Seit Inkrafttreten des 'Erneuerbaren Energie Gesetzes' im Jahr 2000 hat die Erzeugung und Nutzung von Biogas erheblich zugenommen. In zunehmendem Maße werden als Gärsubstrate Nachwachsende Rohstoffe eingesetzt. Verwendet werden hierbei Pflanzenarten bzw. Fruchtfolgen, die einen möglichst großen Trockenmasseertrag liefern. In einer Energiepflanzenfruchtfolge wäre die Stellung der Sonnenblume nach einer früh geernteten Winterung (z. B. Roggen-Ganzpflanzensilage) sinnvoll. Mit diesem Projekt soll geklärt werden, ob es möglich ist, Sonnenblumen zu konkurrenzfähigen Biomassepflanzen zu entwickeln.
Armleuchteralgen (Charophyceae) sind Grünalgen, welche abhängig vom Standort im Süßwasser stark verkalken. Das Kalzifizerungspotential ist dabei bedeutend höher als das höherer Pflanzen am gleichen Standort; die Inkrustierungen von Spross, Quirlästen und Oogonien erreichen bis zu 76% der Charophyten Trockenmasse. Allerdings bestehen große Artunterschiede - z. B. verkalken Arten der Gattung Nitella, verglichen mit der Gattung Chara, nur wenig. Mit der Verkalkung können auch Schwermetalle und Phosphor abgelagert werden, weshalb Armleuchteralgen Potential als Bioremediatoren zur Gewässer Aufreinigung haben. Jedoch konnte bislang der Mechanismus, der sich hinter der Remediationsleistung dieser Organismen steckt, nicht ursächlich aufgeklärt werden. Vermutet wird, dass es sich dabei um eine Co-Präzipitation in den Kalkkrusten handelt, die während des Wachstums abgeschieden werden. Untersucht wird zurzeit das Phänomen der Kalzifizierung in Bezug auf das Vorkommen im Süß- und Brackwasser, um Aussagen über den Mechanismus der Kalzifizierung zu erhalten.
Im Rahmen des Vorhabens soll eine nachhaltige Rohstoffquelle für Phyllodulcin auf der Basis von Anbau und Prozessierung verbesserter Teehortensien-Genotypen etabliert werden. Daraus ergeben sich die folgenden Ziele für das Vorhaben: 1. Ermittlung und Etablierung von nachhaltigen Vermehrungs-, Anbau-, Ernte- und Prozessierungsbedingungen und -verfahren im Freiland und im Gewächshaus für phyllodulcinreiche Hydrangea-Kultivare in Deutschland zur Gewinnung von Phyllodulcin; 2. Schaffung der Grundlage für eine zielgerichtete Züchtung neuer Genotypen mit gesteigertem Phyllodulcin-Gehalt (möglichst stabil über 3, besser 5% der Trockenmasse) und verbessertem Pflanzenwuchs von für den Feldanbau geeigneten neuen Teehortensien-Kultivaren durch gezielte Kreuzung und Identifizierung von genetischen Traits und Markern sowie Identifizierung von Allelen in neuen Genotypen, die zu einer Steigerung des Phyllodulcin-Ertrages führen.
Dieser Bericht beschreibt die Gehalte und zeitliche Entwicklungen der persistenten und mobilen Substanz Trifluoracetat (TFA), dem Anion der Trifluoressigsäure, in archivierten pflanzlichen Proben der Umweltprobenbank des Bundes. Die erhobenen Zeitreihen der TFA-Gehalte umfassen den Zeitraum von 1989 bis 2020. Der Bericht beschreibt zudem die analytische Methode zur Quantifizierung von TFA in den untersuchten pflanzlichen Matrices und gibt Angaben zur Methodenperformance. Die TFA-Gehalte untersuchter Blatt- und Nadelproben bewegten sich überwiegend im zwei- bis dreistelligen ÎÌg/kg-Bereich (bezogen auf das Trockengewicht). Proben unterschiedlicher Standorte derselben Baumart lagen jeweils in einem ähnlichen Konzentrationsbereich. Die höchsten TFA-Gehalte (bis zu ca. 1000 ÎÌg/kg Trockengewicht) wurde in Proben der Pyramidenpappel gefunden. Für beide Standorte der Pyramidenpappel und für drei der vier untersuchten Standorte der Rotbuche konnte ein statistisch signifikanter Anstieg der TFA-Gehalte innerhalb des Untersuchungszeitraums festgestellt werden. Die Ergebnisse der Nadelproben deuten ebenfalls auf einen Anstieg der TFA-Gehalte hin, wenngleich für diese, aufgrund der geringen Anzahl von Proben, keine statistische Trendbetrachtung möglich war.
