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Bericht: "Salz-Zeigerwerte Gefäßpflanzen Nord- und Ostseeküste (1990)"

In der vorliegenden Arbeit wird die Salz- bzw. Chlorid-Toleranz wichtiger Salzmarsch-Halophyten der deutschen Nord- und Ostseeküste mittels so genannter Zeigerwerte beschrieben. Dabei wird die ELLENBEG´sche 3-stufige Skala auf eine 6-stufige erweitert. Jede „Salzzahl“ gibt dabei eine definierte Chloridgehalts-Spanne, der die Pflanze am Standort ausgesetzt ist, also deren ökologisches Optimum unter Konkurrenzbedingungen an. Die Einteilung erfolgte nach Daten aus der Literatur, die sich sowohl auf das ökologische, aber auch auf das physiologische Verhalten beziehen können und müssen häufig noch durch gezielte Messungen verifiziert werden. Die hier vorgestellten Zeigerwerte sollen es dem Pflanzensoziologen ermöglichen, über das Arteninventar verschiedener Salzmarsch-Pflanzengesellschaften auf eine „mittlere“ Chloridbelastung am Standort zurück zuschließen und diese somit auch ökologisch abzugrenzen. The salt- (chloride-) tolerance of saltmarsh halophytes in northern Germany is distinguished by spezial index-numbers. The 3-step-like scale of ELLENBERG (1979) is extended to a 6-step-like scale. Each so-called “salt-number” refers to clearly defined chloride ranges which the plants grow best under field conditions, their so called ecological optimum. The differentiation is the result of literature-dates on the ecological and physiological behaviour. In many cases there is still a lack of information. The index-numbers here presented enable to recognize the “medium” chloride content of the soil from the species composition of the plant community.

