Zum Potenzial der Integration von Migrantinnen in den Sport durch interkulturelle Vereine

Einleitung Im deutschsprachigen Raum besteht ein hoher Anteil an sportlich inaktiven und in Sportvereinen unterrepräsentierten Migrantinnen (Burrmann et al., 2015; Lamprecht et al., 2014). Migrantinnen ist der Zugang zu Sportaktivitäten häufig erschwert aufgrund von Diskriminierung, Konflikten und Grenzziehungen. Häufig wurde das Potenzial der Integration in den Sport bzw. Sozialisation zum Sport von Migrantinnen in (ethnischen) Sportvereinen und im Schulsport untersucht. Hingegen ist zur Integration in den Sport in interkulturellen Vereinen wenig bekannt. Basierend auf dem theoretischen Ansatz Boundary Work (Lamont & Molnár, 2002) wurden geschlechtsbezogene und ethnische Grenzziehungsprozesse hinsichtlich der Sportpartizipation von Migrantinnen in einem interkulturellen Verein sowie vereinsbezogene Möglichkeiten, welche die Integration in den Sport fördern, untersucht. Methode Es wurden halbstrukturierte Interviews mit acht Migrantinnen und zwei Leiterinnen eines interkulturellen Vereins in der Schweiz sowie eine Gruppendiskussion mit sechs Migrantinnen durchgeführt. Die Datenauswertung erfolgte mittels qualitativer Inhaltsanalyse und dokumentarischer Methode. Ergebnisse Die Resultate indizieren vielfältige, verschränkte, sich überlagernde und durchlässige Grenzen, die das Geschlecht und die Ethnizität allgemein betreffen. Im Speziellen wirken migrations- und lebensphasenspezifisch geprägte Haltungen gegenüber „mütterlichen“ Verpflichtungen, sprachlichen- und beruflichen Ausbildungspflichten sowie Praktiken der Körperverhüllung. Die jeweilige Struktur der Grenzverschränkungen wirkt z.T. mehrfach restriktiv. Zur Überwindung der Grenzen bietet der Verein z.B. professionelle Mitarbeiterinnen; Kinderbetreuung; niederschwellige, kosten- und zeitgünstige Sportangebote exklusiv für Frauen; und eine wohlwollende Atmosphäre mit gleichberechtigtem Zusammensein. Diskussion Interkulturelle Vereine können den Zugang zu Sportangeboten für Migrantinnen erleichtern und die Integration in den Sport bzw. die Sozialisation zum Sport fördern. Der auf Grenzziehung fokussierte theoretische Ansatz und die vorliegenden Resultate eröffnen neue Forschungsperspektiven im Bereich Sport und Sozialisation sowie Integration.

Selbstgesteuertes Lernen mit Kompetenzrastern. Ein theoretischer Blick auf das Potenzial eines pädagogischen Instruments zum individualisierten Lernen

Kompetenzraster sind pädagogische Instrumente, die zum kompetenzorientierten, individualisierten und selbstgesteuerten Lernen in beruflichen Schulen eingesetzt werden. Sie werden üblicherweise im Rahmen eines pädagogischen Gesamtkonzeptes genutzt, indem die Raster oft ein zentrales Instrument in einem komplexen Gefüge schulischer Lern- und Lehrprozesse sind. Kompetenzraster sind häufig der Fixpunkt, an dem sich andere Instrumente (wie Checklisten und Lernjobs) orientieren und sie definieren die Ausgangs- und Zielpunkte der Lernprozesse. Dabei werden den Schülern üblicherweise Freiheitsgrade eingeräumt, so dass sie (mit-) entscheiden ob, was, wann, wie und woraufhin sie lernen. Die schulische Arbeit mit den Rastern kann als ein Versuch angesehen werden, die Lernenden in den Mittelpunkt pädagogischen Denkens und Handelns zu stellen. Dieser Beitrag hat das Ziel, selbstgesteuertes Lernen aus einer distanzierten, vom einzelnen pragmatischen Modell abstrahierenden und eher theoretischen Perspektive auf das individualisierte Lernen mit Kompetenzrastern zu beziehen. Im Kern wird ein Systematisierungsansatz entwickelt, in dem die komplexen Zusammenhänge des Lernens mit Kompetenzrastern im Kontext von selbstgesteuertem Lernen dargestellt werden. Damit soll ein Beitrag zur Elaboration des Lernens mit Kompetenzrastern in beruflichen Schulen geleistet werden. Konkret wird die folgende Frage fokussiert: Was können Kompetenzraster im Rahmen selbstgesteuerten Lernens leisten? (DIPF/Orig.)