Ziel des Projektes ist es, das Potential genetischer Ressourcen zu nutzen, um positive genetische Effekte zur Steigerung der Trockentoleranz bzw. 'water use efficiency' (WUE) und Resistenz gegenüber Cercospora beticola auf die Zuckerrübe zu übertragen. Sowohl Trockenstress als auch Infektion mit Cercospora sind Faktoren, die durch den Klimawandel begünstigt werden. Für eine effiziente Nutzung von Zuckerrüben bei der Erzeugung von Biogas ist der Trockenmasse-Ertrag (TmE) entscheidend. Der TmE wird daher als Zielmerkmal bei der Selektion auf positive genetische Effekte für Trockentoleranz und Pilzresistenz gewählt. In Feldversuchen werden Linien und Testkreuzungsmaterial geprüft, wobei jeweils unterschiedliche, kleinere Genomabschnitte der Wildart Beta maritima enthalten sind. Die Feldexperimente werden an Standorten mit und ohne Trockenstress bzw. mit und ohne Bewässerung durchgeführt sowie unter Infektion mit Cercospora. Nach einer ersten Identifizierung von QTLs, wird mit Hilfe molekularer Marker kontrastierendes Material selektiert und in einem weiteren Feldversuch analysiert um die Effekte zu verifizieren. In dem Projekt kommen methodische Optimierungen im Hinblick auf die Verwendung molekularer Marker bei der Nutzung genetischer Ressourcen zum Einsatz. Die besondere Herausforderung besteht darin, positive Effekte für quantitativ vererbte Merkmale wie Trockentoleranz und Pilzresistenz aus den Wildrüben in das Zuchtmaterial zu übertragen.
Lupinen könnten dank der mit ihrem Anbau verbundenen ökosystemaren Leistungen als alternative Kulturarten zum derzeit dominierenden Mais bei der Biomasseproduktion einen wertvollen Beitrag zur Fruchtfolgediversifizierung leisten. Im Rahmen des Vorhabens soll das Potenzial der Andenlupine zur bioenergetischen Nutzung im Vergleich zur weißen Lupine und zur blauen Lupine untersucht und beurteilt werden. Das Vorhaben zielt auf eine Erschließung des Lupinenanbaus für die Bioenergienutzung und die damit verbundene Erweiterung der Kulturartenvielfalt in der Landwirtschaft. Neben Sorten der Anden- und der weißen Lupine soll auch am JKI entstandenes, massewüchsiges Material der blauen Lupine auf seine Biomasseleistung hin untersucht werden. Zur Einschätzung der Eignung der untersuchten Materialgruppen zur Haupt- oder Zweitfruchtnutzung (z.B. nach Grünschnittroggen), sollen die Versuche in zwei unterschiedlichen Aussaatzeitvarianten angelegt werden. In Feldprüfungen soll das gesamte Material zusätzlich zur Einschätzung seiner Anfälligkeit gegen die bedeutendste Lupinenkrankheit in Deutschland, Anthraknose, getestet werden. Um ein genetisch möglichst diverses Pflanzenmaterial einbeziehen zu können, wird neben Material mit Sortenstatus ein Sortiment an pflanzengenetischen Ressourcen von L. mutabilis einer Feldevaluierung unterzogen, um gegebenenfalls massetaugliche Typen zu identifizieren und vergleichend mit den übrigen Prüfgliedern auf Biomasse zu prüfen. Neben klassischen Ertragsmerkmalen wie Biomasseertrag und Gesamttrockenmasseertrag sollen auch qualitätsorientierte Parameter wie Biogas- und Methanausbeute sowie bedeutsame Inhaltsstoffe beurteilt werden. Das Vorhaben kann durch die Erschließung alternativer Kulturpflanzen einen wichtigen Beitrag zu neuen, vielfältigeren Energiefruchtfolgen, zu höherer Vielfalt in der Agrarlandschaft und zur nachhaltigen Energiebereitstellung leisten. Dies würde zu neuen, den Saatgutsektor befördernden Impulsen führen.
Primäres Ziel des Forschungsprojektes SpectroGrass ist der Aufbau einer Datenbank mit Spektralsignaturen und den dazugehörigen Messdaten. In weiterer Folge dient die Datengrundlage zur Kalibrierung einer Reihe von Parametern, zunächst der Biomