Das Projekt "Optimierung der vorhandenen biologischen Abwasseranlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft, Professur Industriewasserwirtschaft durchgeführt. Bis zum Zeitpunkt der Überleitung der anfallenden Abwässer der KSG Leiterplatten GmbH in das Kanalnetz des Zweckverbandes Wasserwerke Westerzgebirge muss die vorhandene biologische Abwasserreinigung aufrecht erhalten bleiben. Im Rahmen des Projektes erfolgten Untersuchungen hinsichtlich der Reinigungsleistung und der Schlammeigenschaften. Dabei wurden zum einen verschiedene Belebtschlämme zum Animpfungen der Belebungsanlage und zum anderen die Auswirkungen einer Fremdwasserreduzierung untersucht. Darüber hinaus erfolgten Untersuchungen verschiedener Strategien zur Überbrückung einer Betriebsruhe und deren Einfluss auf die biologische Abwasserreinigung.
Das Projekt "Verteilung und Stabilität des Kohlenstoffs beim Abbau von 14C-markiertem Weizenstroh in den verschiedenen Kompartimenten eines Bodens mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Bewirtschaftung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft Braunschweig-Völkenrode, Institut für Agrarökologie durchgeführt. Es ist die Hypothese aufgestellt worden, dass neben nicht abgebauten Pflanzenresten die organische Substanz des Bodens grob aus zwei Kompartimenten besteht. Bestimmt durch den Ton- und Feinschluffanteil entwickelte sich ein inerter C-Pool während der Genese von Böden. Dieser an die mineralischen Feinanteile gebundene Kohlenstoff nimmt nur über einen langen Zeitraum am Kohlenstoffumsatz von Böden teil. In Abhängigkeit von der landwirtschaftlichen Praxis entwickelt sich während des durch die metabolische Aktivität von Bodentieren und Mikroorganismen verursachten Abbaus von Pflanzenresten und organischen Düngern ein zweiter, labiler C-Pool. Dieser ist im wesentlich verantwortlich für die Nährstoffflüsse in Böden. Das Ziel des geplanten Forschungsprojektes ist es, in Laborexperimenten die Verteilung von frisch zugeführten 14C aus markiertem Weizenstroh zwischen inertem und labilem C-Pool über den Zeitraum eines Jahres zu verfolgen. Zusätzlich wird die Mineralisierung des Pflanzenmaterials zu 14CO2, die Bildung wasserlöslicher 14C-Metabolite und die anabolische Verwertung des markierten Kohlenstoffs durch die mikrobielle Biomasse des Bodens verfolgt. Nach einer physikalischen Fraktionierung der mineralisch-organischen Bodensubstanz in einzelne Größenfraktionen soll deren Gehalt an 14C/12C organischer Substanz über die Zeit bestimmt werden. In einem Inkubationsexperiment werden die isolierten Größenfraktionen mit der autochthonen Bodenflora beimpft werden, und die dabei durch die Aktivität der Mikroorganismen freigesetzten 14CO2 Mengen sind ein Indikator für die Stabilität der organischen Substanz in den einzelnen Fraktionen. Für diese Untersuchungen werden Proben eines landwirtschaftlichen Bodens ausgesucht, der für viele Jahrzehnte verschiedener Düngungspraxis (null, mineralisch, organisch) unterlag. Durch dieses Forschungsprojekt werden Informationen über die kausalen Zusammenhänge von Bodenprozessen bei der Bildung und Speicherung der organischen Substanz im Boden erwartet.
Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UFZ-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH durchgeführt. Mineraloelschaeden stehen in der Haeufigkeit bei Altlasten und Kontaminationen an erster Stelle. Mit dem Abzug der ehem. Sowjetischen Streitkraefte steht als Aufgabe die Sanierung der geraeumten Standorte. Mineraloelschaeden gewinnen damit eine neue Dimension. Obwohl viele Firmen mikrobielle Sanierungsverfahren fuer mineraloelkontaminierte Boeden anbieten, bleiben dennoch viele Fragen offen. Nach anfaenglich gutem bis befriedigendem Abbau von Kohlenwasserstoffen verlangsamt sich der Prozess und stagniert schliesslich bei Restkonzentrationen zwischen 10 und 30 v.H. des Ausgangswertes. Ueber die Ursachen dieser Abbaugrenze ist bisher wenig bekannt, dazu sollen im Rahmen des Projektes systematische Untersuchungen durchgefuehrt werden. Hauptziele des Vorhabens sind die Bestimmung der Dekontaminationsleistung der autochthonen Mikrobenflora sowie ausgewaehlter Mischkulturen und Spezialisten fuer die nach technischer Sanierung verbleibenden Mineraloelkohlenwasserstoffe, die Aufklaerung der Ursachen fuer die Stagnation des mikrobiellen Abbaus, Untersuchungen zum Einfluss der Matrix 'Boden' und Versuche zur Minimierung der Restkonzentration.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum - Rheinpfalz durchgeführt. Bei Radies treten seit einigen Jahren insbesondere nach Witterungsextremen mit starken Niederschlägen Schäden durch phytopathogene Bakterien aus der Gruppe der Pseudomonaden auf. Es wird vermutet, dass die Erreger auch über das Saatgut verbreitet werden können. Die Resistenzzüchtung wird als einzige Möglichkeit zur Kontrolle dieser Bakteriosen angesehen. Im derzeitigen Radiessortiment sind keine Resistenzen gegen Pseudomonaden bekannt. Mit der Entwicklung eines Resistenztests wird die Grundlage für die Züchtung resistenter Sorten geschaffen. Daneben soll ein Testverfahren für Saatgutbefall entwickelt werden. In einem Zeitraum von 3 Jahren wird ein Verfahren entwickelt, mit dem die Wirtspflanzenreaktion an abgeschnittenen Pflanzenteilen überprüft werden soll. So kann einerseits die Widerstandsfähigkeit adäquat beurteilt werden, andererseits bleibt aber die Vitalität der getesteten Individuen unbeeinträchtigt. Zur Überprüfung der im Testsystem bei künstlicher Inokulation gewonnenen Ergebnisse soll ein ausgewähltes Sortiment an Sorten/Linien im Freiland unter natürlichen Infektionsbedingungen getestet werden. Anschließend erfolgt die Implementierung der Testmethodik in den Zuchtbetrieben. Parallel dazu wird eine Testmethodik zum Saatgutnachweis entwickelt und in den Zuchtbetrieben implementiert.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Angewandte Mikrobiologie, Professur für Allgemeine und Bodenmikrobiologie durchgeführt. Wheat and barley production will be optimized under low energy input in organic farming at two experimental field stations of University Giessen and University Hohenheim. Effects of root densities (row distance), two nutrients fertilization regimes and seed inoculation of the plant growth promoting bacterium Hartmannibacter diazotrophicus will be analyzed in wheat as an important winter crop and in the summer crop barley. Quality parameters of produced grains differ for the two crops. For baking wheat protein quality and quantity is important while for malting barley high starch content is required. These parameter of the grains will be related to their root system and rhizosphere microbiome under the different treatments. The seed, root and rhizosphere bacterial and fungal microbiome will be analysed and it is expected to be specific for the two crop plants and less affected by the two soil types and locations. We aim to analyze the implication of root competition, nutrient limitation and seed inoculation on the microbiome under field conditions. Root competition will be analyzed using two different row distances under a low and optimal nitrogen fertilization regime. The plant root system might further profit from the inoculum and benefits would be derived from a more efficient root system that could capture N from fertiliser-soil sources more effectively, as well as more efficient N cycling might occur. Root architecture and biomass will be linked to microbiome analysis and grain quality and quantity. Before seeding and after harvest soil samples are analyzed for parameter estimating the sustainability of crop production. Such parameter include bacterial and fungal diversity, microbial respiration rate, soil N concentrations, protease and nitrification activity, phosphate concentration and phosphatase activity. Our results will be used for identification of optimal parameter for sustainable wheat and barley production and will lead to a bioeconomic evaluation.