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Modelluntersuchungen zur Steigerung der Fruchtbarkeit armer Savannenböden in Mosambik durch 'Biochar'-Applikation

Quantifizierung der Ertragswirksamkeit von Biokohlegaben ('Biochar') in Feldexperimenten ('Biochar'-Steigerungsversuche auf Kleinparzellen mit zwei unterschiedlichen Kulturen) in Mosambik auf Jatropha-Produktionsstandorten der Elaion AG.

Einfluss von Duengung und Bodenpflegemassnahmen auf den Krankheits- und Schaedlingsbefall in einer Apfelanlage

Durch geeignete Duengungs- und Bodenpflegemassnahmen soll der Krankheits- und Schaedlingsbefall reduziert werden, um Pflanzenschutzmittel einzusparen. Geprueft werden organische und mineralische Duengung in je 2 verschieden hohen Gaben sowie ganzjaehrige Bodenoffenhaltung und Gruenduengungseinsaat. Fuer den Mehltau und die Mehrzahl der untersuchten Schaedlinge wurde ein staerkerer Befall auf den offengehaltenen Parzellen gegenueber der Gruensaat festgestellt. Hochsignifikante Unterschiede ergaben sich fuer den Mehltau (Podosphaera leucotricha), die Apfelblattgallmilbe (Eriophyes malinus), die Mehlige (Rosige), Apfelblattlaus (Dysaphis plantaginea), den Apfelwickler (Laspeyresia pomonella) und fuer die Zahl der abgelegten Wintereier verschiedener Aphiden und des kleinen Frostspanners (Operophthera brumata).

Moeglichkeiten zur Verwertung von Ablaugen der Papierindustrie

Bei der Zellstoff- und Papierherstellung fallen grosse Mengen von Sulfit- bzw. Sulfatablaugen an, die als wertvolle Sekundaerrohstoffe in Betracht gezogen werden koennen. In diesem Sinne werden Verfahren, die die Sulfitablaugen zu Huminstoff-aehnlichen Substanzen umwandeln, entwickelt. Die Sulfitablaugen werden anaerob und dann aerob behandelt, wobei Produkte mit hoher Umwelt- und Pflanzenvertraeglichkeit erzielt werden. Die erhaltenen Produkte (fluessig oder fest) koennten im Bereich der Bodenverbesserung eingesetzt werden.

HOLAPS satellite-based product of surface fluxes over Europe

Improving our understanding of the energy and water exchanges between the land surface and the lower atmosphere (i.e. land–atmosphere interactions), and how climate change may affect them, is crucial to predict changes in temperature and precipitation extremes. Observations of energy and water fluxes at the land surface are typically retrieved from the eddy covariance method, which presents limitations related to spatial and temporal gaps, and the non-closure of the energy and water balances. Meanwhile, soil moisture (SM) products derived from satellite data have been widely used at regional and global scales, but they are limited to capture only surface soil water content and variations. The combination of remote sensing (RS) data and modelling frameworks is called to be the solution to improve the spatial coverage and vertical resolution of land–atmosphere interactions data, ensuring the energy and water balance closure. Here, we explore the combination of remote sensing and meteorological data with a physical-based modelling framework, the High resOlution Land Atmosphere Parameters from Space (HOLAPS). We used HOLAPS to produce hourly consistent estimates of energy and water fluxes over Europe at 5 km resolution for the period 2001-2020. More information about the HOLAPS dataset can be found in García-García and Peng (2024). The HOLAPS product is available at two temporal resolutions (hourly and daily), including outputs of evapotranspiration (Etot), latent (LE) and sensible (H) heat fluxes and soil moisture at 5 soil layers (sm). Other variables from the HOLAPS framework can be shared under request. Please, when using the HOLAPS products refer to this dataset and the publication from García-García and Peng, 2024. For further questions about the data product and the term of use, please contact Dr. Almudena García-García (almudena.garcia-garcia@ufz.de) or Dr. Jian Peng (jian.peng@ufz.de) "García-García, Almudena, and Jian Peng. "Generation and evaluation of energy and water fluxes from the HOLAPS framework: Comparison with satellite-based products during extreme hot weather." Remote Sensing of Environment (2024) https://doi.org/10.1016/j.rse.2024.114451"

