Das Projekt "Stickstofffixierung von Soja - Evaluierung von Methoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bioforschung Austria durchgeführt. Der Anbau von Sojabohnen hat auf biologisch bewirtschafteten Flächen im ostösterreichischen Trockengebiet stark an Bedeutung gewonnen. Mit ihrer N-Fixierleistung kann Soja zur Nachhaltigkeit des Biologischen Landbaus beitragen. Dieser Beitrag wird großteils durch den relativen Anteil des gebundenen atmosphärischen N am insgesamt aufgenommenen N bestimmt. Für diesen Anteil gibt es allerdings für das ostösterreichische Trockengebiet keine Messwerte. Die Menge des gebundenen atmosphärischen N kann mit Hilfe verschiedener Methoden bestimmt werden. Die häufig verwendeten auf Isotopentechnik basierenden Methoden liefern über den gesamten Wachstumsverlauf der Pflanzen integrierte Messwerte. Die Bestimmung der Konzentration von Ureiden im Xylemsaft ist eine alternative, einfachere Methode. Ureide werden bei der N-Fixierung gebildet und können als indirektes Maß dafür verwendet werden. Wahl geeigneter Referenzpflanzen oder durch Trockenheit bedingte Änderungen der Konzentration von Ureiden im Xylemsaft sind potentielle Beschränkungen der jeweiligen Methode. Ziel des eingereichten Projekts ist die Evaluierung einer neuen sowie der Vergleich von etablierten Methoden zur Bestimmung der N-Fixierung von Soja bei limitierender und nicht limitierender Verfügbarkeit von Wasser. Die Kenntnis der in unterirdische Organe und Prozesse investierten N-Menge ist für die Einschätzung des Beitrags von Soja zur Bodenfruchtbarkeit notwendig. Die Größenordnung dieser Menge ist allerdings noch wenig untersucht. Ein weiteres Ziel des eingereichten Projekts ist die Quantifizierung dieser N Menge an auf biologisch bewirtschafteten Flächen angebauter Soja. Weiters soll die Auswirkung von Trockenstress auf die N-Verteilung der Pflanzen untersucht werden. Folgende vier Zielsetzungen sind auf diesem Hintergrund aufbauend festgesetzt worden: 1. Bestimmung der Stickstofffixierleistung von biologisch angebauten Sojabohnen im ostösterreichischen Klimabereich. 2. Vergleich von Methoden zur Bestimmung der Stickstofffixierleistung und deren Anwendbarkeit bei Trockenstress. 3. Bestimmung der von biologisch angebauten Sojabohnen in unterirdische Organe und Prozesse investierten Menge an Stickstoff in Abhängigkeit von Trockenstress. 4. Entwicklung einer vereinfachten Methode für die Vorhersage der Stickstofffixierleistung unter ostösterreichischen Anbaubedingungen. Das Projekt wird Grundlagendaten über die N-Fixierleistung von Bio-Soja unter ostösterreichischen Anbaubedingungen sowie über die Menge des in unterirdische Organe und Prozesse investierten Stickstoffs liefern. Diese Daten können nachfolgend in Berechnungen über N-Budgets von Soja im zentral- und osteuropäischen Raum verwendet werden, um den Beitrag von Soja zur Nachhaltigkeit landwirtschaftlicher Systeme zu bewerten.
