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Plant-soil interactions in changing rice cropping systems and their influence on C and N dynamics

Das Projekt "Plant-soil interactions in changing rice cropping systems and their influence on C and N dynamics" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz - Pflanzenernährung (Prof. Werner) durchgeführt. Plant-soil interactions drive the input, cycling and losses of C and N in soil. This subproject aims at elucidating the input and fate of C in the soil-plant systems and its effect of N retention in soil under different paddy management (continuous vs. alternating with maize cropping). In particular we will investigate (i) how much of the assimilate C is released by the plants into the rhizosphere soil, and how this rhizodeposition is affected by N supply, soil density and crop variety during plant development, (ii) how the exudation of C and N responds to land use change, (iii) how C released into the rhizosphere affects the turnover of soil C and utilization of fertilizer N, and (iv) to what degree leaching contributes to the loss of C and N from the rooted surface soil. To answer these questions, we will combine the use of isotopic 13C and 15N labeling in laboratory and field experiments with a sophisticated characterization of root exudates, root border cells, and compound-specific isotope tracing in the residues of bacteria and fungi in rhizosphere, bulk soil as well as within different dissolved organic and inorganic carbon species in soil leachates. In this way and in collaboration with SP 2, 5, 6, and 7 of this research unit, our project links the cycling of C and N in paddy soils to one of its most prominent drivers, the release of organic compounds by roots.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-2: Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Der Ertrag der wichtigen Kulturpflanze Mais (Zea mays L.) wird durch die Interaktion mit einer erstaunlichen Vielzahl an Mikroorganismen entscheidend beeinflusst. Es zeigt sich eine direkter Zusammenhang zwischen Bodenart und Wurzelexudaten und der Zusammensetzung und dem Artenreichtum des Bodenmikrobioms. RECONSTRUCT ist ein interdisziplinäres Projekt das eine wissensbasierte Züchtung von neuen Maissorten anstrebt. Hierbei steht die Befähigung der Maispflanze zur Interaktion mit nutzbringenden Mikroben im Focus, welche eine erhöhte Fitness und einen erhöhten Ertrag auf landwirtschaftlichen Böden, mit einem minimalen externen Düngereintrag zur Folge hat. In Phase I des Projektes ist das vorrangige Ziel die Erzeugung empirischer 'omics'-Daten, um den Einfluss der Bodenfertilität und der mikrobiellen Konsortien auf die Produktivität der Maispflanze zu untersuchen. Die interdisziplinäre Arbeitsgemeinschaft wird den Einfluss langjähriger ökologischer und konventioneller Bodenbearbeitung auf die Bodeneigenschaften, mikrobiellen Gemeinschaften und den Einfluss auf das Wachstum von genetisch diversen Maislinien untersuchen. Die Projektpartner werden (1) Nährstoff-, Metabolit- und Wasser-Flüsse an der Boden-Pflanze-Grenzfläche, (2) die Biodiversität des Mikrobioms von Boden, Rhizosphäre und Wurzel, und (3) die Produktivität der Maispflanze analysieren. In Phase II des Projektes soll ein ganzheitliches Constraint-basiertes genomweites Modell entwickelt werden, bestehend aus (i) umfassenden Stoffwechsel-Modellen von Wurzel und Blatt der Maispflanze, (ii) einem Stoffwechsel-Modell der mikrobiellen Gemeinschaft, erstellt anhand der heterogenen Daten aus Phase I, und (iii) einem Modell der Interaktionen dieser Modelle mit dem Erdboden. Die Erstellung von synthetischen Böden und rekonstruierten Mikrobengemeinschaften wird es erlauben die Feldsituation zu rekonstruieren und die iterativen Modelle anzuwenden. Dies wird zeigen wie quantitative Pflanzenmerkmale, Wirt-Mikroflora-Interaktionen, genetische und metabolische Netzwerke, Ressourcenverteilung und die physikalisch-chemische Eigenschaften des Erdbodens in einer einheitlichen Theorie vereint werden können. Ein Hauptergebnis von RECONSTRUCT wird ein