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Sonderforschungsbereich (SFB) 607: Wachstum oder Parasitenabwehr? Wettbewerb um Ressourcen in Nutzpflanzen aus Land- und Forstwirtschaft, Teilprojekt B1: Allometrie und Raumbesetzung von krautigen und holzigen Pflanzen. Integration von Pflanzen- und Bestandesebene

Das Projekt B1 'Allometrie und Raumbesetzung von krautigen und holzigen Pflanzen' ist Teil des Sonderforschungsbereiches 607 Wachstum und Parasitenabwehr und befindet sich bereits in der vierten Phase des seit 1998 laufenden Forschungsprojektes. Bisher wurde im Projekt B1 die Allometrie als Resultat der pflanzeninternen Steuerung der Allokation untersucht. Auf Individuenebene wurden Allometrie und ihre Veränderung für verschiedene Baumarten in verschiedenen ontogenetischen Stadien untersucht. Auf Bestandesebene wurden die self-thinning-Linien von Yoda und Reineke für krautige bzw. holzige Pflanzenbestände analysiert. Bisherige Allometriebestimmungen erbrachten für diese Arten zwar ähnliche Größenordnung aber auch charakteristische Unterschiede, die Ausdruck spezifischer Strategien der Raumbesetzung und -ausbeutung widerspiegeln. Die bisher vereinzelten Auswertungen sollen in Phase IV in eine übergreifende Analyse (versch. Arten, ontogenetische Stadien, Konkurrenzsituationen, Störfaktoren) der Allometrie auf Pflanzen- und Bestandesebene münden.

Ermittlung der Belastungen ausgewählter Insektengruppen der Agrarlandschaft durch Pflanzenschutzmittel zur Untersuchung des Insektenrückgangs und der Implementierung des Aktionsprogramm Insektenschutz

Untersuchungen ueber die Konzentrationen von Luftverunreinigungen mit Hilfe von Bioindikatoren

Kulturen von Kressen und Lebermoos werden auf Standorten mit verschiedener Luftverunreinigung exponiert und zusaetzlich in einer Begasungsanlage getestet. Es sollen die Reaktionen auf verschiedene Luftverunreinigungen geprueft werden.

Polycyclische cancerogene Kohlenwasserstoffe in vom Menschen genutzten Pflanzen

Arbeiten ueber die Ursachen des Vorhandenseins von krebserregenden Verbindungen in Nutzpflanzen, d. h. Klaerung, ob diese Substanzen von der Pflanze selbst produziert werden oder aus der Umgebung (Luft, Boden, Wasser) in die Pflanze eindringen. Forschungsarbeiten ueber den Transport dieser Substanzen in der Pflanze sowie etwaige Einbeziehung in den Stoffwechsel. Es kommen sowohl chemisch-analytische Verfahren wie auch Verfahren unter Verwendung markierter Substanzen in Frage.

Trennung der Komponenten des CO2 Gaswechsels von Pflanzenbeständen im Licht

Photosynthese und Respiration - die zwei dominierenden Komponenten des C-Haushaltes von Pflanzen und Ökosystemen - lassen sich mit konventionellen Methoden der Gaswechselmessung nicht mit befriedigender Präzision trennen. Dieser Sachverhalt begründet Defizite im Verständnis des C- und Energiehaushaltes von Kulturpflanzen und Ökosystemen. Im vorliegenden Vorhaben sollen neuartige CO2 Gaswechselmesstechniken in Kombination mit der kontinuierlichen Messung der C- und O-isotopischen Signaturen (d13C und d18O) des CO2 eingesetzt werden, um Photosynthese und Respiration eines Pflanzenbestandes im Licht zu quantifizieren und zu trennen. Grundlage hierfür ist die Bestimmung der natürlich entstehenden Unterschiede in der C- und O-isotopischen Signatur von photosynthetischen und respiratorischen CO2-Flüssen. Diese Ergebnisse werden mit Schätzwerten aus Untersuchungen mit anderen Methoden verglichen. In den Experimenten sollen Photosynthese, Respiration, Wachstum und Assimilateverteilung der Bestände durch differenzielle N-Ernährung manipuliert und deren Auswirkung auf die 13C- und 18O-Signaturen des respirierten und fixierten CO2 charakterisiert werden. Mit den gewonnenen Daten lässt sich erstmalig die Übertragbarkeit der bislang nur auf der Skala von Blättern verifizierten Modelle zur C- und O-Isotopendiskriminierung auf die Skala von Pflanzenbeständen und Ökosystemen überprüfen.

