Das Projekt "UV-Reflexion von Fruechten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Obstbau und Gemüsebau durchgeführt. Durch den zunehmenden Abbau der Ozonschicht in der Stratosphaere u.a. durch FCKWs werden auch die Fruechte im Obst- und Gemuesebau UV- und verstaerkt UVB-Strahlen ausgesetzt. Ziel des Projektes ist, negative Auswirkungen auf die Fruchtqualitaet obst- und gemuesebaulicher Nahrungsmittel zu untersuchen. Seit 1997 ist in den USA ein tragbares Spektralphotometer auf dem Markt, mit dem u a die Lichtreflexion im Bereich 190-1000 nm gemessen werden kann. Eigene Messungen an Apfelfruechten zeigten, dass hellgruene Fruechte wie 'Golden Delicious' das meiste und dunkelrote wie 'Royal Gala' das wenigste sichtbare Licht reflektieren. Im Bereich der UV-Strahlen war die Reflektion jedoch bei allen untersuchten Sorten mit Werten unter 1 Prozent sehr gering, so dass die UV-Strahlen fast ungehindert in das Fruchtfleisch eindringen koennen.
Das Projekt "PCDD/PCDF-Transfer in Zucchini und Tomaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Pflanzenernährung durchgeführt. Der Transfer von PCDD/PCDF aus dem Boden ueber die Wurzeln wurde bisher als unbedeutend angesehen; dafuer konnten durch eigene Untersuchungen an einer groesseren Zahl von Pflanzen weitere Belege erbracht werden. Eine Ausnahme bildet Zucchini, wo dieser Transfer auch in die Fruechte sehr gross ist. Aufgrund der relativ hohen PCDD/PCDF-Konzentrationen in Zucchinisprossen werden auch die als Ernterueckstaende im Boden verbleibenden Wurzeln hohe Belastungen aufweisen. In einem Freilandversuch sollen daher durch Anbau von Zucchini und zum Vergleich von einer Pflanzenart mit geringem Transfer (Tomate) in einem PCDD/PCDF-belasteten Boden die PCDD/PCDF-Konzentrationen in den Wurzeln und der Rhizosphaere dieser Pflanzen ermittelt werden. Ausserdem sollen in getrennten Versuchen Wurzelexsudate von Zucchini und Tomate gewonnen und durch Extraktion von PCDD/PCDF-belastetem Boden ueberprueft werden, ob Zucchiniwurzeln dioxin-mobilisierende Verbindungen in die Rhizosphaere abgeben. Ein Transfer Boden-Pflanze von polychlorierten Dibenzo-p-dioxinen und Dibenzofuranen (PCDD/PCDF) spielt nur bei im Boden wachsenden Speicherorganen wie Moehrenwurzeln und Kartoffelknollen eine Rolle, wobei der Transfer auch bei diesen Pflanzenorganen weitgehend auf die Schalen beschraenkt bleibt.Die PCDD/PCDF-Belastungen von Sprossorganen (Blaetter, Fruechte, Samen) stehen in keiner Beziehung zu den PCDD/PCDF-Konzentrationen der Boeden und sind selbst bei sehr hohen Bodenbelastungen auf atmogene PCDD/PCDF-Eintraege zurueckzufuehren. Eine Ausnahme bilden hierbei nur Zucchini und Kuerbis, deren PCDD/PCDF-Belastungen ein bis zwei Groessenordnungen ueber den Konzentrationen in allen untersuchten Sprossorganen anderer Pflanzenarten liegen. Fuer Zucchini konnte indirekt eine Ausnahme von PCDD/PCDF ueber die Wurzeln und eine Verlagerung in den Spross nachgewiesen werden. Ziel des ersten Vorhabens war es, am Beispiel von Zucchini zu untersuchen, ob die Aufnahme der extrem hydrophoben, im Boden fest an organische Substanz gebundenen PCDD/PCDF durch 'Dioxin-mobilisierende' Eigenschaften der Wurzelexsudate ermoeglicht wird. Hierzu wurden Zucchiniwurzelexsudate als Extraktionsmittel fuer einen hoch PCDD/PCDF-kontaminierten Boden eingesetzt und mit der Extraktionsleistung der Wurzelexsudate von Tomaten (eine Pflanzenart mit nachgewiesen sehr geringem PCDD/PCDF-Transfer) und H2O verglichen. Durch die Verwendung von Tomatenwurzelexsudaten konnte die Extraktionsausbeute im Vergleich zu H2O nicht gesteigert werden; dagegen wurden durch Zucchiniwurzelexsudate ca viermal so viel PCDD/PCDF aus dem Boden extrahiert. Dieses unerwartete Verhalten ist auf Substanzen in den Wurzelexsudaten von Zucchini zurueckzufuehren, die eine Mobilisierung der im Boden gebundenen PCDD/PCDF ermoeglichen und diese gleichzeitig in eine weniger hydrophobe, besser pflanzenverfuegbare Form ueberfuehren. Da eine Veraenderung der chemischen Struktur von PCDD/PCDF auszuschliessen ist, beruht die mobilisierende Wirkung ...
