Eine Biogasanlage dient der Erzeugung von Biogas durch Vergärung von Biomasse. In landwirtschaftlichen Biogasanlagen werden meist tierische Exkremente (Gülle, Festmist) und Energiepflanzen als Substrat eingesetzt. In nicht-landwirtschaftlichen Anlagen wird Material aus der Biotonne verwendet. Als Nebenprodukt wird ein als Gärrest bezeichneter Dünger produziert. Bei den meisten Biogasanlagen wird das entstandene Gas vor Ort in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt.
Kern der Agrarstrukturerhebung bildet das Grundprogramm mit den Angaben der Bodennutzungshaupterhebung, der Erhebung über die Viehbestände und der Arbeitskräfteerhebung in der Landwirtschaft. Das Ergänzungsprogramm umfasst einige, vor allem für die betriebsstatistischen Erhebungen wichtige Merkmale (Gewinnermittlung und Umsatzbesteuerung, sozialökonomische Verhältnisse, Anfall und Aufbringung tierischer Exkremente, Lagerkapazität bei Gülle, Eigentums- und Pachtverhältnisse an der LF, außerbetriebliche Erwerbs- und Unterhaltsquellen, Einkommenskombinationen, Umweltleistungen).
Whereas a lot of results about the role of microbial communities from topsoils for plant growth and - performance have been published in the last two decades, almost nothing is known about the role of microbes in nutrient mobilization in subsoil systems. Furthermore it is unclear if microbes living below 40 cm in soil can be influenced by agricultural management. Both questions should be addressed in the frame of this project. Therefore in the first phase of the project an overall characterization of microbial communities living in different habitats of subsoils should be characterized by high throughput sequencing. These results will give a first insight into microbes living in deeper soil layers and will form the basis for the development of molecular tools to measure abundance and diversity of microbes involved in nitrogen and phosphorus turnover in the field - as well as in the microcosm experiments. Analyzing samples from the field experiment should clarify temporal and spatial heterogeneity of microbial communities and their activities in subsoils. Furthermore the role of hotspots (drilosphere and rhizosphere) in driving microbial performance should be clarified. Mainly the question how nitrogen is metabolized in subsoils will be addressed. By labeling root exudates as well as earthworm excrements with 13C the role of different carbon amounts and quality in the rhizosphere and drilosphere of subsoils in stimulating microbial communities should be analyzed in the central microcosm experiment, by following the 13C label in the microflora. This approach will help to identify possible major factors steering bacteria fungi and archaea in deeper soil layers.
Seit kurzem werden ökologisch wirksame Konzentrationen von antibakteriellen Tierarzneimitteln auch im Boden nachgewiesen. Für eine umfassende Analyse des Risikos fehlen jedoch grundlegende Modellvorstellungen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Tierarzneimittel i.d.R. mit Wirtschaftsdüngern auf die Böden gelangen. Zwar gibt es Modellvorstellungen zum Umweltverhalten hydrophober Schadstoffe und zur Wirkung von Wirtschaftsdüngern auf die Bodenlebewelt, doch sind diese nur bedingt übertragbar auf die Dynamik der teilweise polaren Tierarzneimittel im Boden und ihre spezifischen Effekte auf Bodenorganismen. Auch die in der Literatur beschriebenen Effekte von zusätzlichen C-Quellen und Co-Solventien auf Bindung, Abbau und Transport sind aufgrund der komplexen Zusammensetzung von Wirtschaftsdüngern nicht direkt auf Tierarzneimittel übertragbar. Effekte der komplexen Wechselwirkungen von Wirtschaftsdüngern auf die Wirkung der Stoffe im Boden sind unseres Wissens überhaupt nicht untersucht. Übergeordnetes Ziel dieser Forschergruppe ist es daher, anhand mindestens zweier unterschiedlicher Zielstoffe (Sulfadiazin und Difloxacin) erstmals aufzuklären, wie unter dem Einfluss von Wirtschaftsdüngern die Wirkung dieser Stoffe im Boden an ihre Dynamik gekoppelt ist. Wir sehen hierbei mehrere offene Fragen in den Bereichen Dynamik (z.B. Abbau und Metabolisierung, Sequestration sowie skalenabhängige Umverteilung), Wirkung (z.B. auf Struktur und Funktion der Mikroorganismen sowie auf Resistenzbildung) und v.a. bezüglich der Mechanismen der raum-zeitlichen Kopplung von Dynamik und Wirkung der Problemstoffe im Boden (von ms bis Jahren und von der Mineraloberfläche bis zum Bodenprofil). Zur Beantwortung dieser Fragen erscheint es uns in der 1. Projektphase notwendig, vorwiegend anhand von Laborversuchen die relevanten Skalen und Prozesse zu identifizieren sowie die Raten zu quantifizieren, welche die Dynamik und Wirkung der Stoffe im Boden allein und unter dem Einfluss tierischer Exkremente steuern. In einer 2. Phase werden die Prozesse gekoppelt und ihre Relevanz in einem gemeinsamen Freilandversuch überprüft. Damit können wir die für das Umweltverhalten der Zielstoffe wesentlichen Steuergrößen und -mechanismen erstmals aufdecken und quantifizieren. Ziel des TP in Bonn ist die Aufklärung der Bindungsstärke und Verfügbarkeit von Tierarzneimitteln in zwei Referenzböden. Um die 'chemische Verfügbarkeit der Substanzen im Boden zu erfassen, wird eine sequentielle Extraktionsmethode für die Analyten entwickelt und auf eine Alterungszeitreihe der Tierantibiotika im Boden angewandt. Die Bindung der Stoffe an Bodenbestandteile (Mineralphasen, org. Substanz, Gülle-DOC) wird mittels batch-Sorptionsversuchen untersucht; dies wird wiederum an frisch kontaminierten und gealterten Proben durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit den anderen Projekten der Forschergruppe vernetzt, um auf die 'Bioverfügbarkeit von sorbierten Fraktionen der Tierarzneimittel rückzuschließen.
