Das Projekt "SP2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung durchgeführt. Ziel des Subprojektes ist die Charakterisierung des Einflusses verschiedener Zwischenfruchtarten auf das Wurzelwachstum und den Ernährungs- und Gesundheitszustand der Folgefrucht Mais in einer Langzeitrotation. Dabei liegt ein Hauptaugenmerk auf der Beschreibung der N-Aufnahme der Zwischenfrucht und des folgenden N-Übertrages auf die Hauptfrucht. Außerdem soll untersucht werden, inwieweit Zwischenfruchtarten das (Wurzel-)Wachstum der Folgefrucht biologisch (durch deren Wurzelbiomassenverteilung) und chemisch (durch Abgabe von Wurzelexsudaten) beeinflussen können.
Im Osterzgebirge hat der Landesverein Sächsischer Heimatschutz e.V. mit örtlichen Landwirtschaftsbetrieben in der Umgebung der Oelsener Höhe (südlich von Dresden) an der Grenze zur Tschechischen Republik ein fünfjähriges Erprobungs- und Entwicklungsvorhaben durchgeführt, um (sub-)montane artenreiche Grünlandgesellschaften insbesondere auf ehemaligen Intensivgrünlandstandorten auszubreiten und zu regenerieren. Der Schwerpunkt dieses Modellvorhabens bestand darin, die Wirkung unterschiedlicher Pflege- und Entwicklungsmaßnahmen in praxisnahen Kombinationen für Grünlandstandorte der Silikatgebirge zu erproben. Die Begleituntersuchungen von vegetationskundlichen Dauerbeobachtungsflächen und Blockversuchsanlagen dokumentieren die Auswirkungen der Maßnahmen ebenso wie Untersuchungen zur Diasporen- und Populationsökologie ausgewählter Leit- und Zielarten. Zusätzlich erfolgten Studien zu Mykorrhiza und Pilzflora wie auch zu den Vogelarten des Offenlandes, den Zikaden und Heuschrecken. Im vorliegenden Band werden die Ergebnisse der Begleituntersuchungen durch die Wissenschaftler der Technischen Universität Dresden sowie anderer Institutionen zusammenfassend dargestellt. Die abschließende Bewertung führt zu Empfehlungen über die zukünftige Gestaltung naturschutzgerechter Pflegemaßnahmen zur Erhaltung, Entwicklung und Ausbreitung lebensraumtypischer artenreicher Grünlandgesellschaften der Silikatgebirge mit ihren charakteristischen Pflanzen- und Tierarten.
Das Projekt "SP 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Saatveredelung AG durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Zur Bodenfruchtbarkeitserhaltung entwickelt CATCHY innovative Anbausysteme mittels der Integration von Zwischenfrüchten aus diversen Artenmischungen. Das Ziel ist ein besseres Verständnis der Ursache-Wirkungs-Beziehungen von Bodenfruchtbarkeitsparametern, deren Funktionen und Wechselwirkungen. 2. Arbeitsplanung: Das interdisziplinäre Team besteht aus einem landwirtschaftlichen kommerziellen Partner, Experten im Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Bodenkunde, Mikrobiologie und Sozioökonomie. Langzeit-Feldversuche zweier unterschiedlicher Fruchtfolgen mit Zwischenfrüchten werden eingerichtet und gemeinsam untersucht, um a) Zwischenfruchtmischungen mit unterschiedlichen Zonen der Wurzelausbildung zu entwickeln, b) Organismen-Diversität zu verbessern, c) Verfügbarkeit von Nährstoffreserven zu erhöhen, d) Kohlenstoffaufnahme in Böden zu erhöhen, e) Bodenstruktur, Aggregatstabilität und Nährstoffkreisläufe zu verbessern. Die Wirkung der einzelnen Zwischenfruchtarten auf die nachfolgende Hauptkultur wird hinsichtlich der mikrobiellen und funktionellen Diversität beurteilt. Da Mikroben einen starken Einfluss auf die Bodendynamik und den Nährstoffkreislauf ausüben, werden molekulare Techniken genutzt, um das Mikrobion und seine Funktionen in Prozessen wie Stickstoffzyklus, Pflanzenwachstumsförderung oder Mykorrhiza-Symbiosen zu bewerten und die Biozönosen besser zu verstehen.
