Kohäsive Feinpartikel sind potentielle Träger von anorganischen und organischen Schadstoffen und spielen eine entscheidende Rolle beim Stoffaustausch zwischen Wasserkörper, Schwebstoff und Sediment. Daher ist die Kenntnis der Depositionsdynamik dieser Feinpartikel ein wichtiger Baustein für ein effizientes Sedimentmanagement und eine physikalisch basierte Modellierung des Schadstofftransfers in Fließgewässern. Es überrascht jedoch, dass sich Untersuchungen zum Transport- und Sedimentationsverhalten kohäsiver Partikel bisher häufig auf definierte stationäre Randbedingungen im Labormaßstab und Trockenwetterbedingungen im Gelände konzentrieren. Weitgehend ungeklärt ist hingegen das Verhalten von Feinpartikeln und deren Speicherung im Gerinnebett während der dynamischen Phase von Hochwasserereignissen. Um die im Gerinne ablaufenden Prozesse weitgehend unabhängig von den Einzugsgebietsprozessen zu untersuchen hat sich in unserer Arbeitsgruppe seit nunmehr über 10 Jahren ein Ansatz mit künstlich generierten Hochwasserwellen bewährt. Es ist ein genereller Vorteil von solchen Geländeexperimenten, dass einzelne steuernde Größen ausgeschlossen oder gezielt kontrolliert werden können. Außerdem ist ein solcher Ansatz eine Voraussetzung, um die Aussagekraft experimentell gewonnener Laborergebnisse zur potentiell hohen Feinpartikel-Retention in Sand- und Kiessedimenten in einem natürlichen System zu validieren. Das übergeordnete Ziel des hier beantragten Projekts ist es, die Gerinnespeicherung kohäsiver Feinpartikel in einem natürlichen System bei variierenden hydrologisch-hydraulischen Randbedingungen zu quantifizieren. Zu diesem Zweck werden standardisierte Feinpartikeltracer (Kaolinit, d50 = 2ìm, ñ = 2,6 g/cm3) sowohl im Verlauf von künstlich generierten Hochwasserwellen als auch während stationärer Trockenwetterbedingungen in einen Mittelgebirgsbach induziert. Die Retention und Sedimentation der eingegebenen Feinpartikel wird gezielt in kleinräumig variierenden Flussbettstrukturen (Hyporheische Zone, Stillwasserzonen, Gerinnerandbereiche, Riffle-Pool-Sequenzen) und für einzelne Gerinneabschnitte erfasst. Die Quantifizierung der Speicherung erfolgt mit bereits erprobten Resuspensionstechniken und Sedimentfallen sowie einer in Pilotprojekten erfolgreich getesteten Tracerfrachtberechnung mittels FTIR-DRIFT Spektroskopie an mehreren Basismessstationen im Längsprofil. In einem interdisziplinären Forscherverbund mit Kollegen des 'Hydraulics Laboratory' und des 'Dept. of Civil Engineering' der Universität Gent, der 'Ecosystem Management Research Group, Dept. of Biology' der Universität Antwerpen und des 'Dept. of Hydrology and Hydraulic Engineering' der Freien Universität Brüssel in Belgien wird darüber hinaus die Transport- und Speicherdynamik der Feinpartikel mit der neuen, FORTRAN basierten Modellierungssoftware 'FEMME' ('Flexible Environment for Mathematically Modelling the Environment') abgebildet.