Das bildungstheoretische Potenzial inklusiver Pädagogik. Meilensteine der Konstruktion von Bildung und Behinderung am Beispiel von Kindern mit Lernschwierigkeiten

Inklusion erfordert Veränderungen, Umbau und Umdenken auf vielen Ebenen. Ob Teilhabe gelingt, entscheidet sich letztlich im pädagogischen Alltag. So muss in einem inklusiven Bildungssystem auch geklärt werden, was Bildung ausmacht, wenn sie alle Kinder adressiert. Was bedeutet hier Bildung und in welchem Zusammenhang stehen die Konstrukte von Bildung und Behinderung? Wurden doch traditionell die Grenzen des ersten systemwirksam mit der Zuschreibung des zweiten markiert. Das vorliegende Buch thematisiert in historischer Perspektive die sich verändernden Vorstellungen über Bildung, Behinderung(en) und Gerechtigkeit im Bildungssystem sowie die damit verbundenen kontroversen Debatten sowie die häufig uneinheitlichen, teils gegenläufigen Entwicklungen der sogenannten Sonder- und der sogenannten Regelpädagogik. Die Analyse arbeitet die Beiträge integrations- und inklusionspädagogischer Theorien (Reiser, Feuser, Prengel, Wocken, Reich) zu einem gemeinsamen Bildungsverständnis für alle Kinder heraus. Diese Potenziale integrations- und inklusionspädagogischer Theoriebildung werden eingeordnet in bildungstheoretische Dimensionen sowie in die aktuellen Debatten um Inklusion und Bildung als Menschenrecht. (DIPF/Orig.)

Methodenoptimierung für multifokale Simultanableitungen von Muster-Elektroretinogramm und visuell evozierten Potentialen : Einfluss von Reiz-Rate und Reiz-Typ

Magdeburg, Univ., Diss., Med. Fak., 2011

Untersuchung trainingsbedingter Veränderungen der Richtungsunterscheidung von Gleittönen mit der Mismatch Negativity

Magdeburg, Univ., Med. Fak., Diss., 2015

Bedeutung von mehrjährigen, artenreichen Blühstreifen und Feldrainen für Tagfalter und Widderchen : Fallbeispiele aus der Agrarlandschaft um Bernburg (Saale)

Für viele der ehemals in der Agrarlandschaft weit verbreiteten Tagfalter- und Widderchenarten wurden in den letzten Jahren rückläufige Trends ermittelt. Agrarumweltmaßnahmen und das seit der neuen Förderperiode 2014 bestehende Greening der Direktzahlungen erscheinen aktuell als die einzigen Mechanismen mit dem Potenzial Arten der Normallandschaft großflächig zu erhalten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde 2013 und 2014 die Bedeutung förderungsfähiger, mehrjähriger sowie artenreicher Blühstreifen und Feldraine für Tagfalter und Widderchen in der Agrarlandschaft um Bernburg-Strenzfeld analysiert. Auf den angelegten, wildkräuterreichen Flächen konnten im Vergleich zu gewöhnlichen Randstrukturen und Ackerflächen sowohl mehr Tagfalter- und Widderchenarten als auch -individuen nachgewiesen werden. Mehrjährige, artenreiche Blühstreifen und Feldraine gewährleisten von April bis September ein stetiges und diverses Nektarangebot und stellen für Falter Lebensraum und somit eine Maßnahme für den Biotopverbund dar. Ein Zusammenhang zwischen verfügbaren Nektarpflanzenarten und Falterarten sowie –individuen konnte belegt werden. Besonders bedeutsame Nektarpflanzen wurden ermittelt. Mit Kulturarten angelegte Flächen besitzen, im Vergleich zu aus artenreichem Saatgut etablierten, ab dem ersten Jahr eine geringere Bedeutsamkeit als Lebensraum für Tagfalter und Widderchen. Es konnten deutlich weniger Nektarpflanzen und eine sehr geringe Stetigkeit dieser nachgewiesen werden. Förderungsfähige, mehrjährige Blühstreifen und Feldraine verfügen bei einer Anlage mit artenreichen Wildkrautmischungen, einer geeigneten Pflege und der Anlage in der Nähe geeigneter Donatorflächen über das Potenzial, die intensiv genutzte Agrarlandschaft für Tagfalter und Widderchen aufzuwerten.

