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Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Im Klimawandel werden sich der Traubeneiche weitere Gebiete über ihr derzeitiges Areal hinaus erschließen. Ursache hierfür ist ihre große Toleranz gegenüber Trockenheit. Sie äußert sich in ihrer Fähigkeit zur Produktion osmotisch wirksamer Substanzen und zum Umgang mit oxidativem Stress. Auch die Eichengerbstoffe sind in diesem Umfeld zu sehen. Andererseits wirken die Tannine hemmend auf das Wachstum der herbivoren Eicheninsekten. Erhöhtes CO2, wie es zusammen mit dem Klimawandel erwartet wird, erleichtert den Eichen den Umgang mit oxidativem Stress. Unbekannt ist dagegen bisher, a) wie sich Traubeneichen unterschiedlicher Herkünfte unter erhöhtem CO2 auf Trockenheit einstellen, b) wie sie oxidativen Stress in der sich ändernden Umwelt abwehren und c) wie sich die systemökologischen Beziehungen zwischen den Eichenschädlingen und ihren Wirten im Klimawandel und unter erhöhtem CO2 darstellen. Deshalb ist es das Ziel des in Aussicht genommenen Projekts, die Leistungsfähigkeit und Schädlingsresistenz der Traubeneichen im Klimawandel provenienzbezogen zu prüfen. Zu diesem Zweck werden Traubeneichen verschieden arider Standorte unter ambientem und erhöhtem CO2 in modellhaften Zukunftsklimaten bei wechselnden Ariditäten kultiviert. Die Bäume werden auf ihre Wasserversorgung, die Akkumulation oxidativer Verbindungen als Stressparameter und die Produktion von osmotisch wirksamen Substanzen hin untersucht. Die Trockenresistenz wird mit dem antioxidativen System, den Gerbstoffen und der antioxidativen Kapazität eingeschätzt. Systemökologisch steht die Frasseignung der Eichenblätter für die Raupen von zur Massenvermehrung neigenden Schmetterlingen im Mittelpunkt des Interesses. Die Erkenntnisse des Vorhabens stellen eine Voraussetzung dafür dar, die Traubeneichenherkünfte für einen erfolgreichen Anbau dieser Baumart im Klimawandel zu identifizieren und ihre Potenziale voll auszunutzen.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie durchgeführt. Im Klimawandel werden sich der Traubeneiche weitere Gebiete über ihr derzeitiges Areal hinaus erschließen. Ursache hierfür ist ihre große Toleranz gegenüber Trockenheit. Sie äußert sich in ihrer Fähigkeit zur Produktion osmotisch wirksamer Substanzen und zum Umgang mit oxidativem Stress. Auch die Eichengerbstoffe sind in diesem Umfeld zu sehen. Andererseits wirken die Tannine hemmend auf das Wachstum der herbivoren Eicheninsekten. Erhöhtes CO2, wie es zusammen mit dem Klimawandel erwartet wird, erleichtert den Eichen den Umgang mit oxidativem Stress. Unbekannt dagegen bisher, a) wie sich Traubeneichen unterschiedlicher Herkünfte unter erhöhtem CO2 auf Trockenheit einstellen, b) wie sie oxidativen Stress in der sich ändernden Umwelt abwehren und c) wie sich die systemökologischen Beziehungen zwischen den Eichenschädlingen und ihre Wirten im Klimawandel und unter erhöhtem CO2 darstellen. Deshalb ist es das Ziel des in Aussicht genommenen