Dieser Antrag skizziert ein Projekt, das den Zielen des SPP 'EarthShape' folgt, indem es die Rolle von Biota für die Formungsprozesse der Erde untersucht. Diese Studie zielt darauf ab, (i) die ursprüngliche Annahme von EarthShape zu testen, dass alle primären Arbeitsgebiete eine ähnliche langfristige tektonische (Gesteinshebungs-) Geschichte aufweisen und (ii) den Einfluss von Biota auf Landschaften entlang eines ausgeprägten klimatischen und ökologischen Gradienten in der chilenischen Küstenregion über Jahrtausende zu quantifizieren. Die Annahme einer identischen tektonischen (Gesteinshebungs-) Geschichte aller vier primären Arbeitsgebiete impliziert, dass laterale Variationen der Topographie und der stattfindenden Erdoberflächenprozesse ausschließlich durch Klima und Biota gesteuert werden/wurden. Tektonische Studien und thermochronologische Pilotdaten, legen nahe, dass dies möglicherweise nicht der Fall ist, und somit jedwede Schlussfolgerung über Biota- Topographie-Erosionsbeziehungen unvollkommen ist. Wir werden Festgesteins- Niedrigtemperatur-Thermochronologie (Apatit (U-Th)/He- und Fission-Track-Methode) und thermisch-kinematische Modellierung (PECUBE) anwenden, um die tektonische (Gesteinshebungs-) Geschichte aller vier primären Arbeitsgebiete in EarthShape über Millionen Jahre zu rekonstruieren. Die Ergebnisse sind sowohl für Beobachtungs- als auch für Modellierungsstudien, die großskalige Tektonik-Klima-Biota-Interaktionen und Landschaftsentwicklungen untersuchen (vgl. Phase-II-EarthShape-Anträge: PIs Ehlers und Hickler, Schaller und van der Kruk, Mutz und Niedermeyer), von großer Bedeutung. Detritische (Tracer) Thermochronologie wird in allen primären Arbeitsgebiete von EarthShape angewendet, um die antreibenden Kräfte von Erdoberflächenprozessen über Jahrtausende zu identifizieren. Von besonderem Interesse ist hierbei die Untersuchung der Beziehungen zwischen Vegetationsbedeckung, Geomorphologie, Erosion und Sedimenttransport. Dies geschieht durch statistische Zuordnung der detritischen Altersverteilungen zu den Herkunftsgebieten in den untersuchten Einzugsgebieten. Geomorphologische und biotische Einflussfaktoren werden aus verschiedenen Fernerkundungsdaten abgeleitet. Geomorphologische Erosionsfaktoren werden aus digitalen Höhenmodellen (ASTER, LiDAR) berechnet, während Vegetations-Erosionsfaktoren aus der Analyse multispektraler Satellitendaten (Sentinel, Landsat) in Verbindung mit Feldarbeit abgeleitet werden. Hieraus resultierende relative Erosionskarten können mit kosmogenen Nuklid-Erosionsraten kombiniert werden (z. B. EarthShape Phase I + II, PIs Schereler et al., Schaller und van der Kruk), um hochaufgelöste Erosionsraten-Karten für alle primären Arbeitsgebiet von EarthShape abzuleiten. Wir erwarten, dass dieser innovative multidisziplinäre Ansatz (Kombination von Thermochronologie und Fernerkundungsdaten) unser Verständnis der tektonischen, klimatischen und biologischen Landschaftsdynamik verbessern wird.
