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.
Binnengewässer sind wichtiger Teil des globalen Kohlenstoffkreislaufs, da sie der terrestrischen Biosphäre entstammende Biomasse (organisches Material, OM) aufnehmen und umsetzen. Gelöstes OM beeinflusst Farbe und Zustand der Gewässer und subventioniert als Energieträger das aquatische Nahrungsnetz. Der Umsatz des OM wird von dessen oxidativer Mineralisation getrieben, daher wird die Sauerstoffverfügbarkeit als kritischer Einflussfaktor gesehen. Jedoch findet auch in sauerstofffreien, anoxischen Zonen rege Produktion, Mineralisation und Transformation von OM statt. Die chemische Zusammensetzung des OM wird in anoxischen Zonen auf spezifischen Reaktionspfaden transformiert. Zu diesen Pfaden gehört (1.) der bevorzugte Abbau von energiereichen OM-Fraktionen, (2.) die Anreicherung von mikrobiellem OM, sowie (3.) der Einbau von anaerob entstandenem Wasserstoff in OM. Anoxische Zonen sind in kontinentalen und marinen Gewässern bereits heute weit verbreitet. Ihre weitere Ausdehnung ist vorhergesagt. Trotzdem ist unklar, unter welchen Bedingungen die anoxischen Reaktionspfade aktiviert werden und wie sie gemeinsam den Kohlenstoffkreislauf und aquatische Ökosystemfunktionen beeinflussen. Ziel dieses Projekts ist es daher, das Zusammenspiel anoxisch ablaufender OM Transformationen aufzuklären. Zu diesem Zweck entwickeln wir eine OM Charakterisierung basierend auf der (Gibbs-) Energie seiner molekularen Bestandteile. Die Energieeigenschaften des OM dienen als Bezugssystem, mit dem sich aktive Reaktionspfade einschließlich ihre spezifischen Einflussfaktoren unterscheiden lassen. Auf Grundlage dieses Bezugssystems können wir die orts- und substratspezifischen Faktoren identifizieren, die mit der molekulare OM Zusammensetzung variieren. Entlang aquatischer Netzwerke werden wir dann analysieren, wie anoxische Zonen einen spezifischen Fingerabdruck im OM formen. Die Ergebnisse dieses Projekts werden eine neuartige, energiezentrierte Charakterisierung von organischem Material begründen. Damit können wir langfristig unser Verständnis des Umweltverhaltens von OM, insbesondere unter anoxischen Bedingungen, verbessern.
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 Critical Zone (CZ) ist die poröse Haut der Erde, wo Luft, Wasser und Gestein sich überschneiden und mit dem Leben interagieren. Sie wird Critical Zone genannt, weil wir Menschen in ihr leben und von ihren Ressourcen abhängig sind, von sauberem Wasser bis hin zur Nahrungsmittelproduktion und Klimaregulierung. Die CZ erstreckt sich von der Vegetation durch den Boden bis zum verwitterten Gestein und zum Grundwasser in Hunderten von Metern Tiefe und ist durch Flüssigkeitsströmung und Stofftransport miteinander verbunden. Umweltverschmutzung, Landnutzung und Klimawandel verändern zunehmend die oberirdischen Lebensräume der CZ, aber wir verstehen die Folgen für die tiefe Biosphäre nicht. Das Hauptziel des SFB AquaDiva ist unser Verständnis zu erweitern, wie Wasser (Aqua) oberirdische und unterirdische Lebensräume verbindet, und wie lokale Geologie und Oberflächenbedingungen die funktionelle Diversität (Diva) der unterirdischen Lebensräume bestimmen. In der ersten Förderperiode haben wir das "Hainich Critical Zone Exploratory" (CZE) eingerichtet, das zwei Grundwasserstockwerke entlang eines ~6 km langen Hangtransekts in abwechselndem Kalk- und Mergelgestein umfasst. Oberflächen- und Grundwassereigenschaften wurden mittels Geochemie, Isotopenmessungen und einer Reihe von "Omics"-Ansätzen zur Katalogisierung des unterirdischen Lebens, einschließlich Bakterien, Archaeen, Pilze, Viren und Grundwasserfauna, analysiert. Genomische Informationen wurden mit aktiven Proteinen (Proteom), Stoffwechselprodukten (Metabolom, Gase) und gezielten Untersuchungen von Kolloiden und gelöster organischer Substanz (DOM) verknüpft. Alle methodischen Ansätze identifizierten übereinstimmend sechs verschiedene Grundwasserzonen. Während der zweiten Förderperiode zielte unsere Forschung darauf ab, die Mechanismen aufzuklären, wie sich diese Zonen entwickelt haben, indem wir Isotopenanalysen und Modelle einsetzten, um den Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf mit mikrobiellen Gemeinschaften zu verknüpfen. Darüber hinaus richteten wir das „Saale-Elster-Sandsteinplatte Observatory“ (SESO) in saurem Sandsteingestein mit ähnlicher Landnutzung als geologischen Kontraststandort ein. In der dritten Förderperiode werden wir unsere Beobachtungen generalisieren und die riesige Menge an Informationen synthetisieren, um (1) biotische und chemische "Fingerabdrücke" spezifisch für Oberflächeneigenschaften zu erstellen und zu zeigen, wie diese Oberflächensignale transportiert und transformiert werden auf ihrem Weg zum Grundwasser, und (2) zu untersuchen, wie sich zeitliche Variationen der Oberflächeneinträge auswirken. Der Vergleich der kontrastierenden Geologie ermöglicht es uns, unsere Konzepte zu verallgemeinern und Vorhersagen über die Reaktion der tiefen Biosphäre auf Szenarien des Klimawandels und die Folgen für die Wasserressourcen zu entwickeln. Schließlich werden wir die massiven Infrastrukturinvestitionen und Datensätze als Plattformen für die internationale CZ-Forschung sichern.
In diesem Projekt werden wir das hydrologische Modell des Hainich CZE aus der ersten Förder-Phase in ein voll-gekoppeltes hydro-biogeochemisches Multiskalenmodell erweitern. Im Einzelnen werden durch Isotopenmessdaten validierte Simulationen der Abflussgenerierung des Hainich CZE mit der Simulation der mikrobiellen Gemeinschaften gegenüber den Extremereignissen verknüpfen. Dadurch wird eine Beschreibung der chemische Abflussgenerierung des Hainich CZE ermöglicht sowie die zentrale Fragestellung des AquaDiva Projektes, wie sich Oberflächensignale (Eintrag von Wasser und bioreaktiven Stoffen) im Untergrund ausbreiten und durch diesen gefiltert werden, untersucht.
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.
| Origin | Count |
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| Bund | 35 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 35 |
| License | Count |
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| offen | 35 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 35 |
| Englisch | 19 |
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| Keine | 13 |
| Webseite | 22 |
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| Boden | 30 |
| Lebewesen und Lebensräume | 35 |
| Luft | 21 |
| Mensch und Umwelt | 35 |
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