Das Projekt "Der Einfluss von Schadstoffen aus der Luft auf die Mykorrhiza von Waldbaeumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät Landwirtschaft und Gartenbau, Institut für Landespflege und Botanik, Lehrstuhl für Botanik durchgeführt. Zur Mykorrhizierung bewurzelter Fichtenstecklinge werden Pilzkulturen aus Fruchtkoerpern von Mykorrhizapilzen sowie aus bereits mykorrhizierten Fichtenwurzeln eingesetzt. Diese Technik laesst sich zur Vermehrung solcher Baeume nutzen, die in erkrankten Waeldern symptomfrei geblieben sind. Wir werden Kombinate verschiedener Fichtenklone mit Mykorrhizapilzen Abgasen von Ottomotoren bei normierten Abgaszustand sowie definierten Schadstoffkombinationen aus NOx, SO2 und ggf. Ozon aussetzen und anschliessend die Naehrstoffaufnahme und die Vitalitaet der Mykorrhiza ueberpruefen. In Parallelmessungen wird die Photosynthesekapazitaet ermittelt. Es hat sich gezeigt, dass bereits eine 15minuetige Begasung mit Autoabgasen zur raschen Reduktion der Assimilation und Ausschaltung der stomataeren Relation fuehrt. Daran schliessen sich spaeter Farbveraenderungen und schliesslich Nadelabwurf an. Unterschiedliche Entwicklungsstadien zeigen eine verschiedene Empfindlichkeit gegenueber Autoabgasen. Auf diese Weise kann eine Innenvergilbung/-verbraeunung experimentell erzielt werden. Die Mykorrhizafunktionen werden sehr viel spaeter als die Photosynthese ausgeschaltet. In Gegenwart eines Dreiwege-Katalysators bleiben die beschriebenen Schaedigungen aus. Diese an 5-7jaehrigen Fichten gewonnenen Resultate sollen bei in-vitro mykorrhizierten Stecklingen wiederholt werden.
Das Projekt "Teilprojekt P6: Symbiotic and saprobic fungi as link between plant derived carbon and soil food webs - FunLink" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Bodenökologie durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin - Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie - Institut für Biologie - Systematische Botanik und Pflanzengeographie durchgeführt. Projektziel: Ziel des Gesamtprojektes ist es, das Volumen des Unterbodens besser als bisher für das Pflanzenwachstum zu erschließen, um so Ernteerträge zu steigern oder zumindest zu sichern. Wir gehen davon aus, dass die Nährstoff- und Wasseraufnahme aus dem Unterboden dann verbessert wird, wenn die Pflanzen vermehrt in Wurzeln in den Unterboden investieren. Dies kann gelingen über geringere physikalische Widerstände für Wurzelkanäle, 'hot spots' von Nährstoffen oder auch pflanzenverfügbares Wasser im Unterboden, wenn der Oberboden saisonal bedingt trocken ist. Hintergrund: Die wachsende Weltbevölkerung macht eine Steigerung der Nahrungsmittelproduktion um mehr als 60 % bis zum Jahre 2050 verglichen mit 2005/2007 nötig. Vor dem Hintergrund der jetzigen Ausgangslage weltweiter agrarischer Produktion, ist eine 'nachhaltige Intensivierung' der Landwirtschaft eine große Herausforderung. Dafür bietet der Unterboden ein großes Ertragspotenzial, da große Mengen der Wasser-, Kohlenstoff- und Nährstoffvorräte im Unterboden gespeichert sind. Um das Ertragspotential unserer Böden zu sichern und ihre Produktivität auf lange Sicht zu steigern, ist es daher unausweichlich den Unterboden in Zukunft miteinzubeziehen. Ergebnisausblick: Ziel ist es, wissenschaftliche Grundlagen für Praktiker zu erarbeiten. Dies geschieht über - 1. Verzahnung von Forschungs- und Produktionsstrategien, - 2. Dienstleistungen, - 3. Strategische Anbauplanung, - 4. Erfolgsüberwachung und - 5. die Bereitstellung von Software. Die in Phase I entwickelten Indikatorsysteme zur Wasser- und Nährstoffakquise bieten ein Werkzeug der Erfolgsüberwachung. Die technischen Verfahren bieten Potenzial für wirtschaftliche Anschlussfähigkeit in benachbarten Disziplinen. Die Methoden zur Identifizierung von Genotypen liefern potenzielle Anknüpfungspunkte für die kommerzielle Pflanzenzüchtung.
