This article was downloaded by: [University of Auckland Library]On: 16 October 2014, At: 13:00Publisher: Taylor & FrancisInforma Ltd Registered in England and Wales Registered Number: 1072954Registered office: Mortimer House, 37-41 Mortimer Street, London W1T 3JH, UK

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Untersuchung über den Einflußeiner langjährig unterschiedlichenDüngung auf die Qualität derErnteprodukteHermann Ansorge a & Karl-Heinz Klemm aa Institut für Saatgut und Ackerbau Halle-Lauchstädt derDeutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zuBerlin ,Published online: 02 Jun 2009.

To cite this article: Hermann Ansorge & Karl-Heinz Klemm (1966) Untersuchung über denEinfluß einer langjährig unterschiedlichen Düngung auf die Qualität der Ernteprodukte,Archives of Agronomy and Soil Science, 10:8, 747-756, DOI: 10.1080/03650346609413687

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Aus dcin Institut ffir Saatgut und Ackerbnu IInllc-LauchstKdt dcr Deutschen dlindeniie der Lnndautsclinftsn.isscnschaftcn zu Berlin

HERMAXX AXSORGE und KARL-HEIXZ KLEJIIJI

Untersuchung uber den EinfluIS eincr 'langjahrig unterschied- lichen Dungung auf die Qualitat der Ernteprodukte

1. JIitteilung Eiugcgnngen: 26 . l i . lO65

Der verstarkte Einsatz der Uineraldiingung hat in den letzten Jahnelinten groOe Ertragssteigerungen bei fast allen Iiulturpflanzen bewirkt. Die Dungung be- einfluOt jedocli neben dem Ertrag auch in entscheidendem AlaOe die Qualitat der Erntcprodukte; Auf diesen starken Einflul3 ivurde bereits in zalilreiehen Arbeiten liingewiesen (SCIIJIALFUSS u. MICIIEEL, 1935; SCIIMALFUSS, 1038, 1053; PFUTZSER, PFAFF u. ROTII, 1938; SELKE, 1938, 1940, 1965; SCIIUPHAN u. Alitarbeiter, 1053, 1057, 1055, 1959, 1961, 1963; PRIJIOST u. AZitarbeiter, 1056, 1960, 1062; LIXSER, 1958, 1060; NIEJIBXX, 1059; ASISSIJIOV, 1959; DUJILEIK, 1950; GERICKE, 1959; \\'ELTE, 1960; ABERlrAar, 1961 ; NEIIRIXG u. Xitarbeiter, 1059, 1961 ; SCIIIPPERS,

1961 ; ASLAXJXS, 1962; SOWIXSRI, 1963; SAALBACII, ICESSEN u. I ~ ~ ~ R T E s , 1963;

Besonders stark wvird sicli der Einflul3 einer unterschiedlichen langjahrigen orga- nisclien und mineralischen Diingung auswirken. Deshalb mar fur die Unter- suehungen ubcr den EinfluB dcr Dungung auf die Qualitat der Ernteprodukte der 1002 auf Schwarzerdeboden in Lauchstadt angelegte ,,Statische Diingungsversuch" besonders gccignct. Ubcr Anlagc und bisherigc Ergebnisse des ,,Statischen Ver- suches" Lauchstiidt wurde bereits in der Literatur ausfiihrlich berichtet (11. a.

Den1 ,,Statischen Diingungsversuch" Lauchstiidt liegt clie Fruchtfolge Zuclier- riiben, Sommergerstc, Iiartoffeln, Winteriwizcn zugrunde. Dic organisclie Diin- gun6 erfolgt in 3 Bliicken:

u. a.).

SELKE U. SCIIJIIDT, 19%; RUTHER U. AXSORGE, 1969; AXSORGE, 1965).

a) 300 &/ha Stallmist b) 200 dt/lia Stallmist } jedes 2. Jahr zur Haclifrucht

c ) oline Stallmist In jedeii dieser Bliiclie ist noclimals ein Nahrstoffmangelversucli init den Parzellen SPK, AT, N, PK und ohne Mineraldiingung eingebnut. Die lilare Anlage und gewvissenhafte Durchfiihrung des Versuches iiber GO Jahre ermiigliclit es, einen Einblick iiber den Einflul3 dcr Diingung auf dic Qualitlt der Ernteprodukte zu bekoninien. Naturlicli war es Iliclit miiglicli, alle Qualitiitsmerkmale bei den 4 Friichten zu untcrsuclien. I n der 1. Mittcilung sol1 iiber die Beeinflussung der Iiolileliydrate sowie iiber die I'eranclerung der Backqualitat,, ICorngriiOc und dcs Tauscndkorn- gewiclits (TICG) bei Getreide berichtet wverden, wahrend in der 2. Jlitteilung auf die Wirkung der Diingung auf den Vitamin- und EiweiOgelialt eingegangen wird.