umfassendes mechanistisches Verständnis des Boden- Rhizosphäre-Mais-Systems in Interaktion mit seiner Microflora sein. Dies wird die Voraussetzungen dafür schaffen sich das Wurzelmikrobiom zur positiven Beeinflussung des Maiswachstums zunutze zu machen. Der Aufbau und die Nutzung einer großen mikrobiellen Kultursammlung wird es möglich machen synthetische mikrobielle Konsortien zu entwickeln und zu charakterisieren. Diese Konsortien bergen das außerordentliche Potential zur biotechnologischen Nutzung. Insbesondere die Züchtung von Maissorten im Hinblick auf ihre Befähigung mit nutzbringenden Bakterien zu interagieren ist von großem Interesse. (Text gekürzt)

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung durchgeführt. Der Ertrag der wichtigen Kulturpflanze Mais (Zea mays L.) wird durch die Interaktion mit einer erstaunlichen Vielzahl an Mikroorganismen entscheidend beeinflusst. Es zeigt sich eine direkter Zusammenhang zwischen Bodenart und Wurzelexudaten und der Zusammensetzung und dem Artenreichtum des Bodenmikrobioms. RECONSTRUCT ist ein interdisziplinäres Projekt das eine wissensbasierte Züchtung von neuen Maissorten anstrebt. Hierbei steht die Befähigung der Maispflanze zur Interaktion mit nutzbringenden Mikroben im Focus, welche eine erhöhte Fitness und einen erhöhten Ertrag auf landwirtschaftlichen Böden, mit einem minimalen externen Düngereintrag zur Folge hat. In Phase I des Projektes ist das vorrangige Ziel die Erzeugung empirischer 'omics'-Daten, um den Einfluss der Bodenfertilität und der mikrobiellen Konsortien auf die Produktivität der Maispflanze zu untersuchen. Die interdisziplinäre Arbeitsgemeinschaft wird den Einfluss langjähriger ökologischer und konventioneller Bodenbearbeitung auf die Bodeneigenschaften, mikrobiellen Gemeinschaften und den Einfluss auf das Wachstum von genetisch diversen Maislinien untersuchen. Die Projektpartner werden (1) Nährstoff-, Metabolit- und Wasser-Flüsse an der Boden-Pflanze-Grenzfläche, (2) die Biodiversität des Mikrobioms von Boden, Rhizosphäre und Wurzel, und (3) die Produktivität der Maispflanze analysieren. In Phase II des Projektes soll ein ganzheitliches Constraint-basiertes genomweites Modell entwickelt werden, bestehend aus (i) umfassenden Stoffwechsel-Modellen von Wurzel und Blatt der Maispflanze, (ii) einem Stoffwechsel-Modell der mikrobiellen Gemeinschaft, erstellt anhand der heterogenen Daten aus Phase I, und (iii) einem Modell der Interaktionen dieser Modelle mit dem Erdboden. Die Erstellung von synthetischen Böden und rekonstruierten Mikrobengemeinschaften wird es erlauben die Feldsituation zu rekonstruieren und die iterativen Modelle anzuwenden. Dies wird zeigen wie quantitative Pflanzenmerkmale, Wirt-Mikroflora-Interaktionen, genetische und metabolische Netzwerke, Ressourcenverteilung und die physikalisch-chemische Eigenschaften des Erdbodens in einer einheitlichen Theorie vereint werden können. Ein Hauptergebnis von RECONSTRUCT wird ein umfassendes mechanistisches Verständnis des Boden- Rhizosphäre-Mais-Systems in Interaktion mit seiner Microflora sein. Dies wird die Voraussetzungen dafür schaffen sich das Wurzelmikrobiom zur positiven Beeinflussung des Maiswachstums zunutze zu machen. Der Aufbau und die Nutzung einer großen mikrobiellen Kultursammlung wird es möglich machen synthetische mikrobielle Konsortien zu entwickeln und zu charakterisieren. Diese Konsortien bergen das außerordentliche Potential zur biotechnologischen Nutzung. Insbesondere die Züchtung von Maissorten im Hinblick auf ihre Befähigung mit nutzbringenden Bakterien zu interagieren ist von großem Interesse. (Text gekürzt)

