Die Verfügbarkeit von Wasser, die zum einen durch klimatische Faktoren, zum anderen kleinräumig durch waldbauliche Maßnahmen modifiziert wird, ist ein entscheidender Faktor, der Wachstum und Vitalität und somit auch die geographische Verbreitung der Buche beeinflusst. Veränderungen des Wasserhaushalts der Vegetation wirken sich ebenfalls auf den Nährstoffhaushalt aus, so dass beide Prozesse gemeinsam betrachtet werden. Die Charakterisierung des Wasserhaushaltes in Abhängigkeit von Klima (mesoklimatischer Expositionsgradient) und Bewirtschaftung (Schirmhiebe)soll ausgehend von einem Einzelbaumansatz mittels Xylemflussmessungen, Messungen des Wasserpotenzials und Bestimmung der C-, O- und N-Isotopensignaturen an adulten und jungen Bäumen erfolgen und mit Hilfe von Modellrechnungen auf die Bestandesebene extrapoliert werden. Weiterhin sollen die Isotopensignaturen in Phloem, Blättern und Holz auf ihre Eignung als Werkzeuge zur Regionalisierung des Wasserhaushalts überprüft werden. Der Nährstoffstatus wird anhand der Messungen und Modellierung der Aufnahme des wachstumslimitierenden Nährelements N aus dem Boden für adulte und junge Buchen charakterisiert. Es wird erwartet, dass sich die Untersuchungsparameter auf den verschiedenen Standorten in Abhängigkeit von Klima und Bewirtschaftung verändern und somit Rückschlüsse auf die Reaktions- und Anpassungsfähigkeit des Wasser- und Nährstoffhaushalts von Buchenbeständen gezogen werden können. Für diese Analyse wird eine gemeinsame Betrachtung des Wasser- und Nährstoffhaushalts des Bodens (Anträge Hilfebrand und Papen) und des Wasser- und Strahlungshaushaltes der Atmosphäre (Antrag Mayer) durchgeführt.
Aktuell resultieren aus zwei Forschungsprojekten und einem Patent heraus eine Reihe von Erfahrungen und Erkenntnissen bezüglich des erstmaligen Einsatzes von variablen Werkzeuggeometrien in der Bodenbearbeitung und den Wechselwirkungen zwischen Zugkraftbedarf und Arbeitsergebnis. Deutlich zeigte sich in den Labor- und Feldversuchen ein Reduktionspotential des Kraftbedarfs der Zinkenwerkzeuge von bis zu 12,5 % ohne Einschränkungen der Arbeitsqualität, wenn der Anstellwinkel auf die lokalen Bodenbedingungen optimiert wird. Eine Regelungsstrategie des Anstellwinkels wurde entwickelt, umgesetzt und unter Praxisbedingungen initial erprobt, wobei das Reduktionspotential nachgewiesen werden konnte. Das Arbeitsergebnis in Form der Oberflächenstruktur wurde mittels LiDAR Oberflächenvermessung erfasst und bewertet. Dabei wurden nur minimale Unterschiede in Bezug auf Furchentiefe und Rauigkeit festgestellt. Bislang standen die Zinkenwerkzeuge allein im Fokus der Untersuchungen. Im realen Grubbergerät schließen sich weitere Werkzeuge zur Einebnung und Rückverdichtung an, die ebenfalls einen Einfluss auf den Zugkraftbedarf und vor allen Dingen auf das Arbeitsergebnis haben. Der erreichte Erkenntnisstand bietet eine ideale Voraussetzung für eine Weiterarbeit zusammen mit einem Anwender. Ein Erkenntnistransferprojekt bietet sehr gute Erfolgsaussichten, dass Ergebnisse der Grundlagenforschung in Anwendung gebracht werden können. Im Erkenntnistransferprojekt sollen belastbare Aussagen des Reduktionspotentials der Zugkraft für ein breites Spektrum von Bodenparametern (besonders Bodenart und Bodenfeuchte), bei Einhaltung der Arbeitsqualität, ermittelt werden. Auf der Grundlage der bisherigen Erkenntnisse wird ein praxistaugliches 3 bis 5m Versuchsgerät (einschließlich Nachbearbeitungswerkzeuge) entwickelt, auf dessen Basis eine Abschätzung von Aufwand und Nutzen des Reduktionspotentials erfolgt. Als zusätzlicher und neuer Indikator für das Arbeitsergebnis, neben den bereits genannten Parametern, wird mit bildgebenden Verfahren und weitestgehend automatisiert zusätzlich der Pflanzenaufgang für von außen unsichtbare Änderungen der Bodenverhältnisse mit betrachtet. Die weiterführenden Untersuchungen sind zum jetzigen Stand dringend notwendig, um die positiven Potentiale zu validieren und Bedenken von Herstellern und Landwirten gegenüber Änderungen im bestehenden System absichern zu können. Erst dann ist es möglich, die Erkenntnisse von der Grundlagenforschung in die Anwendung zu überführen.
