Das Projekt "Einfluss von Begruenungspflanzen im Steilhang auf das Wachstum und die Gesundheit von Reben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. Die Begruenung von Weinbergen hat sich in den letzten Jahren weitgehend durchgesetzt. Sie ermoeglicht z.B. einen wirkungsvollen Bodenschutz, beugt physiologischen Krankheiten (Chlorose, Stiellaehme) vor und foerdert wichtige Nuetzlinge. Im Gegensatz zu den Rebflaechen in Flach- und Hanglagen bereitet die Begruenung in Steillagen noch erhebliche Probleme. Daher werden Versuche mit verschiedenen Pflanzen und Techniken durchgefuehrt. Ziel ist es, Begruenungen in Steillagen zu etablieren und zu pflegen. Gleichzeitig werden die Auswirkungen auf abiotische und biotische Krankheiten der Rebe untersucht.
Das Projekt "UV-B-Schirmpigmente/ Einfluss von UV-B-Strahlung auf die Schirmpigmente der Buche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH, Institut für Biochemische Pflanzenpathologie durchgeführt. Erste Arbeiten zu Schutzmechanismen von Waldbaeumen gegen erhoehte UV-B-Strahlung hatten gezeigt, dass Nadelbaeume auf zunehmende UV-B-Strahlung mit einer verstaerkten Bildung von Flavonoiden reagieren. Die Verbindungen tragen neben ihrer Flavonol-Grundstruktur, die eine Abschirmung in den Bereichen UV-A und UV-B erlaubt, zwei substituierte Zimtsaeurereste, die vor allem eine starke Absorption von UV-B-Strahlung zur Folge haben. Diese Pigmente wurden ausschliesslich in der Epidermis der Nadeln nachgewiesen, was eine Funktion als UV-B-Schirmpigmente unterstuetzte. In dem vorliegenden Projekt konnte nun gezeigt werden, dass die Buche als wichtigster Laubbaum in Bayern verwandte Schutzmechanismen aufweist. Dazu wurden in zwei Experimenten Buchenkeimlinge unter jeweils vier unterschiedlichen UV-B-Bedingungen kultiviert und die UV-B-abhaengige Bildung phenolischer Inhaltsstoffe untersucht. Diese Metabolite wurden isoliert und ihre Struktur mit Hilfe spektroskopischer Methoden ermittelt. Es zeigte sich, dass auch die Buche Pigmente aus der Klasse der Flavonoide bildet, die substituierte Zimtsaeuren zur wirksamen UV-B-Abschirmung tragen. Ausserdem wurden grosse Mengen aehnlicher Strukturen in den Zellwaenden vor allem der Epidermiszellen gefunden. Mit Hilfe der UV-induzierten Chlorophyllfluoreszenz konnte zudem eine starke Abschirmung von UV-A- und UV-B-Strahlung durch die Blattepidermis gezeigt werden. Am natuerlichen Standort ist die Buche einem Zusammenspiel vieler oekologischer Faktoren ausgesetzt. So kann die Erhoehung der UV-B-Strahlung eine Aenderung der Empfindlichkeit gegenueber anderen Stressfaktoren zur Folge haben. Als Beispiel fuer eine Wechselwirkung zweier Faktoren wurde in einem weiteren Expositionsexperiment die UV-B-bedingte Praedisposition der Buchenblaetter fuer die Infektion durch das Blattpathogen Apiognomia errabunda untersucht. Die ersten Ergebnisse deuten an, dass erhoehte UV-B-Strahlung eine nachfolgende Infektion durch das Pathogen foerdert.