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von W. Neudorff GmbH KG durchgeführt. Das Verbundvorhaben der Partner Bind-X GmbH und W. Neudorff GmbH KG zielt auf die Erforschung, Etablierung und Validierung der Biomineralisation als effektive, nicht-chemische und zulassungsfreie Herbizidalternative für den Produktionsgartenbau. Unter Biomineralisation versteht man einen natürlichen biogeochemischen Prozess der Substratverfestigung, der auf der bakteriellen Abscheidung des Minerals Calcit (bzw. anderer CaCO3-Modifikationen) basiert. Dieser natürliche Prozess findet bei ubiquitär vorhandenen Bodenbakterien weltweit in Böden und anderen Habitaten statt. Durch die im Vorhaben angestrebte, zielgerichtete Mineralisation wird von den eingesetzten Bakterien eine wasser- und luftdurchlässige, mechanische Barriere unter der Bodenoberfläche gebildet. Diese Barriere soll das Durchbrechen von Unkräutern verhindern, während die gepflanzten oder ausgekeimten Kulturpflanzen nicht in ihrem Wachstum beeinträchtigt werden. Kommerzielle Anwendungen der Biomineralisation existieren bereits, konzentrieren sich allerdings auf Anwendungen in der Staubbindung (v.a. im Bergbau). Für eine Anwendung im Produktionsgartenbau sind diese Anwendungen u.a. aufgrund der hohen Kosten, bezogen auf die ausgebrachte Fläche, nicht geeignet. Das Vorhaben beinhaltet daher die Auswahl und Untersuchung neuartiger Formulierungen sowie einer möglichen Applikationstechnik für die Biomineralisation, um die Grundlage für eine kompetitive Anwendbarkeit der Biomineralisation im Produktionsgartenbau zu etablieren. Das Vorhaben schafft so die grundlegenden Voraussetzungen für die Entwicklung eines innovativen, anwendungsfreundlichen und vor allem zulassungsfreien Produkts zur effizienten und wirtschaftlichen Unkrautbekämpfung, das mit nur gering modifizierter Landmaschinentechnik ausgebracht werden kann.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Biozentrum, Botanisches Institut durchgeführt. Der Ertrag der wichtigen Kulturpflanze Mais (Zea mays L.) wird durch die Interaktion mit einer erstaunlichen Vielzahl an Mikroorganismen entscheidend beeinflusst. Es zeigt sich eine direkter Zusammenhang zwischen Bodenart und Wurzelexudaten und der Zusammensetzung und dem Artenreichtum des Bodenmikrobioms. RECONSTRUCT ist ein interdisziplinäres Projekt das eine wissensbasierte Züchtung von neuen Maissorten anstrebt. Hierbei steht die Befähigung der Maispflanze zur Interaktion mit nutzbringenden Mikroben im Focus, welche eine erhöhte Fitness und einen erhöhten Ertrag auf landwirtschaftlichen Böden, mit einem minimalen externen Düngereintrag zur Folge hat. In Phase I des Projektes ist das vorrangige Ziel die Erzeugung empirischer 'omics'-Daten, um den Einfluss der Bodenfertilität und der mikrobiellen Konsortien auf die Produktivität der Maispflanze zu untersuchen. Die interdisziplinäre Arbeitsgemeinschaft wird den Einfluss langjähriger ökologischer und konventioneller Bodenbearbeitung auf die Bodeneigenschaften, mikrobiellen Gemeinschaften und den Einfluss auf das Wachstum von genetisch diversen Maislinien untersuchen. Die Projektpartner werden (1) Nährstoff-, Metabolit- und Wasser-Flüsse an der Boden-Pflanze-Grenzfläche, (2) die Biodiversität des Mikrobioms von Boden, Rhizosphäre und Wurzel, und (3) die Produktivität der Maispflanze analysieren. In Phase II des Projektes soll ein ganzheitliches Constraint-basiertes genomweites Modell entwickelt werden, bestehend aus (i) umfassenden Stoffwechsel-Modellen von Wurzel und Blatt der Maispflanze, (ii) einem Stoffwechsel-Modell der mikrobiellen Gemeinschaft, erstellt anhand der heterogenen Daten aus Phase I, und (iii) einem Modell der Interaktionen dieser Modelle mit dem Erdboden. Die Erstellung von synthetischen Böden und rekonstruierten Mikrobengemeinschaften wird es erlauben die Feldsituation zu rekonstruieren und die iterativen Modelle anzuwenden. Dies wird zeigen wie quantitative Pflanzenmerkmale, Wirt-Mikroflora-Interaktionen, genetische und metabolische Netzwerke, Ressourcenverteilung und die physikalisch-chemische Eigenschaften des Erdbodens in einer einheitlichen Theorie vereint werden können. Ein Hauptergebnis von RECONSTRUCT wird ein umfassendes mechanistisches Verständnis des Boden- Rhizosphäre-Mais-Systems in Interaktion mit seiner Microflora sein. Dies wird die Voraussetzungen dafür schaffen sich das Wurzelmikrobiom zur positiven Beeinflussung des Maiswachstums zunutze zu machen. Der Aufbau und die Nutzung einer großen mikrobiellen Kultursammlung wird es möglich machen synthetische mikrobielle Konsortien zu entwickeln und zu charakterisieren. Diese Konsortien bergen das außerordentliche Potential zur biotechnologischen Nutzung. Insbesondere die Züchtung von Maissorten im Hinblick auf ihre Befähigung mit nutzbringenden Bakterien zu interagieren ist von großem Interesse. (Text gekürzt)