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748 ASSOROE und KLEVJI. Cinflull einer Inngjahrig untcrkhiedlichen DIIngung

Zur Zeit wird nocli daran gearbeitet, den Einflufl auf die biologisclie Wertigkeit des Eimifles zu iibcrpriifen.

1. Untcrsuchungen der Iiohleliydratgeli~Ite Bei den Untersucliungen iiber den EinfluB der Diingung auf den Iiohlehydrat- gehalt liandelt cs sich neben der Zusammenstellung der GOjahrigen Ergebnisse yon Zuckcruntersuchungen in Ruben und St iirkeuntersuchungen in Iiartoffeln um clie Bestimmung der einzclnen Kohlehydratfralitionen in ICartoffeln nus den Ernten der Jalire 10G3/GI. In den langjiihrigen Untersuchungen wurde dcr Rohr- zucliergehalt in den Zuckerriiben im Anfang durch Digestion bei 75 "-80 O und ab ctma 1940 durcli kalte Digestion unter Zusatz r o n Toluol (SCLKE, 1042) polari- metrisch bestimmt, miilirend der Stiirkegclialt der Iiartoffeln init der REIMAXX- sclien I<artoffelwaage erniittelt wurde. Fur die Bestimmung der dirclrt reduzieren- den Zuclier und des Gcsamtzuckergehaltes in Iiartoffeln wurclc. wvie folgt rer- faliren : Bei clcr Vorbereitung der Proben ivurde auf cine Trocknung verzichtet, da durch die Erwiirmung Veriinderungen in der Pflanzensubstanz Iiervorgerufen werden ktinnen. Besonders WOLF (102G) und WATER~IASS (1914) liaben gefundcn, daB beim Trocknen der IZartoffeln Saccharose aus Stiirkc gebildet wird. Die Iiartoffel- knollen \mrclen dcslialb sofort nacli dcr Ernte niit der vicrfacher. Rlenge ron wasserfreiem Natriunisulfat verricbcn. Bei cliesem Verfahren wird die Fernient- tiitiglicit schneH ausgesehaltet, da dem System Wasser entzogen wircl. Dies cr- liennt man daran, daB derartige Natriunisulfat -Troclicnpul\-er von Iiartoffel- knollen rein wein sind, miilirend sich im allgenieinen zersttii tcs Iinollenge\vebe sehr sclinell dunlid verfiirbt. Diese Vorbercitung liat folgende Vorteile : Ein- ma1 brauclit die Untersuchung niclit sofort dnrchgefiilirt zii \vcrden, was bei eincr T7ielzahl von Proben sonst problematiscli wird, und zum anderen wird cine Trennung in clie leichtloslichen Zuckerstoffe unti die schn.erlosliclicn hochpoly- meren Kohlehydrate wie Stiirlie und Zellulose moglieli geniaclit. 50 g der frisclien Iiartoffelknollen werden mit 200 g wasserfrciem Xa,SO, verrieben. 50 g dcs Natriumsulfat-Troclienpul~-ers, entsprecliend 10 g Frisehsabstanz, werden dann in einem 250-cm3-bIcBkolben mit 150 en13 Wasser wrsetzt und im Wasserbad eine halbe Stunde ermiirmt. Bei dieser Ka,SO,-Iioiizentration quillt clie Starlie niclit auf, und clie Bildung Itislieher Stiirbe n-ircl dadurch wrmieden. Die Losung wird nach dem Erlialten auf 250 en13 aufgefullt und filtriert und ini Filtrat die Zuckerbestinimung nacli HACEDORS-JESSES (1041) rorgenonimen. Das Prinzip der Ncthode bestelit darin, daB eine mit Zinkliyclrosydaufscli~~ emmung ent- eiweiBtc Zuckcrltisung eine alkalisclie Ferrieyanidlosung reduziert. Das gebildete Ferrocyanid nird als ZinkL-erbindung ausgefiillt und das iiberscliiissigc Ferri- cyanid jodometrisch bestimmt. Die Erniittlurig des Gesamtzuckers crfolgt nach der Inversion mit Salzs5ure analog der Bestimmung der clirekt reduzierenden Zucker. Somohl der Gcsamtzueker als aucli die direkt reduzierenden Zucker murden auf Glukosc berechnet. Schon SClIK4LFnSs (103G) schreibt deni Iialium-Ion cine auflerordentliche Be- deutung im I~ohlcli~dratstoff~~eclisel der Pflanze zii. Xeucre Arbeiten gehen auf

