Vorwort 10

1 Einführung. 12

1.1 Grundbegriffe und Inhaltsubersicht 12

1.1.1 Okosysteme 14

1.1.2 Agrarokosysteme 15

2 Beginn und Entwicklung der Landwirtschaft. 18

2.1 Die ersten Menschen 18

2.2 Beginn der Landwirtschaft 20

2.2.1 Von der Wild- zur Kulturpflanze 21

2.2.2 Entstehungszentren der Landwirtschaft. 24

2.2.3 Ausbreitung von Landwirtschaft und Kulturpflanzen 26

2.3 Fortschritte und Folgen der Landwirtschaft. 28

2.3.1 Technische Entwicklung und Mechanisierung. 30

2.3.2 Kunstliche Bewasserung. 30

2.3.3 Dunger und Pflanzenschutzmittel 31

2.3.4 Pflanzenzuchtung 32

2.3.5 Auswirkungen intensiver Landbewirtschaftung 34

2.4 Einteilung der Agrarokosysteme 36

2.4.1 Wechselsysteme 38

2.4.1.1 Feldwaldwirtschaft 38

2.4.1.2 Feldbuschwirtschaft 39

2.4.1.3 Feldgraswirtschaft. 40

2.4.2 Dauersysteme 41

2.4.2.1 Permanenter Ackerbau. 41

2.4.2.2 Dauerkulturen 44

3 Muster und Prozesse in Ökosystemen 47

3.1 Biotische Interaktionen 47

3.1.1 Nahrungsbeziehungen 47

3.1.1.1 Autotrophe Organismen. 47

3.1.1.2 Heterotrophe Organismen 48

3.1.1.3 Trophische Ebenen und Nahrungsnetze. 50

3.1.2 Konkurrenz. 51

3.1.3 Mutualismus. 52

3.2 Biozonosen 54

3.3 Biodiversitat 58

3.3.1 Artendiversitat in naturlichen Systemen 58

3.3.2 Artendiversitat in Agrarokosystemen. 60

3.4 Sukzession 63

3.5 Energie- und Stoffflusse 65

3.5.1 Energieflusse durch Nahrungsnetze 65

3.5.2 Stofftransport durch Wasser und Wind 68

3.5.3 Energie- und Stoffflusse in Agrarokosystemen 69

3.6 Globale Stoffkreislaufe 70

3.6.1 Wasser (H2O) 70

3.6.2 Kohlenstoff (C) 73

3.6.2.1 Anthropogene Einflusse auf den CO2-Haushalt. 75

3.6.3 Sauerstoff (O) 77

3.6.4 Stickstoff (N). 79

3.6.4.1 Prozesse im Stickstoffkreislauf 79

3.6.4.2 Anthropogene Einflusse auf den

Stickstoffkreislauf 83

3.6.5 Phosphor (P). 86

4 Die Kulturpflanze und ihre Umwelt 89

4.1 Strahlung und Energie 89

4.1.1 Fotosynthese. 89

4.1.1.1 C3-Pflanzen 91

4.1.1.2 C4-Pflanzen 92

4.1.1.3 CAM-Pflanzen 93

4.1.1.4 Einstrahlung in Agrarokosysteme 93

4.1.2 Warmeenergie 96

4.1.2.1 Temperatur und Standort 97

4.1.2.2 Einfluss der Temperatur auf die Entwicklung von Kulturpflanzen 98

4.2 Wasser. 100

4.2.1 Bodenwasserhaushalt 100

4.2.1.1 Infiltration. 100

4.2.1.2 Verdunstung 102

4.2.2 Bewasserung. 102

4.3 Boden 105

4.3.1 Bodenentwicklung und Bodeneigenschaften. 106

4.3.2 Identifizierung und Einteilung von Boden 108

4.3.3 Pflanzennahrstoffe 109

4.3.3.1 Verfugbarkeit der Nahrstoffe 111

4.3.4 Bodenreaktion (pH-Wert) 113

4.3.5 Bodenorganismen. 114

4.3.5.1 Zusammensetzung und Funktionen von Bodenbiozonosen 115

4.3.5.2 Einflussfaktoren auf Bodenbiozonosen 117

4.3.5.3 Bedeutung von Humus in Agrarokosystemen 121

4.3.6 Bodenerosion 122

4.4 Ackerbegleitflora. 124

4.4.1 Konkurrenz zwischen Kulturpflanzen und Unkrautern 124

4.4.1.1 Konkurrenz um Licht 124

4.4.1.2 Konkurrenz um Nahrstoffe 126

4.4.1.3 Konkurrenz um Wasser 126

4.4.1.4 Kombinierte Konkurrenzwirkungen 127

4.4.1.5 Spezielle Konkurrenzsituationen 127

4.4.2 Allelopathie. 130

4.4.3 Parasitische Blutenpflanzen 130

4.5 Phytophagen. 131

4.5.1 Trophische Gruppen der Phytophagen. 132

4.5.1.1 Ektophage Konsumenten des Kormus. 132

4.5.1.2 Endophage Konsumenten des Kormus 134

4.5.1.3 Konsumenten an Bluten, Samen und Fruchten 136

4.5.2 Wirtspflanzenspektrum der Phytophagen 137

4.5.3 Schadlinge und ihre Wirkungen auf den Ertrag. 139

4.5.3.1 Kompensationsfahigkeit der Pflanze 141

4.5.3.2 Ressourcenversorgung und Schadlingsbefall 142

4.5.4 Pflanzliche Abwehr von Phytophagen 143

4.5.4.1 Morphologische Merkmale. 145

4.5.4.2 Sekundare Pflanzenstoffe 146

4.5.4.3 Induzierte Abwehr 152

4.5.4.4 Effektivitat der pflanzlichen Abwehr 156

4.6 Phytopathogene 158

4.6.1 Viren 159

4.6.2 Bakterien 160

4.6.3 Pilze. 161

4.6.4