This subproject will assess net-fluxes of CH4 and N2O as well as soil CO2 emissions from flooded and non-flooded rice as well as maize grown in different rotations and under different management practices. SP5 will encompass two research tasks, (i) automated chamber measurements and (ii) soil gas concentration measurements of different crop rotations. In total 36 automated chambers will be placed in two large field blocks (18 chambers each) divided into fields representing three crop-rotations: R-WET (rice flooded - rice flooded), R-MIX (rice flooded - rice non-flooded), M-MIX (maize - rice flooded) experiencing three differ-ent crop management practices: a control with no fertilizer application (zero-N), site specific nutrient management (site-spec) and conventional fertilizer application (conv). In the fields of conventional fertilization SP5 will also conduct soil concentration measurements of CO2, N2O and CH4 for identification of the main production and/ or consumption horizons which may differ between the three crop rotation systems which will allow identification of the dominating processes responsible for GHG exchange with the atmosphere. Emissions of different greenhouse gases together with data on biomass production/ yields (conducted by IRRI) will be aggregated to compile the total GHG exchange of different crop rotations and management practices. Thus, the data obtained in SP5 will create a sound basis for projecting the environmental consequences of different land use options in rice-based systems with respect to the net GHG exchange. Moreover, data obtained in SP5 will be linked in particular with results from C and N process studies of SP1-SP4 and will form a sound base for further development, testing and valida-tion of the process based model applied in SP6/ 7.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll ein prozessorientiertes Modell zur Beschreibung von biogeochemischen Stoffumsetzungen in landwirtschaftlich genutzten Böden derart weiterentwickelt werden, daß es zur Prognose von CH4- und N2O-Spurengasemissionen aus dem Reisanbau eingesetzt werden kann. Insbesondere soll die numerische Beschreibung der in der CH4- und N2O-Produktion und Konsumption involvierten mikrobiologischen Prozesse Methanogenese, Methan-Oxidation, Nitrifikation und Denitrifikation und deren Abhängigkeit von Änderungen des Redoxpotentials im Boden implementiert bzw. verbessert werden. Zudem sollen die verschiedenen Mechanismen, die zur Emission von Spurengasen aus dem Reisanbau beitragen (Diffusion, Gasblasenbildung bei Überstauung, Pflanzentransport) sowie die Auswirkung von radialen Sauerstoffverlusten der Reiswurzeln auf die mikrobiologischen Prozesse in einer durch Anaerobiosis dominierten Umgebung in das Modell implementiert werden.
Die Nukleation von Eispartikeln spielt eine wichtige Rolle bei der Wolken- und Niederschlagsbildung, mit Konsequenten für die atmosphärische Chemie, die Wolkenphysik und das Erdklima. Für eine Quantifizierung und Vorhersage des Einflusses von Wolken in Wettervorhersage- und Klimamodellen muss die Bildung von Eispartikeln daher in einer realistischen Art und Weise beschrieben werden. Einer der wichtigen Bildungsmechanismen ist dabei die heterogene Eisnukleation im Immersionsmodus, bei dem Eis an der Oberfläche eines in einem wässrigen Tröpfchen suspendierten Eiskeims - zum Beispiel eines Mineralstaub- Partikels - gebildet wird. Wir werden im Rahmen dieses Forschungsprojekts zahlreiche Gefrierexperimente im Immersionsmodus durchführen. So werden eine Reihe verschiedener, als Aerosolpartikel in der Atmosphäre vorkommende Materialien auf ihre Eisnukleationseigenschaften hin untersucht werden. Insbesondere sollen hier die Temperatur- und Zeitabhängigkeit der von diesen Materialien ausgelösten Eisnukleation quantifiziert werden. Dabei werden wir spezielles Augenmerk auf die systematische Untersuchung der von porösen Materialien ausgelösten Eisnukleation legen. Es sollen sowohl synthetische Materialien wie beispielsweise mesoporöse Silikate untersucht werden, als auch natürlich vorkommende Materialien wie etwa mikroporöse Zeolithe.