Das Projekt "Untersuchungen ueber die Einsatzmoeglichkeiten von 'Gruensalz' zur Vorbeugung und Behebung der Chlorose im Weinbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. Da Gruensalz u.a. Eisensulfat enthaelt, ist es wahrscheinlich zur Vorbeugung und Behebung der Chlorose im Weinbau geeignet. Damit waere zu erreichen, dass die nicht erwuenschte Verklappung auf dem Meer reduziert wuerde. Im einzelnen sollen in Gefaess- und Freilandversuchen folgende Fragen geklaert werden: 1) Eignet sich Gruensalz zur Behebung der Chlorose? 2) Wie wirkt sich Gruensalz auf Wachstum, Ertrag und Gesundheitszustand der Reben aus? 3) Wie ist Gruensalz zu dosieren, um eine therapeutische Wirkung zu erzielen, eine Schaedigung der Reben durch Ueberduengung jedoch auszuschliessen? 4) Welche Ausbringungstechnik ist am zweckmaessigsten? 5) Wie wirkt sich Gruensalz auf die physikalischen und die Bodenorganismen aus? 6) Besteht die Gefahr einer Umweltbelastung (Kontamination des Grund- und Oberflaechenwassers)?
Das Projekt "Die Rolle von Stickstoff aus Eintraegen in Fichtenoekosystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Pflanzenökologie durchgeführt. Objective: To generate information in order to elucidate the interference between air pollution and key physiological processes in forest trees. General information: the proposed research will investigate the role of atmospheric nitrogen input in causing forest decline in spruce. It is hypothesized that excess nitrogen uptake stimulates growth which under conditions of limited cation supply will lead to a nutrient imbalance with the known symptoms of needle yellowing. The role of nitrogen is manifold: (1) it will be taken up by above-ground parts and act on growth, (2) nitrate will cause cation leaching in the soil profile with the effect of acidification and its effects on roots, (3) ammonium appears to be taken up preferentially by roots of spruce, leaving nitrate in the soil which promotes leaching, (4) nitrification of ammonium will release protons, thus accelarating the acidification process. The proposed study will investigate the different fluxes of n in a forest ecosystem using 15n as tracer and using fertilization with nitrogen and sugar in order to perturb the nitrogen balance. The work is supplemented by glasshouse studies on aerial and root uptake processes and by fertilization experiments in the field. The natural 15n/14n and 13c/12c ratios will be measured in different compartments in order to get insight in the natural fate of ammonium and nitrate. All studies will be supplemented by investigations of the cation, carbon and water cycling of the ecosystem. It therefore contributes to the ecosystems studies on forest decline. It is expected that the proposed study will clarify the impact of ammonium and nitrate in forest ecosystem and make recommendations about possible acceptable immision loads.
Das Projekt "Untersuchung zur Wirkung von Mg-Mangel und Ozonbelastung - einzeln und in Kombination - auf junge Klonfichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Toxikologie und Genetik durchgeführt. Im Gegensatz zu anderen Chlorosen (normale winterliche Vergilbung, seneszenzbedingte oder durch reinen Mg-Mangel ausgelöste Vergilbung) wird die Montane Vergilbung von Fichten von einer Destabilisierung des Chl(orophyll)-a/b-Protein-Komplexes LHC II begleitet, einem Vorgang, der einsetzt, bevor funktionelle Störungen des Photosyntheseapparates festzustellen sind. Im vorliegenden Projekt soll untersucht werden, ob dieser Vergilbungstyp durch Mg-Mangel und O3-Belastung in geeigneter Kombination hervorgerufen und nach Absetzen der O3-Belastung rückgängig gemacht werden kann. In den Expositionskammern der GSF sollen mit Mg gut versorgte (grüne) und schlecht versorgte (ab dem 2. Nadeljahrgang vergilbende) junge Klonfichten im 1. Projektjahr niedriger, mittlerer bzw. hoher O3-Belastung ausgesetzt, im 2. Projektjahr durchweg bei niedriger O3-Belastung kultiviert werden. An 4-5 Terminen pro Jahr sollen der Chl- und Nährelementgehalt und die Fluoreszenzeigenschaften der Nadeln sowie die Stabilität des isolierten LHC II untersucht werden. Die zu erwartenden Ergebnisse sollen klären, ob die in montanen Lagen auftretende O3-Belastung bei Fichten, deren Vitalität durch Mg-Mangel beeinträchtigt ist, zusätzliche Schäden hervorruft, ob diese Schäden als Montane Vergilbung anzusprechen und inwieweit sie bei rückläufiger O3-Belastung reversibel sind.
