Dieses Projekt untersucht mikrobiell vermittelte Schlüsselprozesse im Zuge des Nitrat-Eintrages in bzw. Stickstoffverlustes aus den Kalkstein-Aquiferen des Hainich CZE. Unsere Untersuchungen befassen sich mit Änderungen von Nitrifikationspotential und Nitrifikanten-Gemeinschaften von den Baumkronen bis hin zu den Aquiferen, inklusive einer Abschätzung der möglichen Rolle der vollständigen Nitrifikation (Comammox), sowie mit der Relevanz der anaeroben Ammonium-Oxidation (Anammox) im Vergleich zur Denitrifikation für Stickstoff-Verluste aus dem Grundwasser. Unter Verwendung von 15N-basierten Techniken, quantitativer PCR, Illumina Amplikon-Sequenzierungen und Single Cell Genomics werden Aktivitätsmessungen von Nitrifikation, Anammox und Denitrifikation zu räumlichen Verbreitungsmustern und transkriptioneller Aktivität der entsprechenden mikrobiellen Gruppen in Beziehung gesetzt.
Moore sind der wichtigste langfristige Kohlenstoffspeicher in der terrestrischen Biosphäre. Torf ist eine endliche und übernutzte Ressource. Der Torfabbau führt zu einer Freisetzung des gespeicherten CO2 und hat damit hohe Klimarelevanz. Die Entwicklung torffreier Gartensubstrate gewinnt daher an Bedeutung. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Prüfung torffreier Substrate für den Gartenbau. Grüngut mit 4,2 Mio t/a und Blühstreifen sind erfolgversprechende Basismaterialien für die Produktion von Torfersatzstoffen. Durch hydrothermale Carbonisierung (HTC) lassen sich diese Materialien in torfähnliche, mikrobiell abbauresistente Materialien umwandeln. Im Laborversuch werden zehn Varianten aus Grüngut bei 150-190 Grad C für 30-60 Minuten hydrothermal carbonisiert. Die Varianten werden geprüft (chemisch, biologisch, hydro-physikalisch) und bewertet und die gartenbaulich beste Variante für einen Großversuch ausgewählt. Durch einen Erdenhersteller werden drei Zuschlagsmischungen i) Holzwolle, Kokosfaser, Perlite; ii) Grünschnittkompost, Rindenkompost, Holzwolle und iii) Rindenkompost, Grünschnittkompost, Holzfaser, Kokosfaser hergestellt und jeweils mit zwei unterschiedlichen Zumischraten von hydrothermal behandelten Material aus den Großversuchen gemischt. Zusätzlich zur umfangreichen Charakterisierung wird das Lagerungsverhalten dieser Substratmischungen untersucht und bewertet. In (Langzeit-)Anbauversuchen werden die pflanzenbauliche Eignung und das Alterungsverhalten geprüft und bewertet. Die gealterten Substrate werden wiederholt chemisch, biologisch und hydro-physikalisch geprüft und bewertet. Anhand der techno-ökonomischen und ökologischen Bewertung des Torfersatzstoffes auf Basis der HTC von Grüngut und der Ergebnisse aus den Untersuchungen werden entsprechende Handlungsempfehlungen abgeleitet.
Moore sind der wichtigste langfristige Kohlenstoffspeicher in der terrestrischen Biosphäre. Torf ist eine endliche und übernutzte Ressource. Der Torfabbau führt zu einer Freisetzung des gespeicherten CO2 und hat damit hohe Klimarelevanz. Die Entwicklung torffreier Gartensubstrate gewinnt daher an Bedeutung. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Prüfung torffreier Substrate für den Gartenbau. Grüngut mit 4,2 Mio t/a und Blühstreifen sind erfolgversprechende Basismaterialien für die Produktion von Torfersatzstoffen. Durch hydrothermale Carbonisierung (HTC) lassen sich diese Materialien in torfähnliche, mikrobiell abbauresistente Materialien umwandeln. Im Laborversuch werden zehn Varianten aus Grüngut bei 150-190 Grad C für 30-60 Minuten hydrothermal carbonisiert. Die Varianten werden geprüft (chemisch, biologisch, hydro-physikalisch) und bewertet und die gartenbaulich beste Variante für einen Großversuch ausgewählt. Durch einen Erdenhersteller werden drei Zuschlagsmischungen i) Holzwolle, Kokosfaser, Perlite; ii) Grünschnittkompost, Rindenkompost, Holzwolle und iii) Rindenkompost, Grünschnittkompost, Holzfaser, Kokosfaser hergestellt und jeweils mit zwei unterschiedlichen Zumischraten von hydrothermal behandelten Material aus den Großversuchen gemischt. Zusätzlich zur umfangreichen Charakterisierung wird das Lagerungsverhalten dieser Substratmischungen untersucht und bewertet. In (Langzeit-)Anbauversuchen werden die pflanzenbauliche Eignung und das Alterungsverhalten geprüft und bewertet. Die gealterten Substrate werden wiederholt chemisch, biologisch und hydro-physikalisch geprüft und bewertet. Anhand der techno-ökonomischen und ökologischen Bewertung des Torfersatzstoffes auf Basis der HTC von Grüngut und der Ergebnisse aus den Untersuchungen werden entsprechende Handlungsempfehlungen abgeleitet.