Sensortechnik zur ganzflächig mechanischen Unkrautbekämpfung

Die mechanische Unkrautbekämpfung erhält neue Bedeutung - systembedingt im ökologischen Landbau und außerdem als Alternative zum Einsatz chemischer Mittel. Das Wirkprinzip der Geräte, unter ihnen dominiert der Striegel, beruht weitgehend auf dem Verschütten, auch dem Herausreißen der unerwünschten Pflanzen. In der heranwachsenden Kultur aber wird auch die Nutzpflanze gefährdet. Je nach Wachstumsstadium und Bodenzustand gelingt der Effekt auf das Unkraut und misslingt die Schonung der Nutzpflanze. Die Sorgfalt zur Geräteeinstellung ist - vor allem unter wechselnden Bedingungen - begrenzt. Das gleiche gilt für die Auswahl des jeweils geeigneten Geräts und Arbeitsorgans; also der Zinkenform und -position. Daher soll ein Mess- und Regelsystem konzipiert und erprobt werden: es soll den Effekt des Arbeitswerkzeugs auf Unkraut und Kulturpflanze messtechnisch erfassen, um die Eingriffsintensität den Unterschieden im Boden und Pflanzenbestand anzupassen.

Nachhaltige Integrierte Farmsysteme für die Mitigation und Anpassung an den Klimawandel mit Kleinbauern in Indien, Teilprojekt 1

Modellierung der zeitlich-räumlichen Variabilität von Nutzpflanzen- und Anbausystemprozessen unter heterogenen Feldbedingungen

Die räumliche Variabilität von Wachstums- und Entwicklungsprozessen von Nutzpflanzenbeständen ist bisher unzureichend in der Pflanzenmodellierung berücksichtigt worden. Im Unterschied zur natürlichen Vegetation werden Ackerkulturen nicht nur von Umweltfaktoren beeinflusst, sondern auch durch eine Vielzahl von Anbaumaßnahmen. Da Umweltfaktoren und Anbaumaßnahmen räumlich (und zeitlich) variable sind, ist es notwendig, den Einfluss dieser Variabilität in der Modellierung zu berücksichtigen. Das vorgeschlagene Teilprojekt beschäftigt sich mit der Modellierung landwirtschaftlicher Kul-turpflanzen, die im Untersuchungsgebiet des SFB eine wichtige Landnutzungsform darstellen (ca. 30 Prozent der Gesamtfläche des Einzugsgebietes der Rur sind ackerbaulich genutzt). Somit füllt das vorge-schlagene Teilprojekt eine wichtige Lücke in der regionalen Modellierung von Boden-Vegetations-Atmosphärensystemen. Speziell werden Fragen der Hochskalierung von Zusammenhängen des Pflanzenwachstums sowie von CO2- und Wasserflüssen vom homogenen Teilflächenbestand zum Feld und zur Region bearbeitet. Zielstellung der ersten Phase des vorgeschlagenen Teilprojekts ist die Erfassung, Analyse und Modellierung raum-zeitlicher Muster von Wachstumsprozessen sowie CO2- und Wasserflüssen von Feldbeständen mit heterogenen Bodeneigenschaften.

Wiederansiedlung von Ackerbegleitflora (Rote-Liste-Arten)

Ziel: Wiederansiedlung verschollener Ackerbegleitflora. Hypothese: Naehrstoffauslagerung und verringerte Saatdichte der Kulturpflanzen ist die Voraussetzung fuer die Existenz vieler Ackerbegleitkraeuter. Initialeinsaat vorher vermehrter Ackerbegleitflora soll sich unter oben angegebenen Voraussetzungen ueber Samenbildung erhalten. Arbeitshypothese nur teilweise bestaetigt, da zu viel Samen mit Maehdruschernte als Potential verloren gehen.

Datenbank fuer tropische und subtropische Nutzpflanzen (mit Literaturangaben)

Am Institut fuer Pflanzenbau und Tierproduktion in den Tropen und Subtropen, Bereich Pflanzenbau, Grisebachstr. 6, besteht eine EDV-Datenbank, in der Angaben ueber botanische Namen, Volksnamen, Verbreitung, oekophysiologische Ansprueche und Nutzungsmoeglichkeiten fuer ueber 5000 Nutzpflanzenarten gespeichert sind. Damit verbunden ist eine Literaturdatei mit etwa 20.000 Publikationen. Diese Datenbank ermoeglicht es, Hinweise auch zu wenig bekannten Nutzpflanzenarten zu finden, die fuer bestimmte Zwecke und Gebiete geeignet sind, und damit zur Diversifikation beitragen koennen. Der Inhalt der Datenbank wird seit 25 Jahren bearbeitet und laufend ergaenzt. Die Nutzpflanzen sind im Programm 'asksam', die Literatur in 'dbase' gespeichert und benoetigen als Betriebssystem MS-DOS. Eine Umwandlung in Windows-Access ist zur Zeit in Arbeit.

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