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Phosphorduengungsversuche

Versuchsfrage: Wie hoch liegt der optimale Versorgungsbereich des Bodens? - 4 Feldversuchsstandorte in Nordhessen - Fruchtfolge betriebsueblich - jeweils 4 P-Duengungsstufen, 4-fache Wiederholung.

Auswirkungen von verschiedenen Maisanbausystemen auf die Populationsdynamik von Maisstengelbohrern und ihrer natürlichen Feinde in Kamerun

In dem Forschungsvorhaben sollen Untersuchungen zum Einfluss von verschiedenen Maisanbausystemen und einer verbesserten Bodenfruchtbarkeit auf die Populationsdynamik von Maisstengelbohrern und deren natürlichen Feinden in der Regenwaldzone Kameruns durchgeführt werden. Im Rahmen von Feldversuchen sollen Mais-Monokulturen mit Mischkulturen aus Mais und Leguminosen und Mais und Maniok verglichen werden, die räumlich als Reihen- und Streifensaat angelegt werden. Bei den Untersuchungen zur verbesserten Bodenfruchtbarkeit sollen schwerpunktmäßig der Effekt von Leguminosen-Bodenbedeckerpflanzen sowie der von unterschiedlichen N/K-Düngergaben auf den Maisertrag, den Befall durch Maisstengelbohrer und der Einfluss von Ei- und Larvenparasitoiden auf die Maisstengelbohrer untersucht werden. Mittels destruktiver und nicht-destruktiver Datenerhebungsverfahren sollen potentielle Einflüsse dieser Faktoren auf eine mögliche Reduktion der Stengelbohrerabundanz und eine gesteigerte Effizienz ihrer natürlichen Feinde in den unterschiedlichen Anbausystemen quantifiziert werden. Darüber hinaus soll die Bedeutung von Feuchtgebieten (Talböden oder 'inland valleys') als Reservoir für Maisstengelbohrer und ihrer natürlichen Feinde in der Trockenzeit mittels Prospektionen und detaillierten Versuchen zur Migration der Schädlinge und Nützlinge in benachbarte Felder in der Regenwaldzone analysiert werden. Gesamtziel dieser Untersuchungen ist es, durch einen 'habitat management'-Ansatz eine Abundanzreduktion bei Maisstengelbohrern zu bewirken.

Welche Rolle spielen Wurzel-Boden Interaktionen für Treibhausgasdynamiken in tauenden Permafrostböden