Moore sind der wichtigste langfristige Kohlenstoffspeicher in der terrestrischen Biosphäre. Torf ist eine endliche und übernutzte Ressource. Der Torfabbau führt zu einer Freisetzung des gespeicherten CO2 und hat damit hohe Klimarelevanz. Die Entwicklung torffreier Gartensubstrate gewinnt daher an Bedeutung. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Prüfung torffreier Substrate für den Gartenbau. Grüngut mit 4,2 Mio t/a und Blühstreifen sind erfolgversprechende Basismaterialien für die Produktion von Torfersatzstoffen. Durch hydrothermale Carbonisierung (HTC) lassen sich diese Materialien in torfähnliche, mikrobiell abbauresistente Materialien umwandeln. Im Laborversuch werden zehn Varianten aus Grüngut bei 150-190 Grad C für 30-60 Minuten hydrothermal carbonisiert. Die Varianten werden geprüft (chemisch, biologisch, hydro-physikalisch) und bewertet und die gartenbaulich beste Variante für einen Großversuch ausgewählt. Durch einen Erdenhersteller werden drei Zuschlagsmischungen i) Holzwolle, Kokosfaser, Perlite; ii) Grünschnittkompost, Rindenkompost, Holzwolle und iii) Rindenkompost, Grünschnittkompost, Holzfaser, Kokosfaser hergestellt und jeweils mit zwei unterschiedlichen Zumischraten von hydrothermal behandelten Material aus den Großversuchen gemischt. Zusätzlich zur umfangreichen Charakterisierung wird das Lagerungsverhalten dieser Substratmischungen untersucht und bewertet. In (Langzeit-)Anbauversuchen werden die pflanzenbauliche Eignung und das Alterungsverhalten geprüft und bewertet. Die gealterten Substrate werden wiederholt chemisch, biologisch und hydro-physikalisch geprüft und bewertet. Anhand der techno-ökonomischen und ökologischen Bewertung des Torfersatzstoffes auf Basis der HTC von Grüngut und der Ergebnisse aus den Untersuchungen werden entsprechende Handlungsempfehlungen abgeleitet.
Die iRTG AquaDiva stellt ein strukturiertes Ausbildungsprogramm für Doktoranden und Postdocs des CRC AquaDiva bereit. Aktuell promovieren elf (+ fünf assoziierte) Doktoranden an der iRTG. Die iRTG verknüpft in ihren Kursen Aspekte der Hydrologie, Geologie und Biogeochemie mit Omics-Technologien und Bioinformatik, und fördert gezielt den internationalen wissenschaftlichen Austausch der Doktoranden und Postdocs. Die iRTG ist eingebettet in ein engmaschiges lokales Netzwerk aus kooperierenden Graduiertenschulen (JGA, JSMC, HIGRADE, IMPRS-gBGC und yDiv) und bietet Doktoranden und Postdocs dadurch ein breites Portfolio von Weiterbildungsmöglichkeiten, die den Erfolg der individuellen Projekte und die Ausbildung wissenschaftlicher Exzellenz befördern.
