Das Projekt "Mechanismen und Regulation der Bildung von langfristig stabilem Humus aus pyrogenem und inkohltem Material" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES), Bereich Bodenwissenschaften, Allgemeine Bodenkunde und Bodenökologie durchgeführt. Neuere Untersuchungen zeigen, daß pyrogener Kohlenstoff (Cpyr) häufig eine wichtige Komponente von stabilem Humus zu sein scheint, was im Hinblick auf die Quellen- und Senkenfunktion von Böden vor CO2 von Bedeutung ist. So fanden Schmidt et al. (1999), Glaser (1999) und Zech et al. (unveröffentlicht) bis zu 50 Prozent Cpyr in der organischen Substanz humusreicher Böden. Da Dauerversuche gute Voraussetzungen bieten, um die Mechanismen der Humusstabilisierung zu studieren, beabsichtigen wir die Rolle von Cpyr bei der Bildung von stabilem Humus in mitteleuropäischen Schwarzerden (sie enthalten bis u 45 Prozent Cpyr; Schmidt et al., 1999) der Projektstandorte Halle und Bad Lauchstädt zu studieren. Dazu werden Wechselbeziehungen von Cpyr mit mineralischen Komponenten der Feinerde und ausgewählten Fraktionen (Textur-, Aggregat-, Dichtefraktionen) untersucht. Um langfristige oxidative Veränderungen von Cpyr festzustellen, werden archivierte Bodenproben untersucht. Ein Langzeit-Inkubationsversuch mit isotopenmarkiertem Material soll Auskunft darüber geben, wie schnell sich Cpyr chemisch verändert und welche Faktoren steuernd wirken.
Das Projekt "Mechanismen und Regulation der Bildung von langfristig stabilem Humus aus pyrogenem Kohlenstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Bodenkunde und Bodengeographie durchgeführt. Neuere Untersuchungen zeigen, dass pyrogener Kohlenstoff (Cpyr) häufig eine wichtige Komponente von stabilem Humus zu sein scheint, was im Hinblick auf die Quellen- und Senkenfunktion von Böden für CO2 von Bedeutung ist. So fanden Schmidt et al. (1999), Glaser (1999) und Zech et al. (unveröffentlicht) bis zu 50Prozent Cpyr in der organischen Substanz humusreicher Böden. Da Dauerversuche gute Voraussetzungen bieten, um die Mechanismen der Humusstabilisierung zu studieren, beabsichtigen wir die Rolle von Cpyr bei der Bildung von stabilem Humus in mitteleuropäischen Schwarzerden (sie enthalten bis zu 45Prozent Cpyr; Schmidt et al., 1999) der Projektstandorte Halle und Bad Lauchstädt zu studieren. Dazu werden Wechselbeziehungen von Cpyr mit mineralischen Komponenten der Feinerde und ausgewählten Fraktionen (Textur-, Aggregat-, Dichtefraktionen) untersucht. Um langfristige oxidative Veränderungen von Cpyr festzustellen, werden archivierte Bodenproben untersucht. Ein Langzeit-Inkubationsversuch mit isotopenmarkiertem Material soll Auskunft darüber geben, wie schnell sich Cpyr chemisch verändert und welche Faktoren steuernd wirken
Das Projekt "Bewertung des Anbaus von nachwachsenden Rohstoffen auf Grundlage von Boden- und Bioindikatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur Allgemeiner Pflanzenbau, Ökologischer Landbau durchgeführt. Erneuerbare Energien stehen im Rahmen der fortlaufenden Klimaschutzanstrengungen, der knapper werdenden fossilen Energieressourcen sowie der steigenden Energiepreise verstärkt im Mittelpunkt der politischen und energiewirtschaftlichen Diskussion. Bezüglich der Nutzung nachwachsender Rohstoffe als Energieträger gibt es eine Reihe von Einzeluntersuchungen. Dabei liegt das Hauptaugenmerk zumeist auf pflanzenbaulichen, technogenen oder energetischen Aspekten. Zahlreiche Publikationen verschiedener Autoren befassen sich mit den Standortansprüchen, der Anbautechnik, der Düngung, Etablierung, Biomassebildung, dem Ertrag und der Ernte von schnellwachsenden Baumarten (Pappel, Weide). Für eine umfassende Beurteilung der ökologischen Wirkungen der Produktion von nachwachsenden Rohstoffen ist besonders der Einfluss auf ökologisch relevante Boden- und Bioindikatoren zu berücksichtigen. Dabei spielt neben der möglichen absoluten Veränderung auch die Dynamik, der die Boden- und Bioindikatoren unterworfen sind, eine entscheidende Rolle. Auf der Basis von Untersuchungen zu Veränderungen physikalischer, chemischer und biologischer Bodeneigenschaften in etablierten Beständen (Kurzumtriebsplantagen) soll eine Bewertung der langfristigen ökologischen Auswirkung des Anbaus erfolgen. Mit dem Forschungsvorhaben werden unmittelbar Beiträge zur Quantifizierung des Energiepflanzenanbaus auf ökologisch relevante Boden- und Bioindikatoren geleistet und zudem die spezifischen Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Faktoren und ihrem Standort herausgearbeitet. Dabei spielt neben der möglichen absoluten Veränderung auch die Dynamik, der die Boden- und Bioindikatoren unterworfen sind, eine entscheidende Rolle. In die Untersuchungen werden Versuche mit unterschiedlicher Laufzeit einbezogen. Besondere Bedeutung besitzt zudem die Standortspezifik. Es werden daher Standorte mit einer großen Schwankungsbreite in der Körnung und den Bodenfruchtbarkeitseigenschaften einbezogen werden. Berücksichtigung finden dabei sowohl Versuche auf sandigen (Zwenkau) als auch auf schluff- und tonreichen Böden (Dornburg, Bad Lauchstädt).