Viele technische Einrichtungen und bauliche Strukturen in der Stadt können Probleme für die Tierwelt bereiten. Glas und Licht sind zwei typisch städtische Faktoren, die sich erheblich auf die Biodiversität auswirken. Um ihren Einsatz kommen wir nicht herum. Gleichzeitig müssen wir aber alle Möglichkeiten nutzen, um schädliche Auswirkungen zu minimieren. Glas als Problem für Vögel Licht als Problem für Tiere Wieviele Vögel fliegen gegen Glas? Glas ist der menschlich bedingte Faktor, durch den am meisten Vögel umkommen. Die Länderarbeitsgemeinschaft der Vogelschutzwarten hat hochgerechnet, dass jährlich in Deutschland vermutlich über 100 Millionen Vögel an Glas sterben. Das wären über 5 % aller im Jahresverlauf vorkommenden Vogelindividuen (LAG VSW 2017). Damit dürfte Glas inzwischen dafür mitverantwortlich sein, dass die Zahl der Vögel in Deutschland, Europa und weltweit zurückgeht und unser Planet Jahr für Jahr mehr an Biodiversität verliert. Betroffen sind auch zahlreiche Zugvögel. Warum fliegen Vögel gegen Glas? Die Ursachen, die zu Anflügen führen, sind schon lange bekannt: Transparenz oder Reflexion. Entweder sehen Vögel durch die Glasscheibe hindurch Bäume, Sträucher, den Himmel oder ein sonstiges Ziel und wollen dorthin fliegen. Oder sie sehen die Spiegelung ihres Ziels in der Scheibe. Reflexionen sind besonders in der Stadt ein relevanter Faktor. In beiden Fällen prallen fliegende Vögel mit erheblicher Geschwindigkeit gegen das Glas. Die Folge sind meist starke Kopf- oder innere Verletzungen. Beleuchtung kann als verstärkender Faktor hinzukommen: Zugvögel können nachts vom Licht angelockt oder irritiert werden und kollidieren dann an den Glasscheiben der Umgebung. Welche Vögel fliegen gegen Glas? Tatsächlich kann kein Vogel Glas erkennen, betroffen sein kann daher theoretisch jede Art. Es ist vielmehr eine Frage, ob sich Glas in ihrem Lebensraum befindet. Und hierbei muss das gesamte Jahr betrachtet werden. Manche Wasservögel und Vogelarten der offenen Landschaft treffen so gut wie nie auf gläserne Strukturen. Aber die meisten anderen Vogelarten kommen auch in Siedlungsräume, sowohl als Brutvögel als auch als Durchzügler oder im Winter. Das in Berlin dokumentierte Artenspektrum reicht von Haussperling über Nebelkrähe, Gelbspötter, Eisvogel, Sing- und Rotdrossel, Sommer- und Wintergoldhähnchen, Teichrohrsänger bis Habicht und Waldohreule. Direkt an innerstädtischen Gewässern wurden auch Stockente und Höckerschwan als Anprallopfer gefunden. Gerade Zugvögel sind vielfach betroffen. So ist die Waldschnepfe ein regelmäßiges Glasopfer im März und Oktober/November, obwohl diese Art nicht hier brütet. Selbst sehr seltene Arten wie Ringdrossel und Zwergschnäpper, die nur ausnahmsweise beobachtet werden, sind in der Innenstadt als Glasopfer gefunden worden. Welche Glasscheiben sind gefährlich? Jede Glasscheibe hat ein Gefährdungspotenzial, aber die konkrete Gefahrensituation hängt von ihrer Größe, der Menge Glas an der Fassade, Durchsicht, Reflexion und dem Standort ab. Die Länderarbeitsgemeinschaft der Vogelschutzwarten hat ein Bewertungsschema entwickelt, mit dem man die Gefährlichkeit von Glas an Bauwerken abschätzen kann (LAG VSW 2021). Meist unproblematisch sind danach Lochfassaden mit „normalen“ Fenstern unter 1,5 m² Fläche. Häufig problematisch sind hingegen freistehende Glaswände (auch z.B. in Wartehäuschen von Bus und Bahn) oder -gänge mit Durchsichten, auch zusammenhängende Glasbereiche über 6 m². Je mehr Vegetation sich in der Glasscheibe spiegelt, desto größer ist die Vogelschlaggefahr. Straßenbäume reichen hier bereits aus, da sie von zahlreichen Vögeln genutzt werden, auch in der Innenstadt. Aber auch gegen Scheiben, die den freien Himmel spiegeln, können Vögel fliegen. Transparente