Digitale politische Partizipation - Spannungsfeld zwischen MyPolitics und OurPolitics

Der Beitrag untersucht soziale und politische Aspekte digitaler politischer Partizipation. Einerseits müssen die Optionen für MyPolitics ausgeschöpft werden, indem Instrumente für elektronische Abstimmungen und Wahlen bereitgestellt werden. Andererseits sollte das Potenzial politischer Partizipation genutzt und Plattformen für OurPolitics gefördert werden. Solche Plattformen, ergänzt durch geeignete Matching-Verfahren, bringen Interessierte mit ähnlichen Anliegen zusammen und fördern politische Gestaltungskraft. Sie sind ein erster Schritt zum Public Memory einer digitalen Gesellschaft und bereichern nachfolgende Generationen mit ihrem Gedankengut.

Nanopartikel am Arbeitsplatz

Nanopartikel sind sehr kleine Partikel, die gezielt so hergestellt sind, dass ihr Durchmesser kleiner als etwa 100 nm ist. Sie werden in der Industrie eingesetzt, weil Materialien mit solch kleinen Dimensionen oft neue Eigenschaften aufweisen, die sie vom Ursprungsmaterial unterscheidet. Das Potenzial für mögliche Gesundheits- und Umwelteffekte von Nanomaterialien wird zurzeit intensiv diskutiert, denn die möglichen Effekte der neuen Eigenschaften auf Umwelt und Gesundheit sind erst unvollständig geklärt. Für die Abklärung der Risiken ist es wichtig, Informationen über die möglichen Expositionen und mögliche Freisetzungen in die Umwelt zu haben. Bisher wurden aber Daten über eingesetzte Stoffmengen und Materialarten selten systematisch erhoben. Wir haben in der Schweiz eine repräsentative Studie durchgeführt, um den Einsatz von Nanopartikeln im gesamten Industriesektor abschätzen zu können. Diese Studie ist unseres Wissens weltweit die erste solche Studie. Sie verwendete die Definition von Nanopartikeln, welche Nanofasern und Agglomerate von Nanopartikeln mit einschließt. Geschätzte 1.300 Arbeiter in 600 Firmen sind direkt an einer Nanopartikelanwendung beteiligt und könnten somit exponiert werden. Dies sind etwa 0,6% der Firmen und etwa 0,08% der Arbeiter des Schweizer Produktionssektors. Um nun zu bestimmen, ob solche Arbeiter mit Nanopartikel in Kontakt kommen oder nicht, stehen verschiedene Messmethoden zur Verfügung. Die aktuelle Technik erlaubt eine quantitative Messung der Anzahl der Partikel in der Luft, deren Masse oder auch Oberfläche. Diese Messgrößen allein geben zwar Hinweise auf die Präsenz von Nanopartikeln, die möglichen Gesundheitseffekte einer Exposition sind aber erst unvollständig abgeklärt und erlauben keine abschließende Risikoanalyse für den Arbeitsplatz. Mehrere Aktionspläne für die Entwicklung eines sicheren und nachhaltigen Umgangs mit Nanomaterialien wurden in den letzten Jahren gestartet (EU, Schweiz). Internationale und nationale Organisationen entwickelten Guidelines und Empfehlungen für industrielle Anwendungen (Internationale Organisation für Normung - ISO, Schweizerische Unfallversicherungsanstalt - SUVA, Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin - BAuA, zusammen mit dem Verband der Chemischen Industrie - VCI). Diese generellen Informationen müssen nun in die Industrie transferiert und an die spezifischen Bedürfnisse der betroffenen Unternehmen angepasst werden. Die aufgezeigte, relativ geringe Verbreitung von Nanopartikelanwendungen in der Industrie weist darauf hin, dass heute Schutzmaßnahmen noch proaktiv und kostengünstig entwickelt und eingeführt werden können. Aber sollte die vorhergesagte "Nano-Revolution" wirklich eintreten, ist die Zeit gekommen, jetzt aktiv zu werden. [Autoren]

