Introduction: In Malaysia, excessive nutrients from livestock waste management systems are currently released to the environment. Particularly, large amounts of manure from intensive pig production areas are being excreted daily and are not being fully utilised. Alternatively, the excess manure can be applied as an organic fertiliser source in neighbouring cropping systems on the small landholdings of the pig farms to improve soil fertility so that its nutrients will be available for crop uptake instead of being discharged into water streams. Thus, there is a need for better tools to analyse the present situation, to evaluate and monitor alternative livestock production systems and manure management scenarios, and to support farmers in the proper management of manure and fertiliser application. Such tools are essential to quantify, and assess nutrient fluxes, manure quality and content, manure storage and application rate to the land as well as its environmental effects. Several computer models of animal waste management systems to assist producers and authorities are now available. However, it is felt that more development is needed to adopt such models to the humid tropics and conditions of Malaysia and other developing countries in the region. Objectives: The aim is to develop a novel model to evaluate nutrient emission scenarios and the impact of livestock waste at the landscape or regional level in humid tropics. The study will link and improve existing models to evaluate emission of N to the atmosphere, and leaching of nutrients to groundwater and surface water. The simulation outputs of the models will be integrated with a GIS spatial analysis to model the distribution of nutrient emission, leaching and appropriate manure application on neighbouring crop lands and as an information and decision support tool for the relevant users.
Biologische und gesundheitliche Wirkungen statischer Magnetfelder Statische Magnetfelder üben Kräfte auf magnetisierbare Metalle sowie auf sich bewegende elektrisch geladene Teilchen aus. Der Mensch nutzt stärkere Magnetfelder beispielsweise für bildgebende medizinische Verfahren. Untersuchungen haben gezeigt, dass statische Magnetfelder bis zu einer Stärke von vier Tesla keine direkten negativen Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Die Auswirkungen stärkerer statischer Magnetfelder müssen weiter erforscht werden. Das Erdmagnetfeld lenkt einen Teil der kosmischen Strahlung ab. Diese Strahlung ist ionisierend – also sehr energiereich – und kann Krebs bei Lebewesen verursachen. Am Äquator hat das Erdmagnetfeld eine magnetische Flussdichte von circa 30 Mikrotesla, an den Polen ist seine Stärke doppelt so groß. In Mitteleuropa sind es circa 48 Mikrotesla. Einige Fischarten können sehr schwache statische Felder, wie das Erdmagnetfeld, wahrnehmen und sich danach orientieren. Haie und Rochen haben sehr empfindliche Sinnesorgane in der Haut, die auf elektrische Felder reagieren, die das Magnetfeld im Salzwasser verursacht. Wanderfische wie der Lachs verwenden zur Wahrnehmung des Erdmagnetfeldes Magnetit (eine Verbindung aus Eisen und Sauerstoff) in der Nasenschleimhaut. Auch viele Vogelarten nehmen das statische Erdmagnetfeld wahr und orientieren sich danach. Sie nutzen dafür mehrere voneinander unabhängige Sinnesorgane: Spezielle Rezeptoren in der Netzhaut reagieren auf die Ausrichtung des Magnetfeldes. Im Schnabel befinden sich Zellen, die Magnetit enthalten und zur Wahrnehmung der magnetischen Feldstärke dienen. Auch Teile des Innenohrs reagieren auf Magnetfelder. Unter den Säugetieren besitzen nur einige wenige Tiere die Fähigkeit, sich nach dem Erdmagnetfeld zu orientieren. Sie leben in der Dunkelheit, wie zum Beispiel Fledermäuse, oder unterirdisch, wie die Nacktmulle (Nagetiere). Menschen können das Erdmagnetfeld nicht wahrnehmen. Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) Starke statische Magnetfelder bei der Magnet-Resonanz-Tomographie Beschäftigte und Patientinnen und Patienten können mit starken statischen Magnetfeldern zum Beispiel bei der Magnet-Resonanz-Tomographie (kurz: MRT , einem in der Medizin verwendeten bildgebenden diagnostischen Verfahren) in Kontakt kommen. Die aktuell in der klinischen Praxis verwendeten Geräte haben meistens eine magnetische Flussdichte von 1,5 oder 3 Tesla . In der Forschung werden bereits Geräte mit 7 bis 11 Tesla getestet, die zukünftig auch in der medizinischen Diagnostik eingesetzt werden sollen. Ob sich die stärkeren Felder bei den Patientinnen und Patienten oder beim medizinischen Personal gesundheitlich auswirken, wird derzeit erforscht. Zusätzlich zu den starken statischen Magnetfeldern werden in der Magnet-Resonanz-Tomographie zeitlich veränderliche Gradientenfelder und hochfrequente elektromagnetische Felder eingesetzt. Bei den Gradientenfeldern handelt es sich um niederfrequente Magnetfelder . Wissenslücken Stärkere Magnetfelder (oberhalb von vier Tesla ) wurden bisher nur unzureichend auf ihre Auswirkungen untersucht, da die Technologie der Magnet-Resonanz-Tomographie mit hohen magnetischen Flussdichten relativ neu ist. Deshalb gibt es in vielen Bereichen noch keine gesicherten Forschungsergebnisse über die gesundheitlichen Auswirkungen. Der Einfluss starker statischer Magnetfelder auf die Schwangerschaft und die Entwicklung des Embryos wurde bisher nur bei geringen Flussdichten untersucht. Dieses Wissen ist jedoch für die Sicherheit von schwangeren Patientinnen und medizinischem Personal wichtig. Aus Vorsorgegründen empfiehlt die Strahlenschutzkommission deshalb vor allem in den ersten drei Schwangerschaftsmonaten eine besonders strenge Abwägung des Nutzen-Risiko-Verhältnisses. Trotzdem wird diese Technologie zunehmend für die Diagnostik von Schwangeren genutzt, da dabei nicht wie beim Röntgen oder bei der Computertomographie ionisierende Strahlung angewandt wird. Ob die unangenehmen Wahrnehmungen und Einflüsse auf das Nervensystem die Leistungsfähigkeit des medizinischen Personals beeinträchtigen, muss ebenfalls untersucht werden, da eine solche Beeinträchtigung eine Gefahr für die Patientinnen und Patienten bedeuten könnte. Mäuse in und vor dem Tomographen Quelle: Universität Duisburg-Essen Forschung des BfS In mehreren vom BfS beauftragten Forschungsvorhaben (siehe Links bei "Zum Thema" am Seitenende) wurde untersucht, ob sich statische Magnetfelder von Magnet-Resonanz-Tomographen bei den Patientinnen und Patienten oder beim medizinischen Personal gesundheitlich auswirken könnten. Es zeigte sich bei Untersuchungen an Mäusen, dass Magnetfelder bis sieben Tesla keinen negativen gesundheitlichen Einfluss auf die Fruchtbarkeit männlicher Mäuse, die Schwangerschaft weiblicher Mäuse und die embryonale Entwicklung sowie die weitere Entwicklung der Jungtiere haben. In Untersuchungen an Menschen konnten unangenehme Empfindungen, vor allem Schwindel, bestätigt werden. Dies wirkte sich aber nicht auf die kognitive Leistungsfähigkeit wie Reaktionszeiten und Gedächtnis aus. Stand: 31.10.2025
Mykotoxine sind Metaboliten des Sekundärstoffwechsels mikroskopisch kleiner Pilze, vor allem der Gattung Aspergillus, Penicillium und Fusarium. In bestimmten Konzentrationen wirken sie toxisch für Mensch, Tier und Pflanze. Die als Feldpilze bekannten Fusarien bilden Mykotoxine (Trichothezen und Zearalenon) zum Teil schon während der Wachstums- und Reifungsphase des heimischen Futtergetreides und beim Mais. Trichothezen (Deoxynivalenol, DNO) übt eine zytotoxische Wirkung aus, indem es die Protein- und DNA-Synthese hemmt. Aufgrund seiner hohen Zytotxizität greift die Substanz an verschiedenen Systemen des Körpers ein, so dass infolge einer Abwehrschwäche Fruchtbarkeitsstörungen (Unfruchtbarkeit, Umrauschen), Aborte, Totgeburten und mimifizierte Früchtte sowie Uterusatrophie bei Sauen insbesondere bei Jungsauen aufgetreten sind. Im Gegensatz dazu sind die Zearalenone nicht toxisch. Ihre Aktivität im Tier besteht in einer östrogenen Wirkung, die zu Veränderungen an den Fortpflanzungsorganen und zu Fruchtbarkeitsstörungen beim Schwein führen. Ein Einfluss von Mykotoxin auf die Fruchtbarkeit wurde bisher weitgehend nach Fütterung von mykotoxin-haltigen Futtermitteln beobachtet. Grundlagenerkenntnisse über direkte negative Einflüsse von Mykotoxinen auf die Fruchtbarkeit können mit Hilfe von Untersuchungen mittels In-vitro-Kultivierung von Eizellen und Embryonen, ovariellen und uterinen Zellen gewonnen werden. Die physiologische Aktivität der genannten Zelltypen des weiblichen Reproduktionstraktes kann über funktionelle Tests gemessen werden, die ihrerseits darüber Auskunft geben, in welchem Maße die Leistungen dieser Zellen bzw. Embryonen störanfällig gegenüber Zearalenon und Trichothezen sind.
