m Rahmen des Kooperationsprojekts zwischen dem Institut für Waldwachstum und der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA) Freiburg werden Bohrkerne von Fichten und Buchen zellstrukturanalytisch untersucht und im Hinblick auf Trockenstressreaktionen in den Jahren 1976 und 2003 ausgewertet. Die Untersuchungsbäume wurden an den Standorten der Bodenzustandserfassung (BZE) in Baden-Württemberg ausgewählt. Die Auswertungen stellen eine wesentliche empirische Grundlage für die Validierung von Geländewassermodellen dar, die im Zusammenhang eines fachübergreifenden Forschungsprojektes zur Klimafolgenforschung an der FVA stehen und zur Quantifizierung von Trockenstress-Intensitäten dienen.
Bei den meisten bestandsbildenden Waldbäumen, aber auch bei krautigen Pflanzen, ist die Mykorrhiza, eine enge Symbiose zwischen Pflanzenwurzeln und Bodenpilzen, von entscheidender Bedeutung für die Nährstoffversorgung. Charakteristische Strukturmerkmale der ektrotrophen Form dieser Symbiose, die im wesentlichen bei holzigen Pflanzen ausgebildet wird, sind die Bildung eines Hyphenmantels, der locker aufgebaut, aber auch sehr komplex ausgestaltet sein kann und die Wurzel vollständig umschließt, und eines Hartig'schen Netzes, das eine apoplastische Stoffaustauschzone mit transferzellartigen Strukturen darstellt. Kontrovers wird die Möglichkeit und Bedeutung der rein apoplastischen Nährstoffanlieferung von der Bodenlösung über den Hyphenmantel an diese Austauschzone diskutiert, wobei deren mögliche Begrenzung eine vollständige Abhängigkeit der Wurzel hinsichtlich der Nährstoffversorgung von ihrem pilzlichen Symbiosepartner bedeutet. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, einerseits die apoplastische Permeabilität des Hyphenmantels bei verschiedenen Mykorrhiza-Assoziationen der Kiefer und Pappel zu untersuchen und zum anderen den Apoplasten im Bereich des Hartig'schen Netzes bezüglich der Nähr- und Schadstoffbereitstellung wie auch des pH-Wertes näher zu charakterisieren, um damit Aussagen über den Beitrag der Mykorrhiza zur Nährstoffversorgung des pflanzlichen Symbiosepartners treffen zu können.
Der Grad der Zuverlaessigkeit palaeooekologischer Analysen haengt unter anderem ab von unserer Kenntnis der Wirkungsweise klimatischer Aussenfaktoren auf physiologische Prozesse der Pflanzen. Hierbei spielt die Frage danach, ob die meisten Pflanzen ueber nur ein einziges biochemisches und biophysikalisches Prinzip der Resistenz gegen Hitze, Kaelte und Duerre verfuegen, oder ob gegen diese schaedlichen Aussenfaktoren unterschiedliche Resistenzarten entwickelt sind, eine grosse Rolle. Sie haben die Veraenderungen der Feinstruktur des Plasmas von Pflanzenzellen beim Uebergang vom aktiven zum Ruhestillstand und umgekehrt verfolgt, verbunden mit Analysen des Energiestoffwechsels von Geweben, die sich in unterschiedliche Aussenfaktoren in den Zustand der Ruhe versetzt worden waren. Die Untersuchungen wurden ausgedehnt auf eine Bearbeitung der RNS ruhender und aktiver Pflanzenzellen.
Der Prozess der Jahrringbildung wird durch innere und äußere Faktoren gesteuert. In diesem Kooperations-Forschungsvorhaben zwischen dem Institut für Waldwachstum und der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA), Freiburg untersuchen wir die Zellstruktur der Jahrringe von Fichten (Picea abies) und Buchen (Fagus sylvatica) mit besonderem Augenmerk auf Trockenstressreaktionen in den Jahren 1976 und 2003 sowie deren Nachwirkungseffekte. Die Untersuchungsbäume wurden an verschiedenen Standorten der Bodenzustandserfassung (BZE) sowie des intensiven Waldmonitorings (Level II) in Baden-Württemberg ausgewählt. Damit ist es möglich, standortangepasste Bodenwasserhaushaltsmodelle für die Untersuchungsstandorte zu parametrisieren und damit die Wasserverfügbarkeit der Bäume zu rekonstruieren. Das Ziel dieser jahrringbasierten Forschungsarbeit besteht darin, Zellparameter zu identifizieren, anhand derer Trockenstress-Intensitäten quantifiziert werden können. Zudem liefern die Auswertungen Daten und Informationen für die Validierung von Geländewasserhaushaltsmodellen.