INSPIRE - BFD50: Nitratrückhaltevermögen

Die Verlagerung von Nitrat mit dem Sickerwasser ist als ausschlaggebender Faktor einer Grundwassergefährdung anzusehen. Sie steigt mit der Sickerwasserrate, die sich vor allem aus dem jährlichen Wasserbilanzüberschuss ergibt und verringert sich mit der Verweildauer des Wassers im Boden sowie dem dadurch vermehrten Nitratentzug durch die Pflanzen. Die Verweildauer hängt vor allem von der Feldkapazität ab, die für den durchwurzelbaren Bodenraum ermittelt wird. Das Nitratrückhaltevermögen nimmt bei stauwasserbeeinflussten Standorten durch potenzielle Denitrifikation und die längere Verweilzeit des Stauwassers im Wurzelraum (erhöhter Entzug durch die Pflanzen) zu. In tonreichen Böden, die zur Bildung von Trockenrissen neigen, kann es trotz hoher Feldkapazität bei Niederschlagsereignissen nach längeren Trockenzeiten zu einer Nitratverlagerung kommen. Derartige Böden (Pelosole, Terrae Fuscae) werden ebenfalls bei der Bestimmung des Nitratrückhaltevermögens berücksichtigt. Böden aus organogenen Substraten zeichnen sich grundsätzlich durch ein hohes Rückhaltevermögen aus. Aufgrund ihres erhöhten Mineralisationspotenzials ist aber eine Gefährdung des Grundwassers (z.B. nach einer Melioration) nicht auszuschließen. Diese Standorte sind ebenfalls gesondert gekennzeichnet. Das erhöhte Mineralisationspotenzial wird aber bei der Einstufung nicht berücksichtigt.

Beurteilung des Einsatzes von Recycling-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten bei Erdbauwerken mittels Auswertung von Erfahrungen mit ausgeführten Bauprojekten (Region Süd)

In den ZTV E-StB werden die RC-Baustoffe und industriellen Nebenprodukte nur insoweit behandelt, als sie mit natürlichen mineralischen Baustoffen vergleichbar sind. Sofern sie nicht vergleichbar sind, werden gesonderte Untersuchungen erforderlich, die jedoch nicht weiter beschrieben sind. Die Übertragbarkeit der Einbau- und Verdichtungsanforderungen für Boden und Fels ist nicht in jedem Fall gegeben. Da die Palette der vorgenannten Stoffe sehr groß ist, soll im Sinne einer Datensammlung geklärt werden, in welchem Umfang die verschiedenen Stoffe bisher überhaupt bei Erdbauten zur Anwendung gekommen sind, wobei nach den verschiedenen Bauwerkstypen wie Verkehrsdämmen, Hinterfüllungen, Sickeranlagen, Abdichtungen, Bodenverbesserungen, Lärmschutzwällen u. a. zu unterscheiden sein wird (Region Süd). Weiterhin soll geklärt werden, welche Anforderungen in der Praxis an die diversen RC-Baustoffe und industriellen Nebenprodukte bei verschiedenen Bauprojekten gestellt wurden, wie Art und Umfang der Eignungsprüfungen der Baustoffe festgelegt wurden und welche Prüfverfahren bei der Qualitätssicherung in-situ zum Einsatz kamen. Die diesbezüglichen Erfahrungen sind zusammenzutragen und auszuwerten.