In marinen Ökosystemen kann der Klimawandel zu einem geringeren Nahrungsangebot und einer Zunahme von Extremwettern führen. Tiere, die unter diesen Bedingungen leben, müssen die physiologischen Prozesse anpassen, die für das Wachstum, das Überleben und die Fortpflanzungsfähigkeit entscheidend sind. Ein grundlegender Prozess in der ökologischen Energetik ist die Thermoregulation, und Sturmvögel reagieren mit Hypothermie auf Mangelernährung. Ziel der geplanten Studie ist es, Anpassung von Seevögeln an vorhersehbare und unvorhersehbare Schwankungen in der Versorgung besser zu verstehen. Dafür werden wir Thermoregulationsmuster untersuchen, einerseits von brütenden (fastenden) Altvögeln in Reaktion auf die vorhersehbare Abnahme der Körperreserven und andererseits von Nestlingen, die von der elterlichen Versorgung abhängig sind, und damit unvorhersehbare Schwankungen in der Versorgung erfahren. Wir werden die thermoregulatorischen Anpassungen identifizieren, die Nestlingen helfen, eine positive Energiebilanz zu erreichen, wenn sie unregelmäßigen Fütterungen erfahren. Bei Altvögeln untersuchen wir Schlüsselereignisse im Jahreszyklus, nämlich das Fasten während der Brutzeit und die Schlupfzeit der Küken. Mithilfe von RFID-Temperaturaufzeichnungen und CaloBox-Stoffwechselmessungen werden wir ermitteln, wie viel Energie durch eine Absenkung der Körpertemperatur eingespart werden kann. Wir werden auch feststellen, welche Folgen dies für die Entwicklung des Nestlings hat. Als Modellart für die Untersuchung von Hypothermie werden wir Dünnschnabel-Walvögel untersuchen, eine kleine Seevogelart, die in kalten Wetterbedingungen brütet und in der subantarktischen Meeresumwelt einem schwankenden Nahrungsangebot ausgesetzt ist.
In der vorliegenden Habilitationsschrift wird der Zusammengang von Bevölkerungswachstum und Umweltproblemen untersucht. Diese Thematik wird bislang in der umweltökonomischen Literatur kaum behandelt. Eine Ursache hierfür ist die Komplexität der Beziehungen zwischen Bevölkerungsentwicklung und Umweltproblemen. Anhand historischer und aktueller empirisch-deskriptiver Analysen wird zu klären versucht, inwieweit Bevölkerungswachstum durch die wirtschaftliche Entwicklung beeinflusst wird, und wie diese beiden Veränderungen die Inanspruchnahme der Umwelt als Schadstoffaufnahmemedium bestimmen. Eine Analyse der Theoriegeschichte zum Verhältnis von Natur und Bevölkerung und die Diskussion positiver und normativer ökonomischer Theorien der Fertilität zeigen die Möglichkeiten und Grenzen ökonomischer Modelle zur Erklärung und Beurteilung der Bevölkerungsentwicklung und der dadurch möglicherweise hervorgerufenen Umweltprobleme.
Leistungsvergleich verschiedener Fruchtfolgen mit zunehmendem Getreideanteil (50-75 v.H.) auf extrem leichten Boeden. Untersuchungen zum Fruchtbarkeitszustand unter der Einwirkung von Blattfruechten - einschliesslich Kleegras.
