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Wassernutzung privater Haushalte

<p> <p>Im Schnitt nutzt jede Person in Deutschland täglich 126 Liter Trinkwasser im Haushalt. Für die Herstellung von Lebensmitteln, Bekleidung und anderen Bedarfsgütern wird dagegen so viel Wasser verwendet, dass es 7.200 Litern pro Person und Tag entspricht. Ein Großteil dieses indirekt genutzten Wassers wird für die Bewässerung von Obst, Gemüse, Nüssen, Getreide und Baumwolle benötigt.</p> </p><p>Im Schnitt nutzt jede Person in Deutschland täglich 126 Liter Trinkwasser im Haushalt. Für die Herstellung von Lebensmitteln, Bekleidung und anderen Bedarfsgütern wird dagegen so viel Wasser verwendet, dass es 7.200 Litern pro Person und Tag entspricht. Ein Großteil dieses indirekt genutzten Wassers wird für die Bewässerung von Obst, Gemüse, Nüssen, Getreide und Baumwolle benötigt.</p><p> Direkte und indirekte Wassernutzung <p>Jede Person in Deutschland verwendete im Jahr 2022 im Schnitt täglich 126 Liter <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/wasserwirtschaft/oeffentliche-wasserversorgung">Trinkwasser</a>, etwa für Körperpflege, Kochen, Trinken, Wäschewaschen oder auch das Putzen (siehe Abb. „Trinkwasserverwendung im Haushalt 2023“). Darin ist auch die Verwendung von Trinkwasser im Kleingewerbe zum Beispiel in Metzgereien, Bäckereien und Arztpraxen enthalten. Der überwiegende Anteil des im Haushalt genutzten Trinkwassers wird für Reinigung, Körperpflege und Toilettenspülung verwendet. Nur geringe Anteile nutzen wir tatsächlich zum Trinken und für die Zubereitung von Lebensmitteln.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_trinkwasserverwendung-hh_2024-09-10.png"> </a> <strong> Trinkwasserverwendung im Haushalt 2023 </strong> Quelle: Umweltbundesamt und Statistisches Bundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_trinkwasserverwendung-hh_2024-09-10.pdf">Diagramm als PDF (53,22 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_trinkwasserverwendung-hh_2024-09-10.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (44,41 kB)</a></li> </ul> </p><p> <p>Die tägliche Trinkwassernutzung im Haushalt und Kleingewerbe ging von 144 Liter pro Kopf und Tag im Jahr 1991 lange Jahre zurück bis auf täglich 123 Liter pro Kopf im Jahr 2016. 2019 wurden von im Schnitt täglich 128 Liter pro Person verbraucht, 2022 waren es 126 Liter. Der Anstieg im Vergleich zu 2016 begründet sich durch den höheren Wasserbedarf in den jeweils heißen und trockenen Sommermonaten (siehe Abb. „Tägliche Wasserverwendung pro Kopf“).</p> <p>Doch wir nutzen Wasser nicht nur direkt als Trinkwasser. In Lebensmitteln, Kleidungstücken und anderen Produkten ist indirekt Wasser enthalten, das für ihre industrielle Herstellung eingesetzt wurde oder für die Bewässerung während der landwirtschaftlichen Erzeugung. Dieses Wasser wird als virtuelles Wasser bezeichnet. Virtuelles Wasser zeigt an, wie viel Wasser für die Herstellung von Produkten benötigt wurde.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_wasserverwendung-pro-kopf_2024-09-10.png"> </a> <strong> Tägliche Wasserverwendung pro Kopf </strong> Quelle: Statistisches Bundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_wasserverwendung-pro-kopf_2024-09-10.pdf">Diagramm als PDF (44,46 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_wasserverwendung-pro-kopf_2024-09-10.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (26,41 kB)</a></li> </ul> </p><p> Deutschlands Wasserfußabdruck <p>Das virtuelle Wasser ist Teil des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/wasser-bewirtschaften/wasserfussabdruck">„Wasserfußabdrucks“</a>, der die direkt und indirekt verbrauchte Wassermenge einer Person, eines Unternehmens oder Landes angibt. Das Besondere des Konzepts ist, dass die Wassermenge, die in den Herstellungsregionen für die Produktion eingesetzt, verdunstet oder verschmutzt wird, mit dem Konsum dieser Waren im In- und Ausland in Verbindung gebracht wird. Der Wasserfußabdruck macht deutlich, dass sich unser Konsum auf die Wasserressourcen weltweit auswirkt. Der durch Konsum verursachte, kurz konsuminduzierte Wasserfußabdruck eines Landes, wird auf folgende Weise berechnet; in den Klammern werden die Werte des Jahres 2021 für Deutschland in Milliarden Kubikmetern (Mrd. m³) ausgewiesen:</p> <p><strong>Nutzung heimischer Wasservorkommen – Export virtuellen Wassers (= 30,66 Mrd. m³)&nbsp;+ Import virtuellen Wassers (188,34 Mrd. m³) = konsuminduzierter Wasserfußabdruck (219 Mrd. m³)</strong></p> <p>Bei einem Wasserfußabdruck von 219 Milliarden Kubikmetern hinterlässt jede Person in Deutschland durch ihren Konsum einen Wasserfußabdruck von rund 2.628 Kubikmetern jährlich – das sind 7,2 Kubikmeter oder 7.200 Liter täglich. 86 % des Wassers, das man für die Herstellung der in Deutschland konsumierten Waren benötigt, wird im Ausland verbraucht. Für Kleidung sind es sogar nahezu 100 %.</p> </p><p> Grünes, blaues und graues Wasser <p>Beim Wasserfußabdruck wird zwischen „grünem“, „blauem“ und „grauem“ Wasser unterschieden. Als „grün“ gilt natürlich vorkommendes Boden- und Regenwasser, welches Pflanzen aufnehmen und verdunsten. Als „blau“ wird Wasser bezeichnet, das aus Grund- und Oberflächengewässern entnommen wird, um Produkte wie Textilien herzustellen oder Felder und Plantagen zu bewässern. Vor allem Agrarprodukte haben einen großen Anteil am blauen Wasserfußabdruck von Deutschland (siehe Abb. „Sektoren mit den höchsten Beiträgen blauen Wassers zum Wasserfußabdruck von Deutschland“). Der graue Wasserfußabdruck veranschaulicht die Verunreinigung von Süßwasser durch die Herstellung eines Produkts. Er ist definiert als die Menge an Süßwasser, die erforderlich ist, um Gewässerverunreinigungen so weit zu verdünnen, dass die Wasserqualität die gesetzlichen oder vereinbarten Anforderungen einhält.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_sektoren-hoechste-beitraege-blaues-wasser_2022-10-14.png"> </a> <strong> Sektoren mit den höchsten Beiträgen blauen Wassers zum Wasserfußabdruck Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt und Statistisches Bundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_sektoren-hoechste-beitraege-blaues-wasser_2022-10-14.pdf">Diagramm als PDF (34,56 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_sektoren-hoechste-beitraege-blaues-wasser_2022-10-14.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (25,94 kB)</a></li> </ul> </p><p> <p>Bei den nach Deutschland eingeführten Agrarrohstoffen und Baumwollerzeugnissen sind die Anteile an grünem, blauem und grauem Wasser auch bei gleichen Produkten je nach Herkunft unterschiedlich hoch:</p> <ul> <li>Für ein Kilogramm Kartoffeln aus Deutschland werden 119 Liter Wasser benötigt. Davon ist mit 84 Litern der größte Teil grünes Wasser. Für die gleiche Menge an Kartoffeln aus Israel werden 203 Liter eingesetzt. Davon sind 103 Liter blaues und 56 Liter graues Wasser. Für Kartoffeln aus Ägypten werden 418 Liter benötigt. Mit 278 Litern blauem und 118 Litern grauem Wasser steckt damit im Vergleich zu israelischen Kartoffeln sogar noch das Zweieinhalbfache blauen und grauen Wassers in ihnen. Daher ist der Kauf dieser Kartoffeln am problematischsten.</li> <li>Obwohl in Usbekistan für den Anbau der Baumwolle mit 13.160 Litern pro Kilogramm weniger Wasser benötigt wird als in Afrika, wo man für dieselbe Menge Baumwolle 22.583 Liter pro Kilogramm einsetzt, ist der Anbau in einem regenreichen afrikanischen Land wie Mosambik weniger problematisch: Mit 22.411 Litern an grünem Wasser und 172 Litern an grauem Wasser sind die Auswirkungen für den Anbau von einem Kilogramm Baumwolle weniger gravierend als in Usbekistan mit nur 203 Litern grünem Wasser. Dort werden 12.943 Liter des verwendeten Wassers als problematisch eingeschätzt, weil mit 11.126 Litern der Großteil des Bewässerungswassers dazu beiträgt, dass die geringen Wasserressourcen des Landes durch den Baumwollanbau bedroht sind. Außerdem verursacht ein Anteil von 1.817 Litern grauem Wasser am Wasserfußabdruck von einem Kilogramm Baumwolle aus Usbekistan eine beträchtliche Verschmutzung.</li> </ul> <p>Bei der Entnahme von blauem Wasser zur Bewässerung von Plantagen kann es zu ökologischen Schäden und lokalen Nutzungskonflikten kommen. Ein bekanntes Beispiel ist der Aralsee: Der einst viertgrößte Binnensee der Erde war im Jahr 1960 mit einer Fläche von 67.500 Quadratkilometern nur etwas kleiner als Bayern. Heute bedeckt er aufgrund gigantischer Wasserentnahmen für den Anbau von Baumwolle und Weizen nur noch etwa 10 % seiner ehemaligen Fläche. Bis 2014 verlor er 95 % seines Wasservolumens bei einem gleichzeitigen Anstieg des Salzgehalts um das Tausendfache. Auch in weiteren Gebieten auf der ganzen Welt trägt der Konsum in Deutschland dazu bei, dass deren Belastbarkeit überschritten wird (siehe Karte „Hotspots des Blauwasserverbrauchs mit Überschreitung der Belastbarkeitsgrenzen durch Konsum in Deutschland“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/3630/bilder/5_karte_hotspots-blauwasserverbr_2022-10-14.jpg"> </a> <strong> Karte: Hotspots des Blauwasserverbrauchs mit Überschreitung der Belastbarkeitsgrenzen durch Konsum </strong> Quelle: Umweltbundesamt und Statistisches Bundesamt </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Nachwachsende Rohstoffe