Das Projekt "SP3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Bodenkunde durchgeführt. Ziel des Subprojektes 3 ist die Stoffflussaufklärung in Zwischenfruchtanwendungen in Langzeitrotation unter Berücksichtigung der funktionellen Gruppen im Bodenmikrobiom inklusive Mykorrhiza. SP3 verbindet dabei ein Monitoring der Kohlenstoff- und Nährstoffflüsse entlang des Kontinuums Pflanze-Boden- Mikrobiota mit dem Einsatz stabiler Isotope als Tracer (13C, 15N) für u.a. Umsatzkinetikberechnungen oder die Auflösung der Verteilungsmuster bei unterschiedlichen Zwischenfruchtmischungsdiversitäten. Die hieraus resultierende präzise Bilanzierung bei gleichzeitiger hoher zeitlicher Auflösung des Nährstoff- und Energietransfers zwischen ober- und unterirdischen Lebensgemeinschaften ermöglicht dabei einen zukünftig prozessoptimierten und nachhaltigen Zwischenfruchtanbau.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Forstgenetik durchgeführt. Pappeln werden in Kurzumtriebsplantagen (KUP) für die Produktion von Bioenergie angebaut. Während der gesamten Zeit ist die Plantage Pilzerregern ausgesetzt, die schwere Schäden an den Bäumen verursachen können. Die meisten der schädlichen Pilzerreger bei der Pappel sind biotrophe Rostpilze der Gattung Melampsora. Die kosmopolitische Art Melampsora larici-populina stellt die größte Bedrohung für Pappelplantagen dar, da sie jährlich Wachstumseinbußen von bis zu 50 Prozent verursacht. Pflanzen erkennen Pilze über Rezeptoren, die das Pathogen-assoziierte molekulare Muster ('pathogen-associated molecular pattern'; PAMP) Chitin als Ligand binden. Wesentliche Bestandteile dieser Chitin-Rezeptoren sind 'Lysin-Motif-Receptor-Like-Kinasen' (LysM-RLKs). Analysen der Chitin-Signalkette in dikotyledonen Pflanzen zeigen, dass enzymatisch aktive und inaktive LysM-RLKs miteinander interagieren müssen, um einen funktionellen Rezeptor zu bilden. Die Wahrnehmung des Chitins löst in Pflanzen eine Immunantwort aus, die zu einer Resistenz gegen den Eindringling führen kann. Auf der anderen Seite müssen pilzliche Symbionten diese Immunantwort umgehen oder unterdrücken, um die Etablierung einer Mykorrhizierung zu erreichen. In dieser Hinsicht könnten LysM-Effektoren als Modulatoren der pflanzliche Immunantwort eine Rolle spielen. Ferner wird die Kommunikation zwischen der Pflanze und dem Mykorrhizapilz durch pilzliche Myc-Faktoren erleichtert, die von LysM-Rezeptoren des Wirts wahrgenommen werden. Das Ziel des beantragten Projekts ist es, LysM-RLK-Gene in Pappeln und LysM-Effektor-Gene in dem Mykorrhiza-Pilz Laccaria bicolor zu identifizieren. Diese Gene sollen funktionell charakterisiert werden, um dann ausgewählte Gene für die Verbesserung von Pathogenresistenz und Mykorrhizierung zu nutzen. Zu diesem Zweck werden transgene Linien hergestellt. Zusätzlich ist geplant CRISPR/Cas9 zur Genom-Editierung zu verwenden.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Albrecht-von-Haller Institut für Pflanzenwissenschaften, Abteilung Zellbiologie der Pflanze durchgeführt. Pappeln werden in Kurzumtriebsplantagen (KUP) für die Produktion von Bioenergie angebaut. Während der gesamten Zeit ist die Plantage Pilzerregern ausgesetzt, die schwere Schäden an den Bäumen verursachen können. Die meisten der schädlichen Pilzerreger bei der Pappel sind biotrophe Rostpilze der Gattung Melampsora. Die kosmopolitische Art Melampsora larici-populina stellt die größte Bedrohung für Pappelplantagen dar, da sie jährlich Wachstumseinbußen von bis zu 50 