Herzlich Willkommen bei€¦ · - Energietransfer (ADP > ATP) - Aufnahme als Orthophosphat- Ion-...

Herzlich Willkommen bei

Themen

Bodenanalysen

Blatt - & Pflanzenanalysen

Bedeutung von Kohlenstoff im Boden

Was können Spurenelemente in der Blattdüngung und was nicht?

> IAU - Institut für Agrar- und Umweltanalytik in Freyburg

Gegründet: am 01.10.1992Von: Dipl. Oen. Michael Lacher & Dipl.Ing. Werner BannachOrt: in Bad Kösen (Sachsen-Anhalt)Umzug nach Freyburg am: 01.07.1994Umzug in heutiges Gebäude: 01.01.2005

Das Labor

Der Beginn in den „Saalbergen“ in Bad Kösen1992

Das „Aus“ in Bad Kösen im April 1994

Durch das überraschende, extreme Osterhochwasser der Saale wurde unser Labor bis ca. 1,90 m überflutet und damit die gesamte neue Einrichtung vernichtet.


Blick ins Büro und den Messraum


Das große Aufräumen und der Versuch von „Rettungsmaßnahmen“

Im neuen Domizil –Die ehemalige Preußische Gartenbauschule –seit 01.01.2005

Weinlabor und Agraranalytik haben nun ein dauerhaftes Zuhause gefunden

Ein Meilenstein in der Firmengeschichte

Akkreditierung

bestimmter

Agraranalyseverfahren

nach DIN 17025

Im Jahre 2008

International tätig

Unsere Labortechnik ICP-

Inductively Coupled Plasma

Mikrowellendruckaufschluss

KONELAB

Elementar-N/C

AAS

Unsere SchwerpunkteWein- & GetränkeanalytikAP-Analysen für Sekt, Wein und Perlwein

Handelsanalysen für Sekt, Wein und Perlwein

Most- und Gärsubstrat-Untersuchungen

Schönungsuntersuchungen und -empfehlungen

Rückstandsanalysen

Spezialuntersuchungen, wie Glucane, NOPA, HMF u.a.

Sensorische Bewertungen

Kellerwirtschaftliche Beratung

Landwirtschaftl. Analysenalle für die Landwirtschaft relevanten Bodenuntersuchungen nach VDLUFA – Methoden

Bewertung der Untersuchungsergebnisse und

Erstellen von Düngeplänen und Wirtschaftsdüngerbilanzen mit „Offizial-Programmen“ der betroffenen Bundesländer

Gülle- , Jauche- und Festmistuntersuchungen

Untersuchungen von "gärtnerischen Erden" & Substraten

Untersuchung von Silagen

Blatt- und Pflanzenanalysen & Fruchtanalysen

Auswertung und Bewertung von Blattanalysen

Erstellen von Empfehlungen zur Blattdüngung

Analyse von Substraten aus Biogasanlagen

Beregnungswasseranalysen

Kompostuntersuchungen

BodenuntersuchungenAnalysenvorschriften nach VdLUFA in den jeweiligen Boden-Aufschlüssen / -Extrakten:Hauptnährstoffe: Nges, NH4N, NO3N, P, K, Mg und pH & HumusSekundärnährstoffe: Ca, S, Smin

Spurenelemente: B, Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Se

Spezialuntersuchungen: Bodenaktivitätsbestimmungen (mikrobiologische Atmungsaktivität = CO2-produktion, potentiellen Ammoniumoxidation, Cellulose-Abbau)

Bodenuntersuchungen

Es wird in 3 wesentliche Faktoren unterschieden, nennen wir es die „Dreifaltigkeit“ des Bodens:

1. Bodenchemie ( gebundene / gelöste Nährstoffe)

2. Bodenphysik = Bodenphysikalische und bodenmechanische Eigenschaften (Luft, Wasser, Struktur)

3. Bodenleben ( Mikrokosmos – power of diversity)

Bodenuntersuchungen

Bodenleben ( Mikrokosmos – power of diversity)

Bodenuntersuchungen

Bodenuntersuchungen Der Boden ist der Magen der Pflanze

Bodenuntersuchungen

BodenuntersuchungenDie wichtigsten Elemente der Bodenchemie:C = Carbon/Kohlenstoff

H = Hydrogen/Wasserstoff

O = Oxygen/Sauerstoff

Ca = Calcium

K = Kalium

P = Phosphor

Mg = Magnesium

N = Nitrogen/Stickstoff

S= Schwefel

Na = Natrium

Cl = Chlorid

Spurenelemente: B, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, Se, Co

Wie sieht ein gut mit Nährstoffen ausbalancierter Boden aus?