Anthropogene CO2 Emissionen werden zum Teil von den Ozeanen absorbiert und führen zu erniedrigten marinen pH und Karbonatwerten, dieser Prozess wird Ozeanversauerung genannt. Ozeanversauerung geht mit Ozeanerwärmung einher, zusammen bedrohen beide Umweltveränderungen das Leben im Meer. Fische wurden bisher als recht unempfindlich gegenüber diesen Veränderungen im Meerwasser eingeschätzt, da sie über hoch entwickelte Säure-Base- und Ionenregulation verfügen. Daher haben nur wenige physiologische Studien den Einfluss von Hyperkapnie auf die Physiologie und das Verhalten von Fischen untersucht, und häufig wurden dabei auch CO2 Partialdrücke eingesetzt, die weit jenseits der vom IPCC prognostizierten Werte für die nahe Zukunft liegen. Weiterhin wurden bisher nur wenige Lebensstadien untersucht, obwohl es immer mehr Anhaltspunkte dafür gibt, dass besonders die frühen Lebensstadien, die noch nicht über voll ausgeprägte homeostatische Kapazitäten und Verhaltenrepertoire verfügen, besonders empfindliche gegenüber OAW reagieren. Weiterhin lassen viele aktuelle Studien eine integrative Analyse von physiologischen Antworten auf zellulärer, Gewebe- und Ganztierebene vermissen, außerdem fehlt uns ein generelles Verständnis des evolutionären (generationenübergreifenden) Anpassungspotentials von Fischen an den Klimawandel. FITNESS versucht kritische Wissenslücken zu schließen, indem die synergistischen Auswirkungen von OAW auf Zell-, Gewebe- und Ganztierebene an verschiedenen Lebensstadien (Embryonen, Larven, Jungfische und Adulte) an warm-temperaten Wolfsbarschen (Dicentrarchus labrax) untersucht werden. Dabei untersucht FITNESS die physiologischen Reaktionen zwischen F0 und F1 Generationen von Fischen, von denen bereits die Elterntiere verschiedenen OAW-Szenarien ausgesetzt waren; weiterhin werden auch Wildpopulationen untersucht. Damit bereitet FITNESS den Weg für eine ganzheitlichere Analyse der Populationsakklimatisation und -adaptation, indem phänotypische Veränderungen mit Darwin'schen Fitnessfaktoren verknüpft und die Vererbbarkeit physiologischer Schlüsselparameter untersucht werden. Um weiterhin unser Ursache-Wirkungs-Verständnis von OAW voran zu treiben, werden konzeptionelle Modelle eingesetzt, die die Antworten auf Zell-, Gewebe- und Ganztierebene parametrisieren und in physiologisch-bioenergetische Modelle einfließen lassen, um mögliche Anpassungskapazitäten und Abstriche in Wachstum, Reproduktion und Mortalitätsrisiko abzuschätzen. FITNESS profitiert dabei von den großzügigen Aquakulturkapazitäten in Frankreich, in denen eine große Anzahl von Fischen (größer als 1000) über zwei Generationen hinweg sowohl unter Labor- als auch unter Feldbedingungen verfolgt werden kann. Weiterhin kommen FITNESS die enge Zusammenarbeit mit aktuellen Ozeanversauerungsprojekten in Deutschland (BIOACID) und Portugal zugute, die sich mit Kalt- bzw. Warmwasserfischen beschäftigen und somit Vergleiche über einen weiten Bereich von Temperaturfenstern erlauben.