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~lbreclit-Thaer-Archiv, 10. Band. Heft 8, 1966 749

SCIIECIi (1953) und AJIBERGER (1954) zuruck, \relchc die Zusammenhiinge der Verschiebung des Iiolileliydratstoff\reclisels mit dcr Veriindening dcr Aktivitiit, und Wir1;ungsireise dcr Carboliydrnsen hermisstellen. Es sollte deshalb aucli im Iangjtilirigen ,,Statischen Versuch" Lauchstiidt vor allem dcr Einflun der Diingung auf den Gelialt an ciirekt reduzierenden Zuckcrn und den Gesamtzucl~ergelinlt bei ICartoffcln untersucht .ireden.

Tabelle 1 ,,Statischcr Vers~cl:" Lauchstiidt - Iiartoffeln Gclialt an Monosacchariden und Gesamtzuckcr in Iiartoffelknollen (JIittel der Untcrsucliungen von 3 Schliigen 19G3 und l O G 5 in yo der Frischsubstanz)

300 dt/l:a Stallmist 200 dt/ha Stallmist o h m Stallmist Mono- Gesamt- Jlono- Gesamt- Nono- Gesamt- saccharide zucker saccharide zucker saccharide zucker

NPK 0,523 1,115 0,535 1,025 0,528 0,955 XP O,GO2 0,813 0,648 0,759 0,651 0,7G3 xi< 0,528 0,908 0,532 0,953 0,530 0,883 x O,GS9 0,818 0,658 0,783 0,673 0,745 PIC 0,503 1,013 0,515 0,912 0,518 0,973 0 0,585 0,784 O,G14 0,743 O,G02 0,702

Die Ergcbnisse sind in Tabellc I wiedergegeben. Die I(alimange1varianten zcich- nen sich durch cinen litilieren hIonosncclinridgelialt nus, wahrcnd der Gesarntzucker- gehalt auf den init ICali geciiingten Parzellen Mier liegt als auf den Kalimangel- parzellcn. Einc Stcigerung der niedermolekularen Zucker ist auch bei der AT- TJariante von der hijchsten Stallniistgabe zur rcinen hlineraldiingnngsreilie zu erselien. W e aus Tabelle 2 hervorgcht, fiillt der Snccharosegehalt bei ICalimangel sehr stark ab. Ebenso liegt das Saccnrose : Glukose-Vediiiltnis bei Unterlassung der Iialidiingnng sehr niedrig. Die Kalidiingung iibt somit einen entscheidenden

Tabcllc 2 ,,Statkcher Versuch" Lauclistiidt - Iiartoffeln Saccliarosegelialt in Kartoffelknollen (Nittel der Untcrsucliungen von 3 Schlagen 19G3 und 1964 in yo der Frisch- substanz)

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300 dt/l:a Stallmist 200 &/ha Stallmist ohne Stallmist Saccharosc Saccharose Saccharosc Saccharosc x 100

direkt red. Zuckcr

NPIC 0,592 0,400 0,457 8G,G NP 0,211 0,104 0,112 17,2 XK 0,380 0,421 0,353 GG,G x 0,129 0,125 0,072 10,7 PK 0,510 0,307 0,455 87,8 0 0,200 0,129 0,100 . 1G,G

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760 ASSORGE und KLEJIJI. EinfluD eincr InngjShrig untcrschicdlicheii Dungling