Dieses Projekt untersucht inwiefern die Überlagerung von kleinskaligen Heterogenitäten im Bestandsniederschlag (Niederschlag unter dem Kronendach) und im Boden (Varianz der Bodeneigenschaften, differentielle Wurzelwasseraufnahme) den durchschnittlichen Wasserfluss und Transport in die tiefe Critical Zone verstärkt oder abschwächt. Dabei betrachten wir vor allem die Entstehung von Fließpfaden und deren Fortsetzung vom überirdischen in den unterirdischen Bereich. Wir untersuchen diesen Themenkomplex parallel sowohl mit (a) konzeptioneller Modellierung um die Konsequenzen kleinskaliger Varianz für den Gesamtfluss auf der Plotskala zu verstehen, als auch (b) mit direkten Messungen von Wasserflüssen und Inhaltsstoffen an charakteristischen Punkten.
Die Critical Zone (CZ) der Erde ist die dünne Zone, welche Atmosphäre und Geosphäre verbindet. Sie stellt nicht nur einen wichtigen Lebensraum dar, sondern ist auch verantwortlich für Ökosystemleistungen, wie die Bereitstellung von Trinkwasser. Umweltverschmutzung, Landnutzung und Klimawandel verändern zunehmend die Erdoberfläche, aber ihre Auswirkungen auf unterirdische Lebensräume, also den Teil der CZ, welcher unterhalb der Pflanzenwurzeln beginnt und sich bis in die Aquifere fortsetzt, sind noch nicht ausreichend erforscht. Das Ziel des SFB AquaDiva ist es, ein besseres Verständnis der Verbindungen zwischen oberirdischen und unterirdischen Lebensräumen zu gewinnen. Dazu haben wir eine Infrastrukturplattform etabliert, das Hainich Critical Zone Exploratory (CZE), um die Verbindung von Vegetation und Böden mit Aquiferkomplexen über Wasser- und Gasvermittelte Stoffflüsse unter verschiedenen Landnutzungsformen zu erforschen. Das Hainich CZE umfasst zwei Aquiferkomplexe in Kalk- und Mergelsteinen entlang eines 6 km langen Transektes im Einflussbereich von Wald, Weide- und ackerbaulicher Landnutzung. Unser Team kombiniert Techniken aus den Bereichen der Biologie, Chemie, Geowissenschaften und Informatik, um folgende Fragen zu beantworten: Welche Organismen leben dort, welche Funktionen üben sie aus, und worin liegt ihre Bedeutung für die CZ? In der ersten Phase wurden biotische und chemische 'Fingerabdrücke' detektiert, welche spezifisch für Eigenschaften oder Prozesse oberirdischer Lebensräume sind, um so Transport und Umwandlung solcher Marker bei der Passage hinunter zu den Aquiferen zu verfolgen. Extremereignissen zeigten dabei eine unerwartet starke räumliche Heterogenität hinsichtlich des Eintrags von Wasser und Stoffen in unterirdische Lebensräume. Hydrochemische Daten und Omics-basierte Untersuchungen ermöglichten die Identifikation distinkter biogeochemischer Zonen, welche Unterschiede in Geologie, Struktur, Stofftransport und Landnutzung der jeweiligen Infiltrationsbereiche widerspiegeln. In der zweiten Phase werden wir von der Charakterisierung von Unterschieden zur Erklärung ihrer Entstehung übergehen. Die Verbindung der Charakterisierung von Standortbedingungen mit biogeochemischen Flüssen wird uns ein vertieftes Verständnis der Ökologie unterirdischer Lebensräume und der Rolle der unterirdischen Biota für die Grundwasserqualität ermöglichen. Das Hainich CZE ist Teil eines internationalen Netzwerkes von Critical Zone Observatories und besitzt schon jetzt eine hohe Attraktivität für Kooperationspartner. Wir sind daher auf gutem Wege, uns zu einer international führenden Forschungsplattform auf dem Gebiet der Biodiversitätsforschung unterirdischer Lebensräume zu entwickeln.
| Origin | Count |
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| Bund | 33 |
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| Förderprogramm | 33 |
| License | Count |
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| offen | 33 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 33 |
| Englisch | 17 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 13 |
| Webseite | 20 |
| Topic | Count |
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| Boden | 28 |
| Lebewesen & Lebensräume | 33 |
| Luft | 20 |
| Mensch & Umwelt | 33 |
| Wasser | 23 |
| Weitere | 33 |