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften (340), Fachgebiet Qualität pflanzlicher Erzeugnisse (340e) durchgeführt. Wheat and barley production will be optimized under low energy input in organic farming at two experimental field stations of University Giessen and University Hohenheim. Effects of root densities (row distance), two nutrients fertilization regimes and seed inoculation of the plant growth promoting bacterium Hartmannibacter diazotrophicus will be analyzed in wheat as an important winter crop and in the summer crop barley. Quality parameters of produced grains differ for the two crops. For baking wheat protein quality and quantity is important while for malting barley high starch content is required. These parameter of the grains will be related to their root system and rhizosphere microbiome under the different treatments. The seed, root and rhizosphere bacterial and fungal microbiome will be analysed and it is expected to be specific for the two crop plants and less affected by the two soil types and locations. We aim to analyze the implication of root competition, nutrient limitation and seed inoculation on the microbiome under field conditions. Root competition will be analyzed using two different row distances under a low and optimal nitrogen fertilization regime. The plant root system might further profit from the inoculum and benefits would be derived from a more efficient root system that could capture N from fertiliser-soil sources more effectively, as well as more efficient N cycling might occur. Root architecture and biomass will be linked to microbiome analysis and grain quality and quantity. Before seeding and after harvest soil samples are analyzed for parameter estimating the sustainability of crop production. Such parameter include bacterial and fungal diversity, microbial respiration rate, soil N concentrations, protease and nitrification activity, phosphate concentration and phosphatase activity. Our results will be used for identification of optimal parameter for sustainable wheat and barley production and will lead to a bioeconomic evaluation.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Ährenfusariosen führen bei Weizen zu erheblichen Ertragseinbußen und zur Bildung von Mykotoxinen. Mit genomischen Techniken soll es gelingen, molekulare Marker zu finden und in Feldversuchen zu evaluieren, die erhöhte Pilzresistenz bedingen. Entsprechend der unterschiedlichen Methodik ist das Projekt in drei Module gegliedert, die jeweils von spezialisierten Arbeitsgruppen umgesetzt werden. Ziele von Modul 2 sind die Aufklärung von Nebenwirkungen hoch wirksamer exotischer Resistenzen auf die agronomischen Eigenschaften von deutschem Weizen sowie auf die genetische Zusammensetzung der Fusarium-Populationen, die Verringerung des einzulagernden Genomsegments durch molekulare Marker, und die Sicherung des langfristigen Selektionserfolges durch Erschließung neuer Resistenzquellen. Die exotischen QTL werden mit Markern in Elitematerial eingelagert, näher charakterisiert und ihre Segmentlänge möglichst verkürzt. Hinzu kommen mehrortige und mehrjährige Feldversuche mit künstlicher Inokulation von Fusarium culmorum und F.graminearum. Die im Projekt erarbeiteten Ergebnisse und Strategien werden publiziert und den interessierten Züchtern zugänglich gemacht.
Das Projekt "A2: Root and mycorrhizal responses to nutrient additions in a tropical mountain forest and in pastures after forest conversion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität (FU) Berlin, Institut für Biologie, Arbeitsgruppe Ökologie der Pflanzen durchgeführt. The goal of this project is to enhance the comparatively poor knowledge about arbuscular mycorrhizas (AM) and roots in tropical mountain forest systems in general, and in particular to integrate mycorrhizal responses into ongoing nutrient manipulations (NUMEX in the forest and FERFAST in the pasture) of the Research Unit. Within this framework, we ask questions about the abundance of AM fungi in roots and in the soil (extraradical hyphae), hypothesizing that even low levels of fertilization will cause decreased mycorrhizal fungal abundance. We also hypothesize that there are tradeoffs between extraradical AM hyphal abundance and fine roots, two structures with partially overlapping functions. Using molecular ecology tools (pyrosequencing and terminal restriction fragment length polymorphism analysis) we test for differences in AM fungal assemblages in the soil in response to nutrient manipulations and along an elevation gradient. Integrating both potential abundance and assemblage composition changes of AM fungi, we finally ask the pivotal question if fertilization can favor the occurrence of less mutualistic AM fungal assemblages. This will be accomplished using a greenhouse inoculation approach. One of the mycorrhizal functions examined will be plant growth, but we will also examine the ecosystem process of soil aggregation.