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Department Biologie, Lehrstuhl für Biochemie durchgeführt. Der Ertrag der wichtigen Kulturpflanze Mais (Zea mays L.) wird durch die Interaktion mit einer erstaunlichen Vielzahl an Mikroorganismen entscheidend beeinflusst. Es zeigt sich eine direkter Zusammenhang zwischen Bodenart und Wurzelexudaten und der Zusammensetzung und dem Artenreichtum des Bodenmikrobioms. RECONSTRUCT ist ein interdisziplinäres Projekt das eine wissensbasierte Züchtung von neuen Maissorten anstrebt. Hierbei steht die Befähigung der Maispflanze zur Interaktion mit nutzbringenden Mikroben im Focus, welche eine erhöhte Fitness und einen erhöhten Ertrag auf landwirtschaftlichen Böden, mit einem minimalen externen Düngereintrag zur Folge hat. In Phase I des Projektes ist das vorrangige Ziel die Erzeugung empirischer 'omics'-Daten, um den Einfluss der Bodenfertilität und der mikrobiellen Konsortien auf die Produktivität der Maispflanze zu untersuchen. Die interdisziplinäre Arbeitsgemeinschaft wird den Einfluss langjähriger ökologischer und konventioneller Bodenbearbeitung auf die Bodeneigenschaften, mikrobiellen Gemeinschaften und den Einfluss auf das Wachstum von genetisch diversen Maislinien untersuchen. Die Projektpartner werden (1) Nährstoff-, Metabolit- und Wasser-Flüsse an der Boden-Pflanze-Grenzfläche, (2) die Biodiversität des Mikrobioms von Boden, Rhizosphäre und Wurzel, und (3) die Produktivität der Maispflanze analysieren. In Phase II des Projektes soll ein ganzheitliches Constraint-basiertes genomweites Modell entwickelt werden, bestehend aus (i) umfassenden Stoffwechsel-Modellen von Wurzel und Blatt der Maispflanze, (ii) einem Stoffwechsel-Modell der mikrobiellen Gemeinschaft, erstellt anhand der heterogenen Daten aus Phase I, und (iii) einem Modell der Interaktionen dieser Modelle mit dem Erdboden. Die Erstellung von synthetischen Böden und rekonstruierten Mikrobengemeinschaften wird es erlauben die Feldsituation zu rekonstruieren und die iterativen Modelle anzuwenden. Dies wird zeigen wie quantitative Pflanzenmerkmale, Wirt-Mikroflora-Interaktionen, genetische und metabolische Netzwerke, Ressourcenverteilung und die physikalisch-chemische Eigenschaften des Erdbodens in einer einheitlichen Theorie vereint werden können. Ein Hauptergebnis von RECONSTRUCT wird ein umfassendes mechanistisches Verständnis des Boden- Rhizosphäre-Mais-Systems in Interaktion mit seiner Microflora sein. Dies wird die Voraussetzungen dafür schaffen sich das Wurzelmikrobiom zur positiven Beeinflussung des Maiswachstums zunutze zu machen. Der Aufbau und die Nutzung einer großen mikrobiellen Kultursammlung wird es möglich machen synthetische mikrobielle Konsortien zu entwickeln und zu charakterisieren. Diese Konsortien bergen das außerordentliche Potential zur biotechnologischen Nutzung. Insbesondere die Züchtung von Maissorten im Hinblick auf ihre Befähigung mit nutzbringenden Bakterien zu interagieren ist von großem Interesse. (Text gekürzt)

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie durchgeführt. Der Ertrag der wichtigen Kulturpflanze Mais (Zea mays L.) wird durch die Interaktion mit einer erstaunlichen Vielzahl an Mikroorganismen entscheidend beeinflusst. Es zeigt sich eine direkter Zusammenhang zwischen Bodenart und Wurzelexudaten und der Zusammensetzung und dem Artenreichtum des Bodenmikrobioms. RECONSTRUCT ist ein interdisziplinäres Projekt das eine wissensbasierte Züchtung von neuen Maissorten anstrebt. Hierbei steht die Befähigung der Maispflanze zur Interaktion mit nutzbringenden Mikroben im Focus, welche eine erhöhte Fitness und einen erhöhten Ertrag auf landwirtschaftlichen Böden, mit einem minimalen externen Düngereintrag zur Folge hat. In Phase I des Projektes ist