Organotin and especially butyltin compounds are used for a variety of applications, e.g. as biocides, stabilizers, catalysts and intermediates in chemical syntheses. Tributyltin (TBT) compounds exhibit the greatest toxicity of all organotins and have even been characterized as one of the most toxic groups of xenobiotics ever produced and deliberately introduced into the environment. TBT is not only used as an active biocidal compound in antifouling paints, which are designed to prevent marine and freshwater biota from settlement on ship hulls, harbour and offshore installations, but also as a biocide in wood preservatives, textiles, dispersion paints and agricultural pesticides. Additionally, it occurs as a by-product of mono- (MBT) and dibutyltin (DBT) compounds, which are used as UV stabilizer in many plastics and for other applications. Triphenyltin (TPT) compounds are also used as the active biocide in antifouling paints outside Europe and furthermore as an agricultural fungicide since the early 1960s to combat a range of fungal diseases in various crops, particularly potato blight, leaf spot and powdery mildew on sugar beet, peanuts and celery, other fungi on hop, brown rust on beans, grey moulds on onions, rice blast and coffee leaf rust. Although the use of TBT and TPT was regulated in many countries world-wide from restrictions for certain applications to a total ban, these compounds are still present in the environment. In the early 1970s the impact of TBT on nontarget organisms became apparent. Among the broad variety of malformations caused by TBT in aquatic animals, molluscs have been found to be an extremely sensitive group of invertebrates and no other pathological condition produced by TBT at relative low concentrations rivals that of the imposex phenomenon in prosobranch gastropods speaking in terms of sensitivity. TBT induces imposex in marine prosobranchs at concentrations as low as 0,5 ng TBT-Sn/L. Since 1993, for the littorinid snail Littorina littorea a second virilisation phenomenon, termed intersex, is known. In female specimens affected by intersex the pallial oviduct is transformed of towards a male morphology with a final supplanting of female organs by the corresponding male formations. Imposex and intersex are morphological alterations caused by a chronic exposure to ultra-trace concentrations of TBT. A biological effect monitoring offers the possibility to determine the degree of contamination with organotin compounds in the aquatic environment and especially in coastal waters without using any expensive analytical methods. Furthermore, the biological effect monitoring allows an assessment of the existing TBT pollution on the basis of biological effects. Such results are normally more relevant for the ecosystem than pure analytical data. usw.
Nutzbarkeit von Citizen Science zur Gewinnung von Daten zur Radoninnenraumkonzentration Aufgabe des Forschungsvorhabens war es, den Nutzen sowie ggf. konkrete Vorschläge zur Umsetzung eines Citizen-Science -Projektes zu Radon in Deutschland zu erarbeiten. Citizen Scienc e bietet unter bestimmten Bedingungen das Potenzial, die Datengrundlage zur Radonkonzentration in Innenräumen für wissenschaftliche Zwecke zu verbessern. Der Einsatz von elektronischen Messgeräten für Kurzzeitmessungen ist denkbar, jedoch ist zu definieren, nach welchem Prinzip die Messungen erfolgen müssen. Es ist nicht zu erwarten, dass Citizen-Science-Projekte zu Radon per se eine kostengünstige und personalschonende Alternative zu professionellen Forschungsprojekten darstellen. Hintergrund Der Schutz der Bevölkerung vor Radon in Innenräumen wird in Deutschland im Strahlenschutzgesetz geregelt. Im § 124, Abschnitt 2 "Schutz vor Radon in Aufenthaltsräumen des Strahlenschutzgesetzes" wurde ein Referenzwert von 300 Becquerel pro Kubikmeter Luft festgelegt. Wird dieser überschritten, sollten Maßnahmen zur Senkung der Radon -Konzentration im Gebäude ergriffen werden. Konkrete Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung wurden vom Bundesumweltministerium im sogenannten Radonmaßnahmenplan festgehalten. Ein Bereich des Maßnahmenplans