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Entwicklung, in-house Validierung und Praxiserprobung eines Biotests mit Gartenkresse zur Erfassung der Pflanzenreaktionen nach Behandlungen mit dem biologisch-dynamischen Hornmistpräparat

Fritz, Jürgen and Morau, Alain (2017) Entwicklung, in-house Validierung und Praxiserprobung eines Biotests mit Gartenkresse zur Erfassung der Pflanzenreaktionen nach Behandlungen mit dem biologisch-dynamischen Hornmistpräparat. [Development, in-house validation and practice evaluation of a biotest with garden cress for assessing plants reactions after treatments with the biodynamic horn manure preparation.] Universität Kassel, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften, Fachgebiet Ökologischer Land- und Pflanzenbau, D-Witzenhausen .

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PDF - German/Deutsch (Schlussbericht)
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Summary

Wie andere natürliche Biostimulanten wird das biodynamische Hornmistpräparat (HMP) auf landwirtschaftliche Flächen in sehr geringen Mengen ausgebracht. Wegen der schwierigen Reproduzierbarkeit von Forschungsergebnissen in Feldversuchen ist die Entwicklung eines standardisierten spezifischen Labortests für die Bioaktivität des HMP notwendig. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Biotest mit Gartenkresse (Lepidium sativum L.) signifikant auf HMP reagierte. Ziel des vorliegenden Projektes war, die Wiederholbarkeit und –spezifität dieses Biotests zu ermitteln. Der Biotest bestand aus einer hydroponischen Kultur von Kressekeimlingen in Polyethylen-Beutel, die in einer randomisierten vollständigen Blockanlage (n=20) eingeordnet wurden. Die untersuchten HMP-Dosierungen entsprachen den Anwendungsmengen in der Praxis. Zur Frage der Testwiederholbarkeit wurde die Interaktion zwischen der Bioaktivität des HMP und Testfaktoren untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Effekte des HMP bei (i) Wasserüberdosierung (HMP-Effekt bis +4.2%), (ii) ausgeprägter Störung des Geotropismus (bis +9.5%) and (iii) Einwirkung von Neonlicht (bis +12.3%) höchst signifikant und am deutlichsten waren. Das HMP wirkte kompensierend auf Wachstumsstress bei Wasserüberdosierung und Störung des Geotropismus, synergetisch auf Neonlichteinwirkung. Die Interaktion mit (iv) der Wasserzusammensetzung war höchst signifikant (p<0.0001), jedoch mit langzeitigen Fluktuationen, deren Ursprung unerklärt blieb.
In ersten Versuchen zur Frage der Test-Spezifität wurde kein Einfluss der Rührzeit der HMPSuspension (als spezifischer biodynamischen Maßnahme) festgestellt. Auf die Wirksamkeit von einer anderen humusartigen Substanz wurde hingewiesen. Wir schlussfolgerten, dass unsere mehrfaktorielle Herangehensweise erfolgreich war, um die Testsensibilität zu verbessern. HMP förderte vermutlich die Selbstregulation der Pflanzen unter Wachstumsstress. Der Biotest ist jedoch nicht genügend entwickelt für die Anwendung als Praxistest. In weiteren Untersuchungen sollte die Interaktion mit der Wasserzusammensetzung untersucht werden. Auf dieser Grundlage sollte die Test-Wiederholbarkeit weiter verbessert und die Test-Spezifität genauer geprüft werden.

Summary translation

In agriculture, natural substances are used in part by very low concentration as biostimulant. For instance, fermented cow manure is sprayed as biodynamic horn manure preparation (HMP) onto agricultural fields. Significant plant reactions after treatment with biodynamic preparations have been in field trials repeatedly shown, but their reproducibility was difficult, presumably because of fluctuating natural conditions. Hence, the development of a standardised, specific bioassay is required to evaluate the effectiveness of the HMP.
Previous investigations have established the sensitivity of a bioassay with garden cress (Lepidium sativum L.). In the present study, we investigated the reproducibility und specificity of this bioassay by studying the interactions of the HMP’s bioactivity with test factors. The bioassay consisted of the hydroponic cultivation of cress seedlings in polyethylene bags. The layout was a randomized complete block design with 20 replicates. The investigated HMP doses were relevant for practical applications in the biodynamic managed agriculture. We investigated the influence of the test factors (i) water volume in the bags, (ii) geotropism disturbance induced by laying down the bags during measurement, (iii) exposure to light and (iv) water composition. Concerning test specificity (v) the influence of steering time (as a part of the specific biodynamic directives) and (vi) the efficiency of other humus-like substances were investigated. The results show that the HMP effects compared to the control were maximal (i) at water overdoses (HMP effect up to +4.2%, p=0.0008, n=4), (ii) at severe geotropism disturbances (up to +9.5%, p<0.0001, n=8) and (iii) with neon light exposure (up to +12.3%, p<0.0001, n=6). The HMP compensatory effect under stressed conditions (water overdose, geotropism disturbance) and a synergetic effect under neon light exposure. The interaction of the HMP effectiveness to (iv) the water composition was highly significant (p<0.0001). Though, this interaction fluctuated over a long period of time, for unexplained reasons. In preliminary tests (v) no effect of the steering time was shown and (vi) the efficiency of another humus-like substance was indicated. We conclude that our multifactorial approach successfully increased the bioassay's sensitivity. The HMP mode of action is likely a stimulation of the plant's self-regulating processes. Though, the test system is not enough developed for practical application. Further research is necessary for understanding the interaction between the HMP efficiency and the water composition. On this basis the test reproducibility should be further improved und the specificity should be verified more accurately.

EPrint Type:Report
Keywords:BÖL, BOEL, BÖLN, BOELN, FKZ 13OE006, biologisch-dynamisch, biodynamisch, hohe Verdünnung, Biotest, Kressetest, biodynamic, high dilution, cress test
Subjects: Crop husbandry > Crop health, quality, protection
Research affiliation: Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenbau
Germany > University of Kassel > Department of Organic Farming and Cropping
Related Links:http://www.bundesprogramm.de, https://orgprints.org/cgi/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=13OE006&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen
Deposited By: Fritz, Dr. Jürgen
ID Code:32104
Deposited On:08 Sep 2017 13:30
Last Modified:08 Sep 2017 13:30
Document Language:German/Deutsch
Status:Unpublished
Refereed:Not peer-reviewed
Additional Publishing Information:Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft.
Projektleitung: Dr. Jürgen Fritz, Universität Kassel, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften, Fachgebiet Ökologischer Land- und Pflanzenbau

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