das vorrangige Ziel die Erzeugung empirischer 'omics'-Daten, um den Einfluss der Bodenfertilität und der mikrobiellen Konsortien auf die Produktivität der Maispflanze zu untersuchen. Die interdisziplinäre Arbeitsgemeinschaft wird den Einfluss langjähriger ökologischer und konventioneller Bodenbearbeitung auf die Bodeneigenschaften, mikrobiellen Gemeinschaften und den Einfluss auf das Wachstum von genetisch diversen Maislinien untersuchen. Die Projektpartner werden (1) Nährstoff-, Metabolit- und Wasser-Flüsse an der Boden-Pflanze-Grenzfläche, (2) die Biodiversität des Mikrobioms von Boden, Rhizosphäre und Wurzel, und (3) die Produktivität der Maispflanze analysieren. In Phase II des Projektes soll ein ganzheitliches Constraint-basiertes genomweites Modell entwickelt werden, bestehend aus (i) umfassenden Stoffwechsel-Modellen von Wurzel und Blatt der Maispflanze, (ii) einem Stoffwechsel-Modell der mikrobiellen Gemeinschaft, erstellt anhand der heterogenen Daten aus Phase I, und (iii) einem Modell der Interaktionen dieser Modelle mit dem Erdboden. Die Erstellung von synthetischen Böden und rekonstruierten Mikrobengemeinschaften wird es erlauben die Feldsituation zu rekonstruieren und die iterativen Modelle anzuwenden. Dies wird zeigen wie quantitative Pflanzenmerkmale, Wirt-Mikroflora-Interaktionen, genetische und metabolische Netzwerke, Ressourcenverteilung und die physikalisch-chemische Eigenschaften des Erdbodens in einer einheitlichen Theorie vereint werden können. Ein Hauptergebnis von RECONSTRUCT wird ein umfassendes mechanistisches Verständnis des Boden- Rhizosphäre-Mais-Systems in Interaktion mit seiner Microflora sein. Dies wird die Voraussetzungen dafür schaffen sich das Wurzelmikrobiom zur positiven Beeinflussung des Maiswachstums zunutze zu machen. Der Aufbau und die Nutzung einer großen mikrobiellen Kultursammlung wird es möglich machen synthetische mikrobielle Konsortien zu entwickeln und zu charakterisieren. Diese Konsortien bergen das außerordentliche Potential zur biotechnologischen Nutzung. Insbesondere die Züchtung von Maissorten im Hinblick auf ihre Befähigung mit nutzbringenden Bakterien zu interagieren ist von großem Interesse. (Text gekürzt)

Impact of transgenic crops on fertility of soils with different management history

Das Projekt "Impact of transgenic crops on fertility of soils with different management history" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsinstitut für biologischen Landbau Deutschland e.V. durchgeführt. What impact does transgenic maize have on soil fertility? Among the factors that determine soil fertility is the diversity of the bacteria living in it. This is in turn affected by the form of agriculture practiced on the land. What role do transgenic plants play in this interaction? Background Soil fertility is the product of the interactions between the parental geological material from which the soil originated, the climate and colonization by soil organisms. Soil organisms and their diversity play a major role in soil fertility, and these factors can be affected by the way the soil is managed. The type of farming, i.e. how fertilizers and pesticides are used, has a major impact on the fertility of the soil. It is known that the complex interaction of bacterial diversity and other soil properties regulates the efficacy of plant resistance. But little is known about how transgenic plants affect soil fertility. Objectives The project will investigate selected soil processes as indicators for how transgenic maize may possibly alter soil fertility. The intention is in particular to establish whether the soil is better able to cope with such effects if it contains a great diversity of soil bacteria. Methods Transgenic maize will be planted in climate chambers containing soils managed in different ways. The soil needed for these trials originates from open field trials that have been used for decades to compare various forms of organic and conventional farming. These soils differ, for example, in the way they have been treated with pesticides and fertilizers and thus also with respect to their diversity of bacteria. The trial with transgenic maize will measure various parameters: the number of soil bacteria and the diversity of their species, the quantity of a small number of selected nutrients and the decomposition of harvest residues. It will be possible to conclude from this work how transgenic plants affect soil fertility. Significance The project will create an important basis for developing risk assessments that incorporate the effects of transgenic plants on soil fertility.