Subpixel-Filterung für eine autostereoskopische Multiperspektiven-3-D-Darstellung hoher Qualität

Die stereoskopische 3-D-Darstellung beruht auf der naturgetreuen Präsentation verschiedener Perspektiven für das rechte und linke Auge. Sie erlangt in der Medizin, der Architektur, im Design sowie bei Computerspielen und im Kino, zukünftig möglicherweise auch im Fernsehen, eine immer größere Bedeutung. 3-D-Displays dienen der zusätzlichen Wiedergabe der räumlichen Tiefe und lassen sich grob in die vier Gruppen Stereoskope und Head-mounted-Displays, Brillensysteme, autostereoskopische Displays sowie echte 3-D-Displays einteilen. Darunter besitzt der autostereoskopische Ansatz ohne Brillen, bei dem N≥2 Perspektiven genutzt werden, ein hohes Potenzial. Die beste Qualität in dieser Gruppe kann mit der Methode der Integral Photography, die sowohl horizontale als auch vertikale Parallaxe kodiert, erreicht werden. Allerdings ist das Verfahren sehr aufwendig und wird deshalb wenig genutzt. Den besten Kompromiss zwischen Leistung und Preis bieten präzise gefertigte Linsenrasterscheiben (LRS), die hinsichtlich Lichtausbeute und optischen Eigenschaften den bereits früher bekannten Barrieremasken überlegen sind. Insbesondere für die ergonomisch günstige Multiperspektiven-3-D-Darstellung wird eine hohe physikalische Monitorauflösung benötigt. Diese ist bei modernen TFT-Displays schon recht hoch. Eine weitere Verbesserung mit dem theoretischen Faktor drei erreicht man durch gezielte Ansteuerung der einzelnen, nebeneinander angeordneten Subpixel in den Farben Rot, Grün und Blau. Ermöglicht wird dies durch die um etwa eine Größenordnung geringere Farbauflösung des menschlichen visuellen Systems im Vergleich zur Helligkeitsauflösung. Somit gelingt die Implementierung einer Subpixel-Filterung, welche entsprechend den physiologischen Gegebenheiten mit dem in Luminanz und Chrominanz trennenden YUV-Farbmodell arbeitet. Weiterhin erweist sich eine Schrägstellung der Linsen im Verhältnis von 1:6 als günstig. Farbstörungen werden minimiert, und die Schärfe der Bilder wird durch eine weniger systematische Vergrößerung der technologisch unvermeidbaren Trennelemente zwischen den Subpixeln erhöht. Der Grad der Schrägstellung ist frei wählbar. In diesem Sinne ist die Filterung als adaptiv an den Neigungswinkel zu verstehen, obwohl dieser Wert für einen konkreten 3-D-Monitor eine Invariante darstellt. Die zu maximierende Zielgröße ist der Parameter Perspektiven-Pixel als Produkt aus Anzahl der Perspektiven N und der effektiven Auflösung pro Perspektive. Der Idealfall einer Verdreifachung wird praktisch nicht erreicht. Messungen mit Hilfe von Testbildern sowie Schrifterkennungstests lieferten einen Wert von knapp über 2. Dies ist trotzdem als eine signifikante Verbesserung der Qualität der 3-D-Darstellung anzusehen. In der Zukunft sind weitere Verbesserungen hinsichtlich der Zielgröße durch Nutzung neuer, feiner als TFT auflösender Technologien wie LCoS oder OLED zu erwarten. Eine Kombination mit der vorgeschlagenen Filtermethode wird natürlich weiterhin möglich und ggf. auch sinnvoll sein.