Das Projekt "Dynamik von Eisen im Blattapoplasten und ihre Bedeutung für die Eisenversorgung von Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften (340), Fachgebiet Düngung und Bodenstoffhaushalt (340i) durchgeführt. Wachsende Blätter können sowohl über das Xylem als auch das Phloem mit Eisen (Fe) unterschiedlicher Bindungsform versorgt werden. Das Ziel des beantragten Vorhabens ist es, die Fe-Aufnahme aus dem Blattapoplasten in den Symplasten der Blattzellen in Abhängigkeit von pH-Wert, Fe-Bindungsform und Fe-Versorgungsgrad der Pflanzen zu untersuchen. Im Besonderen soll der Einfluß von Streß-induzierter pH-Erhöhung (u.a. Trockenstreß, erhöhtes CO2-Angebot im Wurzelraum) auf die Fe-Akkumulation im Blattapoplasten verfolgt werden. Es wird erwartet, näheren Aufschluß darüber zu bekommen, inwieweit die häufig beschriebene Fe-Inaktivierung im Blattapoplasten am Chlorosestandort die Folge von Streß-induzierter Wachstumslimitierung und damit nicht primäre Ursache der Fe-Mangelchlorose ist.
Das Projekt "Beteiligung der Schwermetalle Cadmium und Blei an der Entstehung der neuartigen Waldschaeden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Biologie II durchgeführt.
Das Projekt "Wirkmechanismus von Herbiziden am Beispiel von SAN 9789 (Chloroseausloeser)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Biologie II durchgeführt. Manche Herbizide wirken dadurch, dass sie die Akkumulation von Chlorophyll verhindern. Zu dieser Gruppe der Chloroseausloeser gehoert SAN 9789. Diese Substanz blockiert die Bildung der gefaerbten Carotinoide. Dies wiederum hat zur Folge, dass das Chlorophyll photooxidativ sich selbst und schliesslich das Plastidenkompartiment zerstoert, ohne dass die extraplastiden Zellfunktionen beeintraechtigt werden. Herbizide wie SAN 9789 sind deshalb fuer die Praxis so enorm interessant, weil sie auf Stoffwechselvorgaenge wirken, die im Tier und Mensch nicht vorkommen.
Das Projekt "Ursachen und Mechanismen der Eisentoxizität bei Naßreis (Oryza sativa L.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften durchgeführt. Eisentoxizität kann bei Naßrteis auftreten, weil nach Überstauung des Bodens, und somit O2-Ausschluß, Fe(III) zu leicht löslichem toxisch wirkenden Fe(II) reduziert wird. Die Intensität der Fe-Vergiftung hängt stark von der Sorte ab, wie eigene Untersuchungen in der Dominikanischen Republik bestätigen. Dort traten im Reisanbau starke Chlorosen auf, die bisher als Symptome von Fe-Toxizität gedeutet wurden, obwohl die Blattgehalte an Fe nicht als toxisch betrachtet werden konnten. Hier könnte der Ursprung der Fe-Toxizität in der Wurzel und nicht im Sproß lokalisiert sein. Andere Faktoren, wie gestörte Nährstoffaufnahme und/oder mikrobielle Aktivität, könnten dabei auch eine Rolle gespielt haben. In der vorliegenden Arbeit soll in Reissorten mit unterschiedlicher Fe-Toleranz durch eine Zufuhr von gestaffelten Fe-Konzentrationen entweder zur Wurzel oder zum Blatt sowohl in Nährlösungsversuchen, als auch in Böden (bekannt als Fe-toxisch- oder -nichttoxisch), einerseits der Ursprung der Schadwirkung (Blatt und/oder Wurzel lokalisiert werden, andererseits soll die Aufnahmeleistung der Wurzeln (Fe-Influx) als Funktion der Fe(II)-Konzentration in Nährlösung oder Boden bestimmt sowie Rhizospähreneffekte (Oxidation der Wurzelumgebung und die Besiedlung der Wurzeln mit Fe(III)- reduzierenden Bakterien) ermittelt werden. Das Zusammenführen aller Versuche soll zeigen, welche Bedingungen zu Fe-Toxiziät führen, wo die toxische Wirkung des Fe lokalisiert ist (Sproß oder Wurzel) und inwieweit unterschiedliche Fe-Toleranz in der Aufnahmeleistung der Wurzel, den Rhizosphäreneffekten oder den Entgiftungsmöglichkeiten (Oxidation von Fe(II) zu Fe(III) in der Pflanze) begründet ist. Neben dem wissenschaftlichen Interesse werden die zu erwartenden Erkenntnisse auch dem Reisanbauer und der Formulierung von Zuchtzielen dienlich sein.