betrifft die Öffentlichkeitsarbeit und die Förderung der Eigeninitiative der Bevölkerung zum Schutz vor Radon in Innenräumen. Das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) arbeitet für die Sicherheit und den Schutz des Menschen und der Umwelt vor den Gefahren durch Strahlung . Zu den behördlichen Aufgaben zählt auch die Information der Öffentlichkeit. Vor diesem Hintergrund prüft das BfS , ob und inwiefern sich Citizen Science eignet, um die Datengewinnung von Radonkonzentrationen in Innenräumen sowie das Radonwissen in der Bevölkerung zu erhöhen. Zielsetzung Aufgabe des Forschungsvorhabens war es, den Nutzen sowie ggf. konkrete Vorschläge zur Umsetzung eines Citizen-Science-Projektes zu Radon in Deutschland zu erarbeiten. Zentrale Aufgaben eines etwaigen Citizen-Science-Projektes soll die Datengewinnung von Radoninnenraumkonzentrationen, vorzugsweise mit elektronischen Messgeräten, sowie die Verbesserung des Radonwissens in der breiten Bevölkerung sein. Bei der Konzeption eines Citizen-Science-Projektes waren messtechnische, soziale, gesellschaftliche und rechtliche Aspekte einzubeziehen. Methodik und/oder Durchführung Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurde in einem ersten Schritt zunächst der Stand der Wissenschaft im Bereich Citizen Science erarbeitet. Darüber hinaus wurden gelungene Citizen-Science -Projekte im naturwissenschaftlich-technischen Bereich in Deutschland sowie internationale Radon -Projekte identifiziert, beschrieben sowie Erfolgsfaktoren herausgearbeitet. Im zweiten Arbeitspaket standen darauf aufbauend Vorschläge zur Umsetzung eines Citizen-Science-Projektes durch das BfS im Mittelpunkt. Auf Basis der vorangegangenen Analysen sowie inhaltlicher Überlegungen der wissenschaftlichen Bearbeiterinnen wurden Projektideen verdichtet und dann die Umsetzungsmöglichkeiten mit Fachleuten der jeweiligen Themenfelder diskutiert. Ziel der Experteninterviews war es, eine erste Einschätzung zur Relevanz des Themas Radon im jeweiligen Handlungsfeld sowie zur möglichen Umsetzung von Citizen-Science -Projekten zu erhalten. Darauf aufbauend wurden Kriterien für erfolgversprechende Strategien zur Umsetzung eines Citizen-Science -Projektes zu Radon aufgezeigt. Hierzu wurde sowohl auf aktuelle Citizen-Science -Projekte und -Veröffentlichungen als auch auf Hinweise der interviewten Fachleute zurückgegriffen. Ergebnisse Leitgedanken für ein Citizen-Science -Projekt zu Radon in Deutschland Die Ergebnisse des Forschungsprojektes zur Nutzbarkeit von Citizen Science für die Gewinnung von Daten zur Radonkonzentration in Innenräumen lassen sich wie folgt zusammenfassen: Citizen Science eignet sich grundsätzlich für die Gewinnung von Daten zur Radoninnenraumkonzentration und kann eine Ergänzung zu behördlich und gesetzlich vorgeschriebenen Radonmessungen darstellen. Als Voraussetzung für eine breite Beteiligung der Bürger*innen ist die klare Formulierung einer Forschungsfrage ausschlaggebend. Mit einem Citizen-Science -Projekt ist es möglich, die Bekanntheit des Themas Radon und seiner Auswirkungen auf die Gesundheit der Menschen in Deutschland zu steigern. Diese Wirkung ist zwar als Nebenfolge intendiert, darf jedoch hinsichtlich ihrer Bedeutung nicht das vorrangige Ziel des wissenschaftlichen Erkenntnisgewinns bzw. die „Forscherrolle“ der Bürger*innen dominieren. Im Vordergrund stehen muss die Wertschätzung der Bürger*innen im wissenschaftlichen Erkenntnis- bzw. Citizen-Science -Prozess. Der Einsatz von elektronischen Messgeräten für Kurzzeitmessungen ist denkbar, jedoch ist zu definieren, nach welchem Prinzip die Messungen erfolgen müssen, damit die Daten für das BfS verwertbar sind. Die Bereitstellung elektronischer Messgeräte ist mit Kosten, Prozessgestaltungen sowie in der Regel mit Partnerschaften mit Multiplikator*innen verbunden. Öffentliche Bibliotheken und ein "Leihsystem an zentralen Orten" Für die Umsetzung eines Radon - Citizen-Science -Projektes in Deutschland kann es deshalb sinnvoll sein, die Adressat*innen über Bibliotheken zu erreichen und elektronische Messgeräte in dieser Zusammenarbeit zur Verfügung zu stellen. Der vorgeschlagene Lösungsweg