Transpersonale Dimensionen in der Pädagogik

Die vorliegende Dissertation stellt einen Überblick dar, der theoretische und praktische Ansätze und Modelle untersucht, die transpersonale Dimensionen enthalten. Die transpersonale Psychologie entwickelte sich aus der Humanistischen Psychologie, die in der Mitte des letzten Jahrhunderts in Amerika entstand und sich in den 60er und 70er Jahren in Europa etablierte. Der Schwerpunkt der transpersonalen Psychologie liegt nicht primär auf menschlichen Bedürfnissen und Interessen, sondern bezieht neben der gesellschaftlichen die über die Person hinausgehende Dimension des Menschen mit ein. Der Theorieteil umfasst eine Vielzahl von Konzepten aus der Entwicklungspsychologie, der Reformpädagogik, der Psychotherapie, der Körpertherapie, spirituellen Schulungen, der Tiefenökologie sowie der Neurobiologie. Diese Ansätze geben Aufschluss darüber, wie sich das Weltbild von einer streng rationalen, linearen Sichtweise hin zu einem dynamischen Verständnis entwickelt hat. Der Praxisteil enthält pädagogische Fallstudien alternativer Schulen, deren Konzepte über reformpädagogische Konzepte hinausweisen und insbesondere Wert auf Spiritualität, Naturverbundenheit, Demokratiefähigkeit sowie die Anerkennung verschiedener Lernprozesse legen. Er beinhaltet außerdem Schulungen für Erwachsene, die meditative und psychotherapeutische Verfahren miteinander verbinden sowie Ansätze fernöstlicher Meditationstechniken, die sich besonders für westliche Menschen eignen. Aus den theoretischen Modellen und den praktischen Konzepten ergeben sich zehn transpersonale Dimensionen: Die 'Ethik der Ehrfurcht vor dem Leben', 'Tiefenökologie und Bewusstseinswandel', den 'politisch-sozialen Aspekt', das persönlich-bedeutsame Lernen', das 'Gefühl des Getragenseins' das taoistische 'Tun des Nicht-Tuns', die Schulung von 'Achtsamkeit, Selbstreflexion und Vielperspektivität', das 'Transformative Lernen', 'Spiritualität im Alltag' und die 'neue Rolle des Lehrers'. Diese transpersonalen Dimensionen erlauben keine klare Einordnung einer Schule, sondern weisen auf eine potentielle Entwicklung hin, die durch Schulungen erreicht werden kann. Dabei geht es in erster Linie darum, wie Kinder, Jugendliche und Erwachsene sich durch eine Pädagogik, die eine intensivere Zugangsweise zu sich selbst zulässt, getragen fühlen und ein Seinsvertrauen erlangen können, dass ihnen dabei hilft, auch in kritischen Lebensphasen gelassen zu reagieren. Bei der transpersonale Pädagogik handelt es sich nicht um eine neue Schule, sondern um eine neue Dimension, die integrierendes Potenzial besitzt, da sie Menschen dabei unterstützt, eine Perspektive einzunehmen, die über die eigene hinausreicht und zu einem erweiterten Verständnis für andere Menschen, Lebensweisen und Werte beiträgt. Durch die transpersonale Pädagogik entstehen neue Möglichkeiten, globalen Herausforderungen zu begegnen. Das Einbeziehen der transpersonalen Dimensionen fördert eine Entwicklung, die ein persönliches und gesellschaftliches Verantwortungsbewusstsein miteinander verbindet. Spiritualität kann dazu beitragen, dass der Mensch Erfahrungen macht, die über das hinausgehen, was er bisher kennengelernt hat und sich ihm dadurch neue Perspektiven eröffnen. Spirituelle Schulungen sollten aber immer auch die Person des Übenden einbeziehen, das In-der-Welt-Sein, die Verbindungen zum Alltag fördern, denn nur die Entwicklung von Sozialkompetenzen führt dazu, dass der Mensch eine tiefe Verantwortung für sein eigenes Leben, die Menschen in seiner Gemeinschaft und darüber hinaus spüren kann. Die in der Dissertation erarbeiteten transpersonalen Dimensionen können dazu beitragen, Schule in einen salutogenen Ort zu verwandeln und Bildungsprozesse respektvoll zu gestalten. Das bedeutet, Lernen nicht auf die Wissensvermittlung zu reduzieren, sondern als Lebenserfahrung anzuerkennen.