Das Projekt "Physiologische und biochemische Untersuchungen zur montanen Vergilbung von Fichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, Institut für Genetik und für Toxikologie von Spaltstoffen durchgeführt. Ergebnisse: Die montane Vergilbung ist ein in den hoeheren Lagen des Schwarzwaldes haeufig beobachtetes Schadbild. Sie tritt auf an Standorten mit Magnesiummangel und einer hohen sommerlichen Belastung mit Ozon. Der Vorgang der Vergilbung ist dabei ein innerhalb weniger Wochen ablaufender Prozess. Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Einzelschritte der zur montanen Vergilbung fuehrenden Kausalkette aufzuklaeren und Umweltbedingungen klarer zu definieren, die das Symptom 'montane Vergilbung' ausloesen. Die Untersuchungen wurden an Fichten des PEF- Schwerpunktstandortes Freudenstadt/Schoellkopf durchgefuehrt. Bisher vorliegende Ergebnisse zum Abbau der Lichtsammelkomplexe bei hoher Lichtintensitaet und gleichzeitigem Magnesiummangel haben zum Verstaendnis der Photobiologie der Lichtsammelsysteme der Thylakoidmembran grundlegende Erkenntnisse beigetragen. Auf der Grundlage zeitlicher Veraenderungen im Gehalt an Pigment-Protein-Komplexen u.a. Parameter wird der Vergilbungsvorgang am Versuchsbaum in vier zeitlich aufeinanderfolgende Phasen gegliedert: Vergilbungsbeginn - Chlorophyll-a-Gehalt im normalen Fruehjahrsminimum (2 mg/g TS), - LHC II-Labilitaet steigt leicht. - Fv/Fm sinkt leicht (auf 0,80), - D1-Synthese/Chl entspricht der Kontrolle, - DI/Chl sinkt leicht ab; Fruehe Vergilbungsphase, - synchrone Abnahme der grossen Pigment-Protein-Komplexe um 20 Prozent. - LHC II-Labilitaet stark erhoeht, - Fv/Fm sinkt auf 0,75, - CP47/Chl sinkt auf 50 Prozent der Kontrollwerte, - D1-Synthese/Chl ca. 40 Prozent hoeher als Kontrolle, - D1/Chl sinkt leicht ab; Hauptphase der Vergilbung. - synchrone Abnahme der grossen Pigment-Protein-Komplexe um 34 Prozent, - LHC II-Labilitaet steigt nochmals leicht an. - Fv/Fm sinkt auf 0,55, - CP47/Chl pendelt sich bei 50 Prozent der Kontrollwerte ein. - D1-Synthese/Chl ca. 80 Prozent hoeher als Kontrolle, - D1/Chl sinkt auf ca. 30 Prozent der Kontrollwerte; Phase nach Abschluss der Vergilbung; - Stabilisierung des Chl-a-Gehaltes auf niedrigem Niveau, - Fv/Fm steigt auf 0,74.