Gebäudeecken und -kanten, bergen ein großes Anprallrisiko. Vegetation hinter Glas kann eine regelrechte Vogelfalle darstellen, z.B. Gewächshäuser oder Wintergärten. Wie sind Hochhäuser zu bewerten? Bei Hochhäusern können die unteren Bereiche genauso wie andere Bauwerke bewertet werden (siehe vorstehend). Die Häuser ragen aber meist über die umliegende Bebauung hinaus. Mit einem höheren Glasanteil, der den freien Himmel spiegelt, steigt damit die Gefahr für alle über Baumhöhe fliegenden Vögel. Auf dem Durchzug kann das jede Vogelart sein. Hier gilt ebenfalls, dass Lochfassaden in der Regel unproblematischer sind als Fassaden mit größeren zusammenhängenden Glasflächen. Ein weiterer relevanter Aspekt für Hochhäuser ist die Beleuchtung. Die Bauwerke ragen in den Raum der nächtlich ziehenden Vögel. Bei bestimmten Wetterlagen können diese von Licht angelockt und irritiert werden. Sie fliegen Kreisbahnen um die Lichtquelle und können gegen Glas und andere Hindernisse prallen. Wie kann man Vogelschlag erfassen? Selten wird man direkt Zeuge eines Anfluges. Auch die Kadaver findet man kaum, weil diese schnell von Verwertern wie Krähen und anderen Vögeln (tagsüber) oder Füchsen, Mardern, Ratten und anderen Säugetieren (vor allem nachts) abgesammelt werden. In der Stadt beseitigen auch Reinigungsdienste die toten Vögel, gerade an öffentlich genutzten Orten. Sichtbare Spuren an den Scheiben hinterlassen meist größere Vögel, während die Anprallstellen von Kleinvögeln allenfalls durch ein paar unauffällige Federchen erkannt werden können. Systematische Untersuchungen über mehrere Monate (vor allem von Juli bis November) können trotzdem gute Erkenntnisse über das Vogelschlaggeschehen erbringen, auch wenn man von einer hohen Dunkelziffer ausgehen muss. Der Aufwand hängt von den jeweiligen Fassaden ab und steigt vor allem bei Höhen über ca. 5 m an, weil die Flächen dann kaum noch optisch absuchbar sind. Die Frequenz der morgendlichen Kadaversuchen muss dann erhöht werden. Vereinzelt kann eine Kontrolle von innen hilfreich sein. Was kann man gegen Vogelschlag tun? Vogelschlag an Glas kann durch eine umsichtige Objektplanung und -gestaltung vermieden werden. Sollen trotzdem potenziell problematische Glasdimensionen zur Realisierung kommen, müssen die Glasflächen durch technische Maßnahmen sichtbar gemacht werden (z.B. Sandstrahlen, Ätzen, Digital- oder Siebdruck). Diese dauerhaft wirksamen Maßnahmen sind wirtschaftlicher als nachträgliche Lösungen wie z.B. das Aufkleben von Folien, denn diese müssen in mehrjährigen Abständen erneuert werden. Welche Markierungen sind wirkungsvoll? Als Faustregel gilt: Vögel nehmen senkrechte Linien ab 5 mm Breite wahr, und Kantenabstände von maximal 95 mm sind erforderlich, damit Vögel nicht zwischen ihnen hindurch fliegen („alle 10 cm eine Linie“). Bei horizontalen Linien sind 3 mm Breite ausreichend, bei einem maximalen Kantenabstand von 47 mm („alle 5 cm eine Linie“). Der Deckungsgrad derartiger Markierungen beträgt 5 % bzw. 6 %, so dass der Lichtverlust sehr gering ist. Ein guter Kontrast ist hierbei essenziell – Vögel müssen die Markierungen gut erkennen können. Dies gilt insbesondere auch für Punkte, die erst in den letzten Jahren intensiver untersucht werden (siehe hierfür die Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft für aktuelle Ergebnisse). Um gegen Reflexionen wirksam sein zu können, müssen Markierungen in der Regel außen auf das Glas angebracht werden (Ebene 1 der Glasscheibe). Es deutet sich an, dass glänzend-helle oder weiße Strukturen, die das Sonnenlicht spiegeln, auch auf der Innenseite (Ebene 2) angebracht werden können. Über deren Wirksamkeit liegen aber erst wenige Befunde vor (siehe hierfür ebenfalls die Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft für aktuelle Ergebnisse). Einige neue Gläser und Materialien mit anderen Eigenschaften sind in der Testphase, so dass sich der Blick auf die Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft von Zeit zu Zeit lohnt. Welche Markierungen sind (weitgehend) nutzlos, entgegen der Versprechungen? Die seit langem angewandten Greifvogelsilhouetten sind leider völlig wirkungslos. Zwar fliegt kein Vogel gegen die Silhouette, aber schon wenige Zentimeter daneben gegen das Glas. Denn die Vögel sehen in dem Aufkleber keinen “Greifvogel”, sondern nur das schwarze oder farbige Hindernis, dem sie ausweichen. Den gleichen Effekt hätte man mit einem beliebigen Aufkleber. Ebenfalls völlig bis weitgehend wirkungslos sind UV-Licht reflektierende Strukturen . Diesen liegt die Idee zugrunde, dass einige Vogelarten im Unterschied zum Menschen Licht im ultravioletten Bereich wahrnehmen können. Die Entwickler entsprechender Produkte nahmen daher an, dass Vögel applizierten UV-Strukturen ausweichen, die wir Menschen nicht sehen. In der Praxis funktioniert dies vermutlich aus mehreren Gründen nicht oder nur sehr wenig (siehe hierzu die Testergebnisse auf der Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft). Und schließlich sind Gläser mit geringer Außenreflexion (maximal 15 %) allein in der Regel keine wirksame Lösung. Es ist zwar richtig, dass stärker spiegelnde Gläser die Gefährlichkeit von Glas häufig erhöhen, jedoch spiegelt grundsätzlich jedes Glas, wenn es in dem dahinter liegenden Raum deutlich dunkler ist als draußen. Und dies ist tagsüber fast überall der Fall, insbesondere wenn die Sonne scheint. Wann gibt es Handlungsbedarf? Ist dieser rechtlich durchsetzbar? Auch an den kleineren Glasscheiben einer Lochfassade können Vögel verunglücken – völlig auszuschließen ist die Gefährdung nie. Wenn sich aber Anflüge häufen, ist Handlungsbedarf gegeben. Tatsächlich gibt es ein striktes Tötungsverbot bei allen in Europa natürlicherweise vorkommenden Vogelarten in § 44 Abs. 1 Bundesnaturschutzgesetz. Nach geltender Rechtsauslegung greift dieses Verbot bei nicht beabsichtigen Tötungen (wie bei Windkraft, Straßentrassen oder eben Glas) dann, wenn das Tötungsrisiko „signifikant erhöht“ wird. Dies ist fachlich zu erläutern, und die Länderarbeitsgemeinschaft der Vogelschutzwarten hat dies getan (LAG VSW 2021). Danach sind auf 100 m Fassadenlänge zwei Vogelschlagopfer je Jahr noch „normal“ und rechtlich hinzunehmen, mehr als doppelt so viele (also ab fünf Vogelschlagopfer jährlich auf 100 m Fassadenlänge) „signifikant erhöht“. Wenn diese Situation erreicht ist, kann die zuständige Naturschutzbehörde über Anordnungen tätig werden. Die Gefahrenstelle muss entschärft werden. Unter der Überschrift „Lichtverschmutzung“ ist in den letzten Jahren bekannt geworden, dass sich Licht ungünstig auf Mensch und Tier auswirken kann. Die drei wichtigsten Aspekte für Vögel, Insekten und Fledermäuse werden nachfolgend benannt. Wann ist Licht für Vögel gefährlich? Wie schon im Abschnitt über Hochhäuser angesprochen, kann Licht unter bestimmten Umständen für Zugvögel kritisch sein und insbesondere nachts bei bestimmten Wetterlagen (Wolkendecke, Regen, Nebel) eine anlockende oder irritierende Wirkung haben. In Kombination mit Hindernissen (z.B. Glasscheiben, Abspannungen) kann es hierbei zu Massenanflügen kommen. Bei Untersuchungen im Jahr 2020 hat sich gezeigt, dass Zugvögel nachts auch in Bodennähe von starken Lichtquellen angelockt werden können. Dies kann Leuchtreklame sein, aber auch helle Innenbeleuchtung, die nach außen dringt. Vögel verunglücken dann an den Glasscheiben in der Nähe der Lichtquelle. Wichtig ist daher, keine deutlich über das allgemeine Beleuchtungsniveau der Umgebung hinausragende Lichtstärke zu installieren. Darüber hinaus können sogenannte “Skybeamer”, stark gebündelte Lichtstrahlen, zu Irritationen bei Zugvögeln führen, bis hin zum Absturz der Vögel. Aus dem Tötungsverbot in § 44 Abs. 1 Bundesnaturschutzgesetz ergibt sich daraus, dass derartige Beleuchtungen zu den Vogelzugzeiten verboten sind. In Berlin betrifft dies die Zeiträume 1. März bis 31. Mai und 15. August bis 30. November. Was ist für Insekten schädlich und wie sehen Vermeidungsmaßnahmen aus? Die Anlockwirkung von Licht auf Insekten ist altbekannt. Vor allem in der Nähe von Stadtgrün und Gewässern kann hierbei die örtliche Artenvielfalt (Biodiversität) erheblich gemindert werden, wenn viele Insekten aus ihren Lebensräumen quasi herausgezogen werden. Denn sie umkreisen die Lichtquelle und verhungern dort oft. Diese Tiere gehen dann für den Populationserhalt verloren. Hieraus wird deutlich, dass man mit Licht in durchgrünten Gebieten sehr sorgsam umgehen muss. Handlungsmöglichkeiten hat fast jeder auch im privaten Bereich: Möglichst wenig Licht verwenden, mit geringstmöglicher Helligkeit. Später in der Nacht nicht benötigtes Licht abschalten. Leuchtkörper mit geringen blauen und UV-Anteilen verwenden, also eher gelbliches Licht wie LED-Amber oder Natriumdampflampen. Wenn weißes Licht unbedingt erforderlich ist, kann warmweißes LED-Licht verwendet werden. Beleuchtung niedrig anbringen und nur nach unten abstrahlen – keine Abstrahlung in die Landschaft. Was ist für Fledermäuse wichtig? Zwar gibt es einige Fledermäuse, die gezielt Lichtquellen anfliegen, um die dort angesammelten Insekten zu erbeuten, doch grundsätzlich weichen die meisten Fledermäuse hell beleuchteten Bereichen aus. Dies geht so weit, dass sie für ihre Flüge durch die Stadt nur dunkle Verbindungsstrukturen verwenden können, z.B. nicht beleuchtete Grünzüge. Fledermäuse werden also durch Licht gleich doppelt betroffen: Zum einen verringert sich ihr Nahrungsangebot, weil die Insektenpopulationen verkleinert werden. Und zum anderen wird ihre Bewegungsfähigkeit durch Beleuchtung eingeschränkt. In der Folge verringert sich auch die Zahl der Fledermäuse, die in der Stadt leben können.
Soil is the first component of the environment that can be effected by GM plants, because they do not only consume the nutritive substances from the soil, but also release there different compounds during a growing period, and leave in the soil their remains. If the plants are modified to increase their resistance to plant pathogens, particularly bacteria, they can also affect the other microorganisms important for plant development. Also there are no considerable data about possible effect of GM plants on soil organic matter and chemical processes in soil. For the experiment it is planned to use transgenic potato plants (Solanum tuberosum L. cv. Desiree) expressing a chimerical gene for T4 lysozyme for protection against bacterial infections; - obtaining and short-term growing of GM plants in laboratory conditions; - extraction and collection of root exudates and microbial metabolites from rhizosphere; - analysis of these exudates by Pyrolysis-Field Ionisation Mass Spectrometry (Py-FIMS) in comparison with the exudates of wild-type plants and transgenic controls not harbouring the lysozyme gene, and with dissolved organic matter from non-cropped soil; - creation of 'fingerprints' for each new transgenic line in combination with certain soil on the basis of marker signals. Expected impacts: - New highly cost-effective express testing system for the risk assessment of genetically modified plants at the earliest stages of their introduction; - The conclusion about safety/danger of GM plants for the soil ecosystems; - Model for prediction of possible risk caused by GM plants.