Die Auswirkung der prognostizierten Klimaveränderungen auf Wachstum und Produktivität von Fichte und Buche werden aktuell noch immer kontrovers diskutiert. Die Analyse der inter- und intraannuellen Wachstumsdynamik unter verschiedenen ökologischen Bedingungen wird detaillierte Einblicke zu Resilienz- und Anpassungspotential des Dickenwachstums im Hinblick auf klimatische Extremereignisse und Umweltveränderungen bereitstellen. Diese Studie basiert auf der geplanten Auswertung von einzigartig langen Zeitreihen von Dendrometermessungen, welche in drei dendroökologischen Messstationen des Instituts für Waldwachstum, entlang eines Höhengradienten im südwestlichen Deutschland gesammelt wurden. In den drei Versuchsflächen wird durch automatische Präzisions-Dendrometer die Radialveränderungen der Schäfte von Buchen- und Fichtenuntersuchungsbäumen kontinuierlich seit 1990 (in 1250 m Höhenlage) und 1997 (in 450 m und 750 m Höhenlage) in hoher zeitlicher Auflösung (alle 15 Minuten) aufgezeichnet. Für den gleichen Zeitram werden in diesen Versuchsflächen auch meteorologische und pedologische Parameter erfasst. Ergänzende Umweltdaten stehen von der nahegelegenen Messstation des deutschen Umweltbundesamt es zur Verfügung, welche außerdem hochauflösende Zeitreihen der troposphärischen CO2 Konzentration beinhalten. Zur Erweiterung der retrospektiven Analyse werden Stammscheiben und Bohrkerne von Dendrometerbäumen und deren Nachbarbäumen entnommen. Der innovative Ansatz, lange Dendrometerzeitreihen mit Parametern wie Jahrringbreite, Zellstruktur, intra-annuellem Dichteprofil sowie mit Daten aus eingehenden Studien zur kambialen Aktivität und Jahrringbildung zu kombinieren, bietet eine einmalige Gelegenheit unser Verständnis und das Wissen über Interaktionen von verschiedenen Umweltfaktoren mit der kurz-, mittel- und langfristigen Wachstumsdynamik von den zwei wichtigen Baumarten der deutschen Forstwirtschaft zu vertiefen.
Das Forschungsvorhaben entstand aus der Forschungskooperation unserer beiden Arbeitsgruppen, die in den letzten Jahren auch durch die DFG im Rahmen von Arbeitsaufenthalten Dr. Ivanova s am HKI gefördert wurde. Das Ziel der Arbeiten ist die Untersuchung von Actinomyceten antarktischer Herkunft mit bekannter taxonomischer Zuordnung hinsichtlich ihres Bildungsvermögens für bekannte und neue Sekundärmetabolite unter Einsatz chromatografischer und instrumentalanalytischer Methoden (z.B. LC-MS, ESI-MS/CID-MS/MS). Folgende Ergebnisse werden erwartet:= Isolierung und Strukturaufklärung neuer bioaktiver Strukturen= Gewinnung von Aussagen über die genetischen Reserven antarktischer Actinomyceten bezüglich Bildung von Sekundärmetaboliten.= Gewinnung von Aussagen über die globale Verbreitung von Bildnern häufig vorkommender Sekundärmetabolite von Actinomyceten und Pilzen (z.B. Nactine, Polyether, Anthracycline und sesquiterpenoide Strukturen).
