entstanden sind bzw. nicht beantwortet werden konnten, für einen Ausblick zu formulieren und somit Ansatzpunkte für weitere neue und oder ergänzende Forschungsansätze zu geben.
2. Literaturübersicht
Im folgenden Kapitel wird eine Übersicht erarbeitet, welche die theoretischen Grundlagen bezüglich der Körnerverluste bei Winterraps zusammenstellt. Auch sollen bestehende Forschungsansätze zur Ermittlung von Körnerverlusten bei Winterraps recherchiert und im Zuge dessen bereits publizierte Ergebnisse vorgestellt werden. Abschließend soll dann in einer Zusammenfassung die Literaturübersicht resümiert und im Weiteren die Intention dieser Abschlussarbeit herausgestellt werden.
2.1. Ernteverluste bei Raps und deren Ursache
Zur Ertragsbildung bei Raps sind die Einflüsse aus der Umwelt und im Weiteren die Maßnahmen der Bestandesführung von Bedeutung. Ertragsdefizite können schon während der Entwicklung der Rapspflanze über den Vegetationsverlauf und somit bei der Bildung der Ertragsanlagen entstehen. Zu der Entwicklung der Ertragsanlagen gehören das Längenwachstum der Sprossachse, Verlauf der Sprosstrockenmassebildung, Entwicklung der Assimilationsfläche (sowie Blätter als auch Schoten), Verzweigung und Blüten- sowie Fruchtansatz (Grosse, 1989). Die Kornertragskomponenten setzen sich aus der Tausendkornmasse (TKM), der Schotenzahl je Pflanze, der Körnerzahl je Schote und der Bestandesdichte in Pflanzen je Quadratmeter zusammen (Sutor et al., 2006).
Raps gehört mit seiner vergleichsweise kleinen Tausendkornmasse von 4,2 g bis 5,5 g (Schönberger, 2012, S. 29) zu den Feinsämereien und besitzt eine erhöhte Ausfallanfälligkeit (Spiess und Wildbolz, 1983; Proplanta GmbH und Co. KG, 20111). Diese Anfälligkeit initiierte Forschungsarbeiten zur Platzfestigkeit von Rapsschoten und im Weiteren zu Untersuchungen, wie hoch die Verluste während und vor der Rapsernte tatsächlich sind. So wurde sich bereits in den 1970er Jahren als einer der vermutlich ersten Anläufe mit der Frage beschäftigt, wie man Verluste erfassen kann. Es wurden unterschiedliche Ursachen für Verluste vor und während der Rapsernte beschrieben. Zum einen standen in den Beschreibungen als Einflussgrößen das Schwadlegen, der Direktdrusch, die Sikkation und der Zustand der Schoten sprich Krankheits- oder Insektenbefall im Vordergrund und zum anderen wurden diese Größen anhand der unterschiedlichen Verlustmessungen bezüglich der verschiedenen
Ernteverfahren und der Sikkation miteinander verglichen (Laduba et al., 1981). In den 1980er Jahren wurden in Deutschland und auch in der Schweiz Versuche zur Verlustmessung durchgeführt. Dabei differenzierten E. Spiess und P. Wildholz (1983) einzelne Verlustquellen. Zunächst wurde beschrieben, dass man grundsätzlich nach den Verlusten vor der Ernte, die meistens natürlichen Ursprungs sind, und den Verlusten technischer Art, also während der Ernte, unterscheiden muss. Auch in anderen Arbeiten findet man diesen Ansatz zur Differenzierung von Verlustquellen (Price et al., 1996; Pahkala und Sankari, 2001). Bei den technischen Verlusten ist eine weitere Differenzierung zwischen den Verlusten durch das Schneidwerk des Mähdreschers und den Verlusten durch das Dreschwerk vorzunehmen. Die Dreschwerkverluste bestehen aus Restkörnern in nicht ausgedroschenen Schoten (Ausdruschverluste), einzelne Körner, die über den Schüttler mit dem Stroh ausgeworfen werden (Schüttlerverluste) und Verluste im Bereich der Reinigungsaggregate (Sieb- oder Reinigungsverluste) (Spiess und Wildbolz, 1983; Price et al., 1996). Problematisch sind daher grüne, nicht abgereifte „Gummischoten“, die oftmals bei zu früher Ernte einen Ertragsverlust bedingen2. Als sehr wesentlicher Verlustpunkt bei der Rapsernte tritt die Einstellung des Schneidwerkes in den Fokus. Hier wird in vielen Quellen ein sehr hohes Potenzial für die Entstehung von Körnerverlusten speziell bei nicht optimaler Konfiguration des Schneidwerkes beschrieben (Spiess und Wildbolz, 1983).
Es soll hier darauf hingewiesen werden, dass sich mit dem Thema der Schneidwerkverluste im Bereich der Technikbranche sehr aufwendig auseinandergesetzt wird und diesbezüglich eine Vielzahl von Herstellern verlustmindernde Schneidwerktechnik anbieten. In dieser Arbeit soll aber nicht die Technik als solches, sondern das Verhalten der Sorte bei der Ernte im Bereich der technischen Verluste im Vordergrund stehen. Die drei beschriebenen Verlustquellen (Vorernte-, Schneidwerk- und Dreschwerkverlust) sollen im weiteren Verlauf dieser Arbeit untersucht werden.
In der Literatur wurde sich weiterführend mit dem Thema der Schotenplatzfestigkeit oder im englischen „pod-shatter-resistance“ auseinandergesetzt, wenn es um die Vorernteverluste speziell bei Raps geht. Die Stabilität einer Schote ist von einer Vielzahl von Einflüssen abhängig. In Tab. 1 sind diese Parameter aufgeführt und nach den jeweiligen Eigenschaftsarten kategorisiert. Es wird in morphologische,
anatomische, biochemische, physiologische und umweltbedingte Eigenschaften unterschieden. Die Tabelle verdeutlicht, wie facettenreich die Frage bezüglich der Schotenstabilität und somit in Hinblick auf das Schotenplatzen gestellt werden muss.
Tab. 1 : Morphologische, anatomische, biochemische, physiologische und umweltbedingte Eigenschaften bezüglich Schotenplatzen. Übersetzt aus dem Englischen. (Hossain et al., 2012, S. 315)
Ursprung der Eigenschaft
Eigenschaft Art der
Eigenschaft
Quelle
Schote (Siliqua) Schotenstellung morphologisch (Kadkol et al., 1984); (Morgan et al., 2000)
Schotengröße, -form und -gewicht morphologisch (Morgan et al., 2000); (Squires et al.,
2003); (Dinneny & Yanofsky, 2004)
Schotendichte morphologisch (Kadkol et al., 1984)
Länge des Pedikels morphologisch (Morgan et al., 1998); (Kadkol et al., 1984)
Verholzungsgrad der Schote bzw. des Dehiszenzbereichs
anatomisch (Kadkol et al., 1986)
Verholzungsgrad der Schotenvalven anatomisch (Morgan et al., 1998)
Größe des Hauptgefäßbündels anatomisch (Child et al., 2003); (Kadkol et al., 1989);
(Morgan et al., 1998)
Größe des Dehiszenzbereichs anatomisch (Child et al., 2003)
Enzymaktivität biochemisch (Morgan et al., 1998); (Child et al., 2003)
Hormonaktivität biochemisch (Chauvaux et al., 1997); (Child et al.,
1998); (Morgan et al., 1998)
Bestandsstruktur Interaktion zwischen den Pflanzen morphologisch (Bowman, 1984); (Kadkol et al., 1989); (Summers et al., 2003)
Pflanze Dicke des Haupttriebes morphologisch (Morgan et al., 1998)
Homogenität der Blüte physiologisch (Chandler et al., 2005); (Morgan et al.,
1998)
Pflanzenhöhe morphologisch (Morgan et al., 1998); (Morgan et al.,
2000); (Summers et al., 2003)
Struktur des Fruchtstandes physiologisch (Child & Huttley, 1999); (Summers et al.,
2003)
Winkel der Seitentriebe zum Haupttrieb morphologisch (Kadkol et al., 1984); (Child & Huttley, 1999)
Anzahl der Seitentriebe 1. Ordnung morphologisch (Kadkol et al., 1984)
Abiotische Faktoren
Temperatur umweltbedingt (Morgan et al., 2003); (Summers et al.,
2003)
Regen und Trockenheit umweltbedingt (Morgan et al., 2003); (Summers et al.,
2003)
Saatzeit umweltbedingt (Summers et al., 2003)
Biotische Faktoren Schädlinge (z.B. Kohlschotenmücke, Kohlschotenrüssler)
umweltbedingt (Meakin & Roberts, 1991); (Summers et al., 2003)
Pathogene (z.B. Alternaria, Botrytis) umweltbedingt (Morgan et al., 2003)
Auch die Erstellung einer Versuchsanlage oder die Durchführung von Untersuchungen an Rapsschoten erhält durch diese Mannigfaltigkeit an möglichen Einflüssen eine enorme Komplexität. Dies wiederum wird auch die Gestaltung der angewendeten
Methoden in dieser Arbeit tangieren, damit die Vielzahl der möglichen Einflüsse angemessen berücksichtigt werden kann.
Rapsschoten werden mit Voranschreiten der Abreife zunehmend fragiler (Price et al., 1996) wodurch die natürliche Eigenschaft der Rapsschote impliziert wird, sich zu öffnen, ihre Samen zu verteilen und den Fortbestand der Art zu sichern. Dieser Vorgang wird als Dehiszenz bezeichnet. Diese Eigenschaft kann zu signifikanten Verlusten im Bereich des Vorernteverlaufs führen (Hossain et al., 2012). Abb. 1 stellt erklärend zur Tabelle die botanischen Eigenschaften der Rapsschote dar. Insbesondere soll an dieser Stelle auf den abgebildeten Dehiszenzbereich hingewiesen werden, der als Ort für das Aufgehen der Schote gilt.
Abb. 1 : Die Hauptbestandteile der Rapsschote (Hossain et al., 2012, S. 314)
Seed = Rapskorn; Carpel = Fruchtblatt; Replum = Replum; Pedicel = Blütenstängel; Beak = Schnabel; Pseudoseptum = Scheidewand; Dehiscence zone = Dehiszenzbereich; Funiculus = Samenstielchen; Locule = Samentasche; Valve = Valve; Main vascular bundle = Hauptgefäßbündel
Schotenplatzfestigkeit dient des Weiteren auch als Einstufungsmerkmal für Rapssorten. Daher werben viele Züchter mit einer guten Schotenplatzfestigkeit bzw. Erntezeitstabilität ihrer Sorten. Einige Zitate belegen dies. So verfügen „[…]ein Großteil der Sorten bereits über eine gute Erntezeitstabilität und eine sehr gute Schotenplatzfestigkeit[…]“3 oder „[…]Hybridrapssorten mit genetisch fixierter Schotenplatzfestigkeit haben eine herausragende Ertragsstabilität auch bei Hagel, Starkniederschlag und witterungsbedingten Druschverzögerungen. Sie bieten zudem
ein um 5 bis 7 Tage verlängertes Erntefenster.“4. In Kanada meldete die Firma Bayer jüngst die Rapssorte „InVigor L140P“ an. Die Schoten dieser Sorte wurden genetisch dementsprechend verändert, so dass die dehiszente Zone „weggezüchtet“ wurde, wodurch ein Aufgehen der Schote verhindert werden soll (Bayer, 2014). In Abb. 2 ist die Strategie der genetischen Veränderung schematisch dargestellt. Der Ansatz von Bayer ist wesentlich, um die Platzresistenz von Schoten als genetisches Merkmal nutzbar zu machen.
Abb. 2 : Strategy for shatter-resistant pods (Bayer, 2014, S. 28)
“The stability of the canola pods can be adjusted using reverse genetics. Researchers generate chemical changes (mutations) in the genotype. The candidates with an IND mutation are backcrossed with the original plant. The canola plants that result from this cross have stronger seed pods. The seeds stay in the pod and do not fall out when buffeted by the wind.” (Bayer, 2014, S. 28)5
Es wurde aber schon in früherer Zeit nachweislich festgestellt, dass es gewisse Eigenschaften bezüglich der Schotenstabilität im Erbmaterial gibt. So existiert beispielsweise eine Fülle an Testverfahren zur Messung von Schotenstabilität, welche auch Anwendung zur Selektion auf dieses Merkmal im Bereich der Rapszüchtung gefunden haben. In Hossain et al. (2012, S. 318-319) findet sich eine Auflistung verschiedener Methoden, die ihre Anfänge in den frühen 1980er Jahren haben. Eine
4 Limagrain GmbH (2014); Zugriff am 18. Dezember 2014
5
dieser Methoden, der Microfracture test (MFT), findet ebenfalls in ähnlicher Form in einem Forschungsprojekt aus Mecklenburg-Vorpommern (Schulz und Burmann, 2013) Anwendung. Bedeutend in Bezug auf das Testen ist die Vielfalt an Testmethoden, die zur Evaluierung von Schotenplatzfestigkeit als Zuchtmerkmal entwickelt wurden sowie die Länge des Zeitraums, in dem sich das Interesse an diesem Thema bewegt.
2.2. Forschungsmethoden zur Eruierung von Verlustquellen bei der Rapsernte Die meisten Arbeiten zum Thema von Ernteverlusten bei Raps beziehen sich auf Untersuchungen von Sommerraps und übergeordnet auf die Kulturart Brassica napus. So wurden in der Vergangenheit viele Versuche nicht an Sorten durchgeführt, wodurch nur das Verlustpotenzial von Raps als solches behandelt werden konnte. Das bedeutet, dass keine bzw. nur wenige Aussagen zum Verhalten von Rapssorten in Bezug auf die Fragestellung der Verluste existieren.
Dennoch liefern bisherige Veröffentlichungen Ansätze, wie es möglich ist, Verlustquellen überhaupt zu erfassen. So wurden in den meisten Fällen Auffangschalen verwendet, bestehend aus Metall bzw. Kunststoff, die in die Versuchsanlagen hinein gelegt wurden. Diese Auffangschalen sind meist sehr schmal und länglich, damit es möglich ist, diese zwischen den Rapsreihen zu platzieren. Diesen Ansatz verfolgten bisher Spiess und Wildbolz (1983), Price et al. (1996) und Pahkala und Sankari (2001). Letztere nutzten diese Schalen nur für die Messung von Vorernteverlusten bei Sommerraps, wobei in den zwei anderen Quellen auch die Verlustverteilung am Schneidwerk bzw. an der Pick-Up oder am Schwadleger von Interesse war. Vermutlich rühren diese Ansätze der Verlustmessung aber aus noch früherer Zeit, denn es liegt nahe, dass auch die Daten aus Laduba et al. (1981) in ähnlicher Form ermittelt wurden. Hier reichen die Versuchsergebnisse bis in die frühen 1970er Jahre zurück.
