Das Projekt "Pflanze am Beispiel TiO2, CeO2, MWCNT und Quantum dots" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Vita 34 AG durchgeführt. In den letzten Jahren beschäftigten sich eine Vielzahl von Veröffentlichungen mit der Thematik 'Nanopartikel' und deren Auswirkungen auf die Umwelt. Nanopartikel, freigesetzt aus industriellen bzw. im Haushalt genutzten Nanomaterialien, gelangen durch Anwendung, Verschleiß bzw. Abfallentsorgung in die Abwässer und Klärschlämme der Wasseraufbereitung. Ziel des Projektes ist es, den Verbleib von Nanopartikeln in Abwasserkläranlagen zu untersuchen und explizit die mögliche Aufnahme von Nanopartikeln aus Klärschlammen über den Bodenpfad in die Pflanze zu untersuchen. Vita 34 übernimmt vorwiegend die Entwicklung, Planung und Durchführung der Laborversuche mit Pflanzen. Insgesamt werden jeweils vier Pflanzenarten aus dem Bereich der Nahrungsmittel- und Nutzpflanzen untersucht. Dazu zählen Radieschen, Feldsalat, Sonnenblume und das deutsche Weidelgras. Für die Untersuchungen werden zwei Testsysteme verwendet. Im ersten Ansatz wird die Aufnahme von radiomarkierten Nanopartikel (TiO2 und CeO2) über die wässrige Phase (Leitungswasser, synthetisches und vorgeklärtes Abwasser) betrachtet. Die Radiomarkierung erlaubt es in geringen (umweltrelevanten) Konzentrationen zu arbeiten. In der Pflanze können so die Aufnahmewege und die Ort der Ablagerung besser verdeutlicht werden. Die wässrige Phase erlaubt es außerdem die Aufnahme ohne Wechselwirkung mit Bodenpartikeln abzubilden. Im zweiten Ansatz wird die Aufnahme aus natürlichen Bodenmatrizes nachgebildet. Topfversuche zeigen die Aufnahme der Nanopartikel aus dem Boden bzw. Bodenporenwasser in die Pflanze. Als Kontrolle wird der Ansatz vorerst ohne Klärschlamm untersucht. Anschließend wird Nanopartikel dotierter Klärschlamm beigefügt. In beiden Ansätzen werden ausgewählte Parameter (pH, Zeta-Potential, Leitfähigkeit, Partikelgröße, org. Gehalt, u.a.) ermittelt, um die Agglomerationseigenschaften der Nanopartikel abbilden und verstehen zu können. Die Synthese von radiomarkierten Nanopartikeln und der Nachweis in den verschiedenen Matrizes wird bei unserem Partner, dem HZDR, realisiert und unter Strahlenschutzbedingungen statt finden. Aus den Ergebnissen wird eine systematische Bewertung von möglichen Umweltgefährdungen ausgehend von Nanopartikel entlang des Wirkungspfades Klärschlamm - Boden - Pflanze erstellt. Standartarbeitsanweisungen, Richtlinien bzw. Konzepte sowohl für die landwirtschaftliche Praxis als auch Vorschläge für eine potentielle Phytosanierung werden ausgearbeitet.