berücksichtigt die Fokussierung auf Citizen Science bei gleichzeitiger nachgelagerter Berücksichtigung von Öffentlichkeits- und Informationskampagnen zur Sensibilisierung der Bevölkerung für das Thema Radon . Die Zusammenarbeit mit Bibliotheken kann erfolgsversprechend sein, da sie die meistgenutzten Bildungs- und Kultureinrichtungen sind und auf Erfahrungswissen in vergleichbaren Projekten zurückgreifen können. Außerdem kann das Anbindungspotenzial an bestehende geobasierte Radon -Datensammlungen des BfS genutzt werden sowie ein zeitlich begrenztes Leihsystem für die Nutzung von elektronischen Radon -Messgeräten umgesetzt werden. Die einzusetzenden elektronischen Messgeräte sollten eine hohe Bedienungsfreundlichkeit und die Möglichkeit zur Gewährleistung von Datenschutz und Privatsphäre bieten. Dieser Lösungsvorschlag wird als am aussichtsreichsten eingestuft. Kooperationen mit anderen Multiplikator*innen wie Schulen, Nachbarschaftsinitiativen oder Betriebs- und Personalräten sind als Optionen ebenfalls denkbar. Fazit Citizen Science bietet das Potenzial, die Datengrundlage zur Radonkonzentration in Innenräumen für wissenschaftliche Zwecke zu verbessern, vorausgesetzt, dass Bürger*innen die Forscherrolle dominieren und die Information über Radon nur einen sekundären Nutzen darstellt. Derzeitig relevante Fragestellungen erfordern die Erfassung vieler Daten zur statistischen Auswertung, was den Einfluss der Leistung und der Erkenntnis einzelner Teilnehmer*innen auf das Endergebnis minimiert. Es ist kritisch zu hinterfragen, wie eine solche Datenerhebung zu repräsentativen Schlussfolgerungen auf Bund- und Länderebene gelangen kann. Auch individuelle Situationen ( z.B. Gebäude mit speziellen Charakteristika) müssen messtechnisch umfangreich untersucht werden und weitere Parameter müssen erfasst werden. Die Durchführung der Projekte und die damit verbundene Betreuung der Teilnehmer*innen bindet Ressourcen, die langfristig zur Verfügung stehen müssen. Es ist nicht zu erwarten, dass Citizen-Science -Projekte zu Radon per se eine kostengünstige und personalschonende Alternative zu professionellen Forschungsprojekten darstellen. Eine Abwägung über den Wert des Citizen-Science -Gedankens gegenüber den damit verbundenen Folgen ist unabdingbar. Eckdaten Forschungs-/Auftragnehmer: Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung gemeinnützige GmbH Projektleitung: Carolin Kahlisch Fachbegleitung BfS : Nils Suhr Beginn: 1. November 2021 Ende: September 2023 Finanzierung: 78.003,00 Euro Stand: 18.07.2025
Many studies have been conducted with the aim to better understand biologic and hydrologic processes that control C and N fluxes in rice paddy systems. But rarely have studies attempted to explicitly link the hydrological and biogeochemical controls of nutrient transport on the field scale. In this research project we aim to improve our understanding of processes that are involved in storing and releasing water and nutrients of different rice-based cropping systems. The Catchment Modeling Framework (CMF) will be coupled to the biogeochemical MOBILE-DNDC model (SP6) in to simulate (1) vertical and lateral transport processes of water, C and N and (2) to predict the reaction of ecosystem services such as water storage and purification, gas regulation, nutrient cycling and food supply in dependence of cropping systems. SP7 follows a rejectionist framework where model complexity is adapted to available data and process understanding. State-of-the-art analytical instruments will be connected to a unique automatic sampling system to continuously measure water isotopic composition as well as dissolved carbon and nitrogen solutes in situ for the first time. Waters to be sampled include surface water, irrigation water, groundwater and water vapor. Cavity Ringdown Spectroscopy will be used to measure 2H/H and 18O/16O. Isotopic signatures will allow estimating water mean transit times, partitioning between evaporation and transpiration and separating flow paths. Hyperspectral UV photometers equipped with a flow-through cell will be installed for continuous measurements of nitrate and DOC.