EinfluB auf die VcrHnderung des Zuckergehaltes aus. Der EinfluI3 der Phosphor- slure und des Stickstoffs ist niclit so ldar ausgepriigt wie bei der ICnlidiingung. Die Qualitiit der Kartoffel wird jedoch vor allem von der Hdie des Stlrkege- haltes bestinimt (Tab. 3). Die GOjlhrigen AIittelwerte zeigen, daB der Stiirliege- halt clurch die Stallmistdiingung auf den NPR-Parzellen im Vergleich zu denen ohne Stallmist etw& abnahni. Diese etwas niedrigen Stiirkegehaltc auf den mit Stallmist gediingten Panellen sind mahrscheinlich auf die etmas hiilieren Wasser- gehalte in den Bartoffelknollen bei verstiirkter N-Zufulir durch die Stallmist- diingung zuriickzufiiliren. Die verstiirkte Zufuhr von N fiilirt bei den ICartoffeln zu einer I'crminderung der hochmolekularen Kolilehydrate.

Tabelle 3 ,,Statischer Versuch" Lauclistiidt - Kartoffeln Stiirkegehalt (yo) und Stiirkeertrag (dt/ha) (Mittel der Jahre 1903-1963)

200 dtbia Stallmist Stiirkegehalt Stiirkeertrag in yo &/ha

SPIi 17,s 46,s A T 18,G 42,7 SIC 17,6 40,O N 18,3 3F,9 PIC 18,O 38,O . 0 18,2 32,O

ohne Stallmist Stiirkegelialt Stiirkecrtrag in Yo dt/ha

18,s 43,G 17,3 20,3 18,l 32,7 18,O 22,3 18,O 25,8 18,O 14,l

Auf dem ohne Stallmist gediingten Block ist auf der Kalimangelparzelle, in uber- cinstimniung niit den vorhcr beschriebenen Untersuchungen, eine Abnahme der Stlrkegehalte und, bedingt durcli die schr niedrigen Ertriige, aucli cine sehr starke Verringerung der Stlrkeertrlge vorhnnden. Wenn aucli liohe ICaligabcn zu ICartoffeln ini Anivendungsjahr, wahrscheinlich durcli die Zufulir von Chlor-Ionen, oft, eine gcringe Abnnlime der Starkegchaltc in den ICnollen zeigen, so beweisen die Ergebnisse docli eindeutig die Bedeutung einer ausreicliendcn ICalidiingung zu ICartoffeln. Bei den Zuckerriiben wurde auf eine gctrennte Untersucliung der einzelnen IColile- hydratfraktionen verzichtet. Es sollen l i e r nur die Durchsclinittswertc des Gesamtzuckergelialtes im Mittel der GO Jalire angegeben werden (Tab. 4). Aus den aufgczcichneten Werten geht liervor? daB die Stallmistdiingung auf die Zuckergelinlte keinen EinfluB ausiibte ; denn auf den NPIC-Parzellen beider Bliielie wvurdcn irn GOjiihrigen Xittel ctwa gleicI!hohc ZucliergehaIte erzielt. Eine starkere Abnalimc der Zuclicrgehalte trat im Mittel lediglich bei Unterlassung der PhospliorsBurcdiingung auf dem rein mineraliscli gedungten Block auf. Diese niedrigeren Zucliergehnlte sind vor allem auf clic schr langsamc Jugcnclent11-ic1~- lung der Zuclierriiben auf den P-Mangelpnrzellen zuriickzufiihren. Die Phosphor- saurezufnlir durch den Stallmist hat den Abfall der' Zuekergehalte auf den Par- zellen ,,200 dt/lia Stallmist + NIC" rcrhindern litinnen.

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. Albrrcht-Thnrr-~rchir, 10. Band, IIcft 8, 10BB 75 1

Tabclle 4 ,,Statisclier Vcrsuch" Lauclistldt - Zuclicrriibcn Zuckcrgelialt dcr Ruben in yo im Nittel der Jahrc 1903-1963