Eine weitere Methode zur Ermittlung von Verlusten wurde in Kanada durchgeführt. An mehreren konventionellen Sommerrapsbeständen wurde der Boden nach der Ernte an bestimmten Stellen im Feld mithilfe eines Vakuumsaugers abgesaugt und die Ernteausfälle nach dem Reinigen der Proben mittels Sieben ermittelt. Hierbei wurde sich mit den Verlusten bei kanadischen Erntesystemen befasst, denen hauptsächlich das Schwadlegen als Technik zu Grunde liegt. Es geht aus der Arbeit nicht hervor, inwiefern die Verluste vor der Ernte Berücksichtigung fanden. Die Zielsetzung der Arbeit vermittelt aber, dass eine Intention nur hinsichtlich der Ermittlung von Gesamternteverlusten bestand und welche Auswirkung diese auf den Eintrag von
Samen in den Boden haben (Gulden et al., 2003). Weitere Arbeiten beschäftigten sich explizit mit dem Thema von Samenbankeinträgen in Böden durch Rapssamenverluste bei der Ernte und den Auswirkungen dieser auf die Fruchtfolge (Altaufschlag) bzw. ob eine angepasste Bodenbearbeitung zur Reduzierung von Altraps notwendig ist (Gruber et al., 2005; Krato und Petersen, 2012).
Eine weitere Versuchsanstellung wurde in Mecklenburg-Vorpommern von der Landesfoschungsanstalt durchgeführt. Dabei wurde in den laufenden Landessortenversuchen an mehreren Sorten der Vorernteverlust mit halbierten Tobulitrohren gemessen. Zusätzlich wurde an einem Spätdruschversuch die gleiche Messung an gleichem Sortenmaterial durchgeführt, wodurch eine Messung über zwei Erntetermine möglich war (Schulz und Burmann, 2013). Diese Versuchsanstellung stellt eine wesentliche Grundlage für das Versuchsdesign zur Bearbeitung der Fragestellung in dieser Masterthesis dar.
2.3. Körnerverlustmengen bei Raps – Überblick einiger Versuchsergebnisse
Da sich in dieser Abschlussarbeit hauptsächlich mit dem Verlust von Körnern beschäftigt werden soll, wurden die Quellen bezüglich bestehender Ergebnisse zum Thema untersucht. Dies soll als Grundlage für die abschließende Diskussion der eigenen Ergebnisse dienen und einen Überblick verschaffen, wie die einzelnen Verlustquellen einzuordnen sind.
So beschrieben Spiess und Wildbolz (1983) Gesamtverluste von 13% des am Standort des Versuches möglich gewesenen Kornertrages. Ähnliche Ergebnisse sind auch in weiteren Studien ermittelt worden. So konnten in den Versuchen von Price et al. (1996) 11% Gesamtverlust, gemessen am möglichen Ertrag, von Winterraps festgehalten werden, wobei auch von bis zu 50% Ertragsverlust bei schlechten Erntebedingungen berichtet wird. Dabei sind Verluste von 20-25% nicht ungewöhnlich und bei optimalen Erntebedingungen sind 2-5 % Verlust möglich (Laduba et al., 1981). Auch niedrigere Ausfälle von 5.9% (Gulden et al., 2003) finden sich in der Literatur. Bei den Versuchsergebnissen aus dem Abschlussbericht von Schulz und Burmann (2013) wurden im Vorerntebereich 0.08 dt ha-1 (0.2% bei 45 dt ha-1 Ertrag) bis 0.65 dt ha-1 (1.4% bei 45 dt ha-1 Ertrag) und bei überständigen Rapsbeständen bis zu 2.5 dt ha-1 Ausfall gemessen. Ähnliche Vorernteverluste gehen aus einem Versuchsbericht aus 2013 mit 0.8 dt ha-1 und 1.2 dt ha-1 hervor (Bertschi et al., 2013) sowie die Ergebnisse von Spiess und Wildbolz (1983) mit 3% Vorernteverlust. Pahkala und Sankari (2001)
vermitteln ebenfalls ein Bild von 0.8 kg ha-1 (0.1% vom Ertrag) bis 16 kg ha-1 Vorernteverlust (1.3% vom Ertrag), wobei diese Ergebnisse sich auf Sommerraps beziehen. Separate Messungungen der Schneidwerkverluste ergaben Verluste von 6 - 8% (Spiess und Wildbolz, 1983 und Price et al., 1996). Auffällig bei der Erschließung des bereits bestehenden Datenmaterials ist die Tatsache, dass, je weiter die Ergebnisse zurückliegen, der Verlust höher war, als beispielsweise in jüngeren Versuchsergebnissen. Dies gibt Grund zu der Annahme, dass sich die Züchtung erfolgreich mit der Selektion auf platzfestere Schoten beschäftigt hat und diesbezüglich einen positiven Züchtungsfortschritt aufweisen kann.
2.4. Zusammenfassung der Literaturrecherche
Aus den Veröffentlichungen geht hervor, dass sich mit Ernteverlusten bei Raps international und schon verhältnismäßig lange auseinandergesetzt wird. Speziell die Verlustquellen des technischen Bereichs, sprich Schneidwerkverluste, Dreschwerkverluste und im Sommerrapsbereich die Verluste, die durch das Schwadlegen bzw. Ernten mit der Pick-Up entstehen, wurden bisher ausführlicher betrachtet. Diese Arbeiten wurden oftmals in Verbindung eines optimalen Erntezeitpunktes und mit Berücksichtigung der Neigung von Raps vor der Ernte auszufallen, angefertigt. Das Thema der Schotenplatzfestigkeit wird ebenfalls in den meisten Fällen erwähnt, findet aber in der weiterführenden Literatur ein eigenes Forschungsfeld. So beschäftigen sich mehrere Arbeiten ausschließlich mit der Schotenplatzfestigkeit von Raps (Hossain et al., 2012).
In Bezug auf die Frage nach den Ernteausfällen, welche bei Raps vor der Ernte entstehen können, ist das Ergebnis der Literaturrecherche wesentlich geringer. So differenzieren viele wissenschaftliche Arbeiten nicht immer nach den einzelnen Verlustquellen, sondern betrachten die Thematik eher ganzheitlich bzw. führen Werte an, die möglicherweise nur als Anhaltspunkt, nicht aber als konkrete Aussage dienen sollen. Vertieft man nun die Thematik noch weiter, in dem man die Fragestellung nicht nur nach der Kulturart Raps, sondern speziell an die Sorte stellt, so wird rasch deutlich, dass derartige Versuchsanstellungen nur in sehr geringem Maße durchgeführt wurden bzw. werden. Diese Tatsache dient als Grundlage für den Forschungsgegenstand der vorliegenden Abschlussarbeit und begründet somit die Formulierung der Fragestellungen in Abschnitt 1.2., die Verlustquellen speziell bei Winterraps an verschiedenen Rapssorten zu untersuchen.