Der Aufgabenschwerpunkt "Nachwachsende Rohstoffe" umfasst die Erarbeitung von Empfehlungen zur Rohstoffbereitstellung für die Energiegewinnung und technische Produktherstellung (z.B. Dämmstoffe, Biokraftstoff, Biogas) sowie die Umsetzung und Begleitung der Forschungsförderung. Zu den nachwachsenden Rohstoffe gehören z.B. schnellwachsende Hölzer, Chinaschilf, Getreide, Roggen, Hanf, Faserpflanzen, Energiepflanzen, Winterraps, halm- und holzartige Biomasse. Unter dem Begriff nachwachsende Rohstoffe werden Produkte pflanzlicher und tierischer Herkunft zusammengefasst, die im Nicht-Nahrungs- und Nicht-Futtermittelsektor verwertet werden. Nachwachsende Rohstoffe umfassen - Nebenprodukte der Land- und Forstwirtschaft (z. B. Stroh, Holz aus Waldpflege, Biomasse aus der Landschaftspflege), - Pflanzen aus dem landwirtschaftlichen Anbau (z. B. öl- und stärkehaltige Pflanzen, ein- und mehrjährige Gräser, Faserpflanzen, Heil-, Gewürz- und Aromapflanzen) sowie - unbehandelte Abfallstoffe der Biomasseverarbeitung (Bau- und Industrierestholz, Hobel- und Sägespäne etc.). Zunehmende Bedeutung erlangen sie vor allem vor dem Hintergrund des steigenden Energiebedarfs, der Endlichkeit fossiler Rohstoffe und der CO2-Anreicherung der Atmosphäre.

