Diese Studie umfasste ausschließlich Pflanzenmaterialien und beinhaltete keine Experimente an Menschen oder Tieren. Daher war keine ethische Genehmigung erforderlich. Die in diesem Protokoll verwendeten Forschungswerkzeuge sind in der Tabelle der Materialien aufgeführt.
1. Versuchsstandort
Das Experiment wurde während der Anbausaisons 2023/24 und 2024/25 auf der Versuchsstation des Gartenbauforschungsinstituts El-Qassassin, Provinz Ismailia, Ägypten (30°53′ N, 31°56′ E), durchgeführt, um die Reaktion von Fenchel (F. vulgare Mill.)-Pflanzen auf organische Düngung und die Applikation von Biostimulanzien zu untersuchen. Die klimatischen Bedingungen während der Wachstumsperiode (November–April) wurden von der meteorologischen Station Ismailia erfasst. Die durchschnittlichen minimalen und maximalen Lufttemperaturen lagen zwischen 12–18 °C bzw. 22–30 °C, während die relative Luftfeuchtigkeit zwischen 50 % und 65 % schwankte. Während der Versuchszeiträume wurden keine extremen Wetterereignisse verzeichnet (Abbildung 1).

Abbildung 1: Schematische Darstellung des Split-Plot-Versuchsdesigns mit Komposttee-Stufen, die den Hauptparzellen zugewiesen sind, und Biostimulanz-Behandlungen, die innerhalb der Teilparzellen über drei Wiederholungen verteilt sind. Ct.1, Ct.2 und Ct.3 stehen für 360, 480 bzw. 600 Liter pro Hektar (ha) als Bodenanwendung, wobei F.1, F.2, F.3, F.4 und F.5 Blattspritzungen mit 2 cm3/L Wasser für die jeweiligen Extrakte der Kontrolle, Azolla, Spirulina, Nostoc und Chlorella darstellen. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.
2. Pflanzenmaterial
Fenchelsamen wurden von der Abteilung für Forschung zu Arznei- und Aromatischen Pflanzen, Hortikultur-Forschungsinstitut, Agrarforschungszentrum, Dokki, Gizeh, Ägypten, bezogen. Die Samen wurden in der ersten Novemberwoche in Saatzuchtbetten ausgesät, und nach der Etablierung wurden die Sämlinge auf eine Pflanze pro Hügel ausgedünnt.
3. Bodenprobennahme und -analyse
Vor der Bodenvorbereitung wurden zusammengesetzte Bodenproben (0–30 cm Tiefe) entnommen, luftgetrocknet, durch ein 2-mm-Sieb gesiebt und hinsichtlich ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften mit standardisierten Verfahren analysiert13,14 (Tabelle 1).
| Partikelgrößenverteilung (%) | Texturklasse | *O.M. (%) |
| Grobsand | Feinsand | Schluff | Ton | Sandig | 0.48 |
| 80,65 | 14,06 | 3,8 | 1,49 |
| pH | EC dS/m | SP % | Kationen (meq/l) | Anionen (meq/l) |
| Ca++ | Mg++ | Na+ | K+ | HCO3- | Cl- | SO4 |
| 8 | 0,79 | 28 | 4 | 2,68 | 1,79 | 0,61 | 1,4 | 4,38 | 2,98 |
| *O.M.(%): organische Substanz |
Tabelle 1: Physikalische und chemische Eigenschaften des Versuchsbodens. Zu den Merkmalen gehören die Korngrößenverteilung, die texturale Klasse, der Gehalt an organischer Substanz, der pH-Wert, die elektrische Leitfähigkeit, der Sättigungsprozentsatz sowie die wichtigsten Kationen und Anionen.
4. Experimenteller Aufbau
Das Experiment folgte einem Split-Plot-randomisierten vollständigen Blockdesign mit drei Wiederholungen. Den Hauptparzellen wurden Komposttee-Stufen zugewiesen und den Teilparzellen die Biostimulanz-Behandlungen (Abbildung 2). Jede Parzelle maß 8,4 m2 und enthielt 24 Pflanzen, die in drei Reihen (4 m Länge) angeordnet waren, mit 70 cm Abstand zwischen den Reihen und 50 cm Abstand zwischen den Pflanzen innerhalb der Reihen.
Die Tropfbewässerung erfolgte mit Tropfern, die alle zwei Tage während einer Stunde 4 L h⁻1 pro Hügel abgaben. Um Störungen zwischen den Behandlungen zu vermeiden, blieb ein Graben zwischen den Parzellen unbebaut als Pufferzone.
Alle Parzellen erhielten während der Bodenvorbereitung zwei Wochen vor der Pflanzung 24 t ha⁻1 Kompost. Mineraldünger wurden in 50 % der empfohlenen Dosis (RD) angewendet: 360 kg ha⁻1 Ammoniumsulfat (20,6 % N), 240 kg ha⁻1 Calciumsuperphosphat (15,5 % P₂O₅) und 120 kg ha⁻1 Kaliumsulfat (48 % K₂O). Stickstoff- und Kaliumdünger wurden in drei gleichen Gaben im Abstand von 15 Tagen ausgebracht, während der Phosphordünger als einmalige Grundgabe appliziert wurde. Während der gesamten Wachstumsperiode wurden standardmäßige agronomische Praktiken befolgt.

