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Anbau heimischer Wildpflanzen als Nutzpflanzen in semi-ariden Gebieten

Es gibt in der suedlichen Kalahari eine Reihe von Wildpflanzen, die von Einheimischen zur Ernaehrung von Tier und Mensch genutzt werden. Ueber den gezielten und kontrollierten Anbau und die damit moegliche Ertragssteigerung durch flankierende Massnahmen ist bisher nichts bekannt. Auf der Farm Avontuur 120 km nordoestlich von Kuruman soll der Anbau von Tylosema esculentum und Vigna lobatifolia erprobt werden. In den letzten Jahren hat der Farmer eine spezielle Technik zur Speicherung von Bodenwasser entwickelt, dessen Eignung fuer den Anbau dieser Pflanzen geprueft werden soll. Tylosema esculentum ist eine ausdauernde Leguminose, deren Samen genutzt werden. Vigna lobatifolia ist eine einjaehrige Leguminose, deren Wurzelknollen gemessen werden.

Abiotischer Lignin-Abbau: Schlüssel zur Streuumsetzung auf Störungsflächen im Wald?

Störungen wie Trockenheit oder Sturm, welche zum Verlust des Kronendachs führen, verändern mikroklimatische Bedingungen und damit die Streuumsetzung und den Kohlenstoffkreislauf in Waldökosystemen. Ein Nadelöhr der Streuumsetzung ist der Abbau von Lignin, der nicht nur durch Mikroorganismen, sondern auch abiotisch unter dem Einfluss von Sonnenstrahlung und Wärme erfolgt. Gerade in gestörten Waldökosystemen Mitteleuropas können Quantität und Qualität der organischen Bodensubstanz durch abiotischen Ligninabbau und seiner synergistischen Wirkungen maßgeblich beeinflusst werden. Hierzu ist bislang jedoch wenig bekannt. Um den Einfluss des fehlenden Kronendachs auf die Streuumsetzung auf Störungsflächen im Wald zu erkennen und zu quantifizieren, werden wir folgende Hypothesen testen: (H1) Der abiotische Abbau des Lignins nimmt mehr mit der Lichtintensität als mit der Temperatur und abnehmender Feuchte zu. (H2) Beim abiotischen Abbau des Lignins entstehen Abbauprodukte, die stärker depolymerisiert sind als Abbauprodukte der Rotfäule und weniger funktionelle Sauerstoffgruppen enthalten als Abbauprodukte der Weißfäule. (H3) Abiotischer Ligninabbau in der Humusauflage begünstigt Bakterien gegenüber Pilzen, und fördert die Produktion von gelöster organischer Substanz reich an depolymerisierten und desoxygenierten Ligninverbindungen. (H4) Geht also das Kronendach verloren, führt verstärkter Lichtintensität und die damit einhergehende abiotische Depolymerisierung und Desoxygenierung dazu, dass organische Substanz, die aus der Humusauflage in den Mineralboden gelangt, für Mikroorganismen schlechter abbaubar ist und eine geringere Affinität zu Bodenmineralen aufweist. Wir werden diese Hypothesen testen, indem wir zunächst in Laborinkubationsexperimenten mit Modellsubstanzen sowie Fichten- und Buchenstreu unter kontrollierten Licht-, Feuchte- und Temperaturbedingungen und unter Nutzung standardisierter mikrobieller Inokula die abiotischen Abbauraten sowie die entstehenden Ligninabbauprodukte mittels wässrige Extrakte, Kupferoxid-Oxidation sowie Röntgen-Photoelektronenspektroskopie und bestimmen. Außerdem wir in diesen Inkubationsexperimenten die Reaktion von Pilzen und Bakterien auf den abiotischen Abbau mittels Analyse von Zersetzungsart, Phospholipidfettsäuren sowie mikrobiellem Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor bestimmt. Weiter werden wir in Fichtenmischbeständen entlang eines Störungsgradienten im Nationalpark Schwarzwald die in-situ-Transformation von 13C-markierter Buchenstreu untersuchen. Während einer gleichzeitigen zweijährigen Inventur in diesen Fichtenmischbeständen werden außerdem Indikatoren abiotischen Abbaus sowie die Reaktivität und Stabilität der organischen Bodensubstanz erfasst. In der Gesamtschau werden die Ergebnisse unseres Projekts es ermöglichen den abiotischen Ligninabbau zu quantifizieren und somit seine Bedeutung für die Entstehung und Stabilität der organischen Bodensubstanz auf Störungsflächen im Wald zu ermitteln.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the 'High Altitude and Long Range Research Aircraft' (HALO), Verständnis von Wolken und Niederschlag auf der Meter-Skala mit HALO und ICON – Luftmassentransformation in der Arktik