Tierzuchtfonds als gemeinsame Initiative von vier Partnern aus Tierschutz und Landwirtschaft bündelt die Förderung von Spendern, um sinnvolle und effektive Projekte für eine artgemäße Tierzucht zu unterstützen. Die Projektauswahl erfolgt anhand klarer Förderkriterien in einem transparenten Verfahren. Ein Vergabekreis aus Vertretern aller Partnerorganisationen des Tierzuchtfonds entscheidet unter Beteiligung fachlicher und wissenschaftlicher Gutachter über die Unterstützung von Projekten. Projekte: Lebendige Geschwisterküken: 50 Millionen männliche Küken jährlich werden sofort nach der Geburt getötet. Ihre Mast lohnt sich nicht. Ökologische Geflügelhalter entwickeln Alternativen - mit Unterstützung des Tierzuchtfonds. Je länger, je lieber - Rinderzucht auf Lebensleistung: Statt kurzfristiger Höchstleistung verbessern vorausschauende Milchviehhalter die langjährige Gesundheit und Fruchtbarkeit ihrer Kühe. Die Arbeitsgemeinschaft für Rinderzucht auf Lebensleistung bündelt das Wissen und die praktische Erfahrung. Stiere zurück auf die Bauernhöfe: Öko-Bauern und Berater helfen der Zuchtstierhaltung auf die Sprünge, damit zukunftsfähige Rinderzucht wieder auf den Höfen stattfindet. Eine Chance für das Alte Schwarzbunte Rind: Das bestandsgefährdete robuste Schwarzbunte Niederungsrind wird auf seine Eignung für die ökologische Haltung überprüft, und praxistaugliche Zuchtstrategien werden ausgearbeitet. Typisch Kuh?: Schweizer Wissenschaftlerinnen beobachten das arttypische Verhalten der Milchkuh. Sie forschen nach Zuchtkriterien für eine gesunde Gesamtkonstitution.
Weizen ist eines der wichtigsten Nahrungspflanzen weltweit und hohe Erträge tragen maßgeblich zur globalen Ernährungssicherheit bei. In umfangreichen Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass das Ertragspotenzial moderner Weizensorten in erster Linie durch kontextabhängige Senke-Quelle-Beziehungen eingeschränkt ist: Moderne Sorten zeichnen sich zwar durch Verbesserungen in fast allen maßgebenden Merkmalen aus; jedoch tragen sie immer noch viele unerwünschte Allelkombinationen.Wir führten eine umfassende Phänotypisierung von quellen- sowie senkenbezogenen Merkmalen unter verschiedenen Umwelt- und Bewirtschaftungsszenarien in einem großen historischen Panel europäischer Winterweizensorten durch. Dadurch konnten wir moderne Sorten einerseits mit erhöhter Quellenstärke identifizieren, die z.B. durch eine hohe Wasser- und Stickstoffaufnahmeeffizienz, ein hohes Biomassepotenzial und/oder eine hohe Strahlungsinterzeptions- und -nutzungseffizienz begünstigt wird. Andererseits identifizierten wir auch Sorten mit einer bemerkenswerten Senkenstärke aufgrund einer hohen Anzahl von Körnern pro Flächeneinheit. Diese vermeintlichen physiologischen Vorteile führten jedoch nicht immer zu einem höheren Kornertrag: Stattdessen zeigten solche Genotypen oft Senkendefizite in Form von unregelmäßiger Kornbildung, räumlich-zeitlicher Variabilität der Kornentwicklung oder anderen Quelle-Senke-Kompromissen.Ziel dieses Teilprojekts im Paketantrag "Weizen Senke-Quelle-Beziehungen und Grenzen (WheatSouSi)" ist es, die räumliche Verteilung der Kornzahl bzw. -größe in Relation zur Anzahl der Spindelstufen am Haupttrieb und Nebentrieben in genetisch unterschiedlichen Winterweizensorten unter verschiedenen Umweltbedingungen zu beschreiben. Darüber hinaus werden Beziehungen zwischen wasserlöslichen Stängelkohlenhydraten, Pollenfertilität, Kornansatz und Korngewicht in einem räumlichen Zusammenhang entlang der Ähre unter verschiedenen Umweltbedingungen untersucht. Diese Daten werden verwendet, um die Vor- und Nachteile verschiedener Allelkombinationen von Schlüsselgenen für Fertilität und Kornzahl in Bezug auf die Verfügbarkeit von Kohlenhydraten unter abiotischen Stressbedingungen zu bewerten. Schließlich werden gemeinsame Analysen mit drei anderen kooperierenden Projekten durchgeführt, um abiotische Stressreaktionen zu verschiedenen Entwicklungszeitpunkten zu untersuchen, Kohlenhydrate in Quelle-Senke-Modelle zu implementieren und merkmalsbezogene Allelfrequenzänderungen im Zusammenhang mit der züchterischen Selektion auf Kornertrag zu erörtern. Insgesamt werden diese umfassenden gemeinsamen Analysen neue Einblicke in die Auswirkungen des Zuchtfortschrittes für den Kornertrag auf die Quellen-Senken-Beziehungen bei modernem Weizen geben.
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