580 Pflanzen (Botanik)
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In urbanen Räumen gibt es vielerorts einen steigenden Bedarf an grüner Infrastruktur bei gleichzeitiger Verringerung des Anteils an Grünflächen durch Bebauung. Extensive Dachbegrünungen können bei fachgerechter Ausführung einen Beitrag zur Förderung der Biodiversität leisten. Werden Dächer mit regionaltypischen Wildpflanzenarten begrünt, so können sie zur Förderung heimischer Tier- und Pflanzenarten beitragen. Blütenbesuchende Insekten wie z.B. Wildbienen benötigen jedoch nicht nur ein gutes Blütenangebot, sondern auch Nisthabitate. Dieser Leitfaden wurde im Rahmen des Projekts „DaLLÎ – Extensive Dachbegrünungen in urbanen Landschaften als Lebensraum für Insekten“ erstellt, das im Bundesprogramm Biologische Vielfalt gefördert wurde. Er soll Impulse für die Anlage und Aufwertung insektenfördernder extensiver Dachbegrünungen geben. Vegetationstechnische Anforderungen, die Auswahl geeigneter Wildpflanzenarten und eine bedarfsgerechte Pflege werden ebenso beschrieben wie Hinweise zu Fördermöglichkeiten. Anhand von Praxisbeispielen wird aufgezeigt, wie sich Gründächer mit regionaltypischen Pflanzenarten umsetzen lassen, wie sich die Vegetation in den ersten Jahren entwickelt und welche Insektenarten diese Dächer nutzen.
Der Leitfaden richtet sich an Menschen aus Wissenschaft und Praxis der Stadt- und Landschaftsplanung, des Naturschutzes sowie an Ausführungsbetriebe.
One of the less explored aspects on adventitious rooting, despite being an essential requirement for cutting propagation is tissue excision. So far, studies on adventitious root formation in rose cuttings revealed that exposition of phloem proximities is necessary for a positive adventitious rooting response (Morales-Orellana et al., 2022). However, the optimal dimensions of laser wound patterns remains unknown. Establishing an appropriate area and perimeter of wounds together with optimal penetration depth would allow optimization of future root stimulation treatments based on wounds.
The current development of sensor technologies towards ever more cost-effective and powerful systems is steadily increasing the application of low-cost sensors in different horticultural sectors. In plant in vitro culture, as a fundamental technique for plant breeding and plant propagation, the majority of evaluation methods to describe the performance of these cultures are based on destructive approaches, limiting data to unique endpoint measurements. Therefore, a non-destructive phenotyping system capable of automated, continuous and objective quantification of in vitro plant traits is desirable. An automated low-cost multi-sensor system acquiring phenotypic data of plant in vitro cultures was developed and evaluated. Unique hardware and software components were selected to construct a xyz-scanning system with an adequate accuracy for consistent data acquisition.
Hyperhydricity (HH) is one of the most important physiological disorders that negatively affects various plant tissue culture techniques. The objective of this study was to characterize optical features to allow an automated detection of HH. For this purpose, HH was induced in two plant species, apple and Arabidopsis thaliana, and the severity was quantified based on visual scoring and determination of apoplastic liquid volume. The comparison between the HH score and the apoplastic liquid volume revealed a significant correlation, but different response dynamics. Corresponding leaf reflectance spectra were collected and different approaches of spectral analyses were evaluated for their ability to identify HH-specific wavelengths. Statistical analysis of raw spectra showed significantly lower reflection of hyperhydric leaves in the VIS, NIR and SWIR region. Application of the continuum removal hull method to raw spectra identified HH-specific absorption features over time and major absorption peaks at 980 nm, 1150 nm, 1400 nm, 1520 nm, 1780 nm and 1930 nm for the various conducted experiments. Machine learning (ML) model spot checking specified the support vector machine to be most suited for classification of hyperhydric explants, with a test accuracy of 85% outperforming traditional classification via vegetation index with 63% test accuracy and the other ML models tested. Investigations on the predictor importance revealed 1950 nm, 1445 nm in SWIR region and 415 nm in the VIS region to be most important for classification. The validity of the developed spectral classifier was tested on an available hyperspectral image acquisition in the SWIR-region.
Die Narbendichte als auch die Homogenität des Rasens und der damit zusammenhängende Aspekt sind relevante Parameter in Bezug auf die Qualität einer Rasenfläche. Qualitative Merkmale werden zumeist noch immer mit einem Rahmenquadrat, was mit aufwändiger menschlicher Arbeit verbunden ist, oder mittels SigmaScan untersucht, der aber bei geringer Homogenität falsche Ergebnisse liefert.
Um die Qualität einfacher, sicherer und automatisch ermitteln zu können, wurde ein System auf einem Rasenmähroboter entwickelt, das anhand von konstanten Aufnahmen unter identischen Bedingungen bei regelmäßiger Überfahrt der Rasenfläche die Homogenität und die Narbendichte dieser erfassen kann. Hierfür wurde die Fourier-Transformation angewandt, die Bilder in verschiedene Frequenzräume einteilt. Anhand dieser erzeugten Differenzen der verschiedenen Aufnahmen kann auf die Qualität einer Rasenfläche rückgeschlossen werden.