Weite Teile der nördlichen Ostsee sind im Winter für mehrere Monate von Meereis bedeckt. Wie in Arktis und Antarktis stellt das solegefüllte Kanalsystem im Eis den Lebensraum für eine diverse Flora und Fauna dar. Bereits im Februar beginnen die Eisalgen zu wachsen und hohe Biomassen im Eis aufzubauen. In den Polargebieten wird diese saisonal früh vorhandene und lokal hoch konzentrierte Nahrungsquelle von herbivoren, pelagischen Zooplanktern genutzt, die somit eine trophische Verbindung zwischen den beiden Lebensräumen Meereis und Pelagial herstellen. Auch in der Ostsee kommen v.a. Copepoden unter dem Meereis vor. Die Art Acartia biflosa reproduziert sogar während der Wintermonate, obwohl Temperatur und Algenbiomasse während der eisbedeckten Zeit in der Wassersäule sehr niedrig sind. Hieraus ergeben sich folgende Fragestellungen: 1. Welche biotischen und abiotischen Wachstumsbedingungen charakterisieren das baltische Untereis-Habitat? 2. Was sind die Energiequellen für die Entwicklung im Winter dominanter Arten? 3. Gibt es in der eisbedeckten Ostsee vergleichbare Prozesse wie in Arktis und Antarktis? Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erfassung der ökologischen Bedeutung des Meereises für die saisonalen Lebenszyklen und Überwinterungsstrategien des Zooplanktons der nördlichen Ostsee.
Steigende Temperaturen und Wassermangel verringern die Ernteerträge und die Qualität der Ernte in vielen landwirtschaftlichen Regionen. Dieses Problem wird sich durch den Klimawandel voraussichtlich noch verstärken. Wir werden uns in diesem Projekt auf Reis, eine er die wichtigste menschliche Nahrungspflanzen, konzentrieren. Der Anbau von Reis ist wasserintensiv, und vom Klimawandel besonders betroffen. Wir wollen mehrere natürliche genetische Variationen identifizieren und testen, die bereits einige Reis-Landrassen in die Lage versetzen, unter warmen und trockenen Klimabedingungen ausreichend Saatgut zu produzieren. Das Projekt hat die Verbesserung der Klimaresistenz von Nutzpflanzen zum Ziel. Ein Fokus liegt dabei auf der Rolle der Spaltöffnungen. Diese regulierbaren Poren steuern den Wasserverlust aus der Pflanze und sind daher entscheidend für die Verdunstungskälte und die Reaktion auf Trockenstress. Wir haben bereits die Genome von fast eintausend Reissorten untersucht, um eine Liste von 30 Genen mit natürlich vorkommenden Variationen zu identifizieren, die mit Wachstum in schwierigen Umgebungen verbunden sind. Sechs dieser Gene wurden priorisiert, und drei von ihnen sind direkt an der Regulierung der Spaltöffnungen beteiligt. Um herauszufinden, welche dieser Gene am ehesten in der Lage sind, Klimaresilienz zu verleihen, werden wir 200 traditionelle Reissorten, die entweder funktionale oder nicht-funktionale Kopien unserer Zielgene enthalten, untersuchen. Wir werden diese Reissorten sowohl in sorgfältig kontrollierten Umgebungen als auch in tropischen Feldversuchen anbauen und ihre Stressresistenz und ihren Nährstoffgehalt messen. Die Daten aus diesen Experimenten werden nicht nur die genetischen Sequenzen aufzeigen, die von Natur aus mit Hitze- und Dürretoleranz verbunden sind, sondern es auch ermöglichen, mit Hilfe von maschinelles Lernen die