3. Material und Methoden
3.1. Versuchsplanung
Bei der Versuchsplanung wurde darauf geachtet, eine Versuchsanlage zu entwerfen, die dem Anspruch der Versuchsfrage gerecht wird. Außerdem musste der Versuch dementsprechend geplant werden, dass er in die laufenden Versuchsanlagen des Versuchsanstellers integriert werden konnte. Dies setzte eine Mindestgröße in der Länge der Teilstücke von 10 m brutto voraus, welche aber kein Problem darstellte, da der Versuch in einer größeren Dimension angelegt werden sollte, als bei den sonst üblichen Teilstückgrößen der Zuchtgärten.
Die Versuchsfrage wurde dahingehend formuliert, dass zwei Faktoren bei der Planung der Anlage berücksichtigt werden mussten. Es sollte grundsätzlich das Verhalten mehrerer Rapssorten unter dem Einfluss einer gestaffelten Ernte in zwei Termine untersucht werden.
Bei der Wahl der Prüfglieder, an denen die Wirkung der Faktoren geprüft werden sollte, stand eine größtmögliche genetische Divergenz zwischen den Prüfgliedern im Vordergrund. Dieser Aspekt wurde vorausgesetzt, um im Verlauf der Versuchsdurchführung mögliche Unterschiede zwischen den Ergebnissen der Prüfglieder auf deren Genetik zurückführen zu können. Dazu wurden vier Winterrapshybridsorten als Prüfglieder gewählt, die jeweils auch unterschiedliche Hybrideltern vorweisen. Die Auswahl erfolgte auch aufgrund betriebsinterner Erfahrungen bezüglich der früheren Verluste dieser Prüfglieder. Letztendlich wurden die Sorten Visby, Mendelson, Mercedes und die Testhybride Stamm (Mythos) als Prüfglieder gewählt. Diese vier Hybriden erfüllen die beschriebenen Eigenschaften der genetisch hohen Divergenz. Außerdem dient Visby als Standardprüfglied und wurde auch aufgrund der positiven Erfahrungen im Zusammenhang mit Ausfall und Druschfähigkeit gewählt. Dagegen steht Mendelson als spätreife Sorte und dient somit als negatives Beispiel für Körnerverluste. Mercedes soll als im Markt aktuelle Sorte untersucht werden und Stamm (Mythos) als Beispiel für eine neuere Generation von Hybriden dienen.
Das Versuchsobjekt stellt in dieser Versuchsanstellung also der Winterraps dar. Zur Beantwortung der Fragestellung sollen am Versuchsobjekt möglichst viele Prüfmerkmale erfasst werden. Im Vordergrund stehen hier die drei Verlustquellen, welche aus der Literaturrecherche hervorgehen und den zentralen Punkt der
Versuchsfrage darstellen. Es sollen die Körnerverluste vor und während der Rapsernte gemessen werden, die sich in drei Messungen unterteilen:
¾ Vorernteverlustmessung (VEV) ¾ Schneidwerkverlustmessung (SWV) ¾ Dreschwerkverlustmessung (DWV)
Diese Messungen sollen dann mit weiteren Untersuchungen, wie die Erfassung der Tausendkornmasse der aufgefangenen Proben und deren Feuchtigkeitsbestimmung, in Hinblick auf eventuelle Zusammenhänge mit anderen Prüfmerkmalen wie Bestandesdichte oder Wettereinflüsse ergänzt werden. Die Dokumentation der Umweltbedingungen und Einflüsse auf den Bestand der Versuchsanlage wird exakt durchgeführt, um in der Auswertung die Identifizierung von Ursachen zu ermöglichen, die die Messwerte beeinflusst haben könnten. Somit soll eine Interpretation dieser Werte erleichtert werden.
Weitere Prüfgrößen sind die Erfassung des Ertrags der jeweiligen Prüfglieder und deren Feuchtigkeit im Erntegut. Die Erfassung dieser Parameter stellt die Grundlage für die weitere Auswertung aller Prüfmerkmale dar und ermöglicht die Erstellung von Relationen.
Nachdem die Versuchsparameter festgelegt wurden, konnte die Planung der Versuchsanlage stattfinden. Als Versuchsmodell wurde eine zweifaktorielle, randomisierte Blockanlage mit vollständigen Blocks gewählt. Vollständige Blocks deshalb, weil die Prüfgliedzahl von 4 Sorten gering genug ist und eine Anlage in unvollständigen Blocks als nicht notwendig eingeschätzt wurde (Munzert, 1992). Selbsterklärend wurden auch Wiederholungen (Blöcke) angelegt. Es wurde sich für drei Wiederholungen (Blöcke) je Prüfglied und Erntetermin entschieden.
Da die Versuchsfrage möglichst praxisnah beantwortet werden soll, wurde vorausgesetzt, dass die technischen Verluste (Schneidwerk- und Dreschwerkverluste) durch einen konventionellen Tangentialmähdrescher mit Hordenschüttler (John Deere 2258, 5.5 m Schnittbreite) verursacht werden. Daher war es notwendig, die Teilstücke in verschiedene Bereiche zu untergliedern. Zum einen wurden Teilstücke angelegt, in denen die drei Verlustmessungen und die dazugehörigen Bonituren durchzuführen waren und in direkter Verbindung dazu separate Teilstücke für die Ermittlung der Kornerträge. Die Praxisnähe bestimmte somit auch die Breite der Parzellen für die
Verlustmessung, damit mit dem konventionellen Mähdrescher entsprechend der Versuchsfrage beerntet werden konnte. Das Maß der Parzellen für die Ertragsmessung wurde dem der Parzellen der Verlustmessung angepasst, da die Ertragserfassung mittels eines kleineren Parzellenmähdreschers durchgeführt werden sollte.
Planungsbedarf bestand auch bei der Entwicklung geeigneter Messverfahren zur Erfassung der Verluste. Dazu soll in den nachfolgenden Kapiteln genauer ausgeführt werden, welche Verfahren entwickelt bzw. angewendet wurden, um einen Überblick über Konstruktion und Art dieser Methoden zu verschaffen.
Bezüglich des Zeitmanagements wurde sehr flexibel geplant, da eine derartige Versuchsanstellung schwer einschätzbar ist. Die Zeitpunkte zur Erfassung versuchsrelevanter Parameter konnten im Vorfeld nur grob fixiert werden, da sie stark abhängig von dem Entwicklungsstand (BBCH) des Pflanzenbestandes sind. Der zeitliche Abstand zwischen den Messungen des Vorernteverlustes wurde mit 2-3 Tagen definiert und der zeitliche Abstand vom ersten ortsüblichen Erntetermin zum überständigen Erntetermin wurde mit mindestens zwei, höchstens aber drei Wochen festgelegt. Ansonsten wurde hauptsächlich nach dem „Just-In-Time-Prinzip“ gearbeitet und versucht, durch gute Vorbereitung, exakte Beobachtung und intensive Betreuung des Versuchs die Terminierung bei der Durchführung entsprechend anzupassen (siehe Kapitel 3.4).