Projekts, die Leistungsfähigkeit und Schädlingsresistenz der Traubeneichen im Klimawandel provenienzbezogen zu prüfen. Zu diesem Zweck werden Traubeneichen verschieden arider Standorte unter ambientem und erhöhtem CO2 in modellhaften Zukunftsklimaten bei wechselnden Ariditäten kultiviert. Die Bäume werden auf ihre Wasserversorgung, die Akkumulation oxidativer Verbindungen als Stressparameter und die Produktion von osmotisch wirksamen Substanzen hin untersucht. Die Trockenresistenz wird mit dem antioxidativen System, den Gerbstoffen und der antioxidativen Kapazität eingeschätzt. Systemökologisch steht die Frasseignung der Eichenblätter für die Raupen von zur Massenvermehrung neigenden Schmetterlingen im Mittelpunkt des Interesses. Die Erkenntnisse des Vorhabens stellen eine Voraussetzung dafür dar, die Traubeneichenherkünfte für einen erfolgreichen Anbau dieser Baumart im Klimawandel zu identifizieren und ihre Potenziale voll auszunutzen.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft Rheinland-Pfalz (FAWF), Zentralstelle der Forstverwaltung - Nachhaltige Waldbewirtschaftung durchgeführt. lm Klimawandel werden sich der Traubeneiche weitere Gebiete über ihr derzeitiges Areal hinaus erschließen. Ursache hierfür ist ihre große Toleranz gegenüber Trockenheit. Sie äußert sich in ihrer Fähigkeit zur Produktion osmotisch wirksamer Substanzen und zum Umgang mit oxidativem Stress. Auch die Eichengerbstoffe sind in diesem Umfeld zu sehen. Andererseits wirken die Tannine hemmend auf das Wachstum der herbivoren Eicheninsekten. Erhöhtes CO2, wie es zusammen mit dem Klimawandel erwartet wird, erleichtert den Eichen den Umgang mit oxidativem Stress. Unbekannt ist dagegen bisher, a) wie sich Traubeneichen unterschiedlicher Herkünfte unter erhöhtem CO2 auf Trockenheit einstellen, b) wie sie oxidativen Stress in der sich ändernden Umwelt abwehren und c) wie sich die systemökologischen Beziehungen zwischen den Eichenschädlingen und ihren Wirten im Klimawandel und unter erhöhtem CO2 darstellen. Deshalb ist es das Ziel des in Aussicht genommenen Projekts, die Leistungsfähigkeit und Schädlingsresistenz der Traubeneichen im Klimawandel provenienzbezogen zu prüfen. Zu diesem Zweck werden Traubeneichen verschieden arider Standorte unter ambientem und erhöhtem CO2 in modellhaften Zukunftsklimaten bei wechselnden Ariditäten kultiviert. Die Bäume werden auf ihre Wasserversorgung, die Akkumulation oxidativer Verbindungen als Stressparameter und die Produktion von osmotisch wirksamen Substanzen hin untersucht. Die Trockenresistenz wird mit dem antioxidativen System, den Gerbstoffen und der antioxidativen Kapazität eingeschätzt. Systemökologisch steht die Frasseignung der Eichenblätter für Raupen von zu Massenvermehrungen neigenden Schmetterlingsarten im Mittelpunkt des Interesses. Die Erkenntnisse des Vorhabens stellen eine Voraussetzung dafür dar, die Traubeneichenherkünfte für einen erfolgreichen Anbau dieser Baumart im Klimawandel zu identifizieren und ihre Potenziale voll auszunutzen.

