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Erprobung des Lavendelanbaus zur Förderung der Biodiversität in einer nachhaltigen Landwirtschaft in Thüringen (LaWiTa)

Zielsetzung und Anlass: In Deutschland sind etwa 48 % der 557 in der roten Liste bewerteten Bienen- und Hummelarten bestandsgefährdet oder sogar schon ausgestorben (Bundesamt für Naturschutz 2011). Die Gründe für diesen Rückgang sind vielfältig und komplex, aber grundsätzlich verknüpft mit einer qualitativen Verschlechterung und einem quantitativen Verlust von Lebensräumen für diese Insekten. Unter anderem ist dies das Ergebnis der monotonen sowie intensiven Landwirtschaft und der damit einher gehenden Artenverarmung von Agrarökosystemen, die wiederum weniger Raum und Nahrung für Wildinsekten bieten. Als Folge besteht das Risiko, dass Ökosystemleistungen durch Bestäuberinsekten in Deutschland nicht mehr ausreichend erbracht werden können. Darum hat der Ausbau einer insektenverträglichen Landbewirtschaftung eine wichtige Bedeutung. Das Projekt behandelt die Arzneipflanze Lavendel (Lavandula angustifolia), dessen Anbau in landwirtschaftlichen Betrieben erprobt werden soll und zu einer Erweiterung der Kulturpflanzenvielfalt in der Agrarlandschaft beitragen soll. Der Lavendel bringt ausgezeichnete Eigenschaften mit sich, um im Feldanbau als Lebensraum und Nahrungsquelle für Insekten zu dienen. Durch das Projekt soll der Naturschutz mit einer neuen, nachhaltigen Naturnutzung in Nutzlandschaften durch den Anbau von Lavendel kombiniert werden. Damit soll ein wesentlicher Beitrag zu umweltfreundlicheren und vielfältigeren Agrarökosystemen geleistet werden. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Fachhochschule Erfurt mit externen Projektpartnern werden kleine Lavendelfelder mit durchschnittlich 1000 m² in der Agrarlandschaft an ausgewählten Standorten auf landwirtschaftlichen Flächen entstehen und wissenschaftlich untersucht. Mithilfe eines Monitoringsystems soll der Einfluss des Lavendels auf die Artenvielfalt von Tagfaltern und Wildbienen entomologisch untersucht werden. Um eine Bewertung der Maßnahme zu ermöglichen, werden zum Vergleich Daten aus der typischen Agrarlandschaft sowie in der Landwirtschaft gängigen Umweltschutzmaßnahmen (z.B. mehrjährige/einjährige Blühstreifen) hinzugezogen. Gleichzeitig wird die Wirtschaftlichkeit des Lavendelanbaus auf den beteiligten Praxisbetrieben in Thüringen untersucht. Dabei werden spezifische Parameter analysiert und ätherisches Öl im Rahmen einer Destillation gewonnen. Mit einer ersten Berechnung der Erlöse aus dem Lavendelanbau und einer Kostenanalyse kann ein Rückschluss auf die wirtschaftliche Rentabilität des Lavendelanbaus in Thüringen und Deutschland gezogen werden. Ziele: Als Gesamtziel ergibt sich ein wichtiger Beitrag zu umweltfreundlicheren und vielfältigeren Agrarökosystemen. Im Projekt werden folgende Ziele verfolgt: a. Entwicklung einer langfristigen, nachhaltigen und bodenschonenden Nutzung der natürlichen Ressourcen durch eine extensive und mehrjährige Kultur b. Aussage über die agrarökologische Eignung und wirtschaftliche Tragfähigkeit des Lavendelanbaus unter Thüringer Klimabedingungen c. Überprüfung der Einflüsse des Lavendelanbaus auf Wildbienen und Tagfalter in der Agrarlandschaft und einem Abgleich mit üblichen Agrarumweltmaßnahmen d. Erfassung der wichtigen quantitativen und qualitativen Eigenschaften des ätherischen Öls zur Bewertung der Eignung in der Arznei- und Lebensmittelindustrie e. Sensibilisierung der Bevölkerung durch Aufklärungs-, Öffentlichkeits- und Bildungsarbeit im Bereich der nachhaltigen Landbewirtschaftung und des Naturschutzes