Influence of light stimuli on the habitus of basil (Ocimum basilicum L.) under daylight conditions
(2021)
Due to a lack of light and a morphologically determined top heaviness, the cultivation of potted herbs leads to unstable plants in winter months. Former studies suggest that plants become more compact with high intensity pulsed light exposure (> 1,000 µE). In this study, preliminary experiments were carried out in climate chambers regarding the effects of additional light intensities and qualities as well as sun fleck duration on young basil plants (Ocimum basilicum L.). Those experiments provided evidence of reduced height and fresh mass of basil plants, as well as thinner stems and wider leaves. In succession, the aim of the main study was to validate the preliminary results in practice and to investigate whether the outlined effects could lead to an increase in stability. A greenhouse trial was carried out at producer Gartenbau Schulz, Papenburg, Germany, exposing basil to 1,000 µE light stimuli by a white-blue LED.
Eine rechtzeitige Erkennung von Trockenstress trägt zur Verbesserung der Bewässerungseffizienz bei. Hierbei sind kontaktlose Verfahren derzeit Gegenstand der Forschung, weil sie das Potential besitzen, schnell, direkt und in größerer Fläche den Wasserversorgungszustand der Pflanzen abzubilden. Jedoch sind die relevanten Vegetationsindizes stark vom Blattwinkel relativ zum Sensor abhängig. Somit sind Vegetationsindizes nicht nur vom Wasserversorgungszustand bestimmt, sondern auch vom momentanen Habitus. Um den Einfluss des Blattwinkels zu quantifizieren, wurden drei Vegetationsindizes an Blättern von Malus domestica, Fuchsia cv. und Impatiens x hawkeri getestet. Dabei erfolgte der Versuchsaufbau so, dass eine gleichzeitige Messung des relativen Wassergehalts, der Blattdicke und der Vegetationsindizes aus einem variierbaren Betrachtungswinkel in einem Zeitverlauf durchgeführt werden konnte. Die Ergebnisse zeigen eine starke Korrelation zwischen Wassergehalt und Blattdicke sowie eine starke Korrelation zwischen Wassergehalt und allen Vegetationsindizes bei horizontaler Blattstellung.
Smart Checkpots – Proof of concept for a mobile pest and climate monitoring system in greenhouses
(2023)
In the research project "Smart Checkpots - Optimized Plant Protection for Ornamental Plant Production", an automated, mobile monitoring system for pest infestation and beneficial insects as well as for temperature and humidity measurement is being developed. The system consists of “swarms” (representing a variable number) of networked Checkpots placed like “artificial plants” directly in the crop during the entire production process. Each Checkpot carries a yellow sticky card, a camera and a climate sensor and records an image of the yellow sticky card along with the current temperature and relative humidity at a selectable interval. These data are used for visualization of pest occurrence and fungal infestation risk as well as input parameters for decision support models for plant protection measures. An integrated radiometric recording of the Checkpot positions, based on Bluetooth Low energy 5.1 technology, ensures the permanent allocation of the collected data to the monitored crop sets, and enables a set-accurate decision on measures. This conference paper presents the results of the implementation and review of this concept. It is focused on the accuracy of position data acquisition during a three-hour parallel operation of three Checkpot prototypes in two horticultural enterprises with errorfree data transmission to a central computer every quarter of an hour. For image and climate data, only the basic feasibility had to be proven. Furthermore, first concepts concerning data and user interfaces were developed.
The study of laser wounding in rose cuttings has helped to identify relevant aspects that wounded regions have to bring a positive effect on root stimulation. Nevertheless, a detailed understanding of the dynamic effects of laser wounds during rooting is not possible by traditional methods. To analyze the morphological development of rooting exposed to laser treatments, a hydroponic propagation chamber was constructed that included an internal monitoring system. Through this system, time-lapse videos recorded the entire adventitious rooting process. Results revealed how wounding influences spatial positioning of adventitious roots, depending on factors such as laser pattern, tissue removal, and the location of buds and leaves. A comparison of root distribution in terms of percentage, performed with both, the image analysis and the manual method, showed the same root growth trend with slight differences in the percentages obtained by both methods.
m Rahmen des BMBF-Projekts ProSaum wurde ein Praxisleitfaden erstellt, der Informationen für die Neuanlage und Aufwertung von Säumen und Feldrainen in Agrarlandschaften und urbanen Räumen bereitstellt. Neben Hinweisen zur Planung von Ansaatmischungen mit Wildpflanzen, zur Bodenvorbereitung und zur Umsetzung der Maßnahme (Ansaatzeitpunkt, Ansaatmethode, Ansaatstärke) werden auch Empfehlungen zur Entwicklungs- und Folgepflege gegeben. Darüber hinaus werden Fördermöglichkeiten und vergaberechtliche Aspekte erörtert. Anhand von Praxisbeispielen werden bereits erfolgreich umgesetzte Maßnahmen aus Niedersachsen und Sachsen-Anhalt vorgestellt. Das Kapitel "Aus Fehlern lernen" zeigt kurz und prägnant, wie Misserfolge vermieden werden können. Insgesamt dokumentiert der Leitfaden, wie monotone Grasstreifen nach einer intensiven Bodenstörung, einer Ansaat mit zertifizierten, gebietseigenen Wildpflanzen und einer angepassten Entwicklungs- und Folgepflege erfolgreich in ausdauernde, blütenreiche Bestände umgewandelt werden können, die vielfältige Ökosystemdienstleistungen erfüllen und die Biodiversität erhöhen.