vorgelegt von Dipl. Ing. Agr. ETH geboren am 14. April 1941 Angenommen auf Antrag von EIDGENOSSISCHEN HOCHSCHULE

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1 Diss. Nr DIE VARIABILITÄT VON BAUM UND FRUCHTWACHSTUM BEI APFELBÄUMEN UND DEREN BEDEUTUNG BEI DER PLANUNG VON VERSUCHEN ABHANDLUNG zur Erlangung des Titels eines Doktors der technischen Wissenschaften der EIDGENOSSISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE ZURICH vorgelegt von WALTER MULLER Dipl. Ing. Agr. ETH geboren am 14. April 1941 von Roggwil (Kt. Thurgau) Angenommen auf Antrag von Prof. Dr. E.R. Keller, Referent Prof. Dr. R. Fritzsche, Korreferent 1976

2 Allgemeine Beschreibung Feststellungen Hinweise Die ~ Den Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit umfasst: Betrachtungen über das Entstehen der Variabilität des Baum und Fruchtwachsturns. der wichtigsten erfassbaren Teile des vegetativen Wachstums von Apfelbäumen mit besonderer Betonung der Variabilität der Individuen. zur Variabilität von Baumertrag, EinzelfruchtGewicht und Fruchtform. zur Bestimmung des Stichprobenumfanges von Versuchsobjekten aus d.em Bereich des vegetativen und generativen Wachstums von Apfelbäumen. Sie soll folgenden Zwecken dienen: Aufmerksamkeit auf die vorhandene Variabilität einiger wesentlicher Parameter des vegetativen und generativen Wachstums von Apfelbäumen lenken. Forschern Anregungen geben zur Vorausbestimmung des optimalen Stichpro benumfanges und dadurch zur effizienten Durchführung von Versuchen. Fnt st.ehunq_fl ej?jfa,ch qtum f^jknbjj.i tat Es gibt viele Wachstumsfaktoren, die einen Einfluss auf die vegetative (Baumwachstum) und/oder die generative (Fruchtwachstum) Entwicklung eines Apfelbaumes ausüben. Die Intensität, die Einwirkungsdauer und das Zusammen spiel d.er einzelnen, von d.er Umwelt bedingten Faktoren einerseits und die erbbedingte Konstitution des T11d.ivid.uums andererseits, ergeben den Fachstutmverlauf. Die unterschiedliche Grösse und Form d.er Individuen der glei chen Gruppe zum Zeitpunkt der Beobachtung wird, statistisch betrachtet, Variabilität genannt. Da der Baum in seiner Gestalt als Einheit zu betrachten ist und d.essen Einzel teile sieb organisch im gesamten System einfügen, wird sich jeder Eingriff in das Fachstum immer direkt oder indirekt auf alle messbaren Teile auswirken. Variabilität des vegetativen Wachstums Der ^tptnmvjtnfanf ist das beliebteste Mass für die Charakterisierung des vege tativen Fachs [ma. E1 reagiert träge auf Veränderungen der Wachstumsfaktoron. Die von c1^ BauoschuV mitgebrachte Variabilität des Stammumfanges ist gering; der Variât: onskoeffizie^t betrug im Mittel von 21 Sorten 8%. Die Baumschu] Variabilität kann sich im Versuchsfeld, je nach Standort und Wachstumsverhalton day for4on/phto:?iagent'ombinaction, nochmals erhöhen oder vermindern. Sie hat keinoi wesentlichen Einfluss auf die nachmalige Versuchsfe.l dvaria ble l1:u. Tn tt; t!ol von nohreren Gruppen nimmt jedoch die Variabilität des

3 150 Stammumfanges im Versuchsfeld, besonders in den Jugendjahren bis sich die Baumreihen geschlossen haben, stetig leicht zu. Der Variationskoeffizient des Stammumfanges von Intensivkulturen beträgt nach Abschluss der Jugend jahre rund 12$. Schwach wachsende verzeichnen eine stärkere Zunahme der Variabilität als stark wachsende. Das Messen des Stammumfanges, das jedes Jahr durchgeführt werden muss, kann durch das Ausmessen der Jahrringe am gefällten Baum ersetzt werden. Die Jahr ringmethode erlaubt zudem, bestimmte Studien über den radialen Zuwachs des Holz oder Rindenteils des Stammes durchzuführen. Der jährliche Radiuszuwachs der Stämme verläuft keineswegs konzentrisch, er weist dünne und breite Stellen auf. Im Mittel von mehreren Jahren wies die Seite, die dem Wind abgekehrt ist, den grossten Stammradius auf. Die Wachstumsparameter Trieblänge, Schnittholzgewicht und Kronenausdehnung reagieren sehr empfindlich auf die jahresspezifischen Wachstumsfaktoren (Ertrag, klimatische Einflüsse). Sie sind deshalb bei kurzfristigen Unter suchungen des vegetativen Wachstums besser geeignet als die Stammmessungen. Die Gewichtswerte von Baumteilen ergeben sehr genaue Angaben über die vege tative Leistung eines Baumes. Die Variationskoeffizienten der Gewichte sind etwas höher als Sie betragen rund 15 bis $. diejenigen der Längenmasse von Kronen und Stammmausdehnungen. Die Variationskoeffizienten der PhosphorTestzahlen betrugen rund 40$ je Teilgrundstück. Der Nährstoff Kalium ist dagegen im Boden bedeutend besser verteilt; die Variationskoeffizienten der KaliumTestzahlen beliefen sich auf rund 25$ je Teilgrundstück. Die phwerte wiesen je Teilgrundstück nur Variationskoeffizienten von 4$ auf. Interessanterweise konnte nur für die phreaktion eine eindeutige Beeinflussung des vegetativen Wachstums nachge wiesen werden. Das vegetative und das generative Wachstum stehen in einem bestimmten Ver hältnis zueinander, das weitgehend durch die Sorte und die Unterlage bestimmt wird. Eine zu grosse Leistung der einen Seite verursacht unmittelbar eine verminderte Leistung der anderen Seite.