Ertragsteigerung lignocellulosischer Dauerkulturen durch und für Pflanzenkohle

Ziel von Dauerco@l ist es, den Einsatz von Pflanzenkohle zur bodenphysikalischen und -chemischen Melioration von sandigen und von tonigen Grenzertragsböden zu bewerten. Untersucht werden soll, ob der Ertrag von lignocellulosischen Dauerkulturen durch die Kohlezugabe langfristig gesteigert werden kann, um auf diese Weise eine flächenoptimierte, verbesserte Rohstoffverfügbarkeit für die Produktion weiterer Pflanzenkohle zu gewährleisten. Dafür werden Versuche mit schnellwachsenden Bäumen (Pappel) durchgeführt. In Dauerco@l wird die Pflanzenkohle in dieser lignocellulosischen Dauerkultur eingesetzt, um deren Potenzial als C-Senke zu nutzen. Damit soll eine dauerhafte Quelle für Pflanzenkohle zur späteren Nutzung auch in den Ackerkulturen geschaffen werden. Hierzu werden die Wirkungen der Pflanzenkohle-Applikation auf die Bodeneigenschaften untersucht und die emissionsmindernden Wirkungen bilanziert. Zentrales Ziel ist die Identifikation einer optimalen, standortangepassten Pflanzenkohle-Applikation zur Ertragssteigerung von Dauerkulturen. Hierzu kombinieren wir kontrollierte Experimente im Labor mit und ohne Pflanzen mit Feldversuchen in denen Wasser-, Humus- und Nährstoffhaushalt, sowie der Stabilität der Pflanzenkohle und deren Einfluss auf den Ertrag durch ein mehrjähriges Monitoring erfasst werden. Ein weiterer Fokus des Projekts liegt in der Konzipierung eines regionalen Kreislauf- und Wertschöpfungssystems, in dem Pflanzenkohle in Agroforstsystemen durch Anbau von schnellwachsenden Bäumen produziert und genutzt wird.

Gross N transformations and N2O fluxes in biochar-amended soils

Recently, the application of biochar to soils has been discussed as a win-win-win strategy to improve soil fertility, sequester carbon, reduce greenhouse gas (GHG) emissions, and to enable CO2-negative energy production from renewable feedstock. First results suggest that biochar application affects the N transformations in the soil - The interactions between biochar and soil N transformations are still poorly understood. The aim of this project is to quantify the simultaneously occurring gross N transformations and sources of N2O fluxes in soils after biochar application. The methodology developed by C. Müller and established at the Department of Plant Ecology (15N labeling-tracing-modeling) (2-5) will be used to investigate the effect of biochar on soil N dynamics. Three 15N-tracing studies will be conducted to evaluate the short-term, intermediate and longer-term effects of biochar on N dynamics: (1) a study using 15N-labelled biochars (adapt technique for biochar); (2) a study examining intermediateterm effects in a biochar-hydrochar field study that started in April 2011 at the Dept. of Plant Ecology, and (3) a study in an European field experiment where fully randomized biochar plots were installed in 2009. The study is designed in such a way that Bachelor- and Master studies will address certain aspects in support of the main study. A process-based understanding of the soil N dynamics is key to evaluate if biochar may be a suitable global-change mitigation tool.

Sanierungsversuche schwermetallbelasteter Boeden

Im Immissionsgebiet Oker-Harlingerode, am Harzrand, wurden in Kleingaerten und auf einer Ackerbauflaeche, sowie auf einer Ackerbauflaeche in der Talaue der Oker, Sanierungsmassnahmen zur Verringerung der Schwermetallaufnahme durch Pflanzen geprueft. Neben Bodenaustausch wurden Methoden zur Herabsetzung der Schwermetalloeslichkeit sowie zur Erhoehung der Loeslichkeit und der Moeglichkeit einer Verlagerung in den Unterboden geprueft, nachdem in Gefaessversuchen eine Wirksamkeit nachgewiesen worden war. Nach 3 bis 4 Versuchsjahren lassen lediglich Bodenaustausch und eine Kalkung - sofern ein Kalkbedarf vorlag - einen Einfluss auf die Schwermetallgehalte von Getreide, Raps, Zuckerrueben und Gemuese erkennen.

Naehrstoffaustrag aus gedraenten Ackerflaechen

1. Auswaschung von Naehrstoffen (N, P, K, Ca, Mg) aus gedraenten Ackerflaechen, 2. Vergleich der Naehrstoffauswaschung aus 3 Boeden (Loesslehm, Gipskeuper, Urgesteinsverwitterung) mit und ohne Meliorationsduengung an einer Lysimeteranlage, 3. Belastung von Draenwasser bzw. oberflaechennahem Grundwasser durch Naehrstoffe und Schadelemente auf Flaechen, die turnusmaessig mit Klaerschlaemmen, Muellkompost, Guelle und Mist geduengt werden.

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