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Innotas Produktion GmbH,Niederlassung Wildau durchgeführt. Wasser gehört zu den essentiellen Ressourcen bei der Produktion von Obst und Gemüse. Wachstum und Ertrag stehen in direktem Zusammenhang mit der Wasserverfügbarkeit, die wegen des Klimawandels zukünftig auch in gemäßigten Klimazonen aufgrund längerer Zeiträume ohne oder mit geringen Niederschlägen eingeschränkt sein wird. Ziel ist die Entwicklung eines innovativen pflanzenbasierten, kameragestützten Steuerungssystems für die Irrigation von Feld- und Fruchtgemüse. Teilziel ist die Erforschung der Möglichkeiten IR-Kamerasysteme zur Bestimmung des Crop Water Stress Indexes in Kombination mit SWIR-Reflektometrie zur photogrammetrischen Bestimmung des Wasserstatus einzusetzen. Das Sensorsystem wird dazu an Schienen/Seilzug- und UAV-Trägersysteme angepasst. Neue Verfahren sind zu erforschen, um große Datenmengen über lange Wegstrecken outdoor und indoor im Gewächshausbereich ohne Störung zu übertragen und die auszuwertenden Bilddaten zur Steuerung der Irrigation zu verwenden. Zur Erforschung der berührungslosen Wasserstatusbestimmung werden zu Beginn des Vorhabens Messungen an Pflanzen und die Installation der IR-Kamera- und Sensorsysteme sowie die Entwicklung der photogrammetrischen Steuerungssoftware vorgenommen. Dabei ist es am Anfang von Bedeutung die berührungslosen Messungen des Wasserstatus parallel zu Kontrollmessungen mit destruktiven Verfahren einzusetzen. Anschließend folgt die Feinjustierung, die Programmierung der Auswerte- und Kontrollsoftware sowie die Erfassung georeferenzierter Bilddaten. Wesentliches Ziel des Projektes ist die Erforschung der Datenfernübertragungstechnik der Kamerabilddaten an den Zentralrechner über lange Wegstrecken und des Kommunikationssystems mit der Bewässerungseinrichtung. Im weiteren Verlauf findet ein Testbetrieb mit Datenprozessierung, -analyse und Ansteuerung der Irrigation sowie wissenschaftlicher Auswertung im Labor statt. Abschließend wird ein Labor-Funktionsmuster für das PLANTSENS System zusammengestellt und geprüft.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berliner Hochschule für Technik, Professur für Gärtnerische Pflanzenproduktion durchgeführt. Wasser gehört zu den essentiellen Ressourcen bei der Produktion von Obst und Gemüse. Wachstum und Ertrag stehen in direktem Zusammenhang mit der Wasserverfügbarkeit, die wegen des Klimawandels zukünftig auch in gemäßigten Klimazonen aufgrund längerer Zeiträume ohne oder mit geringen Niederschlägen eingeschränkt sein wird. Ziel ist die Entwicklung eines innovativen pflanzenbasierten, kameragestützten Steuerungssystems für die Irrigation von Feld- und Fruchtgemüse. Teilziel ist die Erforschung der Möglichkeiten, IR-Kamerasysteme zur Bestimmung des Crow Water Stress Indexes in Kombination mit SWIR-Reflektometrie zur photogrammetrischen Bestimmung des Wasserstatus einzusetzen. Das Sensorsystem wird dazu an Schienen- und UAV-Trägersysteme angepasst. Neue Verfahren sind zu erforschen, um große Datenmengen über lange Wegstrecken outdoor und indoor im Gewächshausbereich ohne Störung zu übertragen und die auszuwertenden