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Biologie, Fachgebiet Computergestützte Synthetische Biologie durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines neuen Paenibacillus polymyxa Chassis Organismus für den Einsatz in Bioraffinerien. Basierend auf einem bereits bestehenden, maßgeschneiderten CRISPR-Cas9 System erfolgt die Weiterentwicklung zu einem robusten Produktionsstamm welcher zielgerichtet auf die Verwertung von nachwachsenden Rohstoffen angepasst wird. Ausgehend von der Fähigkeit zur Verstoffwechselung einer Vielzahl an Substraten zusammen mit der direkten Verwertung von Lignin und einer grundlegenden Toleranz gegen inhibitorische Stoffe aus der Biomassevorbehandlung sowie der Produktion von antimikrobiellen Stoffen eignet sich die Klasse der Paenibacillen bestens für dieses Vorhaben. In PolyMore erfolgt die Zusammenführung der besten Eigenschaften der verschiedenen Paenibacilli in einem Stamm um einen potenten und robusten Produktionsstamm bereitzustellen. Mittels systembiologischer Ansätze erfolgt eine umfassende Charakterisierung, welche die weitere Optimierung vorgibt. Für die Optimierung des Stammes erfolgt eine Genomreduzierung mit gleichzeitigem Einbau von CRISPRpads an den Deletionsstellen, was z.B. eine multiple Integration heterologer DNA Fragmente in das reduzierte Genom erlaubt. Hierfür kommt eine automatisierte Klonierungsplattform zum Einsatz, welche die Arbeiten massiv beschleunigen. Anhand der ausgewählten Beispielprodukte; Exopolysaccharide und 2,3-Butandiol sowie dessen Folgeprodukte Methyl Ethyl Keton und 2-Butanol erfolgt der Nachweis für das Potential dieses neuen Produktionsorganismus. Darüber hinaus erfolgt die Entwicklung neuer Prozessschemen, indem die Sporen von P. polymyxa mit Enzymen dekoriert werden, welche z.B. inhibitorische Stoffe der Biomassevorbehandlung abbauen. Somit erfolgt die Inokulation nicht mit lebenden Zellen, sondern enzymatisch aktiven Sporen, welche durch ihr auskeimen den Prozessstart festlegen. Am Ende des Prozesses können die durch Produktinhibierung gebildeten Sporen als neues Inokulum verwendet werden.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Terrestrische Mikrobiologie durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines neuen Paenibacillus polymyxa Chassis Organismus für den Einsatz in Bioraffinerien. Basierend auf einem bereits bestehenden, maßgeschneiderten CRISPRCas9 System erfolgt die Weiterentwicklung zu einem robusten Produktionsstamm welcher zielgerichtet auf die Verwertung von nachwachsenden Rohstoffen angepasst wird. Ausgehend von der Fähigkeit zur Verstoffwechselung einer Vielzahl an Substraten zusammen mit der direkten Verwertung von Lignin und einer grundlegenden Toleranz gegen inhibitorische Stoffe aus der Biomassevorbehandlung sowie der Produktion von antimikrobiellen Stoffen eignet sich die Klasse der Paenibacillen bestens für dieses Vorhaben. In PolyMore erfolgt die Zusammenführung der besten Eigenschaften der verschiedenen Paenibacilli in einem Stamm um einen potenten und robusten Produktionsstamm bereitzustellen. Mittels systembiologischer Ansätze erfolgt eine umfassende Charakterisierung, welche die weitere Optimierung vorgibt. Für die Optimierung des Stammes erfolgt eine Genomreduzierung mit gleichzeitigem Einbau von CRISPRpads an den Deletionsstellen, was z.B. eine multiple Integration heterologer DNA Fragmente in das reduzierte Genom erlaubt. Hierfür kommt eine automatisierte Klonierungsplattform zum Einsatz, welche die Arbeiten massiv beschleunigen. Anhand der ausgewählten Beispielprodukte; Exopolysaccharide und 2,3-Butandiol sowie dessen Folgeprodukte Methyl Ethyl Keton und 2-Butanol erfolgt der Nachweis für das Potential dieses neuen Produktionsorganismus. Darüber hinaus erfolgt die Entwicklung neuer Prozessschemen, indem die Sporen von P. polymyxa mit Enzymen dekoriert werden, welche z.B. inhibitorische Stoffe der Biomassevorbehandlung abbauen. Somit erfolgt die Inokulation nicht mit lebenden Zellen, sondern enzymatisch aktiven Sporen, welche durch ihr auskeimen den Prozessstart festlegen. Am Ende des Prozesses können die durch Produktinhibierung gebildeten Sporen als neues Inokulum verwendet werden.
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| Förderprogramm | 98 |
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| Boden | 77 |
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