Bodenuntersuchungen

Bodenuntersuchungen

N,P,K,Mg – maximum distance (mm) for root/absorption

Bodenuntersuchungen

P lacks mobility in the soilan immature root system is unable to source sufficient P

Nitrogen

Potassium

Magnesium

Phosphorus

Bodenuntersuchungen

Nicht alle im Boden vorhandenen Nährelemente sind pflanzenverfügbar!

Einige Nährelemente produzieren Wachstum

Andere sind wiederrum für die Fruchtausbildung verantwortlich

Alle Nährelemente, die von der Pflanze über ihre Wurzeln aufgenommen werden sollen, bewegen sich in der wässrigen Bodenlösung

In der Bodenlösung liegt eine elektrische Spannung an und ein Magnetfeld, welches die Kationen/Anionen- Aufnahme beeinflusst.

Pflanzenwachstum wird nicht durch Zeit limitiert – nur durch „Energie“

Bodenuntersuchungen

BodenuntersuchungenCalcium Ca bestimmt das Volumen der Ernte Ca wird in die Zellmembrane eingebaut/Härte/Stabilität Größte „Entgiftungsfunktion“ – kann Toxine neutralisieren –

durch chem.-physik. Transmutation oder Bindung. Ca ist das wichtigste Element für gesunde, kräftige,

abwehrgestärkte Pflanzen Ca ist eher ein „vergessenes“ Element Grund für das „Übersehen“ liegt im falschen / fehlenden Wissen

über den pH-Wert Einfluss Ca ist aber auch ein „key“-Element für die Bodenstruktur und ist

unabhängig vom pH (chemisch gesehen: ohne direkten Einfluss) > z.B. destl. Wasser hat einen pH von 6,8-7,0 – ohne das es Ca enthält!!!!

Bodenuntersuchungen

BodenuntersuchungenPhosphorDer unwillige Nährstoff

- Liegt als Anion vor- Verbindet sich schnell mit Calcium- Wird dadurch unlöslich- Die schwache, von der Wurzel abgesonderte Kohlensäure ist nicht in

der Lage gebundenes Phosphat zu aktivieren- Darum sollten Böden leicht sauer sein

BodenuntersuchungenPhosphor• P-Dünger sollte nicht tiefer als bis 15-18 cm tief

eingearbeitet werden, da sonst P schnell festgelegt wird und außerhalb der Reichweite von Boden-MO`s ist, die P aktivieren können und damit pflanzenverfügbar machen (aerobe Bodenschicht!!!).

• Die meisten Pflanzen enthalten 0,2 -0,4 % P• Obwohl P zu den Hauptnährstoffen zählt, ist der tatsächl.

Gehalt in den Pflanzen vergleichsweise gering.• in 100 kg Pflanzenmaterial sind gerade mal 0,2 – 0,4 kg P

vorhanden!!!!

BodenuntersuchungenPhosphorDennoch wird P als das „Arbeitspferd“ der Pflanzenernährung betrachtet:

- Zellteilung und Wachstum

- Photosynthese

- Energietransfer (ADP > ATP)

- Aufnahme als Orthophosphat-Ion- (H2PO4) oder als HPO42

- Für einen Ertrag von 94 dt/ha Mais werden 95 kg Phosphat benötigt

- Bei 40 dt/ha Weizen sind es 60 kg P

- 180 dt/ha Luzerne sind es 500 kg N & 100 kg P

BodenuntersuchungenPhosphorP - Verfügbarkeit:

- Abhängig von Boden T – niedrige T = schlecht verfügbar, da Transfer von ADP zu ATP gestoppt !!!!

- Trockenheit = schlecht verfügbar - Bodenverdichtungen = schlecht verfügbar - Unterfußdüngung = Pflanzendüngung mit guter P-Verfügbarkeit

Die P-Verfügbarkeit im Boden hängt von der Düngerform und der Art der Tonmineralien ab. Weiter wird sie durch Düngezeitpunkt und Art der Applikation beeinflusst. Bei oberflächlicher Ausbringung ohne Einarbeitung ist es nicht verfügbar, außer bei ausreichender Feuchte in der Krume.

BodenuntersuchungenOptimaler pH für P-Verfügbarkeit

BodenuntersuchungenpH, temperature and relative availability

Soil pH

Relative availability of

Phosphate

Effect of soil temperature on relative availability of soil

phosphate

13°C 16°C 18°C 21°C

5.0 23 % 7 % 10 % 17 % 23 %6.0 46 % 14 % 20 % 34 % 46 %6.5 92 % 29 % 40 % 67 % 92 %7.0 100 % 31 % 43 % 73 % 100 %

BodenuntersuchungenPhosphor

- MO`s im gut durchlüfteten Boden machen P verfügbar!!!!! - P steigt an, wenn den Boden-MO`s genügend Ernterückstände zur Verfügung

stehen - Wasserstoff muss ausreichen vorliegen, um P in eine aufnahmefähige Form zu

transferieren - Viel S = viel P notwendig - Viel Zn > 10 ppm (ca. 6 ppm sind genug) = viel P - Erhaltungsbedarf (als Pflanzendünger) für DAP & MAP liegt bei 78 kg/ha – größere

Mengen führen zu einem Anstieg des P-Gehaltes im Boden.

Wenn Pflanzenwurzeln Säure ausscheiden, dann sorgen sie für einen Austausch von Wasserstoff- und Nährstoff-Ionen.

BodenuntersuchungenPhosphorPhosphat-Quellen:

Rohphosphat 33 % P2O5(Bodendünger)

triple-Phosphat (0-46-0) – pH 3 und weniger - Pflanzendünger

Superphosphat (0-20-0) Bodendünger – werden nicht ausgewaschen –werden entweder festgelegt oder bleiben für eine rel. kurze Zeit pflanzenverfügbar

DAP 18-46-0 / MAP 11-48-0 (Bodendünger)

Org. Phosphat-Quellen – Mist, Gülle, Bio-Gas-Gärreste, Kompost

BodenuntersuchungenKalium• "Neben N ist K das wohl am häufigsten falsch gebrauchte,

überdosierte und missbraucht Element in der Landwirtschaft„(Quelle: Gerry Brunetti / Agronomist & Farm-Consultant USA)

• Basisfunktion ist die Beeinflussung/Festlegung der Stengel und Blätter, Fruchtgröße, Fruchtansätze und Fruchtausfärbung (Synthese von Stärke, Zucker, Protein, Vitaminen, Polyphenolen , Enzymen oder Zellulose)

• Reguliert den Wasserhaushalt-osmotischer Druck in der Zelle• Überversorgung führt zu Austausch mit Calcium in der Zellstruktur

und zu „kranken“ Zellen• „Black Spots sind Zeichen dieser Überversorgung• KCl = KaliumChlorid als Dünger sollte unbedingt vermieden werden,

wegen seiner drastisch negativen Wirkung auf das Bodenleben, die Bodenstruktur und die Pflanze selber (höherer Einsatz von PSM !!!)

BodenuntersuchungenKalium• Boden: 0,2% bis 3,3%

• Pflanze: 1% bis 6%, sehr beweglich, K+ Ionenform

• Funktion: Turgor, Wasserhaushalt, Frostresistenz, Enzymstimulierung (>60 Reaktionen

• Mangel: Wachstumsstörungen, Mangel beginnt an älteren Blättern, da K aus diesen zu jungen Organen verlagert wird. Zuerst Aufhellung (Chlorose), dann beginnend von Spitzen und Rändern gelb mit folgender Blattrandnekrose, K Mangel steigert kohlenhydratabbauende Enzyme (Blau-Schwarzfleckigkeit bei Kartoffel), Welketracht.

• Überschuss: äußert sich oft wenig spezifisch als Salzschäden mit Blattrandnekrosen, Reduktion der Zuckerbildung bei Rübe und Reduktion der Stärkebildung bei Kartoffel durch Mg Mangel, Symptome von Ca Mangel (Stippe, Blütenendfäule), Futterqualität sinkt („Weidetetanie“- gestörtes K:Mg Verhältnis).