Die Entwicklung arktischer Luftmassen ist wichtig für die Entstehung und Beständigkeit von Wolken und Niederschlag. Zwei Phänomene – warme und feuchte Einflüsse aus dem Süden sowie kalte und trockene Strömungen aus dem Norden – verursachen besonders starke und schnelle Änderungen in den Luftmassen. Während dieser Ereignisse ändern sich die Zustände z.B. der Wolken, der Stabilität und des Feuchtebudgets sowohl räumlich als auch zeitlich. Aufgrund dieser schnellen Änderungen sowie den generellen arktischen Bedingungen mit niedrigen und oft starken Inversionen, ist es schwierig die Prozesse mit globalen Modellen mit einer groben Auflösung sinnvoll wiederzugeben. Um die entscheidenden Prozesse sowohl besser zu erfassen als auch zu parameterisieren, wird in diesem Projekt eine Kombination aus detaillierten Beobachtungen mit dem HALO Flugzeug und hoch-aufgelösten Simulationen mit dem ICON-LEM verwendet. Durch die lange Reichweite des HALO Flugzeuges wird es möglich sein dasselbe Ereignis mehrmals zu messen und dadurch einen breiten Einblick in die Struktur der Luftmasse zu bekommen. Darüber hinaus wird es durch die Lagrangsche, d.h. mit der Strömung mitbewegte, Flugstrategie möglich sein, die zeitliche Entwicklung der Luftmassen während der Ereignisse zu erfassen. Durch lokale Verfeinerungen um den tatsächlichen Flug herum wird die Auflösung des ICON-LEM Setups zwischen 1 km und 100 m variieren. Mit dieser einzigartige Kombination von Flugzeugbeobachtungen und hochauflösender Modellierung wird es möglich sein, das Feuchtebudget während der beobachteten warmen und kalten Einströmungen abzuschätzen. Anhang dieser Abschätzung können anschließend offene Fragen wie die Effizienz des Niederschlages sowie deren Einfluss auf die Beständigkeit der arktischen Mischphasenwolken untersucht werden. Während die Lagrangsche Flugstrategie es ermöglicht neue und einzigartige Forschungsfragen zu untersuchen, stellt sie die Flugplanung vor eine große Herausforderung, da eine gute Abschätzung der Luftströmungen unerlässlich sein wird. Teil dieses Projekts ist es deshalb auch die Flugplanung durch hochaufgelöste Vorhersagen und die Verfolgung bestimmter Luftmassen zu unterstützen. Insbesondere die Berechnung mehrerer Trajektorien wird es ermöglichen die verbleibenden Unsicherheiten abzuschätzen und sinnvolle Flugmuster vorzuschlagen. Die vorgeschlagene Kombination von Flugzeugbeobachtungen und hochauflösender Modellierung wird zu einem besseren Verständnis der Änderungen im Feuchtebudget und der Erhaltung von Mischphasenwolken während der feuchten sowie kalten Luftströmungen in der Arktis führen.