Das Wildschwein

Das mitteleuropäische Wildschwein ( Sus scrofa scrofa ) gehört zur Familie der nichtwiederkäuenden Paarhufer. Das dichte borstige Fell variiert stark von hellgrau bis zu tiefem Schwarz. Dieser Farbe verdanken die Tiere die weidmännische Bezeichnung „Schwarzwild“. Die Jungen, „Frischlinge“, haben bis zum 4. Monat charakteristische hellgelbe Längsstreifen. Das Wildschwein hat im Vergleich zum Hausschwein einen kräftigeren, gedrungenen Körper, längere Beine und einen hohen, keilförmig gestreckten Kopf mit kleinen Augen, und dreieckigen Ohren. Die Schnauze endet in einem kräftigen, kurzen Rüssel. Größe und Gewicht der Tiere können stark schwanken und sind von den jeweiligen Lebensbedingungen abhängig. Die Kopf-Rumpf-Länge kann beim männlichen Schwein, dem „Keiler“, 1,50 bis 1,80 m und die Schulterhöhe bis zu 1,10 m betragen. Keiler können ca. 100 bis 150 kg schwer werden; weibliche Tiere „Bachen“ genannt, erreichen etwa 50 bis 70 % des Keilergewichtes. Das Sehvermögen ist beim Wildschwein – außer für Bewegungen – relativ gering, Gehör- und Geruchssinn sind dagegen sehr gut entwickelt. Das Verbreitungsgebiet des Wildschweins umfasste ursprünglich ganz Europa, Nordafrika und weite Teile Asiens. Heute ist das Wildschwein aber auch in Nord-, Mittel- und Südamerika sowie in Australien und Neuseeland beheimatet. Am liebsten halten sich die Tiere in ausgedehnten Laubwäldern mit dichtem Unterwuchs und feuchten Böden auf. Auch gut strukturierte Feldlandschaften sowie Gebiete mit Gewässern und Röhrichtzonen sind bevorzugte Lebensräume. Die Nähe zum Wasser spielt immer eine große Rolle, da sich die Tiere zur Hautpflege gern im Schlamm suhlen. Auch transportieren feuchte Böden Gerüche besser, was die Nahrungssuche erleichtert. Offenes Gelände ohne jegliche Deckung und die Hochlagen der Gebirge werden gemieden. Wildschweine sind tag- und nachtaktive Tiere, die ihren Lebensrhythmus an die jeweiligen Lebensbedingungen anpassen. Werden sie durch den Menschen tagsüber gestört, verlagern sie den Schwerpunkt ihrer Aktivitäten auf die Nachtzeit. Den Tag verschlafen sie dann im Schutz eines Dickichtes und beginnen erst in der Dämmerung mit der Nahrungssuche. Dabei können sie bis zu 20 km zurücklegen. Als echter Allesfresser ernährt sich das Wildschwein sowohl von pflanzlicher als auch von tierischer Nahrung. Eicheln und Bucheckern mit ihre hohen Nährwerten sind sehr beliebt. Wenn nicht genügend Waldfrüchte zur Verfügung stehen, werden auch gern Feldfrüchte wie Mais, Erbsen, Bohnen, Kartoffeln und Getreide angenommen. Neben Fall- und Wildobst sowie Grünfutter in Form von Klee, Gräsern und Kräutern stehen auch Wasserpflanzen und deren junge Sprossen und Wurzeln auf dem Speiseplan. Der Eiweißbedarf wird durch Insekten, Regenwürmer, Engerlinge, Reptilien, Kleinnager, Jungwild, Gelege von Bodenbrütern, Fischreste oder Aas gedeckt. Wenn erreichbar, werden auch Gartenabfälle, Obst- oder Brotreste gern gefressen. Die Paarungszeit „Rauschzeit“, dauert von Ende Oktober bis März, mit Schwerpunkt November bis