Development of a Comprehensive Method for Steigbild Characterization, Analysis and Interpretation
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Zusammenfassung:
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer rechnergestützten Beschreibung, Analyse und Interpretation von Steigbildern. Die Methode macht zwei Untersuchungen möglich. Sie erlaubt es erstens, die Relevanz von morphologischen Steigbildmerkmalen zu ermitteln, um Proben unterschiedlicher Herkunft zu gruppieren. Zweitens zeigt sie, in welchem Umfang diese Merkmale zu einer Charakterisierung von Kulturpflanzen unter verschiedenen Anbaubedingungen und mit unterscheidbaren physikalisch-chemischen und biologischen Eigenschaften beitragen. Fernziel ist die Erstellung einer mehrdimensionalen Datenbank, in welcher neben der Auswertung von Steigbildern auch solche anderer bildschaffender Methoden erfasst werden können. Die Datenbank soll so angelegt sein, dass sie auch Grundlage für unabhängige weitere Forschung sein kann. Ein weiteres Ziel ist die Definition von universellen, quantifizierbaren Kriterien unabhängig davon, ob es sich um Steigbilder, Kupferchloridkristallisationen oder Rundfilterchromatographie handelt. Für die Entwicklung der Methode wurden Steigbilder von 60 Proben von Weizenkörnern aus biologischem Anbau gemacht. Sie stammten von zehn verschiedenen Sorten (Sommerweizen) und wurden mit zwei verschiedenen Düngungsstufen an drei Orten angebaut. Zehn quantifizierbare Bildmerkmale wurden ermittelt und für die Beschreibung der Bilder verwendet. Einige Merkmale wurden mit einfachen PC-Programmen errechnet, andere direkt auf den originalen Steigbildern gezählt oder gemessen. Die Messdaten wurden mit HCA (hierarchical cluster analysis) und PCA (principal component analysis) und mit dem Mann-Whitney-Test ausgewertet. Der Vergleich der Ergebnisse von HCA und PCA zeigte eine Übereinstimmung der Gruppierung von morphologischen Merkmalen. Mit dem Mann-Whitney-Test konnte gezeigt werden, dass diese Merkmale einen signifikanten Einfluss auf die Aufteilung in Clusters hatten (gemessen mit der «Ward-Distanz»). Die Clusters, und demnach ausgewählte morphologische Merkmale, korrelierten auch mit ver- schiedenen Anbau Parametern: Sortenherkunft, Düngungsstufe und Ort, ebenso wie chemischen und biologischen Eigenschaften wie Eiweissgehalt, Unkrautdruck, Ährenschieben, Erntezeitpunkt und Ertrag. Weiterführende Studien werden zeigen, ob die vorgestellte Methode auch bei anderen Kulturpflanzen Clusterbildung aufgrund morphologischer Steigbildmerkmale ergibt und ob vergleichbare Korrelationen zwischen Steigbildmerkmalen und Anbaubedingungen auftreten.