Durum wheat is mainly grown as a summer crop. An introduction of a winter form failed until now due to the difficulty to combine winter hardiness with required process quality. Winter hardiness is a complex trait, but in most regions the frost tolerance is decisive. Thereby a major QTL, which was found in T. monococcum, T.aestivum, H. vulgare and S.cereale on chromosome 5, seems especially important. With genotyping by sequencing it is now possible to make association mapping based on very high dense marker maps, which delivers new possibilities to detect main and epistatic effects. Furthermore, new sequencing techniques allow candidate gene based association mapping. The main aim of the project is to unravel the genetic architecture of frost tolerance and quality traits in durum. Thereby, the objectives are to (1) determine the genetic variance, heritability and correlations among frost tolerance and quality traits, (2) examine linkage disequilibrium and population structure, (3) investigate sequence polymorphism at candidate genes for frost tolerance, and (4) perform candidate gene based and genome wide association mapping.
Beim mikrobiellen Umsatz von organischen Verbindungen wird ein beträchtlicher Anteil des Kohlenstoffs zunächst zum Aufbau von Biomasse durch Bakterien genutzt. Diese Biomasse unterliegt nach ihrem Absterben wieder einem Abbau durch andere Mikroorganismen. In diesem Prozess werden Fragmente der abgestorbenen Zellen entweder selbst wieder zum Substrat für andere Organismen oder direkt in der Bodenmatrix festgelegt. Damit tragen sie substanziell zur Bildung der organischen Bodensubstanz (SOM) bei. Im Rahmen der geplanten Arbeiten sollen vorwiegend durch Markierungsexperimente mit stabilen und radioaktiven Isotopen die mikrobiellen Umsatzraten und die Bildung von Huminstoffen aus bakterieller Biomasse und fraktionierten Zellbestandteilen wie auch aus mikrobiellen Mineralisationsprodukten wie CO2 und NH4 in Modellböden des Schwerpunktprogrammes detailliert untersucht werden. Dazu wird die Transformation isotopisch markierter Biomassebestandteile (14C; 13C; 15N) in Bodenbioreaktoren untersucht. Die festgelegten und umgewandelten Produkte der markierten Biomasse sollen in den verschiedenen Partikel- und Huminstofffraktionen des Bodens bilanziert und mit isotopenchemischen und strukturchemischen Methoden charakterisiert werden. Damit können der stoffliche Beitrag der Biomasse an der Bildung von Huminstoffen im Boden bilanziert und Konversionsfaktoren sowie Raten für die Stoffverteilung abgeschätzt werden. Ergebnisse aus ersten Versuchen lassen zudem auf einen signifikanten Einbau von Kohlenstoff aus CO2 in die SOM schließen. Daraus könnte sich eine Neubewertung von Tracerexperimenten zur Bildung von gebundene Resten aus Xenobiotika ergeben. Im zweiten Schritt sollen Methoden zur Ermittlung der Struktur und Funktionalität der festgelegten Biopolymere entwickelt werden. Besonderes Augenmerk wird auf die Festlegung von Zellwandbestandteilen, Strukturproteinen und Nukleinsäuren gelegt.