3.2. Versuchsanlage und –details
Aus der Versuchsplanung ergibt sich eine Versuchsanlage mit 2 Ernteterminen (ortsüblich und überständig), welche sich jeweils in drei Wiederholungen (Blöcke) unterteilen. Je Wiederholung (Blöcke) wurden 4 Sorten als Prüfglied angelegt mit jeweils einer Teilstückunterteilung in zwei Bereiche zur separaten Messung des Kornertrags und der Körnerverluste. Diese Konstellation ergibt eine Gesamtparzellenanzahl von 24 Parzellen mit jeweils zwei Teilstücken (siehe Abb. 3). In die Versuchsanlage wurden Randstreifen integriert, da in Bezug auf Parzellenversuche intensiv über Randeffekte diskutiert wird. Eine Möglichkeit zur Minimierung der negativen Randeffekte ist ein so genanntes Plot In Plot Design. Speziell die Kulturart Raps fängt an den Rändern aufgrund der Pflanzenmasse ab einem bestimmten Zeitpunkt in der Pflanzenentwicklung an, sich zu neigen bzw. ins Lager zu gehen. Dies begründet sich darin, dass da an den Rändern keine Pflanzen sind, die sich gegenseitig stützen können und auch der Konkurrenzdruck anderer
Pflanzen fehlt. Auch die negativen Effekte an den Sortengrenzen werden mit den Randstreifen minimiert (Büchse et al., 2002). Der Versuch wurde also mit der Möglichkeit angelegt, bei der Ertragsmessung und auch bei der Verlustmessung nur den Kern der Parzelle (Abb. 3 graue Flächen) zu ernten.
Abb. 3 : Schematische Versuchsanlage
Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand 1 m
5 6 7 8 5 8 7 6 8 7 5 6 Randomisation N°
215 216 217 218 225 228 227 226 238 237 235 236 Prüfgliednummer Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt
20 m
Druschrichtung ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Rand 1 2 3 4 1 4 3 2 4 3 1 2 Rand
9 m
Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand 1 m
Druschrichtung ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand 1 m
1 2 3 4 1 4 3 2 4 3 1 2 Randomisation N°
111 112 113 114 121 124 123 122 134 133 131 132 Prüfgliednummer Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt Messpunkt
20 m
Druschrichtung ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Rand 1 2 3 4 1 4 3 2 4 3 1 2 Rand
9 m
Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand Rand 1 m
Druschrichtung ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 3 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 6 m 3 m 78 m Gesamtbreite 1. T erm in A usfallerfassung
Fahrspur Fahrspur Fahrspur
Er tra gs -erfassung 2,5 m Er tra gs -erfassung 10 m
WEG WEG WEG
77 m G es am tlä nge 2,5 m
1. Block 2. Block 3. Block
2. T erm in A usfallerfassung
Fahrspur Fahrspur Fahrspur
N
In den Parzellen für die Verlustmessung wurde jeweils in der Mitte jeder Parzelle eine Saatreihe bei der Bestellung ausgelassen (37.5 cm), damit an dieser Stelle später die Verlustmessung stattfinden konnte (alle Werte siehe Tab. 2). Die Fläche wurde zunächst als zusammenhängendes Stück bestellt. Die Anlage wurde dann nach der Blüte durch das Mulchen von Schneisen auf die oben beschriebenen Parzellengrößen angepasst. Dieser Vorgang konnte mittels eines GPS-gesteuerten Schleppers exakt durchgeführt werden, wodurch die gewünschten Teilstückgrößen genau realisiert wurden. Dazu soll die Abb. 4 einen Eindruck über den Einsatz der angewendeten Technik verschaffen.
Abb. 4 : v. L. Mulcher mit angebautem Seitenmesser, Schlegel für die gröberen Arbeiten
Ein Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass man durch das Mulchen von Schneisen den Bestand der Länge nach „aufschneidet“ und somit eine exakte Kante schafft. Diese Kante vereinheitlicht die Stellen im Versuch, an denen die Verlustmessung durchgeführt wurde. Ein weiterer Vorteil ist der Einblick in die Bestandsstruktur, der dadurch möglich wurde und bei den Bonituren sehr hilfreich war.
Tab. 2 : Agrartechnische Details des Feldversuchs
Charakteristika Information Aussaatstärke 45 Pfl. m² Aussaatdatum September 2013 Reihenabstand 25 cm (Mitte: 37.5 cm) Stickstoffdüngung 163.5 kg ha-1 Schwefeldüngung 42 kg ha-1 Parzellengröße (Ausfallmessung) 6m x 20m (2*10m)
Kernparzellengröße (Ertragsmessung) 1.5 m x 8.2 m (graue Flächen in Abb. 3)
Beize Premium + DMM
3.3. Versuchsmaterialien
3.3.1. Auffangschalen für VEV und SWV
Für die Messung der Ausfälle von Körnern im Vorerntebereich bzw. Verluste, die natürlicher Weise während des Abreifeverlaufs entstehen, wurde eine neue, speziell für die Anforderungen der gegenständlichen Versuchsfrage ausgelegte, Auffangschale konstruiert.
Die Entscheidung hinsichtlich der Wahl einer Auffangschale wurde aufgrund der bestehenden Versuchsergebnisse getroffen, da diese, wie aus der Literatursichtung hervorgegangen ist, größtenteils mit dem Auffangen der Körner mittels verschiedener Schalen realisiert worden ist. Dies soll im weiteren Verlauf zur Vergleichbarkeit beitragen. Eine Bonitur der Körnerverluste kam nicht in Frage, da der Anspruch darauf abzielte, die ermittelten Verluste in tatsächlichen Mengen angeben zu können.
Für die Konstruktion der Schalen war es notwendig bei deren Planung zu berücksichtigen, welchen Anforderungen diese entsprechen müssen. Dazu gehören Anforderungen, die mit der Versuchsfrage, den möglichen Versuchsbedingungen und einer höchstmöglichen Praktikabilität zusammenhängen. Daher sollen diese drei Punkte im Folgenden als Gliederung zur Erschließung der jeweiligen Details dienen.
Anforderungen bezüglich der Versuchsfrage
Da dem Versuch eine höchstmögliche Präzision zugrunde lag, war es entscheidend, eine Auffangschale zu konstruieren, die in ihren Grundzügen genormt ist. Dieser Anspruch begründet sich dadurch, dass mehrere Schalen angefertigt wurden und diese für eine Vergleichbarkeit der Messwerte identisch sein mussten. Außerdem ist das zu untersuchende Objekt, der Raps, eine Feinsämerei, was wiederum für die „Dichtigkeit“ der Schalen berücksichtigt werden musste. Es sollten keine Körner verloren gehen.
Wie die Bezeichnung Ausfall verdeutlicht, fallen die Rapskörner tatsächlich ein beträchtliches Stück in Richtung Erdboden. Dadurch erreichen die Samen eine Geschwindigkeit, die beim Aufprall kompensiert werden musste, damit die Körner nicht wieder aus den Schalen „springen“. Deshalb wurden die Schalen mit einem
leicht durchhängenden Tuch bespannt, welches den Aufprall abdämpfen sollte. Die Funktion dieses Tuches wurde im Vorfeld getestet, indem eine definierte Menge Rapskörner (10 g) aus einer definierten Höhe (1 m) in die Schalen fallen gelassen wurde. Danach wurde die aufgefangene Menge gemessen. Es konnte ermittelt werden, dass mehr als 99% der Körner aufgefangen werden können und somit eine sehr exakte Messung möglich war.