Eigenschaften, die die beste Vorhersagen für die Leistung der Pflanzen auf dem Feld erbringen, zu ermitteln. Wir werden die Funktion unserer Zielgene durch genetische Manipulation ihrer Expression verifizieren und durch in silico transkriptomische, physiologische und biochemische Analysen neue genomische Ressourcen für die Reisforschungsgemeinschaft bereitstellen. Schließlich werden wir mit Hilfe von Gene Editing versuchen die gefundene Stressresistenz in stressanfälligen modernen Elitereissorte wiederherzustellen. Um dies zu erreichen, brauchen wir die verschiedenen Fähigkeiten unseres multidisziplinären Teams. Darüber hinaus haben wir ein "Bürgerwissenschaftliches" Programm entwickelt, um die Rolle aller 30 klimaassoziierten Reisgenen neben den vorrangigen Zielgenen zu untersuchen. Zu diesem Zweck werden wir mit Schülern in lokalen Schulen in den USA und Großbritannien zusammenarbeiten. Hierbei werden wir zusätzliche Gene untersuchen und den Schülern und Lehrern die Möglichkeit geben, einen Beitrag zu den internationalen Forschungsbemühungen die den Klimawandel bekämpfen zu leisten.
QTL Q.Tgw.ipk-7D increases grain size in wheat and also has positive effects on total grain mass and harvest index. By genetic methods, it was shown that a Mendelian gene inherited in recessive fashion is causing these effects. Our aim is the molecular identification and functional verification of the wheat gene underlying the QTL Q.Tgw.ipk-7D affecting grain size. The QTL interval was genetically delimited by fine mapping and synteny studies with rice and Brachypodium distachyon revealed a good synteny for the investigated region. The area of interest harbours 36 and 42 genes in rice and Brachypodium, respectively. Among them is a possible candidate gene for QTL Q.Tgw.ipk-7D encoding an AP2 domain containing protein. Further fine mapping is expected to narrow down the list of possible candidate genes for QTL Q.Tgw.ipk-7D. Therefore, the ongoing map based cloning approach is to be continued and obtained candidates are to be tested for their functionality in stably transformed wheat lines. The molecular identification of QTL Q.Tgw.ipk-7D will provide novel insight in the heritable regulators of grain size in wheat and would constitute the first cloned QTL reported in wheat.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 972 |
| Europa | 36 |
| Kommune | 4 |
| Land | 128 |
| Wissenschaft | 25 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 3 |
| Daten und Messstellen | 1 |
| Ereignis | 6 |
| Förderprogramm | 839 |
| Gesetzestext | 1 |
| Lehrmaterial | 2 |
| Repositorium | 1 |
| Taxon | 1 |
| Text | 91 |
| Umweltprüfung | 2 |
| unbekannt | 114 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 95 |
| offen | 875 |
| unbekannt | 88 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 804 |
| Englisch | 364 |
| andere | 1 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 12 |
| Bild | 1 |
| Datei | 21 |
| Dokument | 70 |
| Keine | 661 |
| Multimedia | 1 |
| Unbekannt | 2 |
| Webseite | 329 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 709 |
| Lebewesen und Lebensräume | 958 |
| Luft | 758 |
| Mensch und Umwelt | 1054 |
| Wasser | 904 |
| Weitere | 967 |