Übergangsgewässer Biologische Qualitätskomponenten Fischfauna

Übergangsgewässer sind durch eine besondere Verzahnung ganz verschiedener Lebensräume (Wattenmeer, Ströme/Flüsse) gekennzeichnet. Aus diesem Grund setzt sich auch die Fischfauna der Übergangsgewässer durch sehr unterschiedliche „Nutzergruppen“ zusammen. Dabei fungiert das Ästuar für Wanderarten wie z. B. Lachs, Meerforelle oder Neunaugen als Wanderkorridor zu ihren in den Oberläufen der Flüsse gelegenen Laicharealen, bzw. zu ihren marinen Lebensräumen (Rückwanderung). Sehr bedeutsam sind die Ästuare für Wanderarten, deren Reproduktions- und Aufwuchshabitate ausschließlich im Ästuar lokalisiert sind (z. B. Finte, Stint). Die Laichplätze der Stinte, die im frühen Frühjahr die Ästuare aufwärts wandern, befinden sich im Süßwasserabschnitt, wo sie ihre Eier über sandigem/kiesigem Grund ablegen. Finten laichen im späteren Frühjahr (Mai) im Bereich der limnischen-oligohalinen Zone, also am stromauf befindlichen Ende des Übergangsgewässers. Sie geben ihre Eier ins freie Wasser ab, so dass sie mit dem Tidestrom verdriften. Im Verlauf des Sommers wandern die Jungfische der Stinte und Finten in Richtung Wattenmeer ab. Für eine erfolgreiche Reproduktion sind neben geeigneten Laichplätzen, u. a. ausreichende Nahrungsbedingungen sowie ausreichende Sauerstoffbedingungen erforderlich. Neben den diadromen Spezies sind auch die „ästuarinen Residenten“, d. h. Arten, die nahezu ihren gesamten Lebenszyklus in den Ästuaren vollziehen, eine wichtige Gruppe, deren Präsenz oder Fehlen Hinweise auf die ökologische Qualität des Wasserkörpers liefern können. Hierzu gehören z. B. die bodenlebenden Grundeln (u. a. Sand- und Strandgrundel), Großer Scheibenbauch oder Aalmutter; letztere Arten bevorzugen u. a. zur Reproduktion, die im Meso- bzw. Polyhalinikum erfolgt, hartsubstratreiche Habitate, die heute allerdings nicht mehr uneingeschränkt zu Verfügung stehen. Für Übergangsgewässer charakteristisch sind auch Arten mariner Gilden (marin-juvenil, marin-saisonal). Zu diesen zählen Hering oder Sprotte, deren Juvenile im Meso- Polyhalinikum in hohen Anzahlen auftreten können und die Ästuare temporär als Aufwuchsareal nutzen. Ausreichende Nahrungsbedingungen sowie ausreichende Wasserqualität sind zur Erfüllung dieser Funktion Voraussetzung. Die Übergangsgewässer übernehmen also für eine Reihe von Fischarten unverzichtbare ökologische Funktionen. Hierzu gehören sowohl die Funktionen z. B. als Reproduktions-, Aufwuchs- und Nahrungsareal als auch die Funktion als Adaptions- und Transitroute für Langdistanzwanderer. Einige Arten (z. B. Grundeln, Aal, Flunder) sind anspruchsloser und weisen mit Blick auf ihre Habitatansprüche eine höhere ökologische Plastizität auf, andere sind dagegen obligatorisch an bestimmte Habitatbedingungen (z. B. Strömung, Sauerstoff, Salinität, strukturelle Bedingungen) angepasst (z. B. Finte, Stint, Großer Scheibenbauch). Die freie Durchwanderbarkeit der Ästuare, sowohl hinsichtlich physischer als auch physiko-chemischer Aspekte, ist dabei eine Grundvoraussetzung für den Erhalt bzw. die Entwicklung der Populationen anadromer Langdistanzwanderer. Bereits in der Vergangenheit sind Fische häufig mit verschiedenen multimetrischen Ansätzen zur Beurteilung von Gewässern herangezogen worden. Anzeichen für Belastungen der Gewässer sind z. B. Rückgang der Artenvielfalt, Häufigkeit von Arten und/oder Veränderungen in der Altersstruktur. Mit Inkrafttreten der WRRL wurden standardisierte Bewertungsverfahren erforderlich. Da sich Übergangsgewässer durch das dynamische Zusammentreffen limnischer und mariner Elemente auszeichnen, sind sie ein Lebensraum ganz eigener Prägung. Dies gilt auch für die dortige Fischfauna. Diese eigene Ausprägung macht im Hinblick auf die Bewertung der Qualitätskomponente Fischfauna einen spezifischen Ansatz erforderlich. Das Verfahren zur Bewertung von Fischen in Übergangsgewässern FAT-TW (Fishbased Assement Tool - Transitional Waters) umfasst: Entwicklung eines WRRL-konformen Bewertungsverfahrens für Übergangsgewässer (Typ T1 und T2). Festlegung einer an das Verfahren angepassten standardisierten Befischungsmethodik standardisierte Aufbereitung und taxonomische Bearbeitung des Fanges automatisierte Bewertung