Bodenuntersuchungen

Bedeutung von Kohlenstoff/Humus im Boden

Ein ausreichender Gehalt an Humus (organische Bodensubstanz) ist die Voraussetzung für die nachhaltige natürliche Bodenfruchtbarkeit

Nahrungsquelle für Bodenmikroorganismen und Bodentiere

langsam fließende Nährstoffquelle für die Pflanzen

bindet Wasser (wichtig auf leichten Standorten)

wirkt als Puffer und verhindert große pH-Schwankungen

wirkt „gefügeschaffend“ und „gefügestabilisierend“

Humusgehalt beeinflusst (über Bodeneigenschaften) Bearbeitbarkeit und Erosionsanfälligkeit des Bodens sowie den Ertrag.


a) ca. 1/3 umsetzbar („Nährhumus“): abhängig von Bodenbewirtschaftung und beeinflussbar;

b) ca. 2/3 weitgehend stabile Humusfraktion („Dauerhumus“):

abhängig von Klima, Bodenart etc.- nicht beeinflussbar.

Nährhumus:•Jährlicher Abbau von 1 bis 5 % •Abhängig von Bodenart, Wasserversorgung, Temperaturverlauf und angebauten Pflanzen •Humuszehrer: Hackfrüchte wie Rüben, Kartoffeln oder Silomais, Getreide bei Strohabfuhr•Humusmehrer: Getreide mit Stroheinarbeitung, mehrjähriges Feldfutter, Zwischenfrüchte, organische Dünger (Stallmist, Gülle, Gärreste, BIO-Kohle, Terra Preta etc. )


Humus und Kohlenstoff Humus besteht aus Kohlenstoff (Corg= Hauptbestandteil), Sauerstoff, Wasserstoff,

Stickstoff, Phosphor und Schwefel. Kohlenstoff kommt im Boden auch in anorganischer Form als Carbonat vor (Calcit,

Dolomit), was separat bestimmt werden kann übliche Berechnung des Humusgehalts: Corg x 1,72

Verteilung des org. Kohlenstoffgehaltes im Oberboden eines Ackers

BlattanalysenAnalysen beseitigen jeden Zweifel

Blattanalysen

BlattanalysenBlühbeginn

Blattanalysen

Leaf Analysis: results 2014-16 / Mais

BlattdüngungWarum Blattdüngung? Die Möglichkeit, um Nährstoffdefizite während der Vegetationsperiode auszugleichen

Strukturprobleme

Nährstoffmangelsituationen Inhomogene Anteile von Ca: K: Mg - führen zu Verdichtungs- und Nährstoffmängeln

sowie zu einer erhöhter Maschinenleistung Bodenerosion - Verlust der Fruchtbarkeit Bodenverdichtung - beeinträchtigt das Wurzelwachstum drastisch Übermäßige Bodenfeuchte - Verrottungsgefahr und Zunahme von schädlichen

Bodenmikroorganismen (Fäulnis) Unzureichende Belüftung - verringerte Bodenaktivität und dadurch reduzierte

Nährstoffaufnahme Geringe Mengen an Kohlenstoff / Humus Verringertes Wasserhaltevermögen = Zunahme Trockenstress & schnelleres erreichen

des Welkepunktes Reduzierte mikrobiologische Bodenaktivität

BlattdüngungUrsachen von Nährstoffunterversorgung:

1. Mangel im Boden = tatsächlicher Mangel

Bsp.: Nährstoffe N, P, K, B, etc

2. Unzureichender Transport innerhalb der Pflanze

= physiologischer Mangel

Bsp.: Geringe Wurzelaktivität während der Samenfüllung reduziert Nährstoffaufnahme

3. Störungen der Aufnahme aus dem Boden

= relativer Mangel – z.B. Strukturprobleme

Blattdüngung

Ohne Mangel kein Behandlungserfolg (nicht nur sichtbarer Mangel)

Vorteile gegenüber der Bodendüngung gezielte und exakt dosierbare Gabe von

Nährelementen zu festem Anwendungszeitpunkt Kein Einfluss des Bodens Keine Wechselbeziehungen Kombination mit Pflanzenschutz möglich Sehr ökonomische Methode

Blattdüngung = gezielte Düngung

Blattdüngung

Aufnahme um so besser, je länger das Blatt nach der Spritzung feucht bleibt, daher

Spritzungen in den frühen Abendstunden bei anschließender Taubildung

Bzw. morgens oder bei bedecktem Himmel meist mehrmalige Anwendungen notwendig (Steenbjerg Effekt) Aufnahme der Nährstoffe erfolgt über die Cuticula, als auch über

Stomata Jüngere Blätter nehmen mehr auf als ältere Blätter und

Schattenblätter nehmen mehr auf als Sonnenblätter.