Untersuchung des Tanninabbaus in Böden mit MALDI-TOF-MS/MS und modernen Techniken der NMR-Spektroskopie

Das Projekt "Untersuchung des Tanninabbaus in Böden mit MALDI-TOF-MS/MS und modernen Techniken der NMR-Spektroskopie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Bodenkunde durchgeführt. Die ökologische Bedeutung von kondensierten Tanninen im Nährstoffkreislauf von Waldökosystemen wird seit langem diskutiert. Hohe Tanningehalte der Streu führen zu einer Verlangsamung des Streuabbaus. Dies wird einmal auf die hemmende Wirkung von Tanninen auf das mikrobielle Wachstum und die Aktivität von Exoenzymen, aber auch auf die Festlegung von Kohlenhydraten und organischen Stickstoffkomponenten in schwerabbaubaren Tanninkomplexen zurückgeführt. Die hemmende Wirkung auf Mikroorganismen und das Bindungsverhalten der kondensierten Tannine ist vermutlich von der Molekülgröße der Tannine abhängig. Strukturelle und chemische Veränderungen dieser Stoffe während des Streuabbaus dürften sich daher wesentlich auf die Stickstoffverfügbarkeit im Boden auswirken. Ziel der geplanten Arbeiten ist es, diese Veränderungen zu erfassen. Hierzu soll die MALDITOF-MS/MS als moderne Technik zur Charakterisierung von Makromolekülen erstmals für diese Fragestellung eingesetzt werden. Die Analyse wird durch NMR-spektroskopische Charakterisierung der Tannine unterstützt. Die Ergebnisse sollen mit dem Proteinbindungsverhalten der Tannine und ihrer Umwandlungsprodukte in Beziehung gesetzt werden, um Informationen über die Eigenschaften von Polyphenolen zu erhalten, die für die Komplexierung von Proteinen notwendig sind. Weiter soll mit den erhobenen Daten die Verläßlichkeit klassischer und moderner Techniken zur Bestimmung des Tanningehaltes in Pflanzenstreu überprüft werden.

BioFoamBark: Aufwertung von Nadelholzrinden zu isolierenden Schäumen

Das Projekt "BioFoamBark: Aufwertung von Nadelholzrinden zu isolierenden Schäumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltwissenschaften, Professur für Forstliche Biomaterialien durchgeführt. Die Forschungsschwerpunke liegen in der Entwicklung der Chemie und Technologie zur Herstellung vollständig bio-basierter Tanninschäume um auf Petroleum basierene Schäume zu ersetzten. Die Tannine werden aus der Rinde weit verbreiteter fNadelholzarten extrahiert. Weitere Komponenten für die Schaumzubereitung wie Glycerol und Furfural sind Nebenprodukte aus der Biodiese- sowie Holz- und Papierindustrie. Ein Ziel besteht darin, Schäume mit exzellenten Eigenschaften zur Verwendung in isolierende Baumaterialien und zur Umwandlung in Synthesegas am Ende des Produktlebens zu entwickeln. In diesem Projekt ist ebenfalls geplant die Auswirkungen auf die Umwelt, die technisch-ökonomische Durchführbarkeit sowie das Marktpotential dieser Produkte zu entwickeln.

Biobasierte Schäume aus Baumrinde (Biofoambark) - Isolierenende Schäume und Bioenergie

Das Projekt "Biobasierte Schäume aus Baumrinde (Biofoambark) - Isolierenende Schäume und Bioenergie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltwissenschaften, Professur für Forstliche Biomaterialien durchgeführt. Der Fokus richtet sich auf die Entwicklung neuer bio-basierter Wertstoffe aus Rinde, Biopolymeren und Nanozellulose von in der EU häufig vorkommenden Bäumen. Die Erstellung und der Prozess sollen nachhaltig durch die LCA-Analyse erfolgen.

KMU-innovativ-3: Organellen als Modulsysteme für die zellfreie Biosynthese

Das Projekt "KMU-innovativ-3: Organellen als Modulsysteme für die zellfreie Biosynthese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Phytowelt GreenTechnologies GmbH durchgeführt. Ziel ist Organellen als neuartige austauschbare Module für zellfreie Biosynthesen für bekannte und neue Stoffwechselwege und Enzyme zu entwickeln. Neu ist u.a., die Vorteile pflanzlicher Syntheseleistung, insbesondere spezifischen Reaktionsbedingungen durch Kompartimentierung, zu nutzen. Die Ergebnisse sollen zur Etablierung innovativer, kostengünstiger und Petrochemie-unabhängiger Synthesesysteme für Feinchemikalien und pharmazeutische Substanzen führen. In AP1 erfolgt die Optimierung der Isolierung aktiver Organellen sowie erste Charakterisierung. In AP2 erfolgt die tiefere Charakterisierung der Organellen. Dabei wird durch Proteomic- und Genomic-Analysen von verschiedenen Organellenklassen die ideale Basis für künftige Anwendungen gewonnen. Mittels Proteomanalyse (2D Gelelektrophorese, Maldi-tof) und Assays (Photometer-Plattenreader, HPLC-abgesichert) erfolgen erste Charakterisierungen der Enzymausstattung, um weitere Parameter und Angriffspunkte zur Optimierung zu erhalten. Erster Ansatzpunkt sind die kommerziell interessanten (Mono)Terpene, Tannine und Carotenoide, deren Enzyme auch bei AP3 für Analysen der geeigneten Importverfahren zum Einbringen fremder Proteine/Enzyme verwendet werden. AP4 stellt die Versorgung mit Material und die Aufrechterhaltung des Systems sicher.