Das Projekt "Eignung von Buchweizen und Quinoa als späte Zweitfrüchte für die Biogasnutzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe, Technologie- und Förderzentrum durchgeführt. Problemstellung: Um einen nachhaltigen Energiepflanzenanbau zu fördern und die negativen Folgewirkungen von engen Maisfruchtfolgen zu vermeiden, sollen mit alternativen Anbausystemen das Spektrum der genutzten Arten erweitert und die Biodiversität in der Agrarlandschaft gesteigert werden. Buchweizen und Quinoa bieten sich aufgrund ihrer sehr kurzen Entwicklungszeit von der Aussaat bis zur Siloreife für einen späten Anbau an. Vor allem Buchweizen kann dabei zusätzlich ein langanhaltendes Blütenangebot in der Kulturlandschaft schaffen. Zielsetzung: In dem Vorhaben werden belastbare Daten zur Bewertung von Buchweizen und Quinoa als späte Zweitfrüchte nach der Ernte von Ganzpflanzengetreide für die Biogasnutzung erarbeitet. Besonderes Augenmerk liegt auf der Wassernutzungseffizienz, um die Ertragssicherheit im Zweitfruchtanbau zu verbessern und den Wasserhaushalt möglichst wenig zu beeinträchtigen. Die Ergebnisse sollen in Beratungsunterlagen und standortspezifischen Sortenempfehlungen für die Praxis umgesetzt werden. Arbeitsschwerpunkte: Dreijährige Feldversuchen zur Prüfung von Buchweizen- und Quinoasorten sowie der Referenzkulturen Einjähriges Weidelgras und Sommerroggen als späte Zweitfrüchte zu zwei Saatzeitpunkten im Juni und an zwei Standorten - Bewertung von Ertragsleistung (Trockenmasse und Methan), Qualität als Biogassubstrat, Abreifeverhalten und phytosanitäre Wirkung der Kulturen - Vergleich der Wassernutzungseffizienz der einzelnen Arten und Sorten über Analysen der 13C-Isotopen-Diskriminierung zur Auswahl der für die angestrebte Fruchtfolgestellung am besten adaptierten Sorten - Untersuchungen zu Trockenstress und Stickstoffversorgung in begleitenden Gewächshausversuchen, um Einfluss auf das Abreifeverhalten in Wechselwirkung mit der Sorte zu bestimmen.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Saatzucht Steinach GmbH & Co KG durchgeführt. Das Projekt zielt darauf ab, der deutschen Landwirtschaft an die Klimabedingungen angepasste multiresistente Sorten des Weidelgrases zur Verfügung zu stellen. Realisiert wird das Vorhaben durch die Kombination und Pyramidisierung von Resistenzen gegenüber den pilzlichen Krankheiten Schwarz- und Kronenrost sowie der an wirtschaftlicher Bedeutung zunehmenden Bakterienwelke. Neue transkriptom- und genomweite Sequenzierungstechnologien bilden die Basis für die Entwicklung effizienter molekularer Marker für eine markergestützte Selektion der betreffenden Resistenzgene. Durch eine präzise Selektion auf das gewünschte Merkmal erlangen die am Vorhaben beteiligten Züchter einen europaweiten Wettbewerbsvorteil auf dem Saatgutmarkt für klimaangepasste Weidelgrassorten. Das Vorhaben soll dazu dienen, die Züchtung multiresistenter Sorten zu beschleunigen, ohne dabei wichtige agronomische und qualitätsbestimmende Eigenschaften aus dem Blick zu verlieren Im Vorhaben werden molekulare Marker entwickelt, die für die markergestützte Selektion und Pyramidisierung von Resistenzen gegen Schwarzrost, Kronenrost und Bakterienwelke in multi-resistenten Lolium-Sorten genutzt werden sollen. Dazu stehen aus dem Projekt ReTroLo bereits mehrfach-resistente Nachkommenschaften zur Verfügung; weitere, für die verschiedenen Resistenzen spaltende Populationen werden im Projekt aufgebaut. Für die Herstellung der Marker werden neueste Sequenzierungstechniken und bioinformatische Ansätze genutzt. Die detektierten Polymorphismen werden in praxistaugliche, maßgeschneiderte PCR-basierte Selektionsmarker umgewandelt, auf verschiedenen Populationen validiert und bereits im Projekt für die Selektion multi-resistenter Sorten verwendet. Zum Projektende soll mit ausgelesenen multi-resistenten Stämmen eine erste Feldprüfungen zur Erfassung von agronomischen Merkmalen und Futterqualitätsparametern durchgeführt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GenXPro GmbH durchgeführt. Das Projekt zielt darauf ab, der deutschen Landwirtschaft an die Klimabedingungen angepasste multiresistente Sorten des Weidelgrases zur Verfügung zu stellen. Realisiert wird das Vorhaben durch die Kombination und Pyramidisierung von Resistenzen gegenüber den pilzlichen Krankheiten Schwarz- und Kronenrost sowie der an wirtschaftlicher Bedeutung zunehmenden Bakterienwelke. Neue transkriptom- und genomweite Sequenzierungstechnologien bilden die Basis für die Entwicklung effizienter molekularer Marker für eine markergestützte Selektion der betreffenden Resistenzgene. Durch eine präzise Selektion auf das gewünschte Merkmal erlangen die am Vorhaben beteiligten Züchter einen europaweiten Wettbewerbsvorteil auf dem Saatgutmarkt für klimaangepasste Weidelgrassorten. Das Vorhaben soll dazu dienen, die Züchtung multiresistenter Sorten zu beschleunigen, ohne dabei wichtige agronomische und qualitätsbestimmende Eigenschaften aus dem Blick zu verlieren Im Vorhaben werden molekulare Marker entwickelt, die für die markergestützte Selektion und Pyramidisierung von Resistenzen gegen Schwarzrost, Kronenrost und Bakterienwelke in multi-resistenten Lolium-Sorten genutzt werden sollen. Dazu stehen aus dem Projekt ReTroLo bereits mehrfach-resistente Nachkommenschaften zur Verfügung; weitere, für die verschiedenen Resistenzen spaltende Populationen werden im Projekt aufgebaut. Für die Herstellung der Marker werden neueste Sequenzierungstechniken und bioinformatische Ansätze genutzt. Die detektierten Polymorphismen werden in praxistaugliche, maßgeschneiderte PCR-basierte Selektionsmarker umgewandelt, auf verschiedenen Populationen validiert und bereits im Projekt für die Selektion multi-resistenter Sorten verwendet. Zum Projektende soll mit ausgelesenen multi-resistenten Stämmen eine erste Feldprüfungen zur Erfassung von agronomischen Merkmalen und Futterqualitätsparametern durchgeführt werden.
Das Projekt "Einfluß von Ph-Wert und Redoxpotential auf die Pflanzenverfügbarkeit von Nickel und anderen Schwermetallen auf geogen und anthropogen belasteten Böden Baden-Württembergs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Pflanzenernährung durchgeführt. Ergebnisse: In Gefaessversuchen mit Hafer (Avena sativa L, Sorte Pirol) und Weidelgras (Lolium multiflorum L., Sorte Lema) wurde der Einfluss des Redoxpotentials auf die Aufnahme von Nickel und Cadmium aus drei Oberboeden, einer Parabraunerde aus Loess (mit wenig geogenem Ni und Cd), einer mit Klaerschlamm geduengten Parabraunerde (mit anthropogen erhoehten Ni- und Cd-Gehalten) und einem Pelosol (mit viel geogenem Ni und Cd) untersucht. Das anthropogen durch Klaerschlammduengung zugefuehrte Ni und Cd war wesentlich besser pflanzenverfuegbar als das natuerlich im Boden vorhandene (geogene) Ni und Cd. Die Erniedrigung des Redoxpotentials im Boden durch mehrmaligen Wasserueberstau waehrend der Vegetationsperiode hatte nur einen geringen Einfluss auf die Verfuegbarkeit von Ni und Cd auf dem mit Klaerschlamm geduengten Boden, bewirkte jedoch eine starke Zunahme der Ni- und Cd-Verfuegbarkeit auf dem geogen hoch mit Ni und Cd belasteten Boden. In der Regel fuehrte eine Erhoehung der Ni- und Cd-Konzentration in der Bodenloesung als Folge einer Klaerschlammzugabe oder Redoxpotentialerniedrigung zu einer Zunahme der Ni- und Cd-Konzentration in den oberirdischen Pflanzenorganen; bei Hafer stiegen vor allem die Ni-Konzentrationen in den Koernern an. Im Vergleich zu Ni wurden bei Cd die Gehalte in den vegetativen Teilen von Hafer und Weidelgras in staerkerem Masse vom Bodentyp und der Klaerschlammzufuhr bestimmt. Waehrend zwischen den Ni-Gehalten in den Pflanzen und den mit DTPA-extrahierbaren Anteilen im Boden eine enge Korrelation bestand, war die Beziehung zwischen den Pflanzengehalten und den Gesamtgehalten an Ni im Boden nur schwach ausgepraegt. Die Unterschiede in der Verfuegbarkeit und Aufnahme von Ni und Cd in Abhaengigkeit von Bodentyp, Umweltbedingungen und Pflanzenart zeigen, dass Gesamtgehalte von Schwermetallen in Boeden zur Reglementierung der Klaerschlammausbringung nicht geeignet sind.
Das Projekt "Validierung von Winterweidesystemen mit Fleischrindern und tierartübergreifende Effekte auf Narben und Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung II, Professur für Grünlandwirtschaft und Futterbau durchgeführt. Die Winterweide stellt als extensive Haltungsform eine günstige Alternative, besonders in Grenzstandorten dar. Bisherige Ergebnisse stützten sich auf Untersuchungen des Weideaufwuchses, das Tier war dabei ausgeschlossen. Bei dem Projekt wird eine repräsentative Fläche im Westerwald mit Mutterkühen beweidet. Beprobt werden zwei verschiedene Narben (Lolio-Cynosuretum und Festuca arundinacea-Reinsaat), mit zwei Besatzdichten (14,1 GV-ha-1 und 34,6 GV-ha-1) an drei Terminen (Ende September, Ende November, Ende Dezember). Auf der Hälfte jeder Variante erfolgt jeweils im Frühjahr eine Nachsaat mit Lolium perenne. Neben der Ertragsleistung wird die Futterqualität, Narbenschäden, Nährstoffakkumulation und Bodenverdichtung ermittelt. Die Messung der Bodenverdichtung erfolgt über den Abscherwiderstand, der Infiltration und über Bodenradar. Die Untersuchungen werden zusätzlich bei einem Parallelversuch mit Schafen in Linden-Forst durchgeführt. Hierbei lassen sich tierartübergreifende Aussagen in bezug auf die Bodenverdichtung treffen.
Das Projekt "Forschungsvorhaben zu weitergehenden Grundlagenuntersuchungen zu den Auswirkungen und zum Langzeitverhalten von PFT-Bodenbelastungen - Teilvorhaben: Weitergehende Untersuchungen zum Übergang aus PFT-belasteten Böden in Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. Auf Ackerflächen im Hochsauerland wurden PFT-haltige Abfallgemische ausgebracht, die teilweise zu erheblichen PFT-Belastungen führten. Entsprechend der hohen Mobilität von PFOS und insbesondere PFOA in Böden wurden erhöhte PFT-Werte nicht nur in den beaufschlagten Böden sondern auch in den angrenzenden Gewässern einschließlich der Flüsse Möhne und Ruhr gemessen. Den aktuellen Stand enthält ein vom IFUA-Institut verfasstes Gutachten. Demnach gibt es eine hoch belastete Fläche in Brilon-Scharfenberg. Diese Fläche wird zurzeit saniert. Neben der Fläche gibt es jedoch weitere schwächer belastete Flächen, die z. T. ebenfalls zur Gewässerbelastung beitragen. Was bei den Betrachtungen bislang fehlt, ist eine grundsätzliche Abklärung des Transfers Boden - Pflanze. Für persistente Substanzen mit Tensideigenschaften und hoher Verfügbarkeit in Böden liegen keine validen Vergleichsstudien vor, so dass Analogieschlüsse nicht möglich sind. Durch die hohe Verfügbarkeit der Stoffe in Böden kann jedoch eine Pflanzenaufnahme nicht ausgeschlossen werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, valide Informationen zur Aufnahme von PFT in wichtige Ackerkulturen zu erhalten. Dazu wurden in Großgefäße (1m2 Fläche, 70 cm Tiefe) belastetes Bodenmaterial in zwei Belastungsstufen (ca. 4000 bzw. 400 myg PFT/kg Boden) sowie ein unbelasteter Boden eingebracht und mit Kartoffen, Sommerweizen, Mais und Weidelgras bepflanzt. Nach der Ernte wird das Pflanzenmaterial auf den Gehalt an PFOS und PFOA untersucht um festzustellen, ob aus den belasteten Bodenparzellen eine signifikanten Aufnahme im Vergleich zur unbelasteten Kontrollvariante stattfindet.
