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s/grau/Gras/gi

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Beobachtung Pflanzlicher Photosynthese mit satellitengestützten Messungen der Sonnen Induzierten Fluoreszenz (CropSIF)

Neben Maßnahmen, die die Produktivität von Agrarflächen erhöhen, werden neue objektive Methoden zur kontinuierlichen Überwachung globaler landwirtschaftlicher Ressourcen dringend benötigt. Eine besondere Rolle nimmt dabei die Photosyntheseleistung (gemessen als Bruttoprimärproduktion) der Kulturpflanzen ein, da sie die maximal mögliche Menge an Nahrung und Treibstoff darstellt, die durch landwirtschaftliche Systeme bereit gestellt werden kann. Desweiteren ist sie ein guter Indikator für Ernteerträge und Stress. In den vergangenen Jahrzehnten wurden auf Reflektivitätsdaten beruhende optische Fernerkundungsmethoden benutzt um landwirtschaftliche Ressourcen abzuschätzen. Spektral aufgelöste Reflektivitätsdaten lassen auf biochemische und strukturelle Eigenschaften der Vegetation schließen, die wiederum auf die potentielle Photosyntheseleistung hindeuten, und sie sind die Grundlage zur Bewertung des Zustands der Pflanzen und ihrer phenologischen Entwicklungsstufe in hoher räumlicher Auflösung. Basierend auf diesem Messprinzip sollen die Sentinel-2 Satelliten (2015 gestartet) die Zugpferde der operationellen Agrarüberwachung in den kommenden Jahrzehnten werden. Es ist jedoch bekannt, dass Vegetationsparameter aus der Fernerkundung, die auf spektralen Reflektanzen beruhen, nicht die komplexen und hoch variablen physiologischen Abläufe der Photosynthese erfassen können. Ergänzend zu Reflektivitätsmessungen sind seit Kurzem globale weltraumgestützte Messungen von sonneninduzierter Chlorophyllfluoreszenz (Englisch sun-induced chlorophyll fluorescence, SIF) möglich. Wie gezeigt werden konnte, besitzt SIF eine höhere Sensitivität gegenüber der Photosyntheseaktivität auf Agrarflächen als andere Parameter oder Modelle. Das Instrument TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument), das ab Mitte 2017 auf dem EU Copernicus Sentinel 5-Vorläufersatelliten fliegen wird, wird die Messung von SIF in einer sehr viel höheren räumlichen und zeitlichen Auflösung als alle bisherigen Instrumente/Missionen ermöglichen. Somit stellt TROPOMI einen Meilenstein für die Einschätzung von Photosynthese im Allgemeinen, und der Produktivität von Nutzpflanzen im Besonderen, dar. Die Kombination von TROPOMI und Sentinel-2 Daten wird eine auf Beobachtungen basierende, globale Beobachtung der Photosyntheseaktivität auf Agrar-, Gras- und Weideflächen mit einer bisher nie dagewesenen räumlichen und zeitlichen Auflösung und Genauigkeit erlauben. Das Projekt CropSIF wird Nutzen aus den besonderen Möglichkeiten ziehen, die diese Konstellation von Instrumenten in naher Zukunft bieten wird, um die Produktivität von Agrarpflanzen und klimatischer Einflüsse darauf abzuschätzen. Wir werden zeitlich aufgelöste Karten der Bruttoprimärproduktion der Nutzpflanzen erstellen, die dann der Analyse von Effekten extremer Klimaereignisse auf die Produktivität in verschiedenen Agrargebieten der Erde dienen werden.

Einfluss unterschiedlicher Behandlungen des Kleegrases auf Ertrag und Qualität im ökologischen Landbau

Aufnahme des Bestandes an Lepidopteren im Bereich der Grazer Bucht (Steiermark)

1) Artenbestand an 15 Kontrollstellen; 2) Abundanzen, gegenseitige Mengenverhaeltnisse der Arten; 3) Phaenologie; 4) Zoenoseberechnungen; 5) Berechnung der Vitalitaetsindizes; 6) Alleinstellungslisten; 7) Einzelstueck-Artenlisten.