Januar. Der Beginn wird von den Bachen bestimmt, da die Keiler das ganze Jahr über befruchtungsfähig sind. Wildschweine leben generell in Familienverbänden, „Rotten“, in denen eine straffe Rangfolge herrscht. Bei gut gegliederten Familienverbänden mit intakter Sozialordnung synchronisiert die älteste Bache (Leitbache) die Paarungsbereitschaft aller Bachen. Fehlt der steuernde Einfluss älterer Tiere auf das Paarungsgeschehen, können Bachen das ganze Jahr über „rauschig“ sein. Bei guter Nahrungsversorgung kann es dazu kommen, dass sich sogar Einjährige (Überläufer) oder noch jüngere Tiere an der Fortpflanzung beteiligen. Hierdurch entstehen so genannte „Kindergesellschaften“, die dann eine zahlenmäßig völlig unkontrollierte Vermehrung aufweisen. Die Tragzeit dauert beim Wildschwein 4 Monate. Will eine Bache gebären (frischen), sondert sie sich vom Familienverband ab und zieht sich in ein mit Gräsern ausgepolstertes Nest (Kessel) im Gestrüpp zurück. Hier bringt sie bis zu 12 Frischlinge zur Welt. Diese werden 3 Monate lang gesäugt und sind mit ca. 6 Monaten selbstständig. Fühlt eine Bache sich und ihren Nachwuchs bedroht, besteht die Gefahr, dass sie angreift. Im Berliner Raum halten sich Wildschweine bevorzugt in den Randbereichen der Stadt auf. Dabei werden Grünflächen oft als Wanderpfade und Trittsteine benutzt, um tiefer in die Stadt einzudringen. Besonders in der trockenen, warmen Jahreszeit zieht es die Tiere in die Stadt, weil dann in den innerstädtischen Grünanlagen, auf Friedhöfen und in Gärten viel leichter Nahrung zu finden ist als im Wald. Mit ihren kräftigen Rüsseln graben Wildschweine den Boden auf oder drücken Zäune hoch, um an die Nahrung in Komposthaufen, Papierkörben oder Abfalltonnen zu gelangen. Manche Tierliebhaber vermuten zu unrecht, dass die Tiere Hunger leiden und füttern deshalb. Dadurch werden die Wildschweine dauerhaft in die Wohngebiete hinein gelockt. Gartenbesitzer, die aus falsch verstandenem Ordnungssinn ihre Gartenabfälle, Kompost, Obst und altes Gemüse im Wald oder dessen Umgebung abladen, füttern unbewusst neben Ratten auch Wildschweine. Die Tiere gewöhnen sich schnell an diese Nahrungsquelle. Entsprechendes gilt für Parkanlagen, in denen oftmals Essenreste zurückgelassen werden. Für Wildschweine sind Gartenabfälle und liegen gelassene Picknickreste ein gefundenes Fressen. Ihr gutes Gedächtnis hilft ihnen die Orte wiederzufinden, wo der Tisch reich gedeckt ist. Einzelne Rotten, die sogenannten „Stadtschweine“, bleiben dadurch ganzjährig in den Siedlungsgebieten. Durch jede Art von Fütterung werden Wildschweine dauerhaft angelockt, sodass damit die Grundlage für die Zerstörung von Gärten und Parkanlagen gelegt wird. Die Verhaltensmuster der Stadtrandbewohner müssen sich dahingehend ändern, dass Komposthafen im umzäunten Garten angelegt werden, Abfalltonnen geschlossen innerhalb der Umzäunung stehen und keine Form von Fütterung erfolgt. Wildschweine verlieren sonst ihre Scheu vor Menschen. Selbst bis zu Spielplätzen dringen Bachen mit Frischlingen vor. Das Zusammentreffen zwischen Mensch und Wildtier ist die Folge. Für kleine Kinder, die die Lage nicht einschätzen können und nur die niedlichen Frischlinge sehen, könnte die Situation dann gefährlich werden. Das Füttern der Wildtiere ist generell verboten, nach dem Landesjagdgesetz können dafür bis zu 5.000 Euro Geldstrafe erhoben werden (§§ 34 / 50 LJagdG Bln). Beachtet man alle Vorsichtsmaßnahmen, kann es dennoch zu unliebsamen Besuchen kommen. Da Wildschweine ein hervorragendes Wahrnehmungsvermögen durch ihren Geruch haben, wittern sie Nahrung in Form von Zwiebeln, Knollen und Obstresten in den Gärten auch auf weite Entfernungen. Gärten müssen deshalb umfriedet sein, damit das Wild vom folgenreichen Spaziergang abgehalten wird. Hilfreich dabei ist ein Betonfundament mit einem Sockel in Verbindung mit einem stabilen Zaun. Da die Tiere sehr viel Kraft entfalten, muss der Zaun insbesondere in Sockelnähe sehr solide gebaut werden, um den Rüsseln stand zu halten. Wildschweine können im Bedarfsfall auch springen. Deshalb sollte die Umfriedung des Gartens eine gewisse Höhe (ca. 1,50 m) aufweisen. Will man keinen Sockel errichten, hindert auch ein stabiler Zaun, der ca. 40 cm tief in die Erde eingegraben und im Erdreich nach außen gebogen wird, die Tiere am Eindringen. Das Wildschwein steht dann mit seinem Gewicht auf dem Zaun, sodass ein Hochheben mit der Schnauze verhindert wird. Auch eine stabile Wühlstange am Boden befestigt oder an den Zaunpfosten, tut ein übriges zur Sicherung des Grundstückes. Begegnet man einem Wildschwein, sollte in jedem Falle Ruhe bewahrt werden. Das Tier spürt im ungünstigsten Fall genau so viel Angst und Unsicherheit, wie der Mensch, so dass das Ausstrahlen von Ruhe und Gelassenheit die Situation entschärfen hilft. Wildschweine greifen kaum Menschen an. Wichtig ist es, den Tieren immer eine Rückzugsmöglichkeit zu geben. Auf keinen Fall darf ein Wildschwein eingeengt oder in einen geschlossenen Raum, in eine Zaun- oder Hausecke gedrängt werden. Langsame Bewegungen und ausreichend Abstand sind wichtige Grundregeln. Durch Hektik, nervöses Wegrennen und Angstbewegungen kann jedem Tier eine Gefahr signalisiert werden, so dass es regelrecht zum Angriff gedrängt wird. Eine Bache mit Frischlingen muss in großem Abstand umgangen werden. Falls dennoch eine unverhoffte Begegnung erfolgt, sollte durch ruhiges Stehen bleiben oder langsames Zurückziehen ihr das Gefühl der Sicherheit und eine Fluchtmöglichkeit gegeben werden. Wildtiere müssen einen entsprechenden Lebensraum in unserer Nähe – aber nicht in unseren Gärten haben. Das Wissen über die Tiere und die Beobachtungen ihrer Verhaltenweisen bereichern unser Leben und legen die Grundlage zum Verständnis für die Natur und deren Schöpfungen. Stiftung Unternehmen Wald: Das Wildschwein Afrikanische Schweinepest Friedrich-Loeffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit Pressemitteilung der Senatsverwaltung für Justiz, Verbraucherschutz und Antidiskriminierung vom 22.01.2018: Gegen die Afrikanische Schweinepest vorbeugen

Fruchtfolge und integrierter Pflanzenschutz

Die langjaehrigen Fruchtfolgeversuche werden fortgesetzt. Der Schwerpunkt liegt in dem Einfluss eines hohen Anteils von Getreide und insbesondere von Weizen und Gerste in der Fruchtfolge unter Beruecksichtigung der auftretenden Fusskrankheiten. Eine Zwischenauswertung des 'Monokulturversuches' in Giessen steht vor dem Abschluss.

Eine holistische Beurteilung der Akkumulation und Translokation von Eisen, Zink und Selen von der Wurzel über den Spross zum Korn in Mais bei Wassermangel

Eisen (Fe), Zink (Zn) und Selen (Se) sind wichtige Mineralstoffe für den Menschen. Weltweit leiden über 1,2 Milliarden Menschen an Fe, Zn und/oder Se Unterversorgung. Mais (Zea mays L.) ist global betrachtet die meistproduzierte Getreideart. Menschen, deren Hauptnahrungsquelle Mais darstellt, gehören zu denjenigen, die am stärksten von einem dieser Mineralstoffmängel bedroht sind. Zugleich wird prognostiziert, dass die durch den Klimawandel verursachte Zunahme an Trockenheitsperioden zu einem Rückgang der Erträge sowie der Mikronährstoffgehalte in Maispflanzen führen wird. Die Züchtung von Maissorten mit einer stabileren Aufnahme von Fe, Zn und Se aus dem Boden und einer effizienten Translokation dieser Nährstoffe in essbares Gewebe bei Wasserknappheit stellt eine vielversprechende Strategie dar, die humane Mais-basierte Mikronährstoffversorgung zu sichern oder sogar zu steigern. Entsprechend ist das Hauptziel dieses Projektes physiologische, molekulare und genetische Faktoren zu identifizieren und zu verstehen, die die Fe-, Zn- und Se-Akkumulation unter Wassermangel steuern und folglich zur Züchtung von Mais mit höherem Mikronährstoffgehalten beitragen. Die synergistischen Arbeitspakete kombinieren modernste Multi-Omics-Techniken aus den Bereichen Ionomik, Genomik und Transkriptomik mit high-end Röntgen-gestützter räumlicher Elementverteilungskartierung, um die räumlich-zeitliche Dynamik der Nährstoffaufnahme und -translokation in ausgewählten, agronomisch relevanten, natürlichen Maislinien sowie in Maislinien, welche in Merkmalen, die die Nährstofflogistik potentiell beeinflussen, mutiert sind, zu verstehen. Ein Fokus liegt insbesondere auf der Rolle der exo- und endodermalen Barrieren, deren Bedeutung für die Mikronährstoffaufnahme in Mais noch nicht erforscht ist. Ein weiteres Ziel ist die Charakterisierung der raumzeitlichen Expression von Transportproteinen kodierender Gene in Wurzeln, Blättern und Blütenständen in Abhängigkeit der Fe-, Zn-, Se- und Wasserversorgung in verschiedenen Maisgenotypen und deren quantitativer Beitrag zum Zellimport und -export, dem Radialtransport und der Xylem- und Phloembeladung von Fe-, Zn- und Se. Zudem wird ein Forward-Ionomik Screening einer Mais-MAGIC-Population, die unterschiedliche Wassermangel-Toleranzen aufweist, durchgeführt. Dies wird mit einer Assoziationskartierung kombiniert, um genetische Loci und zugrundeliegende Gene zu identifizieren, die die Unterschiede in der Fe-, Zn- und Se-Akkumulation in Spross und Korn unter Gewächshaus- und Freilandbedingungen steuern. Die erzielten Ergebnisse des Projektes werden zu einem besseren Verständnis der gekoppelten und individuellen Aufnahme- und Akkumulationsprozesse von Fe, Zn und Se in Mais beitragen, und damit zur Züchtung von Maislinien, die im Kontext eines sich wandelnden Klimas dennoch hohe Gehalte an, für Mensch und Tier, essentiellen Mikronährstoffen aufweisen.

New Solution and Innovative Technologies for In-situ Decontamination of a Heating Power Station and Former Gasworks Site

The site of the heating power station and former gasworks in Plauen is contaminated over a wide area with pollutants specific to gasworks - above all BTX aromatics, PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons), tar oils, phenols and ammonium - down to a depth of six metres. According to expert opinion, a soil volume of some 20000 m3 must urgently be cleaned up. A remediation concept has been prepared at the request of the municipality of Plauen, based on the use-related potential assessment for the site. The assessment concludes that there is an acute environmental hazard for the directly adjoining river 'Weisse Elster'. The approach pursued in this project represents a new solution to the problem of contaminated sites. Instead of using ex-situ methods for carrying out a complete cleanup of the contaminated site, as practised so far, in-situ methods are used. In this way, the acute hazard potential is eliminated, leaving only a tolerable amount of residual pollution. This objective will be achieved through a combination of pneumatic, hydraulic and microbiological in-situ measures. The efficiency will be further increased by specific pollutant mobilization. The technical feasibility has been confirmed by soil air suction tests and pumping tests on sites as well as microbiological laboratory analyses. The in-situ decontamination is superior to the traditional ex-situ methods in terms of economic efficiency, waste prevention and reducing traffic movements. The innovative methods proposed here involve, in particular, hot-steam injections and controlled oxyhydrogen gas explosions that will increase the availability of immobile pollutants attached to the soil grain.