200 dt/lia Stallniist ohne Stallmist

NPK 20,o XP 19,8 NK 19,9 B l9,7 PK 20,2 0 20,2

20,l l9,l 17,9 17,7 20,o 19,4

2. EinfluB der Diingung auf Backqualitat, Hektolitergcwviclit und Sortierung

Die Qualitst des Weizens w i d in starkem MaBe von dessen BackfHlliglieit, die vom Iilebergclialt und desscn QualitHt abhhngt, bestimmt. Zur Feststellung der BackfHlliglxit wurden deslialb im Wintcrir-cizen der Ernten clcs ,,Statisclien Versuches" am den Jahren 1039 -1063 der Feuclitklebcrgehalt durcli Aus- waschung mit 2'$&iger NaCl-Losung, die Quellzahl nacli BERLIXER und KOOPJIAXN und die Tcstzahl nach der Schrotglirmcthode von PELSIIEP;KE fcstgestcllt (vgl. Netliodenbuch Band XV von PELSIIEXKE und Mitarbeitern, 1033). Die Ergeb- nisse clicscr Untcrsucliungcn sind in Tabelle 5 zusanimengestellt. Die Xulti-

Tabelle 5 ,,Statisclier Vcrsuch" Lauchstadt - Wintcrweizen ~ackqualitltsuntersuchungcn im Xittel dcr Jahrc 1959- 1963

Feucht- Quell- Test- Giitc- klcbcr zahl zahl zahl %

300 dt/lia Stallmist NPK 142 6 4 27 2345 0 12,l 5,G 26 2163

200 dt/ha Stallmist NPK 12,4 695 26 2260 0 9,9 698 23 2078

ohne Stallmist NPH 12,o 797 25 2320 KP 15,G 4 3 28 2270 XI< 19,o 394 27 2165 N 20,G 2,7 26 2085 PIC 892 694 23 1940 0 g,G 7 2 22 2060

Die nacliqunlit8tsuntcrsucliungcn wurden irn Institut Iiir Pflanzcnziichtung dcr JInrtin-Luther-Uni\-ersitSt linlle - Wittenberg durchgefiihrt.

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dlbrecht-Thner-Arclriv, 10. Band. Heft 8, IOGG 753

plikation der Feuchtklebergehalte mit 25, dcr Quellzahl mit 100 und der Testzalil mit 50 ergibt zusammen die Giitezahl, die in der Tabelle ebenfalls mit aufgefiihrt ist. W e aus den aufgezeichneten Ergebnissen liervorgcht, wurde der Feuchtkleber- gehalt ziemlich stark durch die unterschiedliche Diingutig beein!luBt. So hatte die Unterlassung der N-Diingung auf dcm Block ,,ohm Stallmist" eine starke Ab- nahme dcr Feuclitklebergelialte zur Folge, whlirencl dcrselbe bei cinseitiger N- Diingung stark anstieg. Bcim Vegleicli der Feuclitklebergelialtc im Weizen der iUPIC-Parzcllen mit und oline Stallmist kommt die Stickstoffwirkung des Stallniistes ebenfalls Zuni Aus- druck. Fast die entgegengesctztc Tendenz \vie beim Feuclitklebcrgehnlt ist bei der Qucllzahl dcs Winteriveizens zu beobachten, denn liier liegen die Werte bci Unter- lassung der Stickstoffcliingung mit am liiiclisten, miihrcnd dieselben bei Stickstoff- iiberfluB (N- und NK-Parzcllcn, oline Stallmist) besonders niedrig sind. So wurden auch ini Weizen der ,,NPIZ-Parzelle, ohne Stallmist" hohere Quellzalilwvcrte als l e i glciclizeitigcr Stallmistdiingung gefundcn. Die nacli der Schrotghrmcthode ermittelten. Testzalileri lassen wiederum einen positiven Einflul3 der Stickstoff- diingung erkcnncn. Aucli hier sind auf den Stickstoffinangelparzelleii die niedrig- sten Werte rorhanclcn, und auf den Volldiingerparzellen mit gleiclizeitiger Stall- mistdiingung liegen die Testzahlcn geringfiigig liiilier als auf der rein niineraliscli gediingtcn &TIC-Parzelle. Die nus den drci Untersuchungswerten resulticrenden Giitezalilcn dcs Weizcns zeigeii im Mittel lediglich auf den i\Iangelparzellen (besonders bei N-Mangel) des Blocks ,,oline Stallmist" einen Abfall der Giitezahl. Die T7erbcsserung der Back- qualitht des Weizens bei Stickstoffdiingung stimmt gut mit den Ergcbnisscn von SELILE (1938) bei der Anwendung dcr zusatzlichen sphten N-Diingung iibercin. Im Mittel ist die Qualitat des untersucliten Winterweizens (Sorte ,,Fanal") schr schleclit. Eine wesentliche TTerbesserung t ra t durch die Diingung niclit cin. Die Stallmistgabe wirkte sicli nicht positiv auf die Backqualitht aus. Aus Tabellc G gcht liervor, daB die Stallmistdiingung im Mittel der Jahre 1959 bis 19G3 auf den NPIC-Parzcllen keinen griiBereri EinfluB auf die IZorngriiBc und so- mit auch auf dasTausenkorngc~~elit ausiibte. Lediglich auf den Parzellen ,,NPII + 300 d t / h Stalhnist" wwrden etwas niedrigere ICorngroBen festgestellt. Sehr stark wvirkte sicli die Untcrlassung der Kalidiingung auf dcm Block ,,ohne Stallmist" aus. Der absolute I<alimangel hatte eine starke Abnalime der ICorngroBen zur Folge. Das Hektolitergewviclit murde durcli die untersclliedliche Diingung weniger beeinfluat. Lediglich auf den N-Xangelparzellen t ra t eine Abnahme cles Hekto- litergewichtes auf.