Bilddaten zur Steuerung der Irrigation zu verwenden. Zur Erforschung der berührungslosen Wasserstatusbestimmung werden zu Beginn des Vorhabens Messungen an Pflanzen und die Installation der IR-Kamera- und Sensorsysteme sowie die Entwicklung der photogrammetrischen Steuerungssoftware vorgenommen. Dabei ist es am Anfang von Bedeutung die berührungslosen Messungen des Wasserstatus parallel zu Kontrollmessungen mit destruktiven Verfahren einzusetzen. Anschließend folgt die Feinjustierung, die Programmierung der Auswerte- und Kontrollsoftware sowie die Erfassung georeferenzierter Bilddaten. Wesentliches Ziel des Projektes ist die Erforschung der Datenfernübertragungstechnik der Kamerabilddaten an den Zentralrechner über lange Wegstrecken und des Kommunikationssystems mit der Bewässerungseinrichtung. Im weiteren Verlauf findet ein Testbetrieb mit Datenprozessierung, -analyse und Ansteuerung der Irrigation sowie wissenschaftlicher Auswertung im Labor statt. Abschließend wird ein Labor-Funktionsmuster für das PLANTSENS System zusammengestellt und geprüft.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von rabo R. Bormann & Sohn - Rainer und Dirk Bormann GbR durchgeführt. Wasser gehört zu den essentiellen Ressourcen bei der Produktion von Obst und Gemüse. Wachstum und Ertrag stehen in direktem Zusammenhang mit der Wasserverfügbarkeit, die wegen des Klimawandels zukünftig auch in gemäßigten Klimazonen aufgrund längerer Zeiträume ohne oder mit geringen Niederschlägen eingeschränkt sein wird. Ziel ist die Entwicklung eines innovativen pflanzenbasierten, kameragestützten Steuerungssystems für die Irrigation von Feld- und Fruchtgemüse. Teilziel ist die Erforschung der Möglichkeiten IR-Kamerasysteme zur Bestimmung des Crop Water Stress Indexes in Kombination mit SWIR-Reflektometrie zur photogrammetrischen Bestimmung des Wasserstatus einzusetzen. Das Sensorsystem wird dazu an Schienen/Seilzug- und UAV-Trägersysteme angepasst. Neue Verfahren sind zu erforschen, um große Datenmengen über lange Wegstrecken outdoor und indoor im Gewächshausbereich ohne Störung zu übertragen und die auszuwertenden Bilddaten zur Steuerung der Irrigation zu verwenden. Zur Erforschung der berührungslosen Wasserstatusbestimmung werden zu Beginn des Vorhabens Messungen an Pflanzen und die Installation der IR-Kamera- und Sensorsysteme sowie die Entwicklung der photogrammetrischen Steuerungssoftware vorgenommen. Dabei ist es am Anfang von Bedeutung die berührungslosen Messungen des Wasserstatus parallel zu Kontrollmessungen mit destruktiven Verfahren einzusetzen. Anschließend folgt die Feinjustierung, die Programmierung der Auswerte- und Kontrollsoftware sowie die Erfassung georeferenzierter Bilddaten. Wesentliches Ziel des Projektes ist die Erforschung der Datenfernübertragungstechnik der Kamerabilddaten an den Zentralrechner über lange Wegstrecken und des Kommunikationssystems mit der Bewässerungseinrichtung. Im weiteren Verlauf findet ein Testbetrieb mit Datenprozessierung, -analyse und Ansteuerung der Irrigation sowie wissenschaftlicher Auswertung im Labor statt. Abschließend wird ein Labor-Funktionsmuster für das PLANTSENS System zusammengestellt und geprüft.