Dieses Projekt untersucht die Wege und Flüsse in der Wiederaufarbeitung von Nährstoffen im ozeanischen Oberflächenwasser durch die Quantifizierung der Phosphat-Affinität sowie der Freisetzung von organischen Phosphonaten und Phosphat-Estern durch den Modell-Organismus, Nitrosopumilus Maritimus, einem weit verbreiteten planktonischen Archaeon. Dieser Mikroorganismus spielt eine bedeutsame Rolle, sowohl im globalen Stickstoffkreislauf, da er sich zur Energiegewinnung auf die Umwandlung von wiederverwendetem Stickstoff (i.e., Ammonium) zu anorganischem Nitrit spezialisiert hat, als auch im globalen Kohlenstoffkreislauf, nachdem er anorganischen Kohlenstoff aufnimmt und in seine Zellstruktur integriert. Aufgrund des sehr geringen Volumens der einzelnen Zellen, könnte die hohe Phosphat-Affinität und Aufnahmekapazität gemeinsam mit dem Zugriff auf das Reservior von gelöstem organischem Phosphor (DOP), Nitrosopumilus Maritimus einen Wettbewerbsvorteil verschaffen, in Regionen des Ozeans, in denen Phosphat-Limitierung vorherrscht. Die vorgestellte Studie wird die Rolle von N. Maritimus im Phophorkreislauf des Meeres untersuchen, indem die Aufnahme und Verteilung von Phosphor quantifiziert werden wird und neue Methoden zur Isolierung und chemischen Charakterisierung dazu verwendet werden Makromoleküle zu identifizieren die Phosphor enthalten. Im Detail, werde ich eine bestehende Methode, die auf der Bindung von Phosphor an ein Eisenoxid-Harz basiert, optimieren, um damit DOP aus dem Meerwassermedium zu isolieren und im Anschluss mit Hilfe von Flüssigkeitschromatographie/Tandem-Massenspektrometrie strukturell zu analysieren und komponenten-spezifisch zu quantifizieren. Die vorgestellte Methode zur DOP Characterisierung ermöglicht erstmals die Identifikation makromolekularer organisch-gebundener Phosphor Moleküle, gemeinsam mit den damit verbundenen Flüssen dieser Komponenten. Diese Erkenntnisse sind essentiell für die Untersuchung von Biosynthesewegen und biologischer Verfügbarkeit von DOP, welche bisher einen Widerspruch darstellen, der mikrobiologische wie auch geochemische Untersuchungen der räumlichen Verteilung und des Umsatzes von, in der Umwelt angereichertem, DOP erschwert. Zusätzlich zu diesen primären Zielen werden die kombinierten Ergebnisse dieser Studie auch Schätzungen von Zellhaushalt und Fluss von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor in Nitrosopumilus Maritimus ermöglichen, der eine spezifische Nische im Phosphorkreislauf der Meere einnehmen könnte.
Im Projekt Re-PV schließen sich führende Anlagenhersteller aus Deutschland und das Fraunhofer ISE zusammen, um industrielle Fertigungstechnologien für Solarzellen mit Tunneloxid-passivierenden Kontakten (Tunnel Oxide Passivating Contact, TOPCon) bereitzustellen und die Zellstruktur weiterzuentwickeln. Ziel ist es, die TOPCon Technologie für die Re-Etablierung der PV-Produktion im europäischen Raum mit der benötigten technologischen Reife verfügbar zu machen und die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Anlagenbauer zu stärken, so dass diese am erwarteten starken Aufbau von auf TOPCon basierenden Produktionskapazitäten partizipieren können. Die Anlagenhersteller entwickeln im Rahmen des Projektes kostengünstige Hochdurchsatz-Maschinen und optimierte Einzelprozesse. Hierbei stehen die in-situ Herstellung des Tunneloxids sowie einseitige Abscheidung und in-situ Dotierung der Silicium-Schicht im Vordergrund. Weitere wichtige Technologiefelder des Projektes sind nasschemische Reinigungs- und Ätzprozesse und die Metallisierung der TOPCon Solarzelle und die Zellteilung und Kanten-Passivierung. Am Fraunhofer ISE soll ein Basisprozess zur Herstellung von industriellen TOPCon Solarzellen auf großen Waferformaten (M10 oder G12) mit Spitzenwirkungsgraden bis 25% aufgebaut werden. Dieser Basisprozess soll eine hohe Technologiereife aufweisen, geeignet für den unmittelbaren Transfer in eine Produktionsumgebung. Darüber hinaus unterstützt das Fraunhofer ISE die Arbeiten bei den Anlagenherstellern durch die Bereitstellung teilprozessierter Solarzellen sowie Charakterisierung von Prozessergebnissen. Die Entwicklungen bei den Anlagenherstellern und am Fraunhofer ISE werden von detaillierten Techno-Ökonomischen Bewertungen und Ökobilanzierungen begleitet. Ziel der Verwertung ist der Technologietransfer zu europäischen Produktionsstandorten, ein potenzieller Anwender ist bereits als assoziierter Partner im Konsortium vertreten.