Hyperspectral field measurements to determine dry matter yield and nutritive value of legume-grass swards

Summary: Productivity, botanical composition and forage quality of legume-grass swards are important factors for successful arable farming in both organic and conventional farming systems. As these attributes can vary considerably within a field, a non-destructive method of detection while doing other tasks would facilitate a more targeted management of crops, forage and nutrients in the soil-plant-animal system. This study was undertaken to explore the potential of field spectral measurements for a non destructive prediction of dry matter (DM) yield, legume proportion in the sward, metabolizable energy (ME), ash content, crude protein (CP) and acid detergent fiber (ADF) of legume-grass mixtures. Two experiments were conducted in a greenhouse under controlled conditions which allowed collecting spectral measurements which were free from interferences such as wind, passing clouds and changing angles of solar irradiation. In a second step this initial investigation was evaluated in the field by a two year experiment with the same legume-grass swards. Several techniques for analysis of the hyperspectral data set were examined in this study: four vegetation indices (VIs): simple ratio (SR), normalized difference vegetation index (NDVI), enhanced vegetation index (EVI) and red edge position (REP), two-waveband reflectance ratios, modified partial least squares (MPLS) regression and stepwise multiple linear regression (SMLR). The results showed the potential of field spectroscopy and proved its usefulness for the prediction of DM yield, ash content and CP across a wide range of legume proportion and growth stage. In all investigations prediction accuracy of DM yield, ash content and CP could be improved by legume-specific calibrations which included mixtures and pure swards of perennial ryegrass and of the respective legume species. The comparison between the greenhouse and the field experiments showed that the interaction between spectral reflectance and weather conditions as well as incidence angle of light interfered with an accurate determination of DM yield. Further research is hence needed to improve the validity of spectral measurements in the field. Furthermore, the developed models should be tested on varying sites and vegetation periods to enhance the robustness and portability of the models to other environmental conditions.

Digital image analysis as a tool to estimate legume contributions in legume-grass swards

Summary: Productivity and forage quality of legume-grass swards are important factors for successful arable farming in both organic and conventional farming systems. For these objectives the botanical composition of the swards is of particular importance, especially, the content of legumes due to their ability to fix airborne nitrogen. As it can vary considerably within a field, a non-destructive detection method while doing other tasks would facilitate a more targeted sward management and could predict the nitrogen supply of the soil for the subsequent crop. This study was undertaken to explore the potential of digital image analysis (DIA) for a non destructive prediction of legume dry matter (DM) contribution of legume-grass mixtures. For this purpose an experiment was conducted in a greenhouse, comprising a sample size of 64 experimental swards such as pure swards of red clover (Trifolium pratense L.), white clover (Trifolium repens L.) and lucerne (Medicago sativa L.) as well as binary mixtures of each legume with perennial ryegrass (Lolium perenne L.). Growth stages ranged from tillering to heading and the proportion of legumes from 0 to 80 %. Based on digital sward images three steps were considered in order to estimate the legume contribution (% of DM): i) The development of a digital image analysis (DIA) procedure in order to estimate legume coverage (% of area). ii) The description of the relationship between legume coverage (% area) and legume contribution (% of DM) derived from digital analysis of legume coverage related to the green area in a digital image. iii) The estimation of the legume DM contribution with the findings of i) and ii). i) In order to evaluate the most suitable approach for the estimation of legume coverage by means of DIA different tools were tested. Morphological operators such as erode and dilate support the differentiation of objects of different shape by shrinking and dilating objects (Soille, 1999). When applied to digital images of legume-grass mixtures thin grass leaves were removed whereas rounder clover leaves were left. After this process legume leaves were identified by threshold segmentation. The segmentation of greyscale images turned out to be not applicable since the segmentation between legumes and bare soil failed. The advanced procedure comprising morphological operators and HSL colour information could determine bare soil areas in young and open swards very accurately. Also legume specific HSL thresholds allowed for precise estimations of legume coverage across a wide range from 11.8 - 72.4 %. Based on this legume specific DIA procedure estimated legume coverage showed good correlations with the measured values across the whole range of sward ages (R2 0.96, SE 4.7 %). A wide range of form parameters (i.e. size, breadth, rectangularity, and circularity of areas) was tested across all sward types, but none did improve prediction accuracy of legume coverage significantly. ii) Using measured reference data of legume coverage and contribution, in a first approach a common relationship based on all three legumes and sward ages of 35, 49 and 63 days was found with R2 0.90. This relationship was improved by a legume-specific approach of only 49- and 63-d old swards (R2 0.94, 0.96 and 0.97 for red clover, white clover, and lucerne, respectively) since differing structural attributes of the legume species influence the relationship between these two parameters. In a second approach biomass was included in the model in order to allow for different structures of swards of different ages. Hence, a model was developed, providing a close look on the relationship between legume coverage in binary legume-ryegrass communities and the legume contribution: At the same level of legume coverage, legume contribution decreased with increased total biomass. This phenomenon may be caused by more non-leguminous biomass covered by legume leaves at high levels of total biomass. Additionally, values of legume contribution and coverage were transformed to the logit-scale in order to avoid problems with heteroscedasticity and negative predictions. The resulting relationships between the measured legume contribution and the calculated legume contribution indicated a high model accuracy for all legume species (R2 0.93, 0.97, 0.98 with SE 4.81, 3.22, 3.07 % of DM for red clover, white clover, and lucerne swards, respectively). The validation of the model by using digital images collected over field grown swards with biomass ranges considering the scope of the model shows, that the model is able to predict legume contribution for most common legume-grass swards (Frame, 1992; Ledgard and Steele, 1992; Loges, 1998). iii) An advanced procedure for the determination of legume DM contribution by DIA is suggested, which comprises the inclusion of morphological operators and HSL colour information in the analysis of images and which applies an advanced function to predict legume DM contribution from legume coverage by considering total sward biomass. Low residuals between measured and calculated values of legume dry matter contribution were found for the separate legume species (R2 0.90, 0.94, 0.93 with SE 5.89, 4.31, 5.52 % of DM for red clover, white clover, and lucerne swards, respectively). The introduced DIA procedure provides a rapid and precise estimation of legume DM contribution for different legume species across a wide range of sward ages. Further research is needed in order to adapt the procedure to field scale, dealing with differing light effects and potentially higher swards. The integration of total biomass into the model for determining legume contribution does not necessarily reduce its applicability in practice as a combined estimation of total biomass and legume coverage by field spectroscopy (Biewer et al. 2009) and DIA, respectively, may allow for an accurate prediction of the legume contribution in legume-grass mixtures.