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 "Impact of warming on the direct uptake of amino acids and peptides by herbaceous plant species" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von University Manchester, Department of of Environmental Biology, School of Biological Sciences durchgeführt. It has been shown that in low-productive ecosystems, for example due to temperature limitation, microbial soil processes are often inhibited and therefore, organic forms become an important N source for plants. Thereby, it has been shown that low-fertile species take up more N in organic form than high-fertile species. However, plant nitrogen (N) uptake has traditionally been studied in the context of inorganic N use, namely ammonium (NH4+) and nitrate (NO3-). In contrast, the knowledge about the uptake of organic N is restricted to only few, low-weight amino acids. Hardly anything is known about the direct uptake of complex organic forms as peptides. Due to global change, air and soil temperatures are predicted to increase by about 2 - 4 C and therefore, temperature-limited soil N and C cycles will be enhanced. We expect that the availability of inorganic N, in relation to organic N, and decomposition rates of organic matter will increase. However, warming effects on soil N concentrations and the N forms taken up by plants, especially in respect of complex amino acids and peptides, have not been studied yet. Further, there are knowledge gaps in interaction processes between N and C cycles and the consequences on low-productivity grasslands to sequester C under a warmer climate. To evaluate the potential of organic N uptake (amino acids and peptides) by different herbaceous plant species, each with different requirements to soil nutrient availability, a labelling experiment with 15N and 13C is proposed. If this greenhouse experiment turns out satisfactory, the results will be verified at three different field sites in England and Wales. The influence of increased temperature on the availability and uptake of organic N by one to two herbaceous species will be evaluated in an additional climate chamber experiment using 3 different temperature regimes.
Das Projekt "Stabile Kohlenstoff- und Stickstoffisotope zur Herkunftsbestimmung von Cyanid in Hexacyanoferrat(II)-Komplexen in belasteten Böden und Abfällen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Fachgruppe Geowissenschaften, Geographisches Institut durchgeführt. Infolge vielfältiger menschlicher Aktivitäten können Böden, Sedimente und Grundwässer mit Cyaniden (CN) belastet sein. In Mitteleuropa stellen Standorte ehemaliger Gaswerke und Zechenkokereien die wichtigste CN-Quelle dar. Daneben treten Cyanide in Hochofengasschlämmen, Streusalzen und Papier-Deinkingschlämmen auf. Gemein ist allen Substraten, dass die Cyanide fast ausschließlich als potenziell toxische Eisencyan(II)komplexe,(FeII(CN)6), vorliegen. In industriellen Ballungsräumen kommen ehemalige Kokereistandorte und Hochofengasschlamm-Deponien oft auf engem Raum nebeneinander vor. Mittels herkömmlicher chemischer Verfahren ist es nicht möglich, den Verursacher von dort auftretenden CN-Grundwasserschäden zu ermitteln. Weil sich zum einen die Stickstoff- und Kohlenstoffquellen im Hoch- und Koksofen unterscheiden und zum anderen die physikochemischen Prozessbedingungen verschieden sind, gibt es durch den Einsatz der stabilen Isotopentechnik theoretisch die Möglichkeit, die zwei CN-Quellen voneinander zu unterscheiden. Ausgehend von einem Fallbeispiel im Ruhrgebiet soll in dem Forschungsprojekt geklärt werden, wie die stabilen Kohlenstoff- und Stickstoff-Isotopensignaturen von Eisencyankomplexen unterschiedlicher industrieller Herkunft sind. Die resultierende Datenbasis soll ermöglichen, aus der stabilen Isotopensignatur auf die Herkunft von Eisencyankomplexen und anderen Cyanidverbindungen in der Umwelt zu schließen. Dazu werden cyanidbelastete Böden und verschiedene Abfälle untersucht.
Das Projekt "Analyse der räumlichen Sedimentverteilung in der Laguna Potrok Aike (ASADO)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Geographie, Abteilung Geomorphologie und Polarforschung durchgeführt. Durch die Kartierung der Oberflächensedimente der Laguna Potrok Aike (Argentinien) können Erkenntnisse über die Prozesse gewonnen werden die die räumliche Verteilung der Sedimente, ihre geochemischen Eigenschaften und die Verfügbarkeit von Nährstoffen in einem rezenten Maarsee kontrollieren. Als Vorbereitung auf die geplante Tiefbohrung im Rahmen des ICDP (International Continental Scientific Drilling Program) ist ein solches Prozessverständnis nötig für eine verbesserte Interpretation der zu erbohrenden langen Sedimentkerne aus dem zentralen Seebecken. Mit der Kartierung werden fünf Aspekte der räumlichen Sedimentverteilung untersucht: (1) Welche Ablagerungsprozesse sind wichtig für die Sedimentverteilung im See und ist es möglich Partikel zu identifizieren, die einen langen äolischen Transportweg hatten? (2) Änderungen der Redox Bedingungen spiegeln sich im Fe/Mn-Verhältnis wider. Kann das Fe/Mn-Verhältnis somit als Proxy für Seespiegelschwankungen in der Vergangenheit verwendet werden? (3) Es wird angenommen, dass die Konzentration von Phosphor sich mit der Wassertiefe ändert. Wo ist die Quelle dieser hohen Phosphorwerte und wie beeinflussen Änderungen die Biologie des Sees und die seeinterne Ausfällung von Karbonaten? (4) Die Eignung der stabilen Isotope (13C, 15N) als Indikator für die Nähe der Uferlinie zur Kernposition wird überprüft. (5) Mit der Kartierung wird überprüft, ob die Pollenvergesellschaftung in den Sedimenten räumlich variiert und somit ein vergleichbares Paläoklimasignal für alle untersuchten Kernpositionen liefern kann.