In Amazonien dominieren nährstoffarme Oxisole und Ultisole, die nur schwer nachhaltig nutzbar sind. Innerhalb dieser Bodenlandschaft kommen allerdings aufgrund langandauernder anthropogener Nutzung durch präkolumbische Indianer tiefhumose, nachhaltig bewirtschaftbare Böden vor. Unsere bisherigen Untersuchungen belegen, dass die hohen und stabilen Humusvorräte dieser Böden maßgeblich auf pyrogenen Kohlenstoff zurückzuführen sind. Ungeklärt ist bisher die Herkunft ihrer hohen Nährstoffgehalte (bes. N, P, Ca, Mg). Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist es deshalb, durch die kleinräumige Analyse von Biomarkern und ihrer Stabilisotopenverhältnisse sowie von P-Bindungsformen Hinweise auf die Terra Preta-Genese zu bekommen. Insbesondere soll zwischen dem Eintrag menschlicher und tierischer Exkremente sowie zwischen aquatischer und terrestrischer Biomasse unterschieden werden. Von den Ergebnissen der Untersuchungen erwarte ich gezielte Aussagen über die Anreicherung der Terra Preta-Böden mit Nährstoffen sowie die Heterogenität der Eintragspfade.
Die n-Nitrosoverbindungen spielen als exogene carcinogene Noxen in der Umwelt des Menschen eine wichtige Rolle. Die Aufklaerung des Metabolismus dieser Carcinogene ist fuer die Frage der Krebsentstehung von grossem Nutzen. Die Untersuchungen umfassen die Bildung von Metaboliten aus n-Nitrosoverbindungen in vivo mit isolierten Organenzymen von Versuchstieren und anschliessender Isolierung und Identifizierung. In vivo: Die Isolierung und Identifizierung von Metaboliten in den Exkrementen von Ratten nach oraler Gabe.
Soil physical-biogeochemical analyses were carried out on profiles NEP1, NEP2 and NEP3. Soil TC and TN were determined by CNS analysis, and total organic carbon (TOC) was determined by the difference between total inorganic carbon (TIC) and TC. Carbonate (CaCO₃) content was measured volumetrically using a Calcimeter and on air-dried, sieved (< 2 mm) and ground (ball mill) samples. The pH-values were measured on samples of profiles NEP1, NEP2, NEP3, which had less than 2% CaCO₃ content. Stable isotope ratios of δ¹³C and δ¹⁵N were analysed for the differentiation of C3 and C4 plants and the cultivation of legumes. The analyses were performed on air-dried, sieved (< 2mm) and ground (ball mill) samples. For ¹³C analysis, the soil samples were decarbonised with 10% HCl. In the field, separate samples were collected for the NEP1 and NEP2 profiles (28 samples in total) for analysis of urease activity and microbial biomass carbon (Cmic). Samples were stored at -18°C. Urease activity (enzyme analysis) is used to provide information on the input of urea and animal excrement. The mutual relationship between urease and Cmic was used to show and understand the past and present input of urea into the soil.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 81 |
| Kommune | 1 |
| Land | 15 |
| Wissenschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Förderprogramm | 79 |
| Text | 13 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 9 |
| offen | 87 |
| unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 94 |
| Englisch | 12 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 1 |
| Dokument | 4 |
| Keine | 75 |
| Webseite | 17 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 75 |
| Lebewesen und Lebensräume | 94 |
| Luft | 59 |
| Mensch und Umwelt | 97 |
| Wasser | 67 |
| Weitere | 97 |