Grundregeln der Blattdüngung

Blattdüngung

Die Kutikula besteht aus winzigen Wachsplättchen. Bei Benetzung kann sie aufquellen. Dadurch wird sie zwar dicker, aber zwischen die Wachplättchen gelangt Wasser. Dies schafft die Voraussetzungen, damit Blattdünger im Wege von Diffusionsvorgängen durch die Kutikula zur Epidermis gelangen können.

Blattdüngung

• Vor dem Hintergrund dieser Abhängigkeiten sind die tatsächlichen Aufnahmeraten für die auf der Blattoberfläche gelangten Blattdünger allerdings schwierig zu kalkulieren

• Dabei kommt auch der Formulierung des Nährstoffes eine wichtige Rolle zu

• Spezielle Formulierungen mit Komplexbildnern (in organische Moleküle „eingepackte“ Nährstoff-Ionen) sind diesbezüglich Salzformen überlegen

• Die Aufnahme über die Spaltöffnungen spielt im Vergleich zur kutikulären Aufnahme eine geringere Rolle zu

Blattdüngung

Es ergeben sich mehrere Konsequenzen:

Blattunterseiten nehmen den Blattdünger grundsätzlich besser auf als Oberseiten

Jüngere Blätter nehmen mehr auf als ältere Blätter und Schattenblätter nehmen mehr auf als Sonnenblätter.

In anhaltend trocken-heißen Phasen ist die Aufnahme schlechter, obwohl gerade dann aufgrund der eingeschränkten Wasser- und damit auch Nährstoffverfügbarkeit die

Nährstoffversorgung über das Blatt besonders wichtig wäre.

Neuartige SCMWCA-Technologie (ShortChainMolocularWeightCarboxylicAcid) beseitigt diese Defizite und macht die Anwendungen von Blattdüngern effizienter und sicherer

Was können Spuren- bzw. Nährelemente

Welche flüssigen Nährstoffe stehen zur Verfügung:

Spurenelemente Bor

Mangan

Eisen

Zink

Kupfer

Molybdän

Sekundärnährstoffe Calcium

Schwefel

Silizium

Hauptnährstoffe Stickstoff

Phosphor

Kalium

Magnesium


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Die Möglichkeit, um Nährstoffdefizite während der Vegetationsperiode auszugleichen

Flüssige Nährstoffe Nicht formulierte Produkte – in Wasser gelöste Salze Formuliert Produkte – Suspensionen, wässrige Lösungen Gebunden an Komplexbildner – Chelate, Sulfonsäuren, Aminosäuren, Carbonsäuren (derzeit die neueste verfügbare Technologie) wie:

•LCCA (LongChainCarboxylicAcids) = Huminsäuren•ICCA (IntermediateChainCarboxylicAcids) = Fulvinsäuren•LMWCA/SCCA (ShortChainCarboxylicAcids) = C1-C5, z.B. Äpfelsäure


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TYPES OF CARBOXYLIC ACIDS

Was können Spuren- bzw. Nährelementeb

Ausgleich von Nährstoffmangelerscheinungenwährend der Vegetationsperiode

Phosphorous Cell division and growth / Photosynthesis / Energy transfer (ADP > ATP)

Leaf analyze show that almost all nutrients tend to have a positive lift by adding HiPhos (P,K and Mg). Leaf analyze is carried out app. 1 month after the latest HiPhos Application. – total 6 l.

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ControlHiPhosKolonne1ffffffffffffffffffff


MagnesiumInsbesondere auf leichten und sauren Böden reicht oft das pflanzenverfügbare Magnesium im Boden nicht aus, um den Bedarf vieler landwirtschaftlicher Kulturarten zu decken.

Magnesium spielt eine zentrale Rolle in der Pflanze, da es das Zentralatom des Chlorophylls ist.