Das Projekt "Carbon and Nitrogen Cycling in Forest Ecosystems (CANIF)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Pflanzenernährung durchgeführt. Introduction: In CANIF, we investigate effects of climate and soil-borne and deposited nitrogen on carbon and nitrogen assimilation and turnover as well as on forest organism functioning in broad-leaved and coniferous forests along a climatic transect through Europe extending from northern Sweden to central Italy. This will contribute to the European and global research programmes envisaged by the EC Environment and Climate Programme (Framework IV, TERI). The subproject of the Institute of Plant Nutrition, Hohenheim University, is focused on nitrogen uptake by, and transport of photosynthetic carbon to the root system of trees. Objectives: The time-course of root growth is monitored at the different sites. To determine the contribution of ectomycorrhizal hyphae to the nitrogen uptake of trees and the corresponding carbon supply from these trees to the fungi, compartment experiments are carried out, labelling not only nitrogen supplied to the compartments (15N), but also C incorporated by the shoots of young trees (13C). Scientific progress to-date: The root growth data set has been completed except for one more monitoring (spring 1997). Detailed data on root growth will be available in second half of 1997. Double-labelling experiments (15N, 13C) have been carried out at five locations (three Norway spruce sites, two beech sites) in 1996. Samples are in analysis.
Das Projekt "Effekte von Landnutzungsänderungen auf den N-Kreislauf in Böden und die Spurengasemissionen in den humiden Tropen Brasiliens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Georg-August-Universität Göttingen, Büsgen-Institut, Abteilung Ökopedologie der Tropen und Subtropen durchgeführt. Stickoxide spielen eine entscheidende Rolle in der Atmosphärenchemie und bei möglichen Klimaveränderungen. Obwohl es Hinweise gibt, daß N-Umsatzraten und die dabei entstehenden N2O-und NO- Emissionen in den Tropen höher sind als in den gemäßigten Breiten, gibt es kaum Studien, die sich mit diesem aktuellen Thema beschäftigen. Für beide Spurengase gelten die Böden in den Tropen als eine signifikante Quelle. Allerdings weisen alle bisherigen Schätzungen der Emissionsstärke Unsicherheiten auf. Für N2O beträgt die globale Differenz zwischen Quellen und Senken ca. 4 Tg N/Jahr. Es ist Ziel des Antrags, den N-Kreislauf und die dabei entstehenden Stickoxide in zwei an Bedeutung gewinnenden Nutzungsformen in tropischen Wäldern zu erfassen, der Umwandlung von Tropenwald in Weideland und der Einzelbaumnutzung. In beiden Systemen sind die Auswirkungen auf die Spurengasemissionen nahezu unbekannt. Auf stratifizierten Versuchsflächen weden dazu (i) Gasmessungen zur Quantifizierung der N2O-, NO- und CO2-Flüsse, (ii) 15N-Traceruntersuchungen zur Trennung von Nitrifikation und Denitrifikation sowie (iii) 13C-Isotopenmessungen zur Charakterisierung der organischen Substanz des Bodens durchgeführt. Zusätzlich werden diejenigen Parameter erhoben, die zur Validierung des Modells DNDC, und zur Prüfung von Einzelhypothesen notwendig sind.
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