Ungefähr ein Drittel des gesamten Bodenoberflächenkohlenstoffs auf der Erde ist in Permafrostböden eingeschlossen. Auftauende Permafrostböden sind als bedeutende Quelle der Treibhausgase Kohlendioxid, Methan und Lachgas erkannt worden. Bis zum Ende dieses Jahrhunderts wird für die arktischen Permafrosttorfgebiete eine Erwärmung von unter 2°C auf jährlich durchschnittlich 5,6 bis 12,4°C vorhergesagt, was zu einem erheblichen Auftauen des Permafrosts und einer anschließenden Mobilisierung von organischem Kohlenstoff und Stickstoff führt. Daher wird der mikrobielle Umsatz von neu mobilisiertem organischem Material eine unvorhersehbare Menge an produzierten Treibhausgasen widerspiegeln. Neben der mikrobiellen Produktion von Treibhausgasen in Permafrosttundren muss auch die anschließende Freisetzung der produzierten Treibhausgase aus dem Boden in die Atmosphäre berücksichtigt werden. Permafrosttundren werden erfolgreich von verschiedenen Pflanzen besiedelt, deren Wurzeln während des saisonalen Auftauens durch den Boden wachsen. Die physikalische Wirkung wachsender Wurzeln mit unterschiedlicher Morphologie, einschließlich Lufteinschluss in wurzelnahen Lufttaschen, und ihre unzähligen Möglichkeiten des Zusammenspiels mit der abiotischen und mikrobiellen Bodenumgebung verändern zahlreiche biogeochemische und physikalische Bodenprozesse. Zum Beispiel kann die Freisetzung von organischem Kohlenstoff in Form von Wurzelexsudaten die mikrobielle Produktion von Treibhausgasen anregen. Radialer Sauerstoffverlust von Wurzeln in überschwemmten Böden führt zur Bildung von Eisenmineralbelägen um Wurzeln. Solche Beläge sind hochreaktive Grenzflächen zwischen Wurzel und Boden und beherbergen eine Vielzahl ökologischer Nischen für mikrobielle Gemeinschaften, die den Treibhausgaszyklus treiben. Welche Rolle das Wurzel-Boden-System für die Produktion, den Verbrauch, den Transport und die Freisetzung von Treibhausgasen aus Permafrosttundren spielt, ist Gegenstand dieses Antrags. Wir werden einzigartige Unterschiede in der Wurzelarchitektur, der Exsudation von organischem Kohlenstoff und der Bildung von Wurzelbelägen von Graminoid- und Strauchpflanzen mit einer sich ändernden mikrobiellen Gemeinschaftsstruktur und gekoppeltem Treibhausgaszyklus aufzeigen. Zu diesem Zweck werden wir Feldstudien mit Laborexperimenten verknüpfen. Rhizosphären von Graminoiden und Sträuchern werden während einer gesamten Auftausaison visuell überwacht, indem Beobachtungsfenster entlang eines Permafrost-Tau-Gradienten platziert werden. Die mikrobielle Zusammensetzung, Aktivität und Funktion wird in Abhängigkeit von der Wurzelarchitektur, der Art des ausgeschiedenen organischen Kohlenstoffs und der Bildung von Wurzeleisenmineralen untersucht und mit dem lokalen Treibhausgaszyklus und der Gesamttreibhausgasemission korreliert. Insgesamt wird in diesem Antrag die Nutzung des Wurzel-Boden-Systems zur Reduzierung/Kontrolle der Emission von Treibhausgasen aus Permafrostböden untersucht.

Stickstoffdauerversuche

Versuchsfrage: Wie wirkt sich ein unterschiedlich hohes N-Duengungsniveau langfristig auf Ertrag und Bodenfruchtbarkeitsmerkmale aus? - 6 Feldversuchsstandorte in Nordhessen- Fruchtfolge betriebsueblich- jeweils 6 N-Duengungsvarianten, 4-fache Wiederholung.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the 'High Altitude and Long Range Research Aircraft' (HALO), HALO 2020 – Wolkeneinfluss auf solare aktinische Strahlung: Bewertung satelliten-unterstützter Strahlungstransportrechnungen mit HALO Messungen

In diesem Projekt sollen gemessene spektrale aktinische UV/VIS-Strahlungsflussdichten von sechs HALO-Missionen verwendet werden, um Strahlungstransportmodell-Vorhersagen zu überprüfen, die auf der Grundlage von Wolkeneigenschaften aus Satellitenbeobachtungen durchgeführt werden. Fünf der HALO-Missionen wurden bereits durchgeführt: TECHNO (2010), NARVAL-I (2014), OMO (2015), EMERGE (2017/2018) und CAFE-Africa (2018), mit einer Gesamtzahl von etwa 75 Forschungsflügen. Zudem sollen die Daten von CAFE-Brazil (2020) in die Auswertung einfließen. Der Hauptzweck der Messungen der aktinischen Strahlungsflussdichten ist die anschließende Berechnung von Photolysefrequenzen, die wichtige Größen in der Photochemie darstellen. Die HALO-Messungen bieten eine seltene Gelegenheit satelliten-gestützte Strahlungstransportmodell-Vorhersagen von Photolysefrequenzen zu überprüfen, da sie hochaufgelöste Stichproben aus verschiedenen Höhen und global verteilten Einsatzgebieten liefern. Zudem wurden während TECHNO, NARVAL und OMO durch einen Missionspartner spektrale Strahldichtemessungen in Nadir-Richtung durchgeführt. Diese Messungen umfassen den gesamten solaren Spektralbereich und bieten daher unabhängige lokale Informationen über Wolken unter dem Flugzeug, was die Interpretation und korrekte Anwendung der verfügbaren Wolkeneigenschaften erleichtern wird. Das Hauptziel des Projektes ist es herauszufinden, ob gemessene und durch ein Strahlungstransportmodell vorhergesagte Photolysefrequenzen durch den Einsatz der Satellitendaten in akzeptable Übereinstimmung gebracht werden können. Sollte dies gelingen, dann könnten auf der Grundlage satellitengestützter Wolkeninformationen nutzer-definierte 3D Felder von Photolysefrequenzen berechnet werden. Diese Felder können genutzt werden, um Vorhersagen von Chemie-Transportmodellen zu überprüfen, oder sie können in zukünftigen Anwendungen direkt in diese Modelle einfließen. Eine entsprechende Fallstudie soll im Rahmen dieses Projektes durchgeführt werden. Davon würden auch zukünftige HALO-Missionen und deren wissenschaftliche Interpretationen profitieren.