Prozent verursacht. Pflanzen erkennen Pilze über Rezeptoren, die das Pathogen-assoziierte molekulare Muster ('pathogen-associated molecular pattern'; PAMP) Chitin als Ligand binden. Wesentliche Bestandteile dieser Chitin-Rezeptoren sind 'Lysin-Motif-Receptor-Like-Kinasen' (LysM-RLKs). Analysen der Chitin-Signalkette in dikotyledonen Pflanzen zeigen, dass enzymatisch aktive und inaktive LysM-RLKs miteinander interagieren müssen, um einen funktionellen Rezeptor zu bilden. Die Wahrnehmung des Chitins löst in Pflanzen eine Immunantwort aus, die zu einer Resistenz gegen den Eindringling führen kann. Auf der anderen Seite müssen pilzliche Symbionten diese Immunantwort umgehen oder unterdrücken, um die Etablierung einer Mykorrhizierung zu erreichen. In dieser Hinsicht könnten LysM-Effektoren als Modulatoren der pflanzliche Immunantwort eine Rolle spielen. Ferner wird die Kommunikation zwischen der Pflanze und dem Mykorrhizapilz durch pilzliche Myc-Faktoren erleichtert, die von LysM-Rezeptoren des Wirts wahrgenommen werden. Das Ziel des beantragten Projekts ist es, LysM-RLK-Gene in Pappeln und LysM-Effektor-Gene in dem Mykorrhiza-Pilz Laccaria bicolor zu identifizieren. Diese Gene sollen funktionell charakterisiert werden, um dann ausgewählte Gene für die Verbesserung von Pathogenresistenz und Mykorrhizierung zu nutzen. Zu diesem Zweck werden transgene Linien hergestellt. Zusätzlich ist geplant CRISPR/Cas9 zur Genom-Editierung zu verwenden.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Büsgen-Institut, Abteilung Forstbotanik und Baumphysiologie durchgeführt. Pappeln werden in Kurzumtriebsplantagen (KUP) für die Produktion von Bioenergie angebaut. Während der gesamten Zeit ist die Plantage Pilzerregern ausgesetzt, die schwere Schäden an den Bäumen verursachen können. Die meisten der schädlichen Pilzerreger bei der Pappel sind biotrophe Rostpilze der Gattung Melampsora. Die kosmopolitische Art Melampsora larici-populina stellt die größte Bedrohung für Pappelplantagen dar, da sie jährlich Wachstumseinbußen von bis zu 50 Prozent verursacht. Pflanzen erkennen Pilze über Rezeptoren, die das Pathogen-assoziierte molekulare Muster ('pathogen-associated molecular pattern'; PAMP) Chitin als Ligand binden. Wesentliche Bestandteile dieser Chitin-Rezeptoren sind 'Lysin-Motif-Receptor-Like-Kinasen' (LysM-RLKs). Analysen der Chitin-Signalkette in dikotyledonen Pflanzen zeigen, dass enzymatisch aktive und inaktive LysM-RLKs miteinander interagieren müssen, um einen funktionellen Rezeptor zu bilden. Die Wahrnehmung des Chitins löst in Pflanzen eine Immunantwort aus, die zu einer Resistenz gegen den Eindringling führen kann. Auf der anderen Seite müssen pilzliche Symbionten diese Immunantwort umgehen oder unterdrücken, um die Etablierung einer Mykorrhizierung zu erreichen. In dieser Hinsicht könnten LysM-Effektoren als Modulatoren der pflanzliche Immunantwort eine Rolle spielen. Ferner wird die Kommunikation zwischen der Pflanze und dem Mykorrhizapilz durch pilzliche Myc-Faktoren erleichtert, die von LysM-Rezeptoren des Wirts wahrgenommen werden. Das Ziel des beantragten Projekts ist es, LysM-RLK-Gene in Pappeln und LysM-Effektor-Gene in dem Mykorrhiza-Pilz Laccaria bicolor zu identifizieren. Diese Gene sollen funktionell charakterisiert werden, um dann ausgewählte Gene für die Verbesserung von Pathogenresistenz und Mykorrhizierung zu nutzen. Zu diesem Zweck werden transgene Linien hergestellt. Zusätzlich ist geplant CRISPR/Cas9 zur Genom-Editierung zu verwenden.