Sicherung von Multifunktionalität in der Grobfutterproduktion durch Artenreichtum im intensiven Grasland, Teilprojekt D

Durch artenreiches Grasland werden vielfältige Ökosystemleistungen (ÖSL) simultan erbracht. Die Bandbreite der in der intensiven Graslandnutzung für Milchvieh eingesetzten Pflanzenarten beschränkt sich auf einige wenige Vertreter der Gräser und Leguminosen. Viele leguminose und nicht-leguminose dikotyle Pflanzenarten wurden bisher nicht züchterisch bearbeitet, sie werden bislang im Anbau kaum berücksichtigt und offiziell gar nicht empfohlen. Dikotyle Pflanzenarten weisen einen hohen Futterwert auf, sind durch tiefe Wurzeln häufig trockentoleranter als Gräser und enthalten sekundäre Inhaltsstoffe. Diese Eigenschaften sind bei zu erwartender zunehmender Trockenheit (tiefe Wurzel) und zur Reduktion der Methanemission von Wiederkäuern (sekundäre Inhaltsstoffe) entscheidend. Ein zentrales Problem dieser bisher wenig verbreiteten, minoren dikotylen Pflanzenarten ist die unzureichende Kenntnis der agronomischen und qualitativen Eigenschaften sowie die Aussichten für eine weitergehende züchterische Bearbeitung, weil zur intra-spezifischen Variation der ÖSL einzelner Pflanzenarten weitgehend Unklarheit herrscht. Das beantragte Verbundprojekt verfolgt deshalb das Ziel der Etablierung und Nutzung von artenreichem Grünland, um wichtige ÖSL durch verbesserte Zuchtsorten in angepassten neuartigen Mischungen oder durch Streifenanbau simultan zu erbringen. Es werden in einem systematischen Ansatz ausgewählte Arten mit wertvollen Eigenschaften identifiziert und die intra-spezifische Variabilität der Eigenschaften in einem 'pre-breeding' Ansatz ermittelt und beschrieben. Im Besonderen richten sich die ÖSL auf Biodiversität (Blütenangebot), Trockentoleranz (stomatäre Leitfähigkeit), pflanzliche Sekundärmetabolite (PSM wie Tannine), Ausdauer, Winterhärte, Konkurrenzkraft und Etablierungserfolg sowie auf Futterqualität, Ertrag und die biologische Stickstofffixierung. Ein Anbauprotokoll jeder Art wird eigens erstellt.

Erschließung von Unterbodenressourcen durch Zwischenfruchtanbau und Lebendmulchsysteme, Teilprojekt B

Oekophysiologie der Gruenlandpflanzen, a) Physiologie der Gruenlandpflanzen

Apparente Photosynthese und Dunkelatmung des Graesersprosses. Atmungsintensitaet der Graeserwurzel. CO2-Gaswechsel von ganzen und intakten Graspflanzen. Wirkung der Immissionsbelastung auf die Vegetation an Verkehrswegen.

Ermittlung der Bleiimmissionsbelastung in der Umgebung von bleiverarbeitenden Betrieben

Ermittlung der Bleiimmissionsbelastungen und der sie verursachenden Emissionsquellen. Untersuchungsmethoden: Vegetationsanalysen (Weidegras) Bleibestimmung in Staubniederschlag und Feinstaub. Bleibestimmung in Bodenprofilen. Schneeuntersuchungen, Bleigehaltsbestimmung in sonstigen Oberflaechenproben wie: Bachschwaemmen, Bachwasser, Filterstaeuben, Strassenstaeuben.