Biochemie und Regulation der tageszeitspezifischen Duftstoffbildung bei Pflanzen

Für einige Höhere Pflanzen ist die Bestäubung durch Insekten essentiell für die Fruchtbildung und Reproduktion. Um eine effiziente Anlockung zu ermöglichen, präsentieren Pflanzen ihre Blüten in eindrucksvollen Farben und Formen. Zusätzlich können Blüten eine Vielzahl von Duftstoffen emittieren. Letztere werden nicht selten tageszeitspezifisch gebildet, um spezifisch tagsüber tagaktive Bienen und nachts nachtaktive Motten anzulocken. Düfte werden auch emittiert, um Herbivoren abzustoßen oder die Fressfeinde der Herbivoren nach Befall anzulocken, um diese zu vernichten bzw. zu dezimieren (Pathogenabwehr). Während die chemische Zusammensetzung solcher emittierten Düfte bereits in vielen Fällen sehr gut untersucht ist, sind die zugrundeliegenden Biosyntheswege, die entsprechenden Enzyme und vor allem die Regulation dieser so gut wie nicht aufgeklärt. In diesem Antrag sollen Regulationsmechanismen identifiziert werden, die eine tageszeitspezifische Synthese und Emittierung von Düften ermöglichen. In Betracht kommen verschiedene Regulationsebenen, z.B. Transkription, Translation, Aktivität und Emittierung aus Duftorganen. Für die Arbeiten sind Stephanotis floribunda und verschiedene Tabakspezies ausgewählt worden, da einerseits die Zusammensetzung ihrer Düfte bekannt sind und diese Pflanzen einen Großteil ihrer Duftstoffe nachts emittieren. Ziel dieses Projekts ist es, nacht-spezifische Regulationssysteme und -netzwerke zu detektieren und zu charakterisieren, die es den Pflanzen ermöglichen, gezielt Insekten anzulocken.

Ecological valuation of crop pollination in traditional Indonesian homegardens

Traditional Indonesian homegardens harbour often high crop diversity, which appears to be an important basis for a sustainable food-first strategy. Crop pollination by insects is a key ecosystem service but threatened by agricultural intensification and land conversion. Gaps in knowledge of actual benefits from pollination services limit effective management planning. Using an integrative and agronomic framework for the assessment of functional pollination services, we will conduct ecological experiments and surveys in Central Sulawesi, Indonesia. We propose to study pollination services and net revenues of the locally important crop species cucumber, carrot, and eggplant in traditional homegardens in a forest distance gradient, which is hypothesized to affect bee community structure and diversity. We will assess pollination services and interactions with environmental variables limiting fruit maturation, based on pollination experiments in a split-plot design of the following factors: drought, nutrient deficiency, weed pressure, and herbivory. The overall goal of this project is the development of 'biodiversity-friendly' land-use management, balancing human and ecological needs for local smallholders.

Förderung von Winter-Linden als wichtige Träger der Biodiversität in Mittel- und Hochwäldern

BiodivMon: Neue Technologien für Bestäubermonitoring (ANTENNA)

Abmilderung von Trockenstress Auswirkungen durch nachhaltiges Management: interaktive Effekte von Trockenstress, Insektenbestäubung und Mischanbau auf Pflanzenmerkmale und Erträge von Ackerbohnen

Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen für die Menschheit. Viele Ökosysteme und auch die Landwirtschaft sind stark davon betroffen. Ungünstige Klimabedingungen, wie Trockenheit, beeinträchtigen die Leistung von Pflanzen, verringern Erträge von Nutzpflanzen, stören Pflanze-Bestäuber Interaktionen und bedrohen somit bereitstellende und regulierende Ökosystemdienstleistungen, wie die Bereitstellung von Nahrungsmitteln und Bestäubung. Um stabile Erträge in der Zukunft zu sichern, ist es von größter Bedeutung, nachhaltige Bewirtschaftungsmethoden zu entwickeln und einzuführen, welche die Biodiversität in der Agrarlandschaft schützen, Einträge reduzieren und Auswirkungen von Trockenstress auf Nutzpflanzen reduzieren. Diversifizierungsmaßnahmen, wie beispielsweise der Mischanbau haben sich als eine vielversprechende Option erwiesen. Jedoch ist nicht bekannt, wie sich Trockenstress und Mischanbau in Wechselwirkung auf Blütenmerkmale von Nutzpflanzen auswirken, sowie auf das damit verknüpfte Verhalten von Bestäubern und die daraus resultierenden Erträge. Das Hauptziel dieses Projektes besteht darin, zu untersuchen, wie sich das Zusammenspiel der Umwelteinflüsse Trockenheit und Insektenbestäubung auf Nutzpflanzenerträge auswirkt und ob der Mischanbau negative Einflüsse von Trockenstress auf Pflanzenmerkmale und daraus resultierende Effekte auf Bestäuber und Bestäubungsleistungen abmildern kann. Auf einem Versuchsfeld sollen Bestäuberausschluss-Käfige und Regendächer über Ackerbohnen (Vicia faba L.) Reinbestände und Winterackerbohnen-Winterweizen Mischbestände aufgebaut werden. Die Wechselwirkungen zwischen Trockenstress und Insektenbestäubung auf Blüten- und Ertragsmerkmale der Ackerbohne sollen untersucht werden sowie das Potential des Mischanbaus als Maßnahme zur Abschwächung von Trockenstressschäden bewertet werden. Außerdem werden Landschaften in unterschiedlichen klimatischen Regionen in Deutschland entlang eines Landschaftsheterogenitäts-Gradienten ausgewählt. Es soll bewertet werden, wie die Pflanzenleistung von den wechselseitigen Einflüssen des Mischanbaus, des Klimas, der Zusammensetzung verschiedener Bestäubergemeinschaften hinsichtlich ihrer funktionellen Merkmale, sowie Bestäuberdichten beeinflusst wird. Schließlich soll in einem kontrollierten Topfexperiment die Rolle des essenziellen aber oft übersehenen Nährstoffs Magnesium für die Ertragsleistung von Ackerbohnen unter Trockenheit untersucht werden, sowie die Wechselbeziehungen mit Insektenbestäubung. Basierend auf den Projektergebnissen, kann ein besseres Verständnis von direkten und indirekten Effekten von Klimawandel und biotischen Interaktionen in unterschiedlichen Anbausystemen gewonnen werden. Die Ergebnisse können einen Beitrag zur Entwicklung von Bewirtschaftungsstrategien leisten, die Biodiversität fördern und die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel stärken und somit die Ernährungssicherheit in der Zukunft gewährleisten.