Das Projekt "Indikation der Stabilisierung von gelöster organischer Substanz (DOM) im Mineralboden anhand spektroskopischer Eigenschaften und der Al-Sättigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Bodenökologie durchgeführt. Obwohl große Mengen an gelöster organischer Substanz (DOM) aus der Humusauflage von Waldstandorten perkolieren, ist über den Beitrag der DOM zur Bildung stabiler organischer Substanz in Mineralböden wenig bekannt. Ziel des Vorhabens ist es, die Stabilisierung von DOM im mineralischen Unterboden in Abhängigkeit von DOM-Eigenschaften abzuschätzen. Inkubationsversuche mit DOM-Lösungen und Säulenversuche zum mikrobiellen Abbau von sorbierter DOM mit Probenmaterial der Intensivmeßflächen des BITÖK und der Dauerversuche von Bad Lauchstädt sollen Zusammenhänge zwischen Eigenschaften der DOM und ihrer mikrobiellen Stabilität aufdecken. Dabei werden spektroskopische Methoden eingesetzt, die bei begrenztem Aufwand Aussagen zu DOM-Eigenschaften der unveränderten Probe zulassen. Ferner wird der Einfluß der Al-Sättigung der DOM auf die mikrobielle Stabilität geprüft. C- und N-Umsätze im Boden, die durch den Eintrag von DOM ausgelöst werden, sollen durch die Messung der 13C- und 15N-Verhältnisse von DOM und der im Mineralboden bereits vorhandenen organischen Substanz quantifiziert werden. Die Ergebnisse der Laboruntersuchungen werden mit im Freiland gemessenen DOM-Flüssen kombiniert, um die Netto-Akkumulation von DOM im Mineralboden abzuschätzen.
Das Projekt "Bedeutung der pflanzlichen Rhizodeposition für die Bildung und Stabilisierung der organischen Bodensubstanz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Landwirtschaftliche Fakultät, Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung, Lehrstuhl Physiologie und Ernährung der Pflanzen durchgeführt. Während der Vegetation können bis zu 20 Prozent der Netto-CO2-Assimilation ( 10 t ha a(-1)) durch Pflanzenwurzeln wieder an den Boden freigesetzt werden. Diese Rhizodeposition ist von beträchtlicher bodenökologischer Relevanz. Sie beeinflußt die pflanzliche Nährstoffaneignung ebenso wie die mikrobielle Besiedlung der Wurzeln. Demgegenüber ist der Umsatz dieser freigesetzten Verbindungen im Boden und insbesondere deren Beitrag zur Bildung und Stabilisierung der organischen Bodensubstanz (OBS) weitgehend unklar. Das vorliegende Teilprojekt soll einen Beitrag zur Klärung leisten. In Modellzeitreihenversuchen mit Boden aus ausgewählten Varianten der Hallenser und Bad Lauchstädter Dauerversuche sollen in sog. Doppelkompartimentgefäßen (getrennter, gasdichter, sterilisierbarer Sproß- und Wurzelraum) Pflanzensprosse simultan mit 14CO2 und 15NH3 begast und danach der 14C- bzw. 15N-Netto-Einbau in die verschiedenen physikalischen und chemischen OBS-Fraktionen verfolgt werden. Die Untersuchungen sollen Aufschluß über den Mengenanteil und den zeitlichen Verlauf der Umwandlung der Rhizodeposition in die OBS ermöglichen und ordnen sich daher in die Teilaspekte 4 (Umsatz verschiedener C-Pools) sowie 2 (Wechselwirkungen mit der Mineralphase) und 3 (Stabilisierung durch physikalische Trennung) des Schwerpunktprogrammes (SPP) 1090 ein.
Das Projekt "Struktur und Funktion bakterieller und pilzlicher, celluloseabbauender Gemeinschaften in unterschiedlich mit organischer Substanz versorgten Ackerböden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftsbiogeochemie durchgeführt. Zielsetzung: Die Wechselbeziehung zwischen der Zusammensetzung bakterieller und pilzlicher Gemeinschaften und ihrer funktionellen Leistungsfähigkeit, hier dem Abbau von Cellulose, soll in Ackerböden mit unterschiedlicher Versorgung an organischer Substanz analysiert werden. Hierzu werden im Rahmen statischer Dauerfeldversuche (Berlin-Dahlem, Bad Lauchstädt) eine Parabraunerde und eine Löß-Schwarzerde, differenziert nach Stallmistdüngung vs. Kontrolle untersucht. Die Charakterisierung der bakteriellen und pilzlichen Gemeinschaften erfolgt über kulturunabhängige Ansätze (T-RFLP der 16S bzw. der ITS rDNA-Region). Aufbauend auf der Analyse der kultivierbaren cellulolytischen Bakterien soll nach Ableitung von Consensus-Primern und Überprüfung an Referenzstämmen die Diversität von bakteriellen und pilzlichen Cellulase-Genen über die T-RFLP-Technik untersucht werden. Zur Bestimmung der funktionellen Leistungsfähigkeit werden als Aktivitätsparameter die Bodenatmung und spezifische Celluloseabbauleistungen erfaßt und mögliche Zusammenhänge mit der Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften analysiert. Zudem erfolgt eine biochemische Charakterisierung der Cellulasen ausgewählter Isolate mit hoher cellulolytischer Aktivität.
Das Projekt "Isolierung stabiler Fraktionen der organischen Bodensubstanzen und Charakterisierung ihrer Bindung an Mineraloberflächen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Fachbereich Landeskultur und Umweltschutz, Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung durchgeführt. Mit den Verfahren der analytischen Pyrolyse (Pyrolyse-Gaschromatographie / Massenspektrometrie und Pyrolyse-Feldionisation Massenspektrometrie) sind bisher qualitative Aussagen über molekulare Bausteine der gebundenen organischen Bodensubstanzen (OBS) und relative quantitative Vergleiche ihrer Anteile und thermischen Stabilität in Proben mit ähnlicher Herkunft möglich. Ein Ziel des Projektes ist es, die Verfahren im Hinblick auf ihre quantitative Aussagefähigkeit weiterzuentwickeln. Dazu wird für einzelne wichtige Verbindungsklassen wie Lipide, N-Verbindungen, Kohlenhydrate und Ligninbausteine geprüft, inwiefern durch interne Eichung und Korrelation mit den Ergebnissen komplementärer naßchemische und spektroskopische Untersuchungen verbesserte quantitative Aussagen über die molekulare Zusammensetzung gewonnen werden können. Die Untersuchungen werden an GesamtBodenproben und den mineralisch gebundenen Anteilen der OBS (Partikelgrößenfraktionen) aus den Extremvarianten der Feldversuche in Halle und Bad Lauchstädt durchgeführt, um neue Erkenntnisse über die Ursachen für die Stabilisierung von Fraktionen der OBS zu erarbeiten. Die verbesserten Verfahren werden den anderen AGs im Schwerpunkt kooperativ verfügbar gemacht.
Das Projekt "Zwanzig20 - HYPOS - Roadmap-Studie Wasserstoffkaverne" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VNG Gasspeicher GmbH durchgeführt. Das Projektkonsortium HYPOS hat sich das Ziel gesetzt, in Mitteldeutschland eine Modellregion für die Integration erneuerbarer Energie mittels Erzeugung von Wasserstoff, dessen Speicherung, Transport und Verwertung in Mobilität, Chemieindustrie und Energieversorgung zu schaffen. Unter Beteiligung verschiedener Partner soll im Rahmen des Gesamtvorhabens eine Roadmapstudie erarbeitet werden, in der Möglichkeiten der Wasserstoffspeicherung in einer Salzkaverne auf dem Untergrundgasspeicher Bad Lauchstädt der VNG Gasspeicher GmbH einschließlich der dazu notwendigen Obertageanlagen untersucht werden. Die Kaverne soll in Verbindung mit einer Elektrolyseanlage in unmittelbarer Nähe zur bestehenden Obertageanlage des Speichers und über eine Anbindungsleitung mit der Wasserstoffpipeline im Mitteldeutschen Chemiedreieck stehen. Das Vorhaben hat die Zielstellung, für verschiedene Varianten der Herstellung einer Wasserstoffkaverne alle notwendigen Planungs-, Genehmigungs-, Ausführungs-, Inbetriebnahme- und Betriebsführungsaspekte zu betrachten und die Basis für die darauf aufbauenden Planungsphasen zu legen. Dazu sollen notwendige Begleitforschungsinhalte ermittelt werden. Es sollen modellhaft die grundsätzliche Machbarkeit und Genehmigungsfähigkeit am Standort Bad Lauchstädt untersucht werden.
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