Pruefung verschiedener Ausbringungstechniken fuer Guelle auf Dauergruenland

Bei dem Vorhaben werden die Verfahren Breitverteilung der Guelle, Einschlitzen in den Boden, Ausbringung mit dem Schleppschlauch und dem Schleppschuh auf Dauergruenland zweier Standorte bei zwei Ausbringungsterminen (Maerz und Mai) miteinander verglichen. Versuchsfragen: - Optimale Einsatzpunkte bezueglich Termin und Grashoehe, - Einfluesse auf Futterverschmutzung und Konservierungseignung, - Beeinflussung von Ertrag und Qualitaet des Aufwuchses, - Auswirkung auf Verkrautung und Vergrasung der Gruenlandnarbe, - Veraenderung von Bodenkennwerten, - Stickstoff- und Geruchsemissionen (Universitaet Kiel). Ergebnisse: Die bodennahen Ausbringungsverfahren reduzieren die gasfoermigen N-Verluste und die Geruchsentwicklung. Gegenueber der Breitverteilung weisen das Schleppschlauch- und Schleppschuhverfahren hoehere Ertraege auf.

Artenreiche Flur Gross Kreutz

Das havellaendische Obstanbaugebiet ist durch gravierende Eingriffe in das oekologische Gefuege gekennzeichnet. Die seit 1990 eingetretenen Veraenderungen waren Anlass, Untersuchungen zur Wiederherstellung einer artenreichen Flora und Fauna einzuleiten. Seit 1992 werden in der Gemarkung ein Beispiel fuer aktive Landschaftspflege und -gestaltung sowie ein Lehr- und Versuchsgebiet fuer Niederwild- und Naturschutzaufgaben geschaffen. Im Rahmen aktiver Biotopgestaltung und nach einem Landschaftsplan-Entwurf wurden umfangreiche Feldgehoelze angelegt (standorttypische Gehoelzarten) und Stillegungsflaechen mit Graeser/ Kraeutermischungen bestellt. Es erfolgten die Renaturierung eines Feuchtgebietes, die Erhaltung und Umgestaltung von Obstanlagen/Streuobstwiesen, die Anlage von Lesesteinhaufen und Benjeshecken, die Aufzucht und Wiedereinbuergerung der Rebhuehner. Als Weiser fuer die Wirksamkeit der Massnahmen dienen die Ergebnisse von Zaehlungen spezieller Niederwildarten mit Indikatorwert.

Verfahrensentwicklung sowie Untersuchungen zu Dämpf- und Röstprozessen an ausgewählte Bambussortimenten Vietnams

Die thermische und hygrothermische Behandlung vietnamesischer Bambusarten wurde bisher nicht zielgerichtet wissenschaftlich analysiert und keine reproduzierbare Verfahrenstechnik abgeleitet. Ziel der Forschungsarbeiten ist es, Einflussparameter zur gezielten thermischen bzw. hygrothermischen Modifikation des grünen Bambus zu analysieren, Wirkzusammenhänge zwischen diesen Modifikationsparametern und resultierenden physikalischen und chemischen Eigenschaften zu beschreiben und in Modellvorstellungen zu übertragen. Es wird eine zielgerichtete Verfahrenstechnik zur thermischen bzw. hygrothermischen Modifikation von Bambus entwickelt, die auf weitere Bambussortimente Südostasiens übertragbar ist. Hierbei kommt die statistische Versuchsplanung unter Nutzung von Screening-Plänen zum Einsatz. Aus chemischen, physikalischen und strukturellen Untersuchungen werden Wirkzusammenhänge abgeleitet und deren Verallgemeinbarkeit abgeschätzt. Zukünftig führt das Verständnis der Zusammenhänge des Modifikationsprozesses und die Entwicklung eines Verfahrens zur Veredelung von Bambus zu einer deutlichen Erhöhung der Wertschöpfung in Vietnam und beinhaltet somit neben dem wissenschaftlichen Aspekt auch eine perspektivische Entwicklungshilfe.

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