Anforderungen bezüglich der Versuchsbedingungen
Die Versuchsbedingungen, dazu gehören sämtliche natürlichen Einflüsse, wie Wetter, Schädlinge (Insekten, Wild), andere Pflanzen und die Kulturart selbst, bestimmten das Design der Schalen ebenfalls. Da die Schalen in oder unter den Bestand zwischen zwei Pflanzenreihen platziert wurden, waren die Maße bezüglich der Breite der Schalen vorgegeben. Aus Tab. 2 geht hervor, dass die Breite des pflanzenfreien Bereichs in der Mitte einer jeden Parzelle theoretisch 37.5 cm beträgt. Durch die Vermutung, dass einige Rapspflanzen bei der Bestellung verspringen könnten und in Hinblick auf die Tatsache, dass die Versuchsfläche nicht durchwuchsfrei ist, wurde das endgültige Maß für die Breite der Schalen auf 30 cm festgelegt (siehe Abb. 5)
Abb. 5 : Tatsächlicher Reihenabstand in der Mitte der Parzelle
Auch galt es, dass Problem eines möglichen Niederschlags während der Versuchsdurchführung zu lösen. Dabei wurde speziell das Problem gesehen, dass Körner, die sich bereits in der Schale befanden, bei einem Niederschlag im Wasser liegen würden. Dies könnte zum Aufweichen oder gar Aufkeimen der Samen führen, welche aber in ihrem Zustand bei der Messung bleiben mussten, um eine
Vergleichbarkeit zu gewährleisten. Zur Lösung wurde hier die Entscheidung aus dem vorangegangenen Punkt, die Schalen mit Tüchern zu bespannen, weiter genutzt. Es wurde ein gazeartiger Stoff gewählt, der wasserdurchlässig ist und nach einem Niederschlag schnell wieder abzutrocknen vermag. Das Wasser lief durch den Stoff in die Schale und konnte dort, durch einen Auslass, ablaufen.
Um zu verhindern, dass der sehr leichte Stoff bei stärkerem Windaufkommen hochgeweht wird und dadurch Körner wieder aus der Schale fallen würden, wurde die Gaze mit einem Bambusstab, der etwas kürzer als die Auffangschale war, beschwert.
Anforderungen bezüglich der Praktikabilität
Bei einer Versuchsdurchführung ist auch ein zeitlicher Aspekt von größerer Bedeutung, da die Messungen im Verhältnis zur aufgewendeten Zeit stehen müssen. Das ist wichtig, da die Messungen arbeitstechnisch zu schaffen sein müssen und auch die Praktikabilität gewahrt werden muss. Denn je höher der Aufwand ist, desto mehr Kosten werden verursacht. Daher wurde bei der Konstruktion der Auffangschalen darauf geachtet, dass zum einen die Schalen in einem absehbaren Zeitraum hergestellt werden konnten und zum anderen während der Messungen eine konsequente und schnelle Vorgehensweise ermöglicht wurde. Der Arbeitszeitaufwand pro hergestellte Schale betrug zirka 2 Zeitstunden, wodurch die 24 Schalen innerhalb einer Woche produziert wurden. Die Produktion wurde im Versuchsunternehmen durch den Autor selbst vorgenommen.
Um die Messungen schnell durchführen zu können, wurden die Schalen so gebaut, dass sie problemlos in den Bestand geschoben und auch wieder herausgezogen werden konnten. Da die Schalen während der Abreife mehrmals geleert wurden, war es wichtig, diese nicht zu lang zu bauen. Deshalb wurde die Länge der Schalen auf 2 m festgelegt. Dadurch ergibt sich mit der bereits erwähnten Breite von 0.3 m eine Auffangfläche von 0.6 m2. Eine Art „Bug“ an der Spitze jeder Schale sollte ein Steckenbleiben beim Platzieren der Schalen zwischen den Reihen verhindern. Am Ende wurde ein Griff berücksichtigt, der das Rangieren der Schalen erleichterte. In erster Linie wurden die Schalen für die Messung der Vorernteverluste entwickelt. Im weiteren Versuchsverlauf wurden diese ebenfalls für die Erfassung der Schneidwerkverluste verwendet. Diese weitere Verwendung bedingte daher die
Höhe der Schale mit 30 cm, um bei der Wahl der Schnitthöhe zur Ernte eine größtmögliche Flexibilität zu erreichen.
Konstruktionsdetails der Schalen
Abb. 6 : v. L. Seitenansicht mehrerer Schalen ohne Gaze und Ansicht auf das Schalenende mit Gaze ohne Bambusstab
Erläuterungen: 1. Bug aus Aluminiumblech mit Abdeckung; 2. KG-Rohr (2 m x 0.3 m); 3. Gaze, befestigt mit Klettverschlussband; 4. Aluminiumgriff; 5. Standfuß
Die praktische Umsetzung der bisherigen Vorüberlegungen gestaltete sich wie folgt: das Grundgestell der Schale bildet ein halbiertes Kanalgrundrohr (KG-Rohr) aus PVC mit 300 mm Innendurchmesser. Der Bug wurde aus Aluminiumblech geformt und mit Blindnieten am KG-Rohr befestigt. Die Form des Bugs ist die eines halben Kegels mit abgeflachter Spitze. An das KG-Rohr wurden am hinteren Ende je zwei Füße montiert, welche einen festen Stand der Schale gewährleisten. Der Griff, ebenfalls am hinteren Ende befestigt, wurde aus einem stärkeren Aluminiumprofil geformt. Die Füße bewirken durch ihre Höhe eine leichte Neigung der Schale in Richtung Bug, wodurch das Wasser ggf. gut ablaufen kann. Die Gaze wurde mit einem Klettverschlussband am oberen Rand des KG-Rohres befestigt und kann dementsprechend abgenommen werden. Dies erleichterte die Arbeit beim regelmäßigen Auslehren der Schalen. Abb. 6 zeigt die Schalen mit den jeweiligen Bestandteilen.
Zusätzlich wurde noch eine separate Führungsstange hergestellt, um die Schalen weit genug in den Bestand hinein zu schieben, so dass der Einfluss von Randeffekten minimiert werden konnte. Für eine sichere Verbindung zwischen Führungsstange und Auffangschale wurde in den Griff der Schalen ein Loch
hineingebohrt, in das der an der Stange befestigte Bolzen hineinfassen konnte. Beim Herausziehen erfüllte diese Vorrichtung den gleichen Zweck.
3.3.2. Auffangschale für DWV nach Voßhenrich
Zu den folgenden Ausführungen bezüglich der Auffangschalen für die Dreschwerkverluste ist zu erwähnen, dass die Idee, Konzeption und Entwicklung eben dieser Schale von Herrn PD Dr. H.-H. Voßhenrich stammt. Mit freundlicher Zustimmung des Entwicklers findet diese Methode zur Messung von Körnerverlusten erstmalig im Bereich des Winterrapses Anwendung. In Rücksprache mit dem Urheber wurde im Versuchsbetrieb ein Nachbau einer Auffangschale, die nach den spezifischen örtlichen Anforderungen der Versuchsanstellung angefertigt wurde, realisiert.
Die Vorgabe war, dass die Schalenbreite der Arbeitsbreite (5.5 m) des Mähdreschers entsprechen sollte. Weiterhin musste die Konstruktion in sich stabil genug sein, um von der Erntemaschine gezogen zu werden. Eine Abdeckung der Schale war ebenfalls notwendig, um ein Hereinfallen von Ernteresten und Körnern vor der Messung zu verhindern. Im Zuge der Konstruktion wurde ein Mechanismus entwickelt, mit dem es möglich war, die hinterhergezogene Schale per Seilzug auszuklinken und die Messdaten zu erheben.