Complex study and physical mapping of genes in hexaploid wheat, responsible for embryo development of wheat-rye hybrids via interaction with rye genome

One of the reproductive barriers that can isolate species is embryo lethality which is due to disfunctional interaction between parental genomes. Embryo lethality obtained in crosses of hexaploid wheat with diploid rye is the result of complement interaction between the two genes/alleles Eml-A1 and Eml-R1b from wheat and rye, respectively. In addition, the 1D wheat chromosome carries unknown genetic factor(s) which have strong effect on the viability of wheat-rye hybrid seeds. The goals of the project are: (I) physical mapping and studying dosage effect of Eml-A1 gene (II) development of a method for overcoming embryo lethality in wheat-rye hybrids and (III) physical mapping and cytological study of chromosome 1D wheat gene(s) essential for seed development in wheat rye hybrids. The development of a method of regeneration in callus culture from abnormal immature embryos with lethal genotype by indirect organogenesis will enable us to study the interaction and expression of incompatible wheat Eml-A1 and rye Eml-R1b alleles causing embryo lethality. New information about genes, involved in apical meristem development in early stages of embryogenesis of wheat-rye hybrids (and of other plants) will be gained.

Sonderforschungsbereich (SFB) 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen; Molecular Mechanisms Regulating Yield and Yield Stability in Plants, Schwerpunktprogramm SFB 924: Molekulare Mechanismen der Ertragsbildung und Ertragssicherung bei Pflanzen - Teilprojekt A02: Analyse der Architektur reproduktiven Gewebes durch den Crosstalk zwischen Plasmodesmata und Rezeptorkinase-vermittelter Signaltransduktion

Ovulen sind von agronomischem Interesse, da sie die Vorläufer der Samen, der hauptsächlichen menschlichen Nahrungsquelle, darstellen. Ihre Gewebemorphogenese ist nicht verstanden, hängt in Arabidopsis aber von der interzellulären Signalübermittlung durch die Rezeptorkinase STRUBBELIG ab. Zwei weitere membrangebundene Komponenten dieser Signalkette wurden genetisch identifiziert. ZERZAUST ist eine vorhergesagte beta-1,3 Glukanase, während QUIRKY mehrere C2-Domänen besitzt. Die molekularen Funktionen von ZERZAUST und QUIRKY sollen analysiert, und die Interaktionen zwischen den drei Zelloberflächenproteinen untersucht werden.

ERA-Net C-IPM: Kann Biodiversität Unkrautregulierung als resiliente Ökosystemdienstleistung gewährleisten? (BioAWARE)

Zielsetzung: Das Projekt BioAware untersucht inwieweit eine hohe Diversität von granivoren wirbellosen Tieren (insbes. Laufkäfer), welche sich von Unkrautsamen ernähren, für die Regulation von Unkräutern bedeutsam ist und welche Limitationen es für diesen Ansatz in der landwirtschaftlichen Praxis gibt. Darauf aufbauend werden praxisrelevante IPM Strategien, vom Feld bis zur Landschaft, entwickelt, um eine nachhaltige Regulation von Unkräutern durch granivore Wirbellose als auch eine Verringerung des Herbizideinsatzes zu erlangen. BioAware bedient sich hierbei, in einem europaweiten Kontext, einer Kombination aus Feldexperimenten und der Analyse von bereits bestehenden Datensätzen. Folgende Zielsetzungen werden dabei verfolgt: - Testung der Biodiversity-Insurance Hypothese für Unkrautsamenprädation : eine hohe Diversität an granivoren Wirbellosen führt zu einer natürlichen Verringerung der Verunkrautung - Analyse von Unkraut-Granivoren Nahrungsnetzen mittels molekularer Darminhaltsanalyse - Bestimmung des Einflusses von Bewirtschaftungsmaßnahmen auf Feld- und Landschaftsebene hinsichtlich ihres Einflusses auf die Diversität der Granivoren - Abschätzung unter welchen Rahmenbedingungen Granivore einen praktisch relevanten Beitrag für die Unkrautkontrolle liefern können - Analyse wie dieser IPM Ansatz von Landwirten wahrgenommen wird - Praktische Implementierung der Unkrautkontrolle mittels granivorer Wirbelloser gemeinsam mit Landwirten im Rahmen eines Co-Innovation Ansatzes.