Fehlt Magnesium, so ist der Energiehaushalt der Pflanzen empfindlich gestört.

• Aufgaben in der Pflanze:• zentraler Baustein des Chlorophylls -> 10-30% des Magnesiums in der

Pflanze sind im Chlorophyll gebunden. Mg ist somit unentbehrlich für die Fotosynthese

• trägt zur Bildung von Eiweiß-, Kohlenhydraten und Vitaminen bei -> wichtiger Baustein bei Stoffwechselvorgängen

Was können SpurenelementeMikronährstoffe/Spurenelemente sind für Organismen lebensnotwendige Mineralstoffe, deren Konzentration im Pflanzengewebe im Bereich von Millionstel Gramm liegen. Für Pflanzen sind dies Eisen (Fe), Mangan (Mn), Zink (Zn), Kupfer (Cu) und Molybdän (Mo) & Bor (B).

Was können Spurenelemente

Was können SpurenelementeBorAufgaben in der Pflanze:

• Bestandteil der Pektine der Zellwand

• Beeinflusst Funktionen im Kohlenhydrat-Stoffwechsel

• Wichtig für Zellteilung und Zellstreckung

• Wichtig für die Regulation des Wasserhaushaltes

• Bor ist Wachstumselement

• Fertilität Raps etc.

Bormangel:

•Verminderung des Wurzelwachstums

•Gehemmtes Pflanzenwachstum

•Herz und Trockenfäule bei Rüben, Wurzelverdickung bei Raps

Was können SpurenelementeMolybdän

Aufgaben in der Pflanze: Aktivator von Enzymen Wichtig für Energiestoffwechsel Besondere Bedeutung bei Leguminosen

Molybdänmangel: Chlorose Gehemmtes Wachstum Verminderter Samenertrag Nekrosen Blattdeformation

Kulturen mit hohem Mo-Bedarf:> Leguminosen, Winterraps, Getreide

Was können SpurenelementeKupfer

Aufgaben in der Pflanze: • wichtig für Photosynthese •beteiligt an Eiweißsynthese• Halmstabilisierung • Aktivator von Enzymen• Sichert Anlage der Blüten und Fertilität der Pollen

Kupfermangel: •Einrollen jüngster Blätter •Welke•Weißährigkeit/-spitzigkeit•Absterben jüngster Blätter•Verringerte Standfestigkeit•Verringerte Frucht- und Samenausbildung•Chlorosen/Nekrosen•Gehemmtes Wachstum

Was können SpurenelementeMangan

Aufgaben in der Pflanze: •Aktivator von Enzymen•Fördert Eiweißsynthese•Wichtig für Hormonhaushalt

Manganmangel: • Dörrfleckenkrankheit (Hafer) • Blattaufhellungen, Chlorosen und Nekrosen in den Zwischenaderstreifen junger Blätter • Abknicken der Einzelpflanze • Mangelhafte Wurzelentwicklung• Schlechte Winterfestigkeit• Wachstumshemmungen


Zink

Aufgaben in der Pflanze: • erhöhte Krankheitsresistenz • Bestandteil von Enzymen • verbesserte Pollen- und Samenvitalität • beteiligt an Eiweißsynthese und Energiestoffwechsel

Zinkmangel: • gehemmtes Wachstum • erst helle, dann bräunliche Flecken auf älteren Blättern beim Weizen• streifenförmige, großflächige Aufhellungen bei Mais • Chlorosen/Nekrosen• Blattdeformation• Erhöhte Krankheitsanfälligkeit


Eisen

Aufgaben in der Pflanze: • Aktivator von Enzymen • Funktion bei Samen- und Keimbildung• Beteiligung an Photosynthese

Eisenmangel: • Streifenchlorosen• Beeinträchtigung der Photosyntheseleistung


Akuter K-Mangel bei Müller-Thurgau

Chlorose – Fe-Mangel

Weiter Infos & Unterstützung

Werner BannachQuerfurter Str. 9D-06632 Freyburg

KontaktTel: 0049-(0)34464-26582Fax:0049-(0)34464-28130e-Mail: [email protected]

I A U Institut für Agrar- und Umweltanalytik in Freyburg

Vielen Dank

für Ihre Aufmerksamkeit!

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