Ackerbau, Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung (eBook)

1 Ackerbau 9
1.1 Einführung9
1.2 Acker als Pflanzenstandort11
1.2.1 Boden11
1.2.1.1 Ackerbaulich relevante Bodeneigenschaften13
1.2.1.2 Bodenfruchtbarkeit16
1.2.2 Klima und Witterung21
1.3 Bodennutzungssysteme25
1.3.1 Historische Entwicklung26
1.3.2 Fruchtfolgen28
1.3.2.1 Fruchtfolgesystematik29
1.3.2.2 Anbaukonzentration33
1.3.2.3 Vorfruchtwirkungen36
1.3.2.4 Vorfruchtansprüche40
1.3.2.5 Fruchtfolgegestaltung und ackerbauliches Management43
1.3.3 Bodenbearbeitung47
1.3.3.1 Historische Entwicklung48
1.3.3.2 Bodenphysikalische Grundlagen.48
1.3.3.3 Geräte und Verfahren der Bodenbearbeitung55
1.3.3.4 Bodenbearbeitung und Bodenschutz64
1.3.4 Düngung70
1.3.4.1 Organische Düngung72
1.3.4.2 Mineralische Grunddüngung75
1.4 Unkrautkontrolle80
1.4.1 Ackerunkräuter81
1.4.2 Schadwirkungen86
1.4.3 Integrierte Unkrautkontrolle89
1.4.3.1 Vorbeugende und ackerbauliche Maßnahmen89
1.4.3.2 Physikalische Unkrautkontrolle 92
1.4.3.3 Chemische Unkrautkontrolle94
1.5 Nachhaltige Entwicklung im Ackerbau98
1.5.1 Integrierter Landbau100
1.5.2 Ökologischer Landbau102
2 Pflanzenbau 107
2.1 Einführung107
2.2 Biologische Grundlagen des Pflanzenbaus108
2.2.1 Morphologie der Kulturpflanzen108
2.2.2 Ertragsbildung der Kulturpflanzen111
2.2.3 Qualität der Ernteprodukte 120
2.3 Agrotechnische Grundlagen des Pflanzenbaus126
2.3.1 Arten- und Sortenwahl127
2.3.2 Saat129
2.3.3 N-Düngung131
2.3.4 Ernte135
2.3.5 Nacherntebehandlung und Lagerung136
2.4 Landwirtschaftliche Kulturpflanzen des gemäßigten Klimas140
2.4.1 Getreide141
2.4.1.1 Saatweizen, Weichweizen (Triticum aestivum L.)143
2.4.1.2 Spelzweizen, Dinkel (Triticum spelta L.)151
2.4.1.3 Durumweizen, Hartweizen (Triticum durum Desf.)151
2.4.1.4 Roggen (Secale cereale L.)151
2.4.1.5 Triticale (Triticosecale Wittm.)152
2.4.1.6 Gerste (Hordeum vulgare L.)152
2.4.1.7 Hafer, Saathafer, Spelzhafer (Avena sativa L.)154
2.4.2 Körnerleguminosen154
2.4.2.1 Erbsen (Pisum sativum L.)157
2.4.2.2 Ackerbohne (Vicia faba L.)162
2.4.2.3 Lupinen (Lupinus spp.)163
2.4.2.4 Sojabohne (Glycine max [L.] Merr.) 163
2.4.3 Öl- und Faserpflanzen163
2.4.3.1 Winterraps (Brassica napus L. ssp. oleifera (Metzg.) Sinsk.)166
2.4.3.2 Sonnenblume (Helianthus annuus L.)173
2.4.3.3 Lein (Linum usitatissimum L.)173
2.4.3.4 Hanf (Cannabis sativa L. ssp. sativa)174
2.4.4 Wurzel- und Knollenfrüchte174
2.4.4.1 Zuckerrübe (Beta vulgaris L. var. altissima Döll)175
2.4.4.2 Kartoffel (Solanum tuberosum L.) 183
2.4.5 Ackerfutterpflanzen189
2.4.5.1 Mais (Zea mays L.)190
2.4.5.2 Ackergräser196
2.4.5.3 Luzerne (Medicago spp.)196
2.4.5.4 Ackerrotklee (Trifolium pratense L. var. sativum)196
2.4.6 Grünland197
2.4.7 Sonderkulturen und Nachwachsende Rohstoffe202
2.4.7.1 Sonderkulturen202
2.4.7.2 Nachwachsende Rohstoffe204
2.5 Bewertung der Landbewirtschaftung208
3 Pflanzenzüchtung 213
3.1 Einführung213
3.1.1 Tätigkeitsfeld der Züchter214
3.1.2 Domestikation der Kulturarten217
3.1.3 Sortenwesen219
3.2 Biologische Grundlagen221
3.2.1 Mutation222
3.2.2 Sexuelle Rekombination223
3.2.3 Befruchtungsregulierung223
3.3 Populationsgenetik224
3.3.1 Allel- und Genotypfrequenz225
3.3.2 Fremdbefruchtung227
3.3.3 Selbstbefruchtung230
3.3.4 Pan-Genom-Konzept232
3.4 Quantitative Genetik233
3.4.1 Genetische Varianz235
3.4.2 Verwandtschaftliche Strukturen innerhalb der Population240
3.4.3 Heterosis247
3.5 Selektion252
3.5.1 Selektionserfolg256
3.5.2 Selektion auf mehrere Merkmale 259
3.6 Biotechnologie263
3.6.1 Gewebekultur263
3.6.2 Genetische Transformation266
3.6.3 Transgene Pflanzen im Anbau268
3.6.4 Genome-Editing273
3.6.5 Genetische Marker275
3.7 Zuchtmethodik280
3.7.1 Züchtungsverfahren281
3.7.2 Klonzüchtung282
3.7.3 Linienzüchtung284
3.7.4 Populationszüchtung286
3.7.5 Hybridzüchtung289
3.7.6 Erhaltungszüchtung293
3.7.7 Alternative Züchtungsverfahren295
3.7.8 Züchtung von heterogenen Beständen300
3.7.9 Ökologische Pflanzenzüchtung304
Literaturauswahl 308
Sachregister 314