Teilprojekt 1 und 7

Das Projekt "Teilprojekt 1 und 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Das Verbundprojekt zielt auf die Entwicklung nachhaltiger, waldhygienischer Konzepte am Beispiel ausgewählter Vergleichsregionen in Deutschland, für die eine hohe Vulnerabilität durch die Effekte des Klimawandels, die Globalisierung sowie durch die Bildung bzw. Ausweitung von Ballungszentren besteht oder für die Zukunft erwartet wird. Das Untersuchungsgebiet erstreckt sich entlang eines diagonal durch ganz Deutschland von Südwesten nach Nordosten reichenden Transektes, der vergleichbar sensible Standorte mit limitierter Wasserverfügbarkeit und erhöhtem Wärmeangebot verbindet und daher exemplarisch für eine Übertragbarkeit auf zukünftige Entwicklungen geeignet erscheint. Schwerpunkte des Vorhabens stellen standortadaptierte Baumarten (Eichen und Kiefern) dar, die sich durch eine große ökologische Amplitude auszeichnen und somit auch für die zukünftige Waldwirtschaft von Bedeutung sind. Die Untersuchungen zielen auf die Förderung der natürlichen Baumwiderstandskraft, die Anpassung und Optimierung von Diagnose-, Monitoring- und Prognoseverfahren sowie insgesamt auf einen zukunftsorientierten Waldschutz mit breiter gesellschaftlicher Akzeptanz. Die verschiedenen, entlang des Transektes zu erwartenden Eichen- und Kiefern-Herkünfte werden bezüglich ihrer Abwehrreaktionen auf Engerlingfraß (Eiche - TP1) bzw. Infektion mit Mistel und Sphaeropsis (Kiefer - TP7) charakterisiert. Über Expressionsmuster sollen Kandidatengene identifiziert werden, die an spezifischen Abwehrreaktionen beteiligt sind. Die Daten werden sowohl aus einem kontrollierten Gewächshausversuch, als auch durch die Beprobung von ausgewählten Versuchsflächen gewonnen. Die Baumpopulation dieser Versuchsflächen muss dafür zusätzlich herkunftsgenetisch untersucht werden.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Epidemiologie und Pathogendiagnostik durchgeführt. Projektziel: ORDIAmur soll basierend auf dem Verständnis der Prozesse, die zur Nachbaukrankheit führen, Maßnahmen zu deren Überwindung entwickeln. Auf Seiten des Bodens sind Strategien zur Wiederherstellung von Organismengemeinschaften das Ziel, auf Seiten der Pflanze sollen tolerante Unterlagen entwickelt werden. Hintergrund: Die Nachbaukrankheit, auch Bodenmüdigkeit genannt, ist im Pflanzenbau seit Jahrhunderten bekannt, die Ursachen sind jedoch noch nicht erforscht. Schlechtes vegetatives Wachstum, gestauchter Habitus und verminderte Erträge sind ihre sichtbaren Symptome. Bei krautigen Pflanzen mit kurzer Kulturzeit wird sie vor allem durch Fruchtfolge und Flächenwechsel überwunden. Diese Möglichkeiten bestehen bei Gehölzen oft nicht. Die Nachbaukrankheit ist bei Rosaceen, aber auch im Weinbau, in Vermehrungs- und Produktionsbetrieben ein zunehmendes Problem, das derzeit durch chemische Bodenentseuchung abgeschwächt wird. Die dazu verwendeten Mittel sind umweltschädlich, so dass die Entwicklung alternativer Ansätze zur langfristigen Erhaltung der Bodengesundheit unerlässlich ist. Ergebnisausblick: 1. Vorhersage des Vorhandenseins oder des Ausmaßes der Nachbaukrankheit anhand von Biotests, Pflanzen- und Bodenparametern. - 2. Überwindung der Nachbaukrankheit durch: - Maßnahmen zur Erhöhung der mikrobiellen Diversität des Bodens - Züchtung von Unterlagen mit Toleranz gegenüber der Nachbaukrankheit - Inokulation von Pflanzen mit förderlichen Endophyten zur aktiven Immunisierung. - 3. Implementierung der anwendbaren Innovationen bei der Betrachtung sozio-ökonomischer Gegebenheiten. - 4. Transfer der Ergebnisse aus ORDIAmur in die Öffentlichkeit (Internetplattform).