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.
The vegetative propagation of ornamental plants depends on adventitious root formation (ARF) in cuttings, which is related to economic losses in horticulture. Based on the established microarray for transcriptome studies, a biochemical and a transformation platform, Petunia will be used to investigate the molecular physiological regulation behind environmental modulation of ARF in shoot tip cuttings. The concept relies on the fact that ARF depends on establishment of the new sink in the stem base and is restricted by competition with the shoot apex for assimilate and nutrient provision. Leaves are considered as potential source organs and auxin is expected to be a key factor. Project part A follows the hypotheses, that high nitrogen supply to donor plants and dark exposure of cuttings promote ARF by enhanced nitrogen remobilization within the cutting and enhanced translocation and accumulation of the signalling molecules auxin and nitric oxide. In part B it is hypothesized that ARF is restricted by phase specific deficiency of macro- and microelements, which can be met by targeted nutrient supply to the stem base during certain developmental stages. In particular, the role of nitrate and urea in homeostasis of phytohormones is regarded. In both project parts, analysis of auxin and cytokinin levels by GC- and LC-MS/MS will be complemented by histochemical localization of auxin activity via the DR5 auxin reporter. The regulatory role of components will be verified by physiological and pharmacological treatments and in transgenic Petunia with a modified expression of candidate genes.
An ausgewaeaehlten Standorten des Erhebungsnetzes der Waldschadensbeobachtung wurden Boden-, Humus- und Pflanzenanalysen durchgefueuehrt, um den Zustand zu dokumentieren. Diese Erhebung ist bundesweit nach einheitlichen Vorgaben durchgefuehrt worden und soll zu gegebener Zeit wiederholt werden.
Freigelüftete Schweineställe mit Ausläufen (NVPBOYs) werden weltweit mit zunehmendem Interesse verfolgt. Der Luftwechsel zwischen Außen- und Innenbereich von NVPBOY ist kaum verstanden, weshalb Emissionen und die Ausbreitung von Aerosolen derzeit nicht abgeschätzt werden können. Ziel des Antrags ist es, grundlegende Erkenntnisse hinsichtlich des Einflusses von Öffnungsgröße, Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur, Lebendmasse und dem Aufenthaltsort der Schweine im Stall auf die Lüftungsrate und die Innenraumströmungsmuster von NVPBOYs zu erhalten. Im Projekt wird die Drei-Säulen-Modell-Methode, bestehend aus Windkanalexperimenten, On-Farm-Messungen und numerischer Strömungsdynamik, genutzt. Zur Modellierung der Lüftungsrate der NVPBOYs wird die Response-Surface Methode eingesetzt. Das Projekt wird grundlegende Erkenntnisse über die Wechselwirkung zwischen Lüftungsrate, Innenraumströmungen und ihren Einflussfaktoren bei NVPBOYs liefern. Dies ermöglicht eine genaue Quantifizierung der Lüftungsrate in Abhängigkeit von baulichen und klimatischen Randbedingungen sowie dem Tierverhalten. Die erwarteten Forschungsergebnisse sind eine Grundlage für die Sicherstellung eines guten Stallklimas, für die Abschätzung der Emissionen und für das Verständnis des Gas- und Aerosoltransports für die Schweine unter verschiedenen Randbedingungen.
Die Bedeutung der Pilz-Wurzel-Symbiose für die Wirtspflanze liegt nach gängiger Auffassung in einer durch den Pilzpartner verbesserten Nährstoff- und Wasserversorgung. Es existieren eine Reihe von Untersuchungen, die zeigen, dass generell die Wasserversorgung, und damit auch die Trockenstressresistenz von Pflanzen mit dem Grad der Mykorrhizierung korreliert ist. Ein Vergleich des Wasserstatus von Pflanzen in Abhängigkeit der Mykorrhizierung ist allerdings schwierig, da mykorrhizierte Pflanzen auch über eine bessere Nährstoffversorgung verfügen und damit andere Wuchseigenschaften besitzen. Es ist bis jetzt jedoch völlig unbekannt auf welche Weise eine Mykorrhizierung die Wasserversorgung des Wirts verändert. Unabhängig vom Weg des über pilzliche Rhizomorphen herangeschafften Wassers in den Zentralzylinder der Wirtswurzel sind Wasserkanäle der pflanzlichen Plasmamembranen wesentlich an der Feinregulation des Wasserflusses beteiligt. Unsere Vorarbeiten deuten daraufhin, dass sich die Expression von Wirts-Genen, die für Aquaporine kodieren, in Abhängigkeit von der Mykorrhizierung verändert. Es ist daher Ziel des vorgeschlagenen Projekts, die Regulation der Expression dieser Gene, und damit die Bedeutung von Aquaporinen für den Wassertransport in der mykorrhizierten Wurzel, zu untersuchen und mit dem Wasserfluss im Wurzelsystem zu korrelieren. Letzteres soll mittels der minimalinvasiven Druckmesssondentechnik erfolgen, die durch die Beobachtung der hydrostatischen Drücke einzelner Zellen oder Xylemelemente die Bestimmung wichtiger Wasser- und Stofftransportparameter wie der hydraulischen Leitfähigkeit ermöglicht.
Aufbauend auf Untersuchungen der molekularen Mechanismen kalium-abhängiger Prozesse bei der Mykorrhizainfektion der Wurzeln von Populus und Medicago sollen wirtsspezifische Veränderungen der K+-Flüsse aufgeklärt werden. Ausgehend von den entsprechenden ESTs haben wir im Vorfeld Auxin-, ABA- und Zucker regulierte Kaliumkanäle und -Transporter kloniert und charakterisiert. Im Mittelpunkt unseres geplanten Forschungsvorhabens steht nun der Zusammenhang zwischen den durch die verschiedenen Transporter gesteuerten Flüssen und der Ausbildung der Pflanze-Pilz-Symbiose. Dabei sollen insbesondere der Ernährungsstatus und die hormonelle Regulation Berücksichtigung finden. Beim Übergang in den symbiotischen Zustand sollen deshalb die Pilz-induzierten Änderungen der Kaliumkonzentration und -flüsse in der Wurzel und die Expressions- und Aktivitätsmuster der hierfür verantwortlichen Kanäle und Carrier gezielt untersucht werden. Um dem interdisziplinären Charakter dieses Projektes gerecht zu werden und die noch offenen Fragen zur Ernährungsphysiologie, Molekularbiologie und Biophysik der Symbiose zu beantworten, finden sich im Arbeitsprogramm neben Untersuchungen zur Stoffanalytik und -dynamik verstärkt molekulare und biophysikalische Analysen.
Die vorgeschlagene Arbeit soll die Rolle der unterschiedlichen Quellen von gelöstem Stickstoff in der Nahrung der Algenarten, von denen bekannt ist, dass sie große Blüten formen, untersuchen. Vier Arten der Gattung Prymnesiophyta werden unter Stickstofflimitierung kultiviert, mit verschiedenen Quellen des gelösten organischen Stickstoffes (DON), um die Auswirkungen der Stickstofflimitierung auf die Stockstoffaufnahme und -nutzung zu untersuchen. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass Stickstofflimitierung unterschiedliche Wege der N-Aufnahme und -Nutzung induziert, die Wachstum mit DON erlauben. Phytoplanktonkulturen werden mit einfachen (Amino Säuren, Purin und Pyrimidine) und komplexen Quellen von DON ernährt um Wachstumsraten mit DON als alleiniger Quelle des Stickstoffes festzustellen. Enzymaktivität für Urease- und Aminosäureoxydasen werden gemessen, da es wahrscheinlich ist, dass diese beiden Enzyme in Zellen, die Stickstofflimitierung ausgesetzt sind, gebildet werden. Eine Reihe von Ansätzen werden verwendet, um spezifische Proteine zu identifizieren, die mit Stickstofflimitierung und/oder der Nutzung von DON in Verbindung zu bringen sind. Diese Ansätze umfassen die Markierung der Zelloberfläche mit biotinylhaltigen Reagenzien und zellulare Fraktionierung in cytoplamische- und Membranbereiche. Proteine, die nur bei Stickstofflimitierung und Anwendung von DON vorkommen, werden gereinigt und beschrieben. Antikörper dieser Proteine werden synthetisiert und als Sonden zur Identifizierung von Nutzung von DON, durch diese wichtige Gruppe von den Algen verwendet. Perspektivisch sollen diese Sonden auf natürliche Phytoplanktonpopulationen angewendet werden.