Abbildung 2: Ölausbeute pro Hektar (kg ha⁻¹) und deren relativer Anstieg im Vergleich zur Kontrollbehandlung (T1: Ct1 × F1) in der ersten (S1) und zweiten (S2) Saison. Ct1 steht für die niedrigste Komposttee-Konzentration (360 L ha⁻¹) und F1 für die unbehandelte Kontrolle. Die Behandlungen sind wie folgt definiert: T1 (Ct1 × F1), T2 (Ct1 × F2), T3 (Ct1 × F3), T4 (Ct1 × F4), T5 (Ct1 × F5), T6 (Ct2 × F1), T7 (Ct2 × F2), T8 (Ct2 × F3), T9 (Ct2 × F4), T10 (Ct2 × F5), T11 (Ct3 × F1), T12 (Ct3 × F2), T13 (Ct3 × F3), T14 (Ct3 × F4) und T15 (Ct3 × F5). Die Fehlerbalken zeigen die Standardfehler des Mittelwerts (SEM). Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.
5. Komposttee-Behandlungen
Ausgereifter pflanzenbasierter Kompost wurde 24–48 h lang aerob in Süßwasser extrahiert. Der resultierende Komposttee wies eine elektrische Leitfähigkeit von 1,2–1,6 dS m⁻¹ auf.1 und einen leicht alkalischen pH-Wert (7,5–8,0). Komposttee wurde angewendet über Tropfbewässerung mit Raten von 360, 480 oder 600 L ha⁻1 über einen Zeitraum von 16 Wochen, beginnend einen Monat nach der Aussaat.
6. Herstellung und Anwendung von Biostimulanzien
Frische Biomasse von Azolla caroliniana, Spirulina platensis, Nostoc muscorum und Chlorella vulgaris wurde im Verhältnis von 1:10 (w/v) in destilliertem Wasser homogenisiert, filtriert und auf eine Endkonzentration von 2 cm3 L⁻1 (entspricht etwa 1200 L ha⁻1) verdünnt. Die Extrakte wurden frisch vor der Anwendung hergestellt und während der Wachstumsperiode dreimal (30, 60 und 90 Tage nach der Pflanzung) mittels Handsprüher bis zum Abtropfen als Blattspray aufgebracht.
7. Aufgezeichnete Daten
Parameter des vegetativen Wachstums
Sechs zufällig ausgewählte Pflanzen jeder Versuchseinheit wurden 65 Tage nach der Pflanzung geerntet. Die Pflanzenhöhe (cm) wurde von der Basis bis zur Spitze des Hauptstamms gemessen. Das gesamte frische Krautgewicht (g) und Trockengewicht (g) wurde erfasst, wobei das Trockengewicht nach dem Trocknen der Proben im Ofen bei 70 °C für 48 h bis zur Gewichtskonstanz bestimmt wurde. Die Anzahl der Seitentriebe pro Pflanze wurde als Durchschnittswert der untersuchten Pflanzen berechnet.
Extraktion von ätherischem Öl (EO)
Ätherisches Öl wurde aus 40 g geernteter Früchte mittels Wasserdampfdestillation über 3 h extrahiert, gemäß der von Miller beschriebenen Methode15. Das extrahierte Öl wurde ruhend stehengelassen, um eine vollständige Trennung sicherzustellen16.
Bestimmung des Gehalts und der Ausbeute von ätherischem Öl
Der Gehalt an ätherischem Öl (% w/w) wurde wie folgt berechnet:

Wobei:
WEO = Gewicht des extrahierten ätherischen Öls (g)
Wsample = Trockengewicht der der Hydrodestillation unterzogenen Pflanzenprobe (g)
Die ätherische Öl-Ausbeute pro Pflanze wurde wie folgt berechnet:

Wobei:
DWplant = Trockenmasse der gesamten Pflanze pro Pflanze (g)
EO-Gehalt = Gehalt an ätherischem Öl bezogen auf die Trockenmasse (% Gew./Gew.)
Hinweis: Es wurde angenommen, dass die Dichte von ätherischem Öl etwa 1 g cm⁻3 beträgt, was eine Umrechnung von Gramm in Kubikzentimeter ermöglicht.
Die ätherische Öl-Ausbeute pro Hektar wurde wie folgt berechnet:

Wobei:
EO AusbeutePflanze - 1 = ätherisches Öl pro Pflanze (cm3)
NPflanzen = Anzahl der Pflanzen pro Hektar
1000 = Umrechnungsfaktor von cm3 in L
Hinweis: Alle Berechnungen der Öl-Ausbeute basierten auf Trockenmasse, um Variabilitäten aufgrund des Feuchtigkeitsgehalts der Pflanze zu vermeiden.
Ausbeuteattribut
Die Anzahl der Dolden pro Pflanze wurde im Stadium der Fruchtreife erfasst, indem alle Dolden an jeder Pflanze gezählt wurden.
8. Statistische Analyse
Für jedes Merkmal und jede Saison wurden die Beobachtungen auf Ebene der Wiederholungen mittels des Shapiro-Wilk-Tests auf Normalverteilung überprüft. Da keine signifikanten Abweichungen von der Normalverteilung festgestellt wurden (p > 0,05), wurde eine parametrische Analyse durchgeführt. Die Daten wurden mittels Varianzanalyse (ANOVA) für ein Split-Plot-Design mit Statistix 8.1 (Analytical Software, 2008) ausgewertet, und die Behandlungsmittelwerte wurden mit dem Test der kleinsten signifikanten Differenz (LSD-Test)17 verglichen.
Die Hauptkomponentenanalyse (PCA) wurde als multivariates Werkzeug zur Zusammenfassung der Beziehungen zwischen den gemessenen Merkmalen durchgeführt. Eigenwerte wurden verwendet, um den relativen Beitrag jeder Komponente zu bestimmen, und die Biplot-Visualisierung diente zum Vergleich der Behandlungen und der Assoziationen zwischen Merkmalen18.