Determination of yield and quality parameters of energy crops applying laboratory and field spectroscopy

A real-time analysis of renewable energy sources, such as arable crops, is of great importance with regard to an optimised process management, since aspects of ecology and biodiversity are considered in crop production in order to provide a sustainable energy supply by biomass. This study was undertaken to explore the potential of spectroscopic measurement procedures for the prediction of potassium (K), chloride (Cl), and phosphate (P), of dry matter (DM) yield, metabolisable energy (ME), ash and crude fibre contents (ash, CF), crude lipid (EE), nitrate free extracts (NfE) as well as of crude protein (CP) and nitrogen (N), respectively in pretreated samples and undisturbed crops. Three experiments were conducted, one in a laboratory using near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) and two field spectroscopic experiments. Laboratory NIRS measurements were conducted to evaluate to what extent a prediction of quality parameters is possible examining press cakes characterised by a wide heterogeneity of their parent material. 210 samples were analysed subsequent to a mechanical dehydration using a screw press. Press cakes serve as solid fuel for thermal conversion. Field spectroscopic measurements were carried out with regard to further technical development using different field grown crops. A one year lasting experiment over a binary mixture of grass and red clover examined the impact of different degrees of sky cover on prediction accuracies of distinct plant parameters. Furthermore, an artificial light source was used in order to evaluate to what extent such a light source is able to minimise cloud effects on prediction accuracies. A three years lasting experiment with maize was conducted in order to evaluate the potential of off-nadir measurements inside a canopy to predict different quality parameters in total biomass and DM yield using one sensor for a potential on-the-go application. This approach implements a measurement of the plants in 50 cm segments, since a sensor adjusted sideways is not able to record the entire plant height. Calibration results obtained by nadir top-of-canopy reflectance measurements were compared to calibration results obtained by off-nadir measurements. Results of all experiments approve the applicability of spectroscopic measurements for the prediction of distinct biophysical and biochemical parameters in the laboratory and under field conditions, respectively. The estimation of parameters could be conducted to a great extent with high accuracy. An enhanced basis of calibration for the laboratory study and the first field experiment (grass/clover-mixture) yields in improved robustness of calibration models and allows for an extended application of spectroscopic measurement techniques, even under varying conditions. Furthermore, off-nadir measurements inside a canopy yield in higher prediction accuracies, particularly for crops characterised by distinct height increment as observed for maize.