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bind-X GmbH durchgeführt. Das Verbundvorhaben der Partner Bind-X GmbH und W. Neudorff GmbH KG zielt auf die Erforschung, Etablierung und Validierung der Biomineralisation als effektive, nicht-chemische und zulassungsfreie Herbizidalternative für den Produktionsgartenbau. Unter Biomineralisation versteht man einen natürlichen biogeochemischen Prozess der Substratverfestigung, der auf der bakteriellen Abscheidung des Minerals Calcit (bzw. anderer CaCO3-Modifikationen) basiert. Dieser natürliche Prozess findet bei ubiquitär vorhandenen Bodenbakterien weltweit in Böden und anderen Habitaten statt. Durch die im Vorhaben angestrebte, zielgerichtete Mineralisation wird von den eingesetzten Bakterien eine wasser- und luftdurchlässige, mechanische Barriere unter der Bodenoberfläche gebildet. Diese Barriere soll das Durchbrechen von Unkräutern verhindern, während die gepflanzten oder ausgekeimten Kulturpflanzen nicht in ihrem Wachstum beeinträchtigt werden. Kommerzielle Anwendungen der Biomineralisation existieren bereits, konzentrieren sich allerdings auf Anwendungen in der Staubbindung (v.a. im Bergbau). Für eine Anwendung im Produktionsgartenbau sind diese Anwendungen u.a. aufgrund der hohen Kosten, bezogen auf die ausgebrachte Fläche, nicht geeignet. Das Vorhaben beinhaltet daher die Auswahl und Untersuchung neuartiger Formulierungen sowie einer möglichen Applikationstechnik für die Biomineralisation, um die Grundlage für eine kompetitive Anwendbarkeit der Biomineralisation im Produktionsgartenbau zu etablieren. Das Vorhaben schafft so die grundlegenden Voraussetzungen für die Entwicklung eines innovativen, anwendungsfreundlichen und vor allem zulassungsfreien Produkts zur effizienten und wirtschaftlichen Unkrautbekämpfung, das mit nur gering modifizierter Landmaschinentechnik ausgebracht werden kann.

Die Rolle gruener Pflanzen im Kohlenmonoxid-Haushalt der Atmosphaere und der Mechanismus der lichtabhaengigen Kohlenmonoxid-Bildung

Das Projekt "Die Rolle gruener Pflanzen im Kohlenmonoxid-Haushalt der Atmosphaere und der Mechanismus der lichtabhaengigen Kohlenmonoxid-Bildung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachbereich 10 Biologie, Institut für Botanik durchgeführt. Organismen greifen in den Kohlenmonoxidhaushalt der Atmosphaere ein, sie koennen CO bilden und freisetzen und CO aufnehmen und in ihre Stoffwechselprodukte einbauen. Die wichtigsten Verbraucher von CO aus unserer Umwelt sind Bodenbakterien, deren Stoffwechsel dazu beitraegt, dass global der CO-Gehalt der Atmosphaere trotz anthropogener Emissionen unter Kontrolle bleibt. Auch Pflanzen koennen atmosphaerisches CO verbrauchen und in verschiedene organische Verbindungen einbauen. Unsere Untersuchungen haben aber gezeigt, dass die oberirdischen gruenen Teile von Pflanzen mehr CO abgeben als aufnehmen, d. h. in der Bilanz finden wir immer eine Netto-CO-Abgabe (0.5-1.0 nmol h exp.-1 x g exp.-1 Frischgewicht). Neben den Umweltproblemen und dabei speziell der Rolle der Pflanzen fuer den CO-Haushalt der Atmosphaere interessiert uns der biochemische Mechanismus der CO-Bildung durch die gruenen Pflanzenteile. Licht foerdert diese CO-Produktion stark; sie spricht auf Temperaturaenderungen und veraenderte CO2/O2-Verhaeltnisse der Atmosphaere ganz aehnlich an wie die Photorespiration. Bei bestimmten Reaktionen des photorespiratorischen C-Flusses entstehen C1-Fragmente, die ueber die Bildung von Ameisensaeure zur CO-Bildung beitragen koennten.

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