Dieter Sauerbeck

Criteria and standards for sustainable agriculture

This paper presents an assessment system which on the basis of quantifiable criteria and appropriate orientation values describes the risk potentials of farming as far as environmental protection and sustainability is concerned. The procedure addresses the most significant risks and suggests ranges for their tolerability. By this way farmers can recognize principal shortcomings of their management and look for appropriate countermeasures to cope with them. The guiding principle is a way of farming which uses the available resources and the production potential as efficiently as possible, while keeping the unfavorable impacts on soils, water, air and biota within acceptable limits. Several years of investigations in about 125 different farms have shown that non-tolerable impacts of farming on the environment are predominantly due to avoidable managerial mistakes. The suggested assessment system provides criteria for the actual magnitude and the tolerability of the different risk potentials and may thus help to substantiate the compliance with such general principles as ”good farming practice”. Kriterien und Masstabe fur eine nachhaltige Landwirtschaft Es wird ein Bewertungssystem vorgestellt, das anhand von quantifizierbaren Kriterien und geeigneten Masstaben die Risikopotentiale in der Landwirtschaft im Hinblick auf Umweltschutz und Nachhaltigkeit beschreibt. Das Verfahren kennzeichnet die masgeblichen Risiken und benennt dafur tolerable Bereiche. Auf diese Weise konnen die Landwirte vorhandene Mangel in ihrer Betriebsfuhrung erkennen und geeignete Gegenmasnahmen ergreifen. Leitprinzip ist dabei eine Landwirtschaft, die das vorhandene Produktionspotential effektiv nutzt, aber gleichzeitig die Beeintrachtigungen von Boden, Wasser, Luft und der belebten Natur in tolerablen Grenzen halt. Mehrjahrige Untersuchungen in etwa 125 verschiedenen Betrieben haben gezeigt, dass nicht vertretbare Umweltbelastungen uberwiegend auf vermeidbaren Bewirtschaftungsfehlern beruhen. Das vorgeschlagene Bewertungssystem liefert Masstabe fur das Ausmas und die Hinnehmbarkeit der verschiedenen Risikopotentiale und kann dadurch mithelfen, die Landbewirtschaftung im Sinne der „guten fachlichen Praxis” zu optimieren.

Chemical transformation and plant availability of zinc salts added to organic manure

SummaryAssuming that their efficiency might possibly be improved by natural complex formation, inorganic Zn salts were mixed into organic manures before decomposition. These mixtures were allowed to decompose aerobically and anaerobically, to produce Zn-enriched manures and slurries, for 75 and 50 days, respectively. Fractionation of Zn in the final product revealed that the water-solubility of ZnSO4 decreased and that of ZnO increased on mixing the compounds with organic matter. Most of the added Zn remained in exchangeable form and the amount of chelated Zn increased with the time of decomposition. Plant availability of Zn from Zn-enriched manure was less and from Zn-enriched slurry was more than that of equal amounts of ZnSO4. Available soil Zn was also higher in soils treated with Zn-enriched slurry than with any other material.

Die Aufnahme von Kohlendioxid durch Pflanzenwurzeln

ZusammenfassungDie CO2-Aufnahme von Pflanzenwurzeln wurde gemessen einerseits aus dem Verschwinden von C14 aus dem Wurzelmedium und anderseits über die Radioaktivität der Versuchspflanzen selbst. Die Kohlensäurefixierung der Wurzeln erwies sich als stark konzentrationsabhängig. Hingegen war sie unabhängig von der Intensität der Wurzelatmung. Unter den speziellen Bedingungen des Versuches betrug die wurzelfixierte Kohlensäure zwar immerhin rund 1,3 Prozent der Gesamtassimilation an Kohlenstoff. Unter Feldbedingungen dürfte dieser Anteil jedoch 0,1 Prozent nicht überschreiten. Für die Kohlenstoffbilanz der Pflanzen dürfte der untersuchte Vorgang daher bedeutungslos sein.SummaryThe uptake of CO2 by plant roots was determined by measuring the disappearance of C14 from the root medium as well as the radioactivity of the experimental plants themselves. The fixation turned out to be greatly concentration-dependent. On the other hand it was not related to root respiration intensity. Although under the experimental conditions prevailing the root-fixed CO2 amounted to about 1.3 per cent of the total carbon assimilation, under field conditions it cannot be expected to exceed 0.1 per cent. Hence, as far as the carbon balance of plants is concerned, the investigated process appears to be insignificant.