Da auch bei dieser Schale ein „Wiederherausspringen“ der Körner bzw. ein Herausbefördern der Erntereste durch das Gebläse oder den Häcksler durch die Beschaffenheit der Schale (glatte und harte Oberfläche) zu erwarten war, wurde diese mit einem Textilbelag (Teppich) ausgekleidet. Die Schale selbst wurde aus einem stabilen Aluminiumblech gefertigt und in 5 Segmente6 unterteilt. Jedes Segment hat eine Größe von 0.93 m x 0.86 m, woraus sich eine Messfläche von rund 0.80 m² ergibt. Die 5 Segmente wurden an der jeweils kürzeren Seite miteinander verbunden, wodurch eine Gesamtbreite der Schale von 4.65 m entsteht. An der Stirnseite wurde ein Aluminiumprofil befestigt, an dem wiederum die Stahlseile für die Verbindung mit dem Mähdrescher angebracht wurden. Außerdem sorgt dieses Profil für die Stabilität. Als Abdeckung der Schale wurde eine grobe und verhältnismäßig schwere Auslegware zweckentfremdet. Dazu wurde die Auslegware so zugeschnitten, dass diese größer war als die Auffangschale. Die
überstehenden Ränder konnten dadurch etwas herunterhängen und die Schale somit optimal verschließen. An der Stirnseite wurde ebenfalls ein Aluminiumprofil befestigt. Abb. 7 stellt die Auffangwanne mit der dazugehörigen Abdeckung dar.
Abb. 7 : Auffangschale (unten) mit Abdeckung (oben)
Der bereits erwähnte Auslösemechanismus besteht aus einem Chassis, welches in das Zugmaul der Erntemaschine eingehängt wird. Auf dem Chassis sind zwei gegensätzliche Haken beweglich montiert, die durch eine Stahlzugfeder auf Spannung gebracht werden. Für das Spannen werden die beiden Haken zusammengedrückt und durch eine Raste geschlossen gehalten. An der Raste befindet sich ein Hebel, der das Spannen erleichtert und gleichzeitig als Verbindungspunkt für das Auslöseseil dient (Abb. 8).
Abb. 8 : Im Zugmaul hängender Auslösemechanismus (Eigenkonstruktion)
Für eine bessere Darstellung wurde der Auslöser im Bild mit den Aufbauten des Chassis nach oben eingehängt. Für die Versuchsdurchführung wurde dieser umgedreht. Bei der Konstruktion wurde darauf geachtet, dass während der Versuchsdurchführung arbeitsschutzrelevante Maßnahmen eingehalten werden konnten.
3.4. Versuchsdurchführung
Es wird im Folgenden die Vorgehensweise zur Eruierung der Daten erklärt und die einzelnen Messungen bzw. Arbeitsschritte in mehrere Abschnitte entsprechend der Chronologie unterteilt. Alle Messungen für beide Erntetermine wurden exakt nach demselben Schema durchgeführt. Der erste Termin wurde am 23. Juli 2014 und der zweite Termin am 11. August 2014 beerntet. Es wurde eine Vielzahl an Merkmalen während der Versuchsdurchführung erfasst. Ein besonderer Fokus liegt bei der Probenaufbereitung, da hier die Schaffung einer Basis für die Vergleichbarkeit aller Messwerte untereinander von Bedeutung ist.
3.4.1. Bestandesführung und Entwicklungsverlauf
Die Entwicklung des Pflanzenbestandes wurde während der gesamten vegetativen und später während der generativen Phase dokumentiert. Begonnen wurde dazu mit einer Zählung des Feldaufganges ca. 3 Wochen nach der Aussaat (27. September 2013). Dafür wurde an mehreren Stellen der noch zusammenhängenden Versuchsanlage der Feldaufgang für jedes Versuchsglied gezählt. Mit dem Eintreten des Wachstumsstopps wurde dann der Stand der Entwicklung der Pflanzen vor Winter in Form einer Boniturnote festgehalten. In diese Noten fließen Aspekte wie die Pflanzenentwicklung bzw. die entwickelte Biomasse, Anzahl Blätter und Wüchsigkeit ein. Im Frühjahr wurde nach gleichem Schema der Zustand der Pflanzen nach dem Winter begutachtet. Dies wurde jedoch aufgrund der sehr milden Witterung des Winters 2013/2014 nicht weiter verfolgt, da sich die Pflanzen sehr gut entwickelt hatten und keine Unterschiede feststellbar waren. Weiterhin wurde eine Bodenuntersuchung an der Versuchsfläche vorgenommen. Die Ergebnisse sind im Anhang (Abb. 28) aufgeführt. Die Bodenproben wurden aus einer Tiefe von 0-30 cm und 31-60 cm gezogen. Es wurde eine Mischprobe zur Untersuchung geschickt, die aus einer Stichprobe von 20 Probenahmestellen bestand.
Der Blühbeginn des Versuchs lag zwischen dem 15. und 20. April 2014. Die Blüte dauerte, aufgrund der kühlen und trüben Witterung, verhältnismäßig lange. Es trat ein sogenannter Blühstopp auf.
Zur Abreife der Rapspflanzen wurde eine Bonitur auf Verticillium durchgeführt, da diese durch Pilzbefall erzeugte krankhafte Abreife die Pflanzen rasch reif werden ließ. Um diesen Einfluss später auf bestimmte Ereignisse bezüglich der
Vorernteverluste zurückführen zu können, wurde die Bonitur an allen Versuchsgliedern vorgenommen. In diesem Zusammenhang wurde nach der Ernte eine Stoppelbonitur inklusive einer Kontrolle der Wurzeln auf Krankheiten vorgenommen. Dazu wurden die Pflanzen von 2 Reihen bewertet, die sich links und rechts der Auffangschalen befanden. Dies entsprach einer Wegstrecke von 2 m à zwei Reihen und einer Fläche von 0.75 m².
Pflanzenschutzmaßnahmen wurden nach ortsüblichen Maßgaben bzw. Befall vorgenommen.
3.4.2. VEV Messung
Wie bereits beschrieben, wurden für die Messung der Vorernteverluste eigens dafür konstruierte Auffangschalen verwendet. Die Schalen wurden zur Probe schon sehr früh am 16. Juni 2014 in den Parzellen platziert. Zu dieser Zeit befand sich der Bestand im BBCH-Stadium 75-78, in dem die Schoten schon ausgebildet, es aber noch keine Gefahr von Ausfall gab. Die für die Schalen vorgesehenen freien Stellen in der Mitte jeder Parzelle wurden rechtzeitig von Unkräutern und Rapsdurchwuchs befreit.
Das Testen der Schalen war wichtig, da diese vorher noch nicht unter Versuchsbedingungen eingesetzt wurden und daher auf keinerlei Erfahrungswerte zurückgegriffen werden konnte. In der Testphase wurden auch kleinere Störungen erkannt und beseitigt. Dadurch konnte zum eigentlichen Versuchsstart mit einem funktionierenden Messsystem gearbeitet werden.
