Analysen zur Anwendung der ‚Hohenheim - Gülzower - Serienauswertung‘ im regionalisierten Sortenversuchswesen in Mecklenburg - Vorpommern

Analysen zur Anwendung

der ‚Hohenheim - Gülzower - Serienauswertung‘

im regionalisierten Sortenversuchswesen

in Mecklenburg - Vorpommern

 

D i s s e r t a t i o n

zur Erlangung des akademischen Grades

Doctor rerum agriculturarum

(Dr. rer. agr.)

 

 

eingereicht an der

Lebenswissenschaftlichen Fakultät

der Humboldt - Universität zu Berlin

 

von

Dipl. Ing. agr. Volker Michel

geboren am 13. April 1963 in Rostock

 

 

Inhaltsverzeichnis

1   Einführung. 5

2   Zielstellung. 9

3   Versuchsserien - Theorie, Literatur 10

4   Material 24

4.1    Pflanzenarten. 24

4.2    Merkmale und deren deskriptive Beschreibung. 25

4.3    Faktoren und Faktorstufen. 34

4.3.1    Faktoren bzw. Klassifizierungsgrößen in Einzelversuchen. 36

4.3.2    Zusätzliche Faktoren bzw. Klassifizierungsgrößen der Serien / Umwelten. 45

4.4    Dem Sortenprüfsystem immanente systematische Unbalanciertheit 49

4.5    Differenzierte Präzision der Sortenmittelwerte aus Einzelversuchen  54

5   Methoden. 56

5.1    Regionalisierung. 56

5.1.1    Boden-Klima-Räume für alle Pflanzenarten als Bausteine verschiedener Regionalisierungsziele. 56

5.1.2    Pflanzenartspezifische Anbaugebiete für die Sortenempfehlung  59

5.1.3    Konzept von Zielgebiet und Einbeziehung von Nachbargebieten  61

5.2    Transformation. 63

5.2.1    Box-Cox-Transformation. 64

5.2.2    Relativzahlen und die ‚folded exponential transformation‘ 66

5.3    Das Auswertungsmodell 69

5.3.1    Das allgemeine gemischte Modell und die verwendete Syntax für die Formulierung der Modellgleichungen. 69

5.3.2    Herleitung des Auswertungsmodells für die Varianzkomponentenschätzung. 70

5.3.3    Gewichtung der Sortenmittelwerte aus Einzel­versuchen mittels der Kehrwerte ihrer Fehlervarianzen. 74

5.3.4    Modellanpassungen zur Berücksichtigung der genetischen Korreliertheit der Sorteneffekte zwischen Anbaugebieten. 77

5.3.5    Gewichtung von Zielgebiet und Nachbargebieten bei der Bestimmung der Sortenmittelwerte und ihrer Genauigkeit - Einführung  80

5.3.6    Vorhersage gewichteter Sortenmittelwerte bei Betrachtung des Faktors Sorte als zufällig - in einem Modellschritt 82

5.3.7    Vorhersage gewichteter Sortenmittelwerte bei Betrachtung des Faktors Sorte als zufällig - in zwei Modellschritten. 83

5.3.8    Gewichtete Sortenmittelwerte ohne Schrumpfungsschätzung  86

5.3.9    Schätzung spezifischer Anbaugebietsgewichte und Präzisionsmaße für jede Sorte. 88

5.4    Integration der Modelle in die SAS®-basierte Anwendersoftware PIAFStat 90

5.5    Definition von Szenarien. 96

6   Ergebnisse und Diskussion. 99

6.1    Modellvoraussetzungen, Datenverhalten und Transformation. 99

6.1.1    Typische Muster beim Datenverhalten. 99

6.1.2    Effekte der Transformation auf die Mittelwerte in der Serienauswertung. 114

6.1.3    Diskussion. 116

6.2    Varianzkomponenten- und Mittelwertschätzung. 124

6.2.1    Typische Muster in der Struktur der Varianzkomponenten. 124

6.2.2    Effekte der langjährigen Auswertung und der Einbeziehung vorgelagerter Versuche auf Mittelwerte und ihre Genauigkeit 131

6.2.3    Effekte einer Gewichtung der Sortenmittelwerte aus Einzelversuchen mittels der Kehrwerte ihrer Fehler­varianzen auf Serien-Mittelwerte und ihre Genauigkeit 138

6.2.4    Diskussion. 140

6.3    Gewichtung von Zielgebiet und Nachbargebieten. 146

6.3.1    Typische Muster in der Struktur der genetischen Korrelationen  146

6.3.2    Typische Muster in der Gewichtung von Nachbargebieten. 148

6.3.3    Effekte der Einbeziehung von Nachbargebieten auf Mittelwerte im Zielgebiet und ihre Genauigkeit 151

6.3.4    Diskussion. 156

6.4    Diskussion der Problematik: Faktor ‚Sorte‘ als fix oder als zufällig definieren?. 161

6.4.1    BLUE- und BLUP- Ansatz für Sorteneffekte. 161

6.4.2    Differenzierte Anforderungen in den Phasen der züchterischen Selektion und der nachfolgenden amtlichen Sortenprüfung. 162

6.4.3    Verzerrungspotenzial durch Schrumpfungsschätzung bei unterlassener Berücksichtigung von mit dem Ziel­merkmal korrelierten wertbestimmenden Merkmalen. 165

6.5    Validierungsansätze. 169

6.5.1    Stabilität der Varianzkomponentenschätzung. 169

6.5.2    Auswirkung variierender Varianzkomponentenschätzungen auf die Schätzung der Sorteneffekte. 170

6.5.3    Güte der Schätzung von Sorteneffekten nach einer sechsjährigen Auswertung als Vorhersage für das Folgejahr 172

6.5.4    Diskussion. 175

7   Schlussfolgerungen. 177

Zusammenfassung. 184

Summary. 186

Abkürzungsverzeichnis. 188

Literaturverzeichnis. 191

Tabellenverzeichnis. 196

Abbildungsverzeichnis. 198

Anlagenverzeichnis. 200

Anlagen. 201

Erklärung. 213

Danksagung. 214

 

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Dokumente

Verfasser Volker Michel
Erscheinungsdatum 09.05.2016
Telefon 03843 / 789-210
E-Mail v.michel@lfa.mvnet.de