Im Projekt Re-PV schließen sich führende Anlagenhersteller aus Deutschland und das Fraunhofer ISE zusammen, um industrielle Fertigungstechnologien für Solarzellen mit Tunneloxid-passivierenden Kontakten (Tunnel Oxide Passivating Contact, TOPCon) bereitzustellen und die Zellstruktur weiterzuentwickeln. Ziel ist es, die TOPCon Technologie für die Re-Etablierung der PV-Produktion im europäischen Raum mit der benötigten technologischen Reife verfügbar zu machen und die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Anlagenbauer zu stärken, so dass diese am erwarteten starken Aufbau von auf TOPCon basierenden Produktionskapazitäten partizipieren können. Die Anlagenhersteller entwickeln im Rahmen des Projektes kostengünstige Hochdurchsatz-Maschinen und optimierte Einzelprozesse. Hierbei stehen die in-situ Herstellung des Tunneloxids sowie einseitige Abscheidung und in-situ Dotierung der Silicium-Schicht im Vordergrund. Weitere wichtige Technologiefelder des Projektes sind nasschemische Reinigungs- und Ätzprozesse und die Metallisierung der TOPCon Solarzelle und die Zellteilung und Kanten-Passivierung. Am Fraunhofer ISE soll ein Basisprozess zur Herstellung von industriellen TOPCon Solarzellen auf großen Waferformaten (M10 oder G12) mit Spitzenwirkungsgraden bis 25% aufgebaut werden. Dieser Basisprozess soll eine hohe Technologiereife aufweisen, geeignet für den unmittelbaren Transfer in eine Produktionsumgebung. Darüber hinaus unterstützt das Fraunhofer ISE die Arbeiten bei den Anlagenherstellern durch die Bereitstellung teilprozessierter Solarzellen sowie Charakterisierung von Prozessergebnissen. Die Entwicklungen bei den Anlagenherstellern und am Fraunhofer ISE werden von detaillierten Techno-Ökonomischen Bewertungen und Ökobilanzierungen begleitet. Ziel der Verwertung ist der Technologietransfer zu europäischen Produktionsstandorten, ein potenzieller Anwender ist bereits als assoziierter Partner im Konsortium vertreten.
Im Projekt Re-PV schließen sich führende Anlagenhersteller aus Deutschland und das Fraunhofer ISE zusammen, um industrielle Fertigungstechnologien für Solarzellen mit Tunneloxid-passivierenden Kontakten (Tunnel Oxide Passivating Contact, TOPCon) bereitzustellen und die Zellstruktur weiterzuentwickeln. Ziel ist es, die TOPCon Technologie für die Re-Etablierung der PV-Produktion im europäischen Raum mit der benötigten technologischen Reife verfügbar zu machen und die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Anlagenbauer zu stärken, so dass diese am erwarteten starken Aufbau von auf TOPCon basierenden Produktionskapazitäten partizipieren können. In diesem Teilvorhaben sollen die Basisprozesse für die Diffusion und die PECVD-Beschichtung von Solarzellen auf großen Waferformaten (M10 oder G12) bereitgestellt werden. Bei der Diffusion soll dabei die etablierte Niederdruck-Technologie der Photovoltaikbranche mit der etablierten und weniger giftigen BCl3-Dotiertstofftechologie aus der Halbleiterbranche zusammengebracht werden. Bei der PECVD-Beschichtung sollen die Vorteile aus Niederfrequenz- und Hochfrequenztechnologie zusammengeführt werden und auf eine möglichst ungiftige Gasversorgung mit Dotierstoffen umgestellt wer-den. Ziel ist eine möglichst effiziente, umweltfreundliche und für große Waferformate geeignete Beschichtungstechnologie.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 126 |
| Europa | 2 |
| Land | 4 |
| Wissenschaft | 61 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 126 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 126 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 124 |
| Englisch | 23 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 103 |
| Webseite | 22 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 77 |
| Lebewesen und Lebensräume | 101 |
| Luft | 69 |
| Mensch und Umwelt | 126 |
| Wasser | 57 |
| Weitere | 126 |