Die erste Leerung der Schalen wurde am 03. Juli 2014 im BBCH-Stadium 80-81, welches den Beginn der Reife markiert, vorgenommen. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die aufgefangenen Mengen zunächst sehr gering erscheinen aber hochgerechnet für den Hektar durchaus bedeutsam sind. In der Anfangszeit während der 1. – 2. Schalenausleerung waren die Körner auffällig klein bis kümmerlich. Jeder Schaleninhalt wurde in eine separate Papiertüte gefüllt und entsprechend der Prüfgliednummer mit dazugehörigem Datum beschriftet. Es wurden Papiertüten zur Aufbewahrung verwendet, da diese die Möglichkeit der Trocknung der Proben innerhalb der Tüten boten. Wie bereits erwähnt, wurden die Schalen alle 2 bis 3 Tage geleert. Somit wurden bis zum ersten Erntetermin am 23. Juli 2014 sechs Leerungen der Schalen vorgenommen. Dies entspricht einem durchschnittlichen Intervall von ca. 3 Tagen.
Der zweite Versuchsteil wurde am 11. August 2014 beerntet, 3 Wochen nach dem ersten Termin. In dieser Zeit wurden 6 weitere Leerungen vorgenommen. Das heißt, bis zum ersten Erntetermin wurden je 6 Leerungen an 24 Parzellen und ab dem ersten bis zum zweiten Erntetermin je 6 Leerungen an 12 Parzellen vorgenommen. Daraus resultierend sind 216 einzelne Proben entstanden.
Mit zunehmendem Zeitverlauf wurde der Raps immer spröder und fragiler, da sich durch die heiße Witterung der Wassergehalt in den Pflanzen schnell reduzierte (optische Einschätzung). Daher wurden die Schalen mit großer Sorgfalt und Vorsicht beim Leeren bewegt, um die Pflanzen nicht zu erschüttern und dadurch einen selbstverursachten Ausfall von Körnern zu provozieren. Abb. 9 zeigt eine Schale die in der Parzelle platziert wurde.
Abb. 9 : Platzierte Schale mit Bambusstab zur Beschwerung
3.4.3. Ertrags- und Feuchtebestimmung.
Wie bereits erwähnt wurde, wurde der Ertrag in einem Teilstück der Parzelle gemessen, der eigens für diesen Zweck angelegt wurde. Der Ertrag wurde mit einem Haldrup Parzellenmähdrescher erfasst (Abb. 29 Anhang). Die Fläche der Messung betrug 12.30 m² bzw. hatte eine Abmessung von 1.50 m x 8.20 m. Da der Kern, der aus dem jeweiligen Teilstück der Versuchsglieder herausgedroschen wurde, mit 1.50 m kleiner war als die gesamte Breite der Großparzelle, musste ein für jedes Prüfglied gleicher Punkt für den Kern festgelegt werden. Daher wurde bei allen Prüfgliedern das linke Seitenmesser des Parzellendreschers immer an der Mitte der Großparzelle, also 3 m von der Sortengrenze entfernt, angesetzt. Dadurch war es möglich, eine homogene Ertragsmessung ohne Randeffekte über den gesamten Versuch durchzuführen. Der Raps wurde aus dem „Stand“ gedroschen und nicht, wie im Versuchswesen üblich, aus dem Schwad. Gleichzeitig mit der
Ertragsmessung wurde auch die Feuchtigkeit des Erntegutes ermittelt, um im weiteren Verlauf den Berechnungen eine Basisfeuchte zugrunde legen zu können. Für die spätere qualitative Untersuchung des Erntegutes, wurde auf dem Parzellenmähdrescher von jedem Versuchsglied eine Erntegutprobe gezogen. Die Daten, die während der Ernte der Kernparzellen ermittelt wurden, konnten durch das On-Board-System direkt digitalisiert und abgespeichert werden. Dadurch konnte eine falsche Zuordnung der Messwerte ausgeschlossen und Fehler vermieden werden.
Die Bedingungen waren zu beiden Ernteterminen optimal. Die Versuchsdurchführung war so geplant, dass die Erfassung der Erträge und die Verluste während der Ernte an einem Tag und somit zeitnah durchgeführt werden sollten. Deshalb wurde die Terminierung des Versuchablaufs so gewählt, dass der Ertrag vor den Verlustmessungen erfasst wurde.
3.4.4. SWV Messung
Die Messung der SWV wurde an denselben Stellen und mit denselben Schalen vorgenommen, an bzw. mit denen auch der VEV gemessen worden ist. Maßgebend hierbei war der Anspruch, dass der Verlust des Schneidwerkes separat von dem des Dreschwerkes gemessen werden kann. Daher wurden die Schalen an den Stirnseiten in den Parzellen platziert, wodurch der Mähdrescher über die Messpunkte hinwegfahren konnte. Um eine Vermischung der Schneidwerksmessung mit dem Auswurf des Dreschwerks hinter dem Mähdrescher zu verhindern, musste bei der Versuchsdurchführung darauf geachtet werden, dass die Erntemaschine rechtzeitig stehen blieb. Danach wurden sämtliche Komponenten vom Schneidwerk bis zu den Dreschwerksbestandteilen abgeschaltet und der Mähdrescher konnte langsam gerade nach vorne aus der Parzelle über die Auffangschale hinweg hinaus fahren.
Der Schaleninhalt wurde dann von gröberen Bestandteilen wie Stroh- und Stoppelresten befreit und ähnlich wie bei der Leerung der VEV in beschriftete Papiertüten für den Transport und die Aufbewahrung eingefüllt.
3.4.5. DWV Messung
Die Durchführung zur Erfassung der Dreschwerkverluste stellte sich am schwierigsten heraus. Der Grund hierfür lag in der Größe der Auffangwanne, da diese die gesamte Breite des Schneidwerkes auch hinter dem Mähdrescher abdecken sollte. Das Gewicht und die Größe der Wanne sorgten für eine gewisse Unhandlichkeit.
Bevor die Schale am Mähdrescher befestigt wurde, musste dieser zunächst mittig vor der Parzelle positioniert werden. Erst danach konnte die Schale in die auslösbaren Haken des Mechanismus eingehakt werden. Die Abdeckung wurde dann über die Schale gelegt und in den nichtauslösbaren Teil eingehakt. Mithilfe eines Führungsseils, welches zusätzlich nach einer Testserie angebracht wurde, wurde die Auffangschale dann in eine parallele Position zur Hinterachse gebracht. Das Führungsseil wurde von einer Person auf Spannung gehalten, damit die Schale während der Fahrt nicht abdriftete. Eine zweite Person hielt das Auslöseseil. Der Zeitpunkt für die Auslösung und die damit verbundene „Freigabe“ der Auffangschale musste entsprechend des Gutstromes innerhalb der Maschine gewählt werden. Da der Versuch praxisnahe Bedingungen simulieren soll, erfolgte die Messung während des „normalen“ Dreschens. Das bedeutete, dass die Erntemaschine zunächst ein Stück der Parzelle ernten musste, bevor die Aggregate mit Erntematerial gefüllt waren. Erst dann wurde die Schale ausgehakt und eine Überfahrt unter normalen Bedingungen simuliert. Dieser Vorgang ist sehr komplex und erforderte höchste Konzentration aller Beteiligten, da alle Schritte sehr schnell aufeinander folgten. Eine Visualisierung dieses Vorganges ist auf der sich im Hardcover dieser Arbeit befindenden CD hinterlegt.
Abb. 11 zeigt die Auffangschale nach dem beschriebenen Durchlauf. Die 5 Segmente wurden anschließend separat geleert und komplett (also mit Stroh, damit keine Körner übersehen wurden) in Säcke gefüllt, die jeweils mit der Segmentnummer (1-5) und der Versuchsgliednummer etikettiert wurden. Die Textilstücke, mit denen die Segmente ausgelegt waren, erwiesen sich beim