Vertical and Lateral Variability of Suspended Sediment Transport in the Rhine River

Suspended sediment and discharge data from the single point monitoring and suspended sediment, flow velocity and discharge data from the multi point monitoring at the River Rhine. Multi-point measurements (MPM) carried out by the respective Waterways and Shipping Administration are conducted from a ship at predefined locations along each cross-section. The sampling protocol encompasses five to six vertical profiles per cross-section with four to five sampling depths per profile. Predefined depths are: surface (approx. 0.3 m below surface), 60% and 80% of the maximum water depth, and bottom (approx. 0.3 m above the channel bed) at each vertical. One additional sample at 90% is taken when the total water depth is > 5 m. Sampling along one cross-section is performed within a single day and takes 5 to 6 hours on average. The individual samples are retrieved by isokinetic pump sampling (pump speed equals flow velocity). At each sampling point a 50 L water sample is taken for the sand fraction and a 5 L water sample for the silt and clay fraction. The samples are filtered through commercial pre-weighed coffee filters at the ship and dried subsequently. Single-point measurements (SPM) within the framework of the WSV monitoring network are taken from the middle of the river. 5 L bucket samples are retrieved from the surface at each workday, thus, excluding weekends or public holidays. Sampling is increased up to three times a day during high discharge events. The water samples are filtered and analysed according to the same protocol as the MPM samples Detailed analyses of the dataset and more information can be found in Slabon, A., Terweh, S., & T. Hoffmann (2025): Vertical and Lateral Variability of Suspended Sediment Transport in the Rhine River. Hydrological Processes.