Effect of agricultural intensification on cereal aphid-primary parasitoid-hyperparasitoid food web structures and interactions

Changes in agroecosystem management (e.g. landscape diversity, management intensity) affect the natural control of pests. The effects of agricultural change on this ecosystem service, however, are not universal and the mechanisms affecting it remain to be understood. As biological control is effectively the product of networks of interactions between pests and their natural enemies, food web analysis provides a versatile tool to address this gap of knowledge. The proposed project will utilize a molecular food web approach and examine, for the first time, how changes in plant fertilisation and landscape complexity affect quantitative aphid-parasitoid-hyperparasitoid food webs on a species-specific level to unravel how changes in food web interactions affect parasitoid aphid control. Based on the fieldderived data, cage experiments will be conducted to assess how parasitoid diversity and identity affect parasitoid interactions and pest control, complementing the field results. The work proposed here will take research on parasitoid aphid control one step further, as it will provide a clearer understanding of how plant fertilization affects whole aphid-parasitoid food webs in both simple and complex landscapes, allowing for further improvements in natural pest control.

Biopores in the subsoil: Formation, nutrient turnover and effects on crops with distinct rooting systems (BioFoNT)

Perennial fodder cropping potentially increases subsoil biopore density by formation of extensive root systems and temporary soil rest. We will quantify root length density, earthworm abundance and biopore size classes after Medicago sativa, Cichorium intybus and Festuca arundinacea grown for 1, 2 and 3 years respectively in the applied research unit's Central Field Trial (CeFiT) which is established and maintained by our working group. Shoot parameters including transpiration, gas exchange and chlorophyll fluorescence will frequently be recorded. Precrop effects on oilseed rape and cereals will be quantified with regard to crop yield, nutrient transfer and H2-release. The soil associated with biopores (i.e. the driloshpere) is generally rich in nutrients as compared to the bulk soil and is therefore supposed to be a potential hot spot for nutrient acquisition. However, contact areas between roots and the pore wall have been reported to be low. It is still unclear to which extent the nutrients present in the drilosphere are used and which potential relevance subsoil biopores may have for the nutrient supply of crops. We will use a flexible videoscope to determine the root-soil contact in biopores. Nitrogen input into the drilosphere by earthworms and potential re-uptake of nitrogen from the drilosphere by subsequent crops with different rooting systems (oilseed rape vs. cereals) will be quantified using 15N as a tracer.

Ecological valuation of crop pollination in traditional Indonesian homegardens

Traditional Indonesian homegardens harbour often high crop diversity, which appears to be an important basis for a sustainable food-first strategy. Crop pollination by insects is a key ecosystem service but threatened by agricultural intensification and land conversion. Gaps in knowledge of actual benefits from pollination services limit effective management planning. Using an integrative and agronomic framework for the assessment of functional pollination services, we will conduct ecological experiments and surveys in Central Sulawesi, Indonesia. We propose to study pollination services and net revenues of the locally important crop species cucumber, carrot, and eggplant in traditional homegardens in a forest distance gradient, which is hypothesized to affect bee community structure and diversity. We will assess pollination services and interactions with environmental variables limiting fruit maturation, based on pollination experiments in a split-plot design of the following factors: drought, nutrient deficiency, weed pressure, and herbivory. The overall goal of this project is the development of 'biodiversity-friendly' land-use management, balancing human and ecological needs for local smallholders.

Simulated field environment with combined salt and drought stresses as a platform for phenotyping plant tolerance to salinity

Salinity occurs often simultaneously with drought stress. Therefore, breeding for tolerance to combined both stresses can contribute significantly to crop yield. However, classical selection in salinity has generally been unsuccessful, partly due to high variability of salt stress resulting from the different salinity and drought status. Unfortunately, the use of unrealistic stress protocols for mimicking salinity and drought stress is the norm rather than the exception in biotechnological studies. Therefore, the great challenge is to gain knowledge required to develop plants with enhanced tolerance to field conditions. Our overall hypothesis is that a realistic stress protocol simulating a field environment with combined salt and drought stress as a platform for precision phenotyping of plant tolerance to salinity may solve this problem. This study will demonstrate that highly managed stress environments can be created and key traits of plants can be characterised by using advanced non-destructive sensors that are able to identify relevant traits of plants.

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