Key factors of stress response in barley

Das Projekt "Key factors of stress response in barley" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Biologie , Mikrobiologie durchgeführt. In vorausgegangenen Arbeiten wurden regulatorische Faktoren in Gerste identifiziert, die bei abiotischen Stressbedingungen hoch reguliert werden. Erste funktionelle Analysen dieser Faktoren wurden bereits im Modellsystem Arabidopsis thaliana durchgeführt und belegen Funktionen bei der Stressantwort. In dem Projekt wird die Funktion dieser und weiterer Faktoren in den komplexen Signalwegen der pflanzlichen Stressantwort am ökonomisch wichtigen Getreide Gerste untersucht. Zusätzlich zu abiotischen Stressoren werden auch biotische Stressbedingungen mit einbezogen, um Schlüsselfaktoren der Vernetzung der Signalwege für beide wichtigen Stressbedingungen zu identifizieren. Zusätzlich soll getestet werden, ob 'loss-of-function' bzw. 'gain-of-function' dieser Faktoren die Stresstoleranzen beeinflusst. Expressionsanalysen werden mittels quantitativer RealTime-PCR analysiert. Zusätzlich wird die funktionelle Verknüpfung zu Signalkomponenten wie Calcium und ABA untersucht. Ein langfristiges Ziel ist die Integartion der neu identifizierten Stressregulatoren in züchterische Ansätze.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Drought stress during grain filling can result in reduced grain filland subsequent loss in grain yield. As part of GABI-GRAIN, this projectaims to identify novel exotic proteins associated with improved droughttolerance during grain filling in barley. To achieve this aim a set ofspring barley introgression lines (S42-ILs) that originate from thecross Scarlett (H. vulgare) x ISR42-8 (H. spontaneum) (Schmalenbach etal. 2008 ) were screened for drought tolerance during grain filling. Intotal 49 S42-ILs and Scarlett as the control genotype were grown in theglasshouse using an automated irrigation system. At 10 days postanthesis (DPA) the irrigation system was set to provide well-wateredand drought stress conditions. Plants were scored for physiologicaltraits including flowering time, grain maturity, biomass, number ofears, grains per ear, thousand grain weight, grain yield and harvestindex. This phenotype data was then used for line by trait associationstudies to identify quantitative trait loci (QTL). This analysisidentified exotic alleles associated with increased and also decreasedplant performance under drought stress. Furthermore, we could alsoconfirm several QTL detected in previous field experiments using thisS42-IL population. To understand the molecular mechanism controllingidentified QTL a proteomics study is underway. From selected droughttolerant S42-ILs and Scarlett that have been grown under well-wateredand drought stress conditions proteins will be extracted from grainsamples collected at 12, 16, 20 and 24 DPA. Differentially expressedproteins will then be detected using quantitative 2D gelelectrophoresis. Identified proteins associated with improved droughttolerance can then potentially be used as diagnostic bio-markers toassist in the selection of higher yielding barley lines under droughtconditions. Furthermore, this research will give a greaterunderstanding of the genetic and biochemical mechanisms that controldrought tolerance in barley.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Nordsaat Saatzuchtgesellschaft mbH, Zuchtstation Langenstein durchgeführt. Ziele des Vorhabens sind (i) Etablierung von Methoden zur Bewertung der Virusresistenz, (ii) Evaluierung von Sortimenten (neues Ausgangsmaterial) und (iii) Einbeziehung in Zuchtprogramme für die Entwicklung von resistenten Stämmen. a) Analytik und Methoden etablieren sowie zur Resistenzprüfung in Sortimenten (SO) und Zuchtmaterial anwenden b) Sortimente evaluieren, c) genetische Variabilität erzeugen (Kreuzungen), d) Entwicklung von Zuchtstämmen mittels Doppelhaploiden (DH) und e) mittels Pedigree (PD) Die selektierten Linien dienen der mittelbaren (DH) und der langfristigen (PD) Sortenentwicklung für den nationalen und internationalen Markt. Dadurch entstehen Sorten mit neuen zunehmend wichtigeren Komponenten des landeskulturellen Wertes (Virusresistenz). Unter Beachtung ökotoxikologischer und ökonomischer Aspekte stellen die Züchtung und der Anbau resistenter Sorten die einzige Möglichkeit zur Befallsbegrenzung (Vermeidung einer Virusepidemie) dar. Die beabsichtigte Sortenentwicklung folgt einem überaus innovativem Konzept bezüglich Resistenz und schneller Entwicklung. Daraus folgen Wettbewerbsvorteile für die Sorten und für das Unternehmen Nordsaat.

Einfluss von Feuer und Beweidung auf das Wald-Grasland-Mosaik im südlichen Brasilien (Rio Grande do Sul)