Im weiträumigsten Gebiet um die militärischen 239Pu-Produktionsanlagen in Tscheljabinsk, Tomsk und Krasnojarsk und um das Testgebiet von Semipalatinsk wird mit Hilfe von Messungen des langlebigen 129I eine retrospektive Dosimetrie des kurzlebigen 131I durchgeführt. Unter Miteinbeziehung der 129I-Einträge durch die Kernwaffentests, die zivilen Aufbereitungsanlagen La Hague und Sellafield und den Reaktorunfall von Tschernobyl wird eine Datenbasis für die Verwendung von 129I als Tracer in der Umwelt erstellt. Wasserproben von Seen mit langen Abflusszeiten wie Khuvsugul Nuur, Uvs Nuur, Orog, Achit (alle Mongolei), Baikal, Balachasch, Issyk Kul und von kleineren Seen und Bodenproben aus dem Gebiet werden genommen. Mit Beschleunigungsmassenspektrometrie werden 129I /127I-Verhältnisse gemessen und 129I-Fluenzen abgeleitet. 129I-Immissionen und -Verteilungen werden mit atmosphärischen Transportrechnungen erhalten. In Abhängigkeit der Bestrahlungszeit der Brennelemente und der Wartezeit zwischen Bestrahlung und Aufbereitung werden mit atmosphärischen Transportmodellen 131I-Aktivitäten im Bereich der Anlagen und im Altai-Gebiet berechnet.
Ziel des Projekts ist es, das biologische Verständnis der Flugbrandresistenz der Gerste zu verbessern und die Resistenz gegen den Erreger Ustilago nuda insbesondere für den Ökologischen Landbau zu steigern. Dazu sollen in genetisch diversem Material geeignete Resistenzeigenschaften identifiziert und in einem optimierten Kreuzungsansatz in Elitesorten mit exzellenten agronomischen und qualitativen Eigenschaften überführt werden. Zunächst wird auf Basis eines Differentialsortiments die Aggressivität von Flugbrandisolaten unterschiedlicher Herkunft bewertet. Zusätzlich werden vorhandene Elitesorten und hunderte Gerstengenotypen einer hochgradig diversen, weltweiten Kollektion einschließlich genetischer Ressourcen auf ihre Anfälligkeit gegenüber Flugbrand gescreent und auf GenotypGerste × GenotypFlugbrand-Interaktionen analysiert. Basierend darauf werden durch Kreuzung von Resistenzdonoren mit nicht-resistenten Genotypen bi-parentale Kartierungspopulationen aufgebaut. Diese Populationen werden für die genetische Kartierung der Flugbrandresistenz genutzt und ermöglichen die Ableitung molekularer Marker. Eng gekoppelte molekulare Marker erlauben eine effizientere Selektion resistenter Genotypen und die systematische Kombination unterschiedlicher Resistenzgene. Das Projekt unterstützt die Züchtung neuer Sorten mit verbesserter Resistenz gegen den Flugbrand der Gerste sowohl für die ökologische als auch für die konventionelle Landwirtschaft und trägt dazu bei, Resistenzgene nachhaltig nutzbar zu machen. Es kann damit einen wichtigen Beitrag für die Umsetzung des Green Deals der EU leisten. Durch die Introgression von Flugbrandresistenzen in Zuchtmaterial mit hohem Ertragspotential und exzellenten Qualitätseigenschaften hinsichtlich Futtereignung und Saatgutqualität soll zudem ein wichtiger Beitrag zur Qualitätssicherung des Sortenspektrums der Wintergerste geleistet werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 1658 |
| Europa | 110 |
| Global | 1 |
| Kommune | 5 |
| Land | 97 |
| Weitere | 16 |
| Wirtschaft | 5 |
| Wissenschaft | 1008 |
| Zivilgesellschaft | 15 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 1648 |
| Text | 40 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 11 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 44 |
| Offen | 1653 |
| Unbekannt | 3 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1460 |
| Englisch | 473 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Bild | 9 |
| Dokument | 18 |
| Keine | 1149 |
| Webseite | 537 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1319 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1582 |
| Luft | 1000 |
| Mensch und Umwelt | 1698 |
| Wasser | 1130 |
| Weitere | 1666 |