Die Aufnahme von Kohlendioxid durch Pflanzenwurzeln : Teil 2 ; Untersuchungen zur Verteilung innerhalb der Pflanze

ZusammenfassungSonnenblumenpflanzen, deren Wurzeln mehrere Tage in C14O2-haltiger Nährlösung wuchsen, wiesen auch im Sproß schon nach kurzer Zeit eine zunehmende Radioaktivität auf. Radiokohlenstoff war dort vor allem in den jungen, noch wachsenden Organen nachzuweisen.In der Atmungskohlensäure von Sproß und Blättern wurde ein Teil des wurzelfixierten Kohlenstoffs wieder ausgeschieden. Tagsüber ist eher mehr als weniger Radiokohlenstoff veratmet worden. Der Anteil des wurzelfixierten C an der Atmungs-CO2 betrug etwa 0.2 Prozent. In den Pflanzen selbst hatte der Stengel die höchste Radioaktivität. Im Vergleich zu ihrem Anteil am Gesamt-C war der Radiokohlenstoff in Stengeln und Wurzeln stark angereichert, während sein Anteil in den Blättern zurücktrat. Die Aufnahme muß aktiv erfolgt sein.Von den verschiedenen Stoffgruppen hatten die organischen Säuren bei weitem die höchste spezifische Aktivität. Auch die Aminosäuren zeigten eine überdurchschnittliche Aktivität. Gegenüber ihrem Anteil am Gesamt-C waren diese beiden Fraktionen sehr reich an Radiokohlenstoff. Aber auch Zucker und Kohlenhydrate enthielten trotz ihrer wesentlich geringeren spezifischen Aktivität erhebliche Anteile des insgesamt aufgenommenen Radiokohlenstoffs, da diese Fraktionen vor allem in Blättern und Stengeln in wesentlich größeren Mengen vorlagen.Ein deutlich erhöhter Gehalt an Radiokohlenstoff bei den Stickstoffmangelpflanzen dürfte weniger auf ihren höheren Gehalt an organischen Säuren, als auf ihr besser ausgebildetes Wurzelnetz bei gleichzeitig verringertem Sproßzuwachs zurückzuführen sein.SummaryAfter immersing the roots of sunflower plants into nutrient solutions containing C14O2, the shoots soon became increasingly radioactive. Most of the radiocarbon appeared in the young, growing plant parts.Some of the root-fixed carbon was used up for the respiration of the leaves and shoots. More radiocarbon was respired during daytime rather than at night. About 0.2 per cent of the total carbon respired originated from root-fixed carbon.The stems showed the highest radioactivity of all plant parts. In comparison to the portion of total carbon represented by stems and roots there was a considerable enrichment of radiocarbon, in contrast to the leaves. The CO2-incorporation appeared to be an active process.Of the chemical constituents the organic acids showed by far the highest specific activity. Also of the amino acids the radioactivity was well above that of unfractionated plant material. In contrast to their portion of total plant carbon, both fractions were highly enriched in radiocarbon. The sugars had much lower specific activity but since sugars constituted a large part of the total plant substance, especially in the leaves and stems, they contained a considerable portion of the root-fixed carbon.The remarkably higher content of radiocarbon in plants lacking nitrogen seems to be due to their better root development and concomitantly inhibited shoot growth rather than to their higher content of organic acids.