Sonderforschungsbereich (SFB) 990: Ökologische und sozioökonomische Funktionen tropischer Tieflandregenwald-Transformationssysteme (Sumatra, Indonesien), Teilprojekt B09: Oberirdische Biodiversitätsmuster und Prozesse in Regenwaldtransformations-Landschaften

Die Steigerung ökologischer und sozio-ökonomischer Funktionen in tropischen Kulturlandschaften ist eine große Herausforderung. In diesem Projekt untersuchen wir oberirdische Biodiversitätsmuster und assoziierte ökologische Funktionen auf lokaler und Landschafts-Skala, wobei wir Tieflandregenwald, Kautschukplantagen und Palmölplantagen mit und ohne angrenzende Gewässer vergleichen. In Palmölplantagen untersuchen wir Insekten, Fledermäuse und Vögel sowie Herbivorie, Prädation, Parasitierung, Samenausbreitung und Bestäubung in Abhängigkeit von Management, Aufforstungen mit indigenen Baumarten sowie ISPO und RSPO Zertifizierung. Somit ist unser Projekt mit den ökologischen wie auch sozio-ökonomischen Projekten des SFB eng vernetzt.

LRT Mähwiesen innerhalb FFH

Besonders arten- und blütenreiche Mähwiesen, die durch eine extensive Bewirtschaftungsweise entstanden sind und entsprechend genutzt und gepflegt werden, sind geschützt. Sie bereichern die Kulturlandschaft mit ihrer Arten- und Strukturvielfalt und sind für den Fortbestand bestäubender Insekten wichtig. Der Datensatz „LRT Mähwiesen innerhalb FFH“ umfasst die Lebensraumtypen (LRT) „Magere Flachland-Mähwiesen“ (LRT 6510) und „Berg-Mähwiesen“ (LRT 6520), die innerhalb der FFH-Gebiete Thüringens liegen. Diese Mähwiesen sind als FFH-Lebensraumtypen nach Anhang I der FFH-Richtlinie und Biotope nach § 30 BNatSchG sowohl innerhalb als auch außerhalb von FFH-Gebieten durch europarechtliche und nationale Rechtsvorschriften geschützt. Hervorzuheben sind hier die Verschlechterungsverbote gemäß § 30 Abs. 2 und § 33 Abs. 1 BNatSchG. Dieser Schutz gilt auch für weitere Grünland-LRT, wie beispielsweise Trockenrasen, die nicht Teil dieses Datensatzes sind. Im Kartendienst des TLUBN können die „FFH-Lebensraumtypen (LRT) Offenland“ abgerufen werden. Die Attribute, die am Datensatz hinterlegt sind, beinhalten i.d.R. folgende Informationen: Lebensraumtyp-Code: internationaler Code für den Lebensraumtyp Lebensraumtyp-Name: Bezeichnung des Lebensraumtyps Gesamtbewertung: Bewertung der jeweiligen Einzelfläche nach einer standardisierten Methode (Kartier- und Bewertungsschlüssel FFH-Offenland-Lebensraumtypen Thüringen, 2021) hinsichtlich Habitatstruktur, Arteninventar und Beeinträchtigungen. A. hervorragende Ausprägung B. gute Ausprägung C. mittlere bis schlechte Ausprägung Datum Geländeerfassung: Datum der Erfassung und Bewertung des Lebensraumtyps im Gelände

Arzneipflanzenanbau als Instrument einer modernen, ertragsorientierten und zugleich biodiversitätsfördernden Landwirtschaft, Teilvorhaben 2: Erhöhung der Ökosystemleistung im Praxisanbau