Das Projekt "Wirkungen und Wirkungsmechanismen erhoehter UV-B-Strahlung in Kombination mit den variablen Umweltfaktoren Temperatur und CO2-Gehalt bei Nutzpflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Botanisches Institut, II. Lehrstuhl Pflanzenphysiologie durchgeführt. Im geplanten Vorhaben sollen die Wirkungen und Wirkungsmechanismen erhoehter UV-B-Strahlung in Kombination mit den variablen Umweltfaktoren Kohlendioxid und Temperatur auf Wachstum und Photosynthese bei Nutzpflanzen (Gerste, Roggen, Sonnenblumen, Gurke, Mais) untersucht werden. Die Pflanzenanzucht und Begasung mit CO2 erfolgt in zwei baugleichen Klimakammern, die im ersten Versuchsjahr in Karlsruhe fuer Sreeningexperimente bei kuenstlicher UV-B-Strahlung und variierbarem CO2 und erhoehter Temperatur (ca 5 Grad C ueber normal) eingesetzt werden. In Fortfuehrung bisheriger Untersuchungen werden ferner im ersten Versuchsjahr in zwei weiteren baugleichen Klimakammern in Portugal die Wirkungen erhoehter solarer UV-B-Strahlung auf Wachstum und Anpassung von Nutzpflanzen bei natuerlichen Aussenbedingungen untersucht. In den folgenden Versuchsjahren sollen dann alle Klimakammern zur Erforschung der Folgewirkungen erhoehter solarer UV-B-Strahlung bei erhoehtem CO2-Angebot und erhoehter Temperatur dienen. Erfasst werden Wachstumsparameter sowie der H2O/CO2-Gaswechsel und die Variable Chlorophyllfluoreszenz. Erwartet werden Aussagen ueber die Korrelation der Variablen Umweltfaktoren UV-B, CO2 und Temperatur im Hinblick auf Photosyntheserate und Biomasseproduktion.
Das Projekt "Widerstandsfaehigmachung von Tomaten gegen Umweltstress" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH, Institut für Biochemische Pflanzenpathologie durchgeführt. Objective: Ozone and other air pollutants may cause major crop losses in today's agriculture, and predictions suggest that this problem will only aggravate in the near future, in spite of current efforts to control anthropogenic emissions into the atmosphere. Although the problem is generally well recognized (EU directives 92/72/EEC; 96/62/EC), estimates on actual crop losses are very approximate. Moreover, our understanding of the underlying biological mechanisms does not allow to appraise indirect losses, due for example to increased susceptibility to biotic and abiotic stress. The objectives of this proposal are i) to provide data on ozone effects on tomato growth and fruit quality in both controlled chambers and open-top chambers in the field for the improvement of current critical levels for ozone, ii) to further our understanding on the role of two factors that are thought to be determining for air pollution sensitivity, i.e. ethylene and antioxidant enzymes, iii) to assess whether reduced susceptibility to air pollution and other oxidative stress conditions can be attained through genetic engineering of antioxidant enzymes. Tomato is chosen as a model plant because there are indications that this high input crop is sensitive to environmental stresses such as ozone and high light, it is amenable to transgene technology (in fact, it is amongst the first transgenic products to be released on the European market), and it is a crop of great nutritional value (being in many cases the major source of vitamin C intake) and economical importance. The competitiveness of Mediterranean tomatoes may be levelled up by reducing the susceptibility of the tomato fruit to environmental stress. U.S. tomatoes are harvested at an earlier, and therefore less sensitive, stage of fruit maturation. It is emphasized that, despite its economical importance, the study of air pollutants and oxidative stress in vegetable crops, and particularly in tomato fruit, is scientifically largely unexplored and therefore a novel contribution. This proposal brings together partners with proven expertise in different fields: plant biochemistry and indoor simulation of environmental conditions (GSF); plant environmental biology and physiology (CIEMAT), plant pathology (UPV), molecular aspects of oxidative stress (VIB,UH) molecular biology and biochemistry of tomato fruit (UNOTT), and biotechnology of tomato (ZPS). Because of the complementarity within our consortium architecture, we are uniquely positioned for a 'holistic' (top to bottom as well as bottom to top) approach of air pollutant stress in plants. ... Prime Contractor: Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit, Institut für Biochemische Pflanzenpathologie; Neuherberg; Germany.
Das Projekt "Innovative Sandwich-Folie zur Optimierung des Gemüseanbaus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Verein zur Förderung agrar- und stadtökologischer Projekte (ASP) e. V. - Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen einer Vorlaufforschung sollen neue, rotes Licht reflektierende Folien für Gewächshausböden und andere Oberflächen entwickelt werden, die die Erträge und die Antioxidantiengehalte von Tomaten und anderer Gemüsearten positiv und nachhaltig beeinflussen. Die Integration neuer Stoffkomponenten in die Folien, insbesondere Schichtkombinationen sowie bestimmte Herstellungsverfahren der Folien, ermöglichen eine effektivere Rückstrahlung des roten Lichts von diesen Folien auf die Pflanzen. Folgende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik bzw. der jetzigen Kulturführung sollen dadurch erreicht werden: - Positive Beeinflussung der pflanzenmorphologischen Reaktionen wie Blütenbildung oder Fruchtbildung, wenn dabei die Erhöhung des Rot-Blau-Verhältnisses eine entscheidende Rolle spielt. - Erhöhung der Erträge bei den Pflanzen, die auf die Erhöhung des Rot-Blau-Verhältnisses mit verstärkter Fruchtbildung reagieren. - Steigerung der Antioxidantien- und Zuckergehalte in den Früchten, wenn bei bestimmten Pflanzen die Synthese durch Erhöhung des Anteils an rotem Licht positiv beeinflusst wird. - Simulation des Endes der Vegetationsperiode durch Erhöhung des Anteils an dunkelrotem Licht bei den Pflanzen, die darauf mit einer Beschleunigung ihrer Entwicklung reagieren.
Das Projekt "'Cross Regional Influences' und Akzeptanz bei Umweltmanagementstandards in Obst- und Gemüsewertschöpfungsketten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Fachgruppe Geowissenschaften, Geographisches Institut durchgeführt. In internationalen Wertschöpfungsketten spielen Umweltmanagementstandards (EMS) eine zunehmend wichtige Rolle. Dabei ist die Einführung von EMS für die Produzenten häufig mit Problemen und Hemmnissen verbunden. Während die Rolle von Governance-Strukturen auf die Verbreitung von EMS bereits betrachtet wurde, existieren kaum Untersuchungen zum Einfluss unterschiedlicher Akteure außerhalb der Kette. Allerdings ist davon auszugehen, dass je nach Art der Kette, insbesondere Akteure der Zielregion (z.B. NGOs) über Konsumenten und Handel Einfluss auf den Produzenten bei der Einführung und Umsetzung der EMS nehmen können. Dabei stellt sich die Frage, inwiefern solche Cross Regional Influences (CRI) aus den Zielregionen, in Abhängigkeit von regionalen Unterschieden (z.B. von Entwicklungsstand, Ziel- und Wertemustern), zu Akzeptanzproblemen der Produzenten gegenüber den EMS führen können und damit die erfolgreiche Umsetzung und Verbreitung der EMS behindern. Ziel des Projektes ist es, am Vergleich der Obst- und Gemüsewertschöpfungsketten Kenia - EU und Südafrika - Subsahara-Afrika1 die Bedeutung von CRI und Akzeptanz auf die Einführung, Umsetzung und räumliche Verbreitung von EMS darzustellen, zu erklären und daraus Handlungsempfehlungen abzuleiten. Als theoretische Basis dienen Ansätze zu Wertschöpfungsketten, die durch die Bereiche CRI und Akzeptanz erweitert werden sollen. Die empirische Grundlage bieten qualitative Interviews entlang der Wertschöpfungsketten und quantitative Befragungen in den Produzentenregionen.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Sekundärmetabolismus unter UV-Einfluss in Gewächshauskulturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Gartenbauwissenschaften durchgeführt. Das Vorhaben hat zum Ziel, die wissenschaftlichen Grundlagen zur Veränderung der Pflanzenproduktion in Gewächshäusern mit hochtransparenten innovativen Bedachungsmaterialien zu untersuchen. Durch die erhöhte Transmission von sichtbarem Licht und von UV-Strahlen, sind Auswirkungen auf die Produktmenge, die Produktqualität, die pflanzeneigenen Resistenzmechanismen und den produktspezifischen Energieverbrauch das Ziel der Untersuchungen. In kleinen Versuchsgewächshäusern mit unterschiedlichen Eindeckungsmaterialien sind an gartenbaulich relevanten Kulturen, wie z.B. Fruchtgemüse und Topfkräutern, die Pflanzenentwicklung durch bildgebende, nicht destruktive Untersuchungsverfahren zu erfassen. Veränderungen im Gehalt und Muster sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe werden analytisch (GC; HPLC) bestimmt. Eine Validierung wissenschaftlicher Erkenntnisse wird anhand von Kulturen in einem Produktionsgwächshaus (10000 m2) eines Gartenbaubetriebes vorgenommen. Die Verwertung der Ergebnisse erfolgt durch den beteiligten Gartenbaubetrieb sowie durch die Verbände und wissenschaftliche Einrichtungen, die in einem projektbegleitenden Beirat zeitnah informiert werden.
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