4 151 Variabilität des generativen Wachstums Jede Sorte besitzt einen charakteristischen Verlauf der Ertragsbildung, wobei Ertragsmenge und Ertragsregelmässigkeit seine wichtigsten messbaren Faktoren sind. Hohe und regelmässige Baumerträge zeitigen geringe Variations koeffizienten ( bis %) innerhalb der Gruppe. Sorten mit geringen oder alternierenden Erträgen haben hohe Variationskoeffizienten (40 bis 6ofo) zur Folge. Im Jugendstadium der erreicht die ErtragsVariabilität oft sehr hohe Werte (Variationskoeffizient über 100%). Bei Erreichung des Vollertrages reduziert sich dann die ErtragsVariabilität stark und pen delt sich auf einer der Sorte charakteristischen Höhe ein. Die Unterlage hat nur einen geringen Einfluss auf die Variabilität der Erträge. Dagegen betrug der mittlere Variationskoeffizient der Erträge der Sorte Roter Boskoop von je 9 Betrieben (Betriebsvariabilität) rund SOfo. Jede Apfelsorte weist auch einen spezifischen Variationskoeffizienten der EinzelfruchtGewichte auf. Er beträgt durchschnittlich 15 bis 25%. Die Fruchtgrösse der einzelnen Sorte hat keinen Einfluss auf deren Variabilität. Innerhalb der gleichen Sorte werden die Variationskoeffi zienten der EinzelfruchtGewichte durch die Unterlage nur unbedeutend beeinflusst. Die Ertragsmenge dagegen mag zeitweise eine gesicherte Verän derung der Variabilität hervorrufen. Die lokale Konstitution der vegetativen Baumteile wirkt sich stark auf die mittlere Fruchtgrösse, nicht aber auf deren Variationskoeffizienten aus. Viel Licht, lange Lateraltriebe aus der gemischten Knospe und äusserlich reif aussehende Früchte begünstigen wesentlich die Fruchtgrösse, da gegen sind Früchte von Mehrfruchtständen nicht deutlich verschieden von denjenigen von Einzelfruchtständen. Je kleiner und je reifer die Frucht desto flacher wird die Golden Delicious Frucht. Der Variationskoeffizient der Fruchtform liegt unterhalb von lcffo. Stichprobenumfang In dieser Arbeit wird bei der Schätzung des Stichprobenumfanges der Teil bereich der mathematischen Bestimmung stärker betont als derjenige des methodischen oder empirischen Bereiches, da die letzteren beiden Komponenten sehr versuchsspezifisch sind und deshalb noch weniger verallgemeinert werden können als die Resultate der mathematischen Berechnung.

5 Rindendicke Baumteilgewichte Der wesentlichste Faktor zur mathematischen Schätzung des Stichprobenum fanges ist die Variabilität der Individualwerte innerhalb von Versuchs gruppen. Zusätzlich werden noch die gewünschte AussageSicherheit und die tolerierbare Abweichung zwischen den zu erwartenden Mittelwerten benötigt. Unter Berücksichtigung dieser Komponenten und einer vernünftigen mittleren Messgenauigkeit können auf Grund unseres Versuchsmaterials für die Charak terisierung des vegetativen und generativen Wachstums von Apfelbäumen fol gende Verte für den Stichprobenumfang je Gruppe angegeben werden: Stammumfang: 5 am Baumstamm: 510 Baumstämme Kronenausdehnung: Baumhöhe: Trieblänge: Triebe Kronenvolumen: Wurzelstockfläche: Schnittholzgewicht: (Leitast, Stamm, Wurzelstock): Fruchtertrag: EinzelfruchtGewicht: 1525 Baumteile 15 (je nach Sortenzusammenstellung) 50 Früchte Fruchtform: 10 Früchte Für eine einigermassen zuverlässige Schätzung des Stichprobenumfanges müssen in jedem Fall Anhaltspunkte über die Variabilität der Individuen innerhalb der Gruppe und über die Verschiedenartigkeit der Versuchspartner bekannt sein.