Teilvorhaben 1: Koordination und Entwicklung von Schäumen sowie Modifizierung durch Nanocellulose

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Koordination und Entwicklung von Schäumen sowie Modifizierung durch Nanocellulose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbenutzung und forstliche Arbeitswissenschaft durchgeführt. Das Projekt Biofoambark wird von Prof. Laborie (Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft, FobAwi, Universität Freiburg) koordiniert und hat zum Ziel, isolierende Hartschäume auf Basis von Rindentanninen aus vier wirtschaftlich wichtigen europäischen Nadelholzbaumarten sowie weiteren biobasierten Nebenprodukten wie etwa Glycerol und Furfural zu entwickeln. Wir konzentrieren uns auf die Optimierung der Hartschaumsynthese und -kinetik. Dabei werden auch der Einsatz von Nanozellulose als strukturierendes und verstärkendes Füllmaterial, die Morphologie und isolierenden Eigenschaften der Hartschäume sowie die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen untersucht. Des Weiteren wird die potenziell verfügbare Menge an Rinde ermittelt und entsprechende Rindenbereitstellungskonzepte erstellt. Die Universität Freiburg ist für die Koordinierung und länderübergreifende Verbreitung der Ergebnisse verantwortlich. Hierbei werden eine webbasierte Projektplattform eingerichtet, vier Projekttreffen organisiert und abschließende Empfehlungen formuliert. FobAwi ist wesentlich an der Entwicklung der Schäume beteiligt. Dies beinhaltet die Entwicklung der Grundrezepturen der Schäume sowie ihre Modifizierung mittels Nanozellulose, die Ermittlung der Kinetik der Hartschaumsynthese und die Untersuchung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. Es werden die verfügbaren Rindenvolumen in den Partnerländern ermittelt und wirtschaftliche Rindenbereitstellungsketten aufgestellt.

Extraktion und Charakterisierung von Tanninen

Das Projekt "Extraktion und Charakterisierung von Tanninen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau durchgeführt. Basierend auf Parameterstudien wird ein Extraktionsprozess zur gezielten und ökonomisch rentablen Gewinnung von kondensierten Tanninen aus den Rinden heimischer Nadelhölzer entwickelt. Zusätzlich werden Formaldehyd-freie Klebstoffe auf Basis der gewonnenen Tannine formuliert und die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der daraus hergestellten Holzwerkstoffe untersucht. Die ökonomischen Gesichtspunkte der Tanninextraktion werden evaluiert. Projektziel: Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines geeigneten Extraktionsverfahrens zur Gewinnung von Tanninen aus Rinden heimischer Nadelhölzer für den Einsatz in Klebstoffanwendungen für die Holzwerkstoffherstellung.

Teilvorhaben 1: Rezepturentwicklung auf der Basis von Lignin/Tannin und Erprobung von Klebern im Labor

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Rezepturentwicklung auf der Basis von Lignin/Tannin und Erprobung von Klebern im Labor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Ökologie-Zentrum durchgeführt. Entwicklung eines neuartigen umwelt- und gesundheitsverträglichen Klebstoffes auf Basis von Ligninen und Tanninen. Für Lignin und Tannin konnten in früheren Arbeiten der Forschungsgruppe im Rahmen der Entwicklung von Dämmstoffen sehr gute Klebeeigenschaften ermittelt werden. Die neuen Klebstoffe sollen vor allem bei der Verbindung von Massivhölzern zur Anwendung kommen. Bisher in Klebern weitverbreitete Problemstoffe sollen dabei gänzlich vermieden werden.

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