Wasserverfügbarkeit als Basis allen Lebens ändert sich in Raum und Zeit, besonders in der heutigen und zukünftigen anthropogen beeinflussten Umwelt. Gegenwärtig verhindern spezifische Wissenslücken ein vollständiges mechanistisches Verständnis der Wechselwirkungen von Pflanzenwurzeln, Bodenmikroben und bodenhydraulischen Eigenschaften. Um diese Wissenslücken zu schließen, vereint dieses Vorhaben komplementäre Expertisen dreier Teams, die die Interaktion zwischen Bodentextur, Pflanzenwurzeln und Arbuskulären Mykorrhizapilzen (AMP) und deren Konsequenz für die Stressantwort von Pflanzen (Tomaten) unter Bodentrockenheit untersuchen. Das Projekt setzt sich aus drei eng verknüpften Arbeitspaketen (AP) zusammen. AP1 untersucht, wie AMP (i) die Photosynthese, (ii) die bodenhydraulischen Eigenschaften auf makroskopischer und der Porenskala beeinflussen und (iii) wie AMP Bodenwasser und Bodenphosphor für Pflanzen mobilisieren. Hierfür werden Synchrotron Röntgencomputertomografie und stabile (Deuterium), sowie radioaktive (Tritium, 32P, 33P) Isotopentechniken entlang eines Bodentextur- und Bodenfeuchtegradienten eingesetzt. In AP2 wird ein vollautomatisiertes Druckkammersystem eingesetzt, um die Beziehung zwischen Transpiration und Xylemwasserpotential in intakten Pflanzen entlang eines Bodenfeuchtegradienten in verschiedenen Texturen zu untersuchen. Zusätzlich werden Isotopenmarkierungen von Kohlenstoff (13C) und mobilem Stickstoff (15NO3-) kombiniert, um zu verstehen wie Ressourcenflüsse zwischen Pflanzen und Böden unter Trockenheit durch AMP beeinflusst werden. Um räumliche Abhängigkeiten des Ressourcenaustauschs in der Symbiose zu untersuchen, werden Neutronenradiografie mit 13C Markierungen kombiniert und in Pflanzversuchen eingesetzt, um zu zeigen in welcher Weise Pflanzen ihren Kohlenstoff zur Wasserakquise unterirdisch verteilen. Dies erfolgt in Pflanzsystemen, die eine heterogene Texturverteilung im Boden bereitstellen. AP3 nutzt die Daten der vorherigen APs um ein AMP-Infektionsmodul für funktional-strukturelle Pflanzenmodelle zu entwickeln, das die Einflüsse vom AMP auf Wachstum und Wurzelarchitektur quantifizieren kann. Weiterhin werden Pflanzenwasser- und Nährstoffaufnahme modelliert. Die Wasser- und Nährstoffflüsse im System werden als dynamische Größen quantifiziert unter der Berücksichtigung von Feedbacks zwischen Wurzeln, AMP und bodenhydraulischen Eigenschaften. Basierend auf diesen Modellen wird die Kohlenstoffinvestition von Pflanzen zur Ressourcenakquise durch Wurzeln und AMP bilanziert. Dieses Projekt wird unser mechanistisches Verständnis stärken, in welcher Weise die kosmopolitisch auftretenden AMP zur Pflanzentrockentoleranz in verschiedenen Bodentexturen beitragen können.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 569 |
| Europa | 24 |
| Kommune | 2 |
| Land | 68 |
| Weitere | 8 |
| Wissenschaft | 283 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 557 |
| Lehrmaterial | 1 |
| Text | 29 |
| unbekannt | 11 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 24 |
| Offen | 570 |
| Unbekannt | 4 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 534 |
| Englisch | 188 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 3 |
| Datei | 2 |
| Dokument | 17 |
| Keine | 407 |
| Unbekannt | 2 |
| Webdienst | 5 |
| Webseite | 177 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 496 |
| Lebewesen und Lebensräume | 592 |
| Luft | 350 |
| Mensch und Umwelt | 598 |
| Wasser | 346 |
| Weitere | 590 |