Zusammenfassung Um den EinfluS einer langjhlirig untersclliedlichen Diingung auf die Qualitat der Ernteprodukte zu iiberpriifen, wurden Untersuchungen an den 4 Fruchtarten des 1902 angclegten ,,Statischen Diingungsversuches" Lauchstldt durchgefiihrt. Die Untersuchungen der IZohleliydrate lieBen crkennen, daB der Zuckergehalt in Zuckerriiben ini GOjhhrigcn Mittel besonders bei Unterlassung der Phosphorsaure-

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754 ASSOPICE und KLEMX, I3nAnLl finer hngjllrrig unterschiedlichen Diingun:!

tliingung abfiel. Bei den Stlrliegeldten der Iiartoffeln wurrle in1 IangjSlirigen Durchschiiitt lediglich bei absoluteni Iialiniangel eine Abnahme beobaehtet. Bei den Untersucliungcn der Iiolileliydratfraktion in I<artoffeln konnte auf den Raliiiiangelparzellcn ein besonders holier Gehalt an Nonosaccliariden festgestellt werden, wallrend der Gesamtzuckergehalt auf den mit IZali gediingten Parzellen liiiher lag als auf den Iialimangelparzellen. Bneliqualit~tsuntersuchungen bei Wintermizen zeigten bei Stickstoffmangel eine Abnahme der Feuclitklebergelialte und der Testzalil, miilirend bei der Quellzalil bei Unterlassung der Stickstoffdfingung die hiichsten Werte ermittelt wurden. Die Giitezalil 12Bt somit bei N-illangel (besonders auf dem Block ,,ohne Stallmist") cine Versehlechterung der Backqualitiit erkennen.

Summary

Studies were carried out on four crops of the "Static Fertilization Test" of Laucli- staedt introduced in 1902. Subject of the studies was to find out tlie influence of long-term variation in fertilization on the quality of harvested crops. Studies on carbohydrates re\-ealcd in tlie mean of GO years that tlie sugar content. in sugar beets dropped mainly when phosphoric acid fertilization mas avoided. The long-term average starch content of potatoes was found to decline only with ab- solute potassium deficiency. Studies on the carbohydrate fraction in potatoes on potassium dcficieney plots revealed a very high content of monosaccharides, mliereas the total sugar content on plots nitli potassium fertilization was higher than that on potassium deficiency plots.

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Albreclit-Thnrr-Archiv, 10. Band, Heft 8, 19GG 755

Baking quality tcsts wit11 winter wheat showed that nitrogen deficiency caused declines in moist glutcn content and test numbcr, while highest values for the swelling rate wcre cstablished when nitrogen fertilization was avoided. Hence, the quality figure revealed a dccline in baking quality as a result of nitrogen cicficiency (mainly for the ';no farmyard manure'' variant.).

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Dr. KARL-IIEISZ KLEI\IM Institut fiir Pflnuzenerniihrnng Jenn, Zweigztelle fiir Untersuehungsswesen IInlle. der Deutselien dkndeinie der Lnndn.Lrtschaftsnissenselinften zu Berlin 401 linlle, lIeiuricli-und-Thotns-JI.?nn-Strn~e 10

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