Climate effects on woody debris on and in Alpine soils

Interaktion von Vegetation und Morphodynamik in Lahnungsfeldern; Leitantrag, Vorhaben: Räumliche Verbreitungsmuster

Forschergruppe (FOR) 918: Carbon flow on belowground food webs assessed by isotope tracers, Nematodes as link between microbial and faunal food web

The proposed project examines the nematode fauna at the two field experiments 'Long-term recalcitrant C input' and 'Carbon flow via the herbivore and detrital food chain'. A gradient from resource rich to deeper oligotrophe habitats, i.e. from high to low diverse food webs, is investigated. The impact of resource availability and quality (recalcitrant versus labile) and presence or absence of living plants (rhizosphere versus detritusphere) on the nematode population are assessed. Insight into micro-food web structure is gained by application of the nematode faunal analysis concept, based on the enrichment, structure and channel index. In laboratory model systems carbon flux rates for food web links are determined between bacteria/fungi and their nematode grazers for dominant taxa in the arable field. Further, carbon leakage from plant roots induced by herbivore nematode is studied as link between root and bacterial energy channels. By using 13C/12C stable isotope probing (FA-SIP) fatty acids serve as major carbon currency. Coupling qualitative and quantitative data on nematode field populations, with carbon flow via biomarker fatty acids in microorganisms and grazers will allow to connect microbial and faunal food web, and to directly link nematode functional groups with specific processes in the soil carbon cycle.

Zur jungpleistozänen Vergletscherung im Hochgebirge von Taiwan

Taiwan besteht im östlichen Teil aus einem Gebirge mit mehr als 20 über 3000 m hohen Gebirgsstöcken, gipfelnd am Wendekreis im Yu Shan (3952 m). TANAKO und KANO (1934) und PANZER (1935) beschrieben glazigene Formen: u.a. Kare am Nanhuta Shan, Kritzungen, Rundhöcker und einen glazialen Talschluß am Hsueh Shan, eine Seitenmoräne am Yu Shan. Interpretationen von Luftbildern, luftbildgestützten Karten und topographischen Karten dienten der Auswahl dreier Untersuchungsgebiete, in denen die aktuelle hydrologische Situation den Erhalt glazialer Formen und Sedimente ermöglicht. Glazigene Ablagerungen und deren maximale Ausdehnung sind bisher nicht durch Feldarbeiten untersucht. Die geplanten Geländearbeiten dienen Erkundung und Kartierung von glazialen und glaziafluvialen Sedimenten, fossilen Böden sowie von gletschergeformten Gesteinsoberflächen. Die Feldbefunde und dabei gewonnene Proben sollen Aufschluß über die Ergiebigkeit der Untersuchungsgebiete im Hinblick auf Datierungsmöglichkeiten geben. Das Projekt ist ein Pilotprojekt für mögliche weitere, gezielte Arbeiten, die der Rekonstruktion der jungpleistozänen Schneegrenze und der Zeitstellung der Talgletscherbildung dienen. Der Beitrag bildet einen Mosaikstein in der Forschung über die Klimaentwicklung im monsunalen System Ostasiens.

Saisonale Sensitivität von Ökosystemfunktionen in einer sich erwärmenden Arktis (Svalbard, Vorhaben: Nahrungsnetzmodellierung und Governance

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