Das Projekt "Einfluss von Feuer und Beweidung auf das Wald-Grasland-Mosaik im südlichen Brasilien (Rio Grande do Sul)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Life Sciences, Wissenschaftszentrum Weihenstephan, Lehrstuhl für Renaturierungsökologie durchgeführt. In den immerfeuchten Subtropen der Südhemisphäre kommen trotz eines waldfreundlichen Klimas ausgedehnte Grasländer vor, die heute von großen Farmen beweidet und mehr oder minder regelmäßig abgebrannt werden. Es wird die (aufgrund vegetationsgeschichtlicher Arbeiten in Mooren Südamerikas als wahrscheinlich angesehen) Hypothese aufgestellt, dass diese Grasländer trotzdem nicht anthropogen sind, sondern während einer spät- und postglazialen trockeneren Klimaphase entstanden; unter dem Einfluss von einheimischen (heute ausgestorbenen) Herbivoren und natürlichen Feuern konnten sie offensichtlich nach Ende dieser Phase als Relikte persistieren, bis sie im Zuge der europäischen Kolonisation als Weideflächen entdeckt wurden. Am Beispiel des Grenzgebiets zwischen Grasland und Wald im südlichen Brasilien (Rio Grande do Sul) soll untersucht werden, ob und in welchem Umfang die Pflanzenarten des Graslands Merkmale von Feuer- und Beweidungstoleranz zeigen und welche funktionellen und strukturellen Eigenschaften das Vordringen des Waldes verhindern. Neben den Ursachen für die aktuelle Wald-Graslandverteilung soll damit auch die Frage nach der Natürlichkeit der Grasländer beantwortet werden.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Entwicklungs- und Molekularbiologie der Pflanzen durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es: (1) die QTL 4.1 und 5.1 für Kühletoleranz beim Mais über einen kartengestützten Ansatz mittels nahe isogener Linien molekular zu klonieren; (2) die durch das QTL-Segment bedingten Transkriptomveränderungen durch DNAChip-Hybridisierungen zu untersuchen; (3) genomische Regionen für die späte Reifung von Mais zu identifizieren und Kandidatengene in diesen Regionen zu lokalisieren. Um QTL fein kartieren und molekular isolieren zu können, müssen auf der Basis vorhandener BAC-Contigs und der Genomsequenz der Maislinie B73 polymorphe molekulare Marker entwickelt werden. Die Transkriptomstudien mit nahe-isogenen Linien für die QTL4.1 und 5.1 unterstützen nicht nur die molekulare Klonierung der QTL, sondern helfen auch, die Physiologie der Kühletoleranz im untersuchten mitteleuropäischen Maismaterial zu verstehen. Molekulare Kenntnisse von Genen für Kühletoleranz und die Lokalisierung genomischer Regionen für späte Reifung erlauben es, die Vegetationsperiode für die Erzeugung von Biomasse beim Mais optimal auszunutzen und sind damit essentiell für die Züchtung ertragreicher Energiemaissorten.

Z-Farm. Innovations- und Technikanalyse 'Zero Acreage Farming' - Teilvorhaben: 'Innovations-Roadmap Zero-Acreage-Farming'

Das Projekt "Z-Farm. Innovations- und Technikanalyse 'Zero Acreage Farming' - Teilvorhaben: 'Innovations-Roadmap Zero-Acreage-Farming'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landnutzungssysteme und Landschaftsökologie durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Herausarbeitung der Relevanz und Potenziale von Zero Acreage Farming als Beitrag zu einer nachhaltigen und zukunftsfähigen Stadt und Agrarproduktion. Im Rahmen der Innovations- und Technikanalyse (ITA) werden technische, soziale, ökonomische und ökologische Potenziale untersucht, um anschließend strategische Entwicklungspfade für eine Umsetzung gebäudebezogener Anbauformen aufzuzeigen. Darüber hinaus sollen Innovationskonstellationen herausgearbeitet werden, die diese Ideen realisieren können. Mangels realisierter vergleichbarer Projekte (z.B. Vertical Farming) werden überwiegend theoretische, architektonische Konzepte untersucht. Bei dem speziellen Typus der Dachgewächshäuser werden auch bereits umgesetzte (prototypische) Projekte betrachtet. Einen Schwerpunkt des Projektes bildet eine Innovations-Roadmap für Zero Acreage Farming. Darin werden die Ansprüche von Stadtplanung, Landwirtschaft, Ökologie und Naturschutz, Architektur, Verbrauchern, Forschung, Wirtschaft, Gesellschaft, öffentlicher Verwaltung und Staat hinsichtlich einer neuartigen Agrarproduktion ermittelt, die nicht mehr nur im ländlichen Raum, sondern auch intra-urban und mit neuen technischen Lösungen stattfinden würde. Um schrittweise konsensuale Entwicklungspfade zu finden und zu erproben soll partizipativ eine Integrationsplattform aufgebaut werden, in der die bisherig parallel stattfindenden Prozesse und getrennt agierenden Akteure einbezogen werden. Vorrangige Fragen im Rahmen des Roadmapping-Prozesses werden hierbei sein. Welche Ziele werden bei der Einführung von Zero Acreage Farming verfolgt? Welche Optionen von Zero Acreage Farming sind möglich und lassen sich umsetzen? Wo liegen aus Sicht der genannten Anspruchsgruppen die Vorteile aber auch die möglichen Nutzungskonflikte bei Zero Acreage Farming? Welche Entwicklungspfade sind in einer konkreten Situation mittelfristig zu verfolgen? Welche Aufgaben übernehmen dabei die Akteure? Welche Forschung und Entwicklung bzw. Änderungen struktureller Rahmenbedingungen sind noch erforderlich?

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