Krankheiten und Schädlinge

Bäumen im innerstädtischen Bereich, insbeondere Straßenbäumen, steht in der Regel nur ein eingeschränkter Lebensraum zur Verfügung. Vor allem der verdichtete und versiegelte Wurzelbereich wirkt sich nachhaltig auf die Vitalität der Bäume aus. Oft kommen mechanische Verletzungen hinzu, die den Eintritt für holzzerstörende Pilze begünstigen. Schäden an Bäumen werden auch durch Streusalz, Erdgas und Hundeurin verursacht. Geschwächte und bereits geschädigte Bäume sind besonders anfällig für Krankheiten und Schädlinge. Aus der Vielzahl der Schaderreger an Berliner Bäumen einige Beispiele: Fast alljährlich werden vor allem Sommer-Linden von Spinnmilben befallen. Heiße und trockene Jahre begünstigen ihre Vermehrung. Befallene Bäume zeigen bereits im Juni ein Vergilben der Blätter im unteren Kronenbereich. Bei starkem Befall kann sich das bis in die Krone hinauf fortsetzen. Es kommt dabei zum fortschreitenden Verbräunen und Vertrocknen der Blätter, was zu frühem Laubfall führt. Blattläuse sind besonders an jungen Blättern und Trieben zu finden. In trockenen und heißen Jahren werden verstärkt Linden von Blattläusen befallen. Die klebrigen Ausscheidungen der Blattläuse, der sog. Honigtau, sind wiederum Nahrungsgrundlage für Rußtaupilze, erkennbar an den geschwärzten Blättern. Verklebte und verschmutzte Flächen unter den Linden, oft auch auf Autos, sind eine weniger beliebte Folgeerscheinung. Die Blattbräune oder Blattnervenkrankheit bei Platanen ist auf einen Pilz ( Apiognomonia veneta ) zurückzuführen, der braune Blattflecken entlang der Blattadern verursacht. Bei Befall kommt es bereits im Frühjahr zum Welken und Vertrocknen der jungen Austriebe, Starkäste werden nicht befallen. Die Kastanien-Miniermotte ( Cameraria ohridella ), ein Insekt, das erst 1985 in Mazedonien entdeckt wurde, ist in Berlin erstmalig 1998 festgestellt worden. Befallen werden vorwiegend weißblühende Rosskastanien. Die Larven der Kastanien-Miniermotte zerstören durch ihre Fraßtätigkeit das Innere der Blätter, was äußerlich an einer hellbraunen Fleckung erkennbar ist. Bei starkem Befall kommt es zum vorzeitigen Blattfall. Jahrelanger Befall führt zur Schwächung des Baumes. Die Wollige Napfschildlaus ( Pulvinaria regalis ), gehört zu den saugenden Schadorganismen, in Berlin wurde sie erstmals im Jahr 2000 festgestellt. Die Larven des Schädlings setzen sich auf Blättern und Zweigen fest und saugen hier den Pflanzensaft. Die Wollige Napfschildlaus bevorzugt insbesondere Linden und Rosskastanien und ist hier durch watteartige, weiße Gebilde am Stamm, die sich bei starkem Befall auch an den Ästen bilden, zu erkennen. Der zu den Schlauchpilzen zählende Schwächeparasit an Platane ( Splanchnonema platani ) verursacht ein rasches Absterben von Ästen. Diese als Massaria bezeichnete Krankheit wurde in Deutschland erstmals 2003 nach einem heißen und besonders trockenen Sommer nachgewiesen. Auch größere Äste mit geringer Vitalität können befallen werden und rasch ganz oder teilweise abgetötet werden. Breite, leicht violett bis hellrötlich verfärbte Rindenbereiche der Astoberseite sind ein Zeichen des Befalls. Später färben dunkle Pilzsporen diese Partien fleckig-schwarz. Es folgt eine rasch voranschreitende Holzfäule im Gewebe der Astoberseite. Da die Astunterseite noch nicht befallen ist, bleibt der Ast weiterhin belaubt. Voll belaubte und dis dahin unauffällige, stärkere Äste können innerhalb einiger Wochen absterben und zu einer Gefahr werden. Die Weiße Mistel (Weißbeerige Mistel, Viscum album ) wächst als immergrüner Halbschmarotzer auf den Ästen bestimmter Wirtsbäume und kann im Laufe der Jahre Büsche von bis zu einem Meter Durchmesser bilden. Die Samen der Mistel werden durch Vögel verbreitet, für die sie einen wichtigen Teil der Winternahrung darstellen. Das Berliner Pflanzenschutzamt hat bei Untersuchungen im Raum Steglitz-Zehlendorf seit 1987 eine Zunahme des Auftretens der Laubholz-Mistel verzeichnet. Die vielfältigen Beeinträchtigungen am Straßenstandort schwächen die Bäume und machen sie anfällig für die Besiedlung mit Misteln. Misteln – Möglichkeiten zur Vitalisierung von Wirtsbäumen Weitere Informationen Pflanzenschutzamt Berlin: Überwachung von Schadorganismen im Berliner Stadtgebiet

Besamungsstationen mit Zulassung nach Tierzuchtgesetz

Betreiber von Besamungsstationen oder von Embryo-Entnahmeeinheiten für den nationalen Handel bedürfen der Erlaubnis nach §18 des Nationalen Tierzuchtgesetzes (TierZG, 2019). Die Erlaubnis erfolgt durch die zuständige Tierzuchtbehörde des entsprechenden Bundeslandes.

Versuche zur Ermittlung und zum Verhalten von Bioindikatoren in mit Schadstoffen kontaminierter Luft

Die Raumluft ist haeufig mit toxischen Stoffen (besonders chlorierte Kohlenwasserstoffe wie PCP, Lindan sowie mit Formaldehyd) angereichert. Die ueblichen Analysen sind kompliziert, kostspielig und nicht lebensbezogen. Mit Pflanzen, Samen und pflanzlichem Plasma koennte der Nachweis verbessert werden, so dass ihn auch der Laie anwenden kann (was wegen der ubiquitaeren Verbreitung der Schadstoffe noetig waere).

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