Das Projekt "Nachweis von Luftverunreinigungen, biologische Meßverfahren (Bioindikation)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Gießen-Friedberg, Fachbereich Krankenhaus- und Medizintechnik, Umwelt- und Biotechnologie (KMUB) durchgeführt. Im Rahmen der Wirkungserhebungen in hessischen Städten wurde im Jahr 2000 die westhessische Stadt Limburg an 15 repräsentativen Standorten untersucht. Ziel der Erhebungen war es, festzustellen, ob im Untersuchungsgebiet relevante Belastungen durch Schwermetalle, Fluorverbindungen oder Photooxidantien vorliegen. Von besonderem Interesse war die Beurteilung der Entwicklung der Immissionssituation in der Umgebung eines Limburger Fluoridemittenten, der Anfang der siebziger Jahre wegen starker Pflanzenschädigungen in den umliegenden Kleingärten für Unruhe unter der Bevölkerung gesorgt hatte. Zum Einsatz kamen biologische Messverfahren mit pflanzlichen Indikatoren: Weidelgras (Nachweis von Schwermetallen und Fluorverbindungen), Tabak (Nachweis von Photosmog). Die Methodik der Schwermetall- und Fluoridanalytik im Weidelgras richtete sich nach der VDI-Richtlinien 3792. Die Untersuchungen zur Ozonbelastung erfolgten mit Hilfe der Tabakvarietät BEL W 3 (VDI 3957, Blatt 6). Beim Weidelgras und beim Tabak wurden zwischen Mai und August 2000 jeweils 6 Serien für 14 Tage ausgebracht.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Züchtung von Energiegras" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Norddeutsche Pflanzenzucht Hans Georg Lembke KG durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung von Weidelgraspflanzen, die eine Alternative bzw. Ergänzung zu Mais in der Fruchtfolge bieten und gleichzeitig durch eine ertragreiche und immergrüne Fruchtfolge eine bessere Auslastung und Beschickung der Biogasanlagen ermöglichen. Hierbei soll in Leistungsprüfungen bei einheimischen Gräsern, besonders bei den kurzlebigen Arten Welschen und Einjähriges Weidelgras, die für die Nutzung als Energiegras vorhandene Variabilität evaluiert werden sowie die Optionen, einer züchterischen Weiterentwicklung untersucht werden. Dazu gehören Ertragserfassungen und die Ermittlung von Qualitätsparametern. Die Qualitätserfassung sowie die Weiterentwicklung der zugehörigen Methoden erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Partner FAL. Außerdem sollen Experimentalhybriden produziert und geprüft werden, die eine nachhaltige Steigerung der Ertragsfähigkeit durch vollständige Ausnutzung der Heterosis ermöglichen. Die ermittelten Ergebnisse fließen in die Empfehlungen und Beratungen für Biogaswirte in Richtung maximierter Jahresbiomasseerträge durch optimierte Sortenwahl und Furchfolgegestaltung sowie in die Züchtungspraxis.
Das Projekt "Eindringvermoegen von Kraeutern in Gruenlandbestaende" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung II, Professur für Grünlandwirtschaft und Futterbau durchgeführt. Bereits nach kurzer Zeit nehmen in Gruenlandbestaenden urspruenglich nicht angesaete Pflanzenarten mehr oder weniger grosse Massenanteile ein. In einem Feldversuch ist das Eindringvermoegen von Kraeutern in Grasbestaende quantitativ untersucht worden. Es wurden Auflauf- und Mortalitaetsrate sowie Biomassebildung und Entwicklung von Taraxacum officinale und Plantago lanceolata und anderen Kraeutern in Abhaengigkeit von der Qualitaet der Grasnarbe erfasst. Die Struktur der Grasnarbe wurde entsprechend unterschiedlicher Bewirtschaftungsweisen variiert. Die Faktoren des Versuches waren: Weidelgras-Sorte, N-Duengung und Narbendichte. In begleitenden Laborversuchen wurden Trockenempfindlichkeit von Kraeutersaemlingen sowie morphogenetische Reaktionen der Keimlinge auf verschiedene Lichtqualitaeten studiert.
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