Zur Bestäubungsökologie der meisten Arznei- und Gewürzpflanzenarten (AGP) lagen bislang nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen vor, welche Bestäubungswege vorkommen, welche Insekten die einzelnen Pflanzenarten besuchen, welchen Anteil sie an der Bestäubung haben und welchen Einfluss sie auf die Ertrags- und Qualitätsbildung ausüben. In Phase 1 des Vorhabens wurde modellhaft für drei Pflanzenarten eine große Vielfalt an blütenbesuchenden Insektenarten identifiziert, mit Rückschlüssen auf deren Eignung als generelle Bestäuber und damit auf ihre Bedeutung als ökosystemare Dienstleister. Phase 2 öffnet das Vorhaben für weitere Partner und berücksichtigt neben weiteren AGP und ihren spezifischen Fragstellungen umfänglich den Bereich der Transfermaßnahmen. Diese werden federführend durch die FH Südwestfalen, FB Agrarwirtschaft, auf allen Ebenen der Wertschöpfungskette durchgeführt. Während für Anbaupraxis, Fach- und Naturschutzberatung die Wissensvermittlung zur strukturellen Förderung von Bestäubern vorrangig sind, werden für die politischen Gremien Kennzahlen und Entscheidungshilfen bereitgestellt. Verarbeiter und Endverbraucher können sich über die verschiedenen blütenbesuchenden Insektenordnungen auf den Zielkulturen und deren Bedeutung für die Agrarökosysteme informieren. Die ökonomische und ökologische Bewertung des artenreichen Arzneipflanzenanbaus im Vergleich zu Alternativkulturen stellt für Anbauer wie auch für die Politik eine wichtige Entscheidungshilfe dar. Mit den methodischen Ansätzen sind Untersuchungen zur Ertragsrelevanz von gezielter Insektenförderung, der Optimierung der Produktionsverfahren sowie zur Biodiversitätsförderung vorgesehen. Die Identifizierung von Bestäuberinsekten und anderer Bestäubungswege sind auch unter dem Aspekt der Züchtung und Saatgutproduktion wichtig (Anis, Kamille). Weiterhin soll die Wirkung der Arzneipflanzen auf den Reproduktionserfolg von Bestäubern am Beispiel ausgewählter Wildbienenarten quantifiziert werden.

Arzneipflanzenanbau als Instrument einer modernen, ertragsorientierten und zugleich biodiversitätsfördernden Landwirtschaft, Teilvorhaben 3: Ertragsrelevanz von Bestäubern, Bestäubungswegen und -distanzen an der Echten Kamille

Zur Bestäubungsökologie der meisten Arznei- und Gewürzpflanzenarten (AGP) lagen bislang nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen vor, welche Bestäubungswege vorkommen, welche Insekten die einzelnen Pflanzenarten besuchen, welchen Anteil sie an der Bestäubung haben und welchen Einfluss sie auf die Ertrags- und Qualitätsbildung ausüben. In Phase 1 des Vorhabens wurde modellhaft für drei Pflanzenarten eine große Vielfalt an blütenbesuchenden Insektenarten identifiziert, mit Rückschlüssen auf deren Eignung als generelle Bestäuber und damit auf ihre Bedeutung als ökosystemare Dienstleister. Phase 2 öffnet das Vorhaben für weitere Partner und berücksichtigt neben weiteren AGP und ihren spezifischen Fragstellungen umfänglich den Bereich der Transfermaßnahmen. Diese werden federführend durch die FH Südwestfalen, FB Agrarwirtschaft, auf allen Ebenen der Wertschöpfungskette durchgeführt. Während für Anbaupraxis, Fach- und Naturschutzberatung die Wissensvermittlung zur strukturellen Förderung von Bestäubern vorrangig sind, werden für die politischen Gremien Kennzahlen und Entscheidungshilfen bereitgestellt. Verarbeiter und Endverbraucher können sich über die verschiedenen blütenbesuchenden Insektenordnungen auf den Zielkulturen und deren Bedeutung für die Agrarökosysteme informieren. Die ökonomische und ökologische Bewertung des artenreichen Arzneipflanzenanbaus im Vergleich zu Alternativkulturen stellt für Anbauer wie auch für die Politik eine wichtige Entscheidungshilfe dar. Mit den methodischen Ansätzen sind Untersuchungen zur Ertragsrelevanz von gezielter Insektenförderung, der Optimierung der Produktionsverfahren sowie zur Biodiversitätsförderung vorgesehen. Die Identifizierung von Bestäuberinsekten und anderer Bestäubungswege sind auch unter dem Aspekt der Züchtung und Saatgutproduktion wichtig (Anis, Kamille). Weiterhin soll die Wirkung der Arzneipflanzen auf den Reproduktionserfolg von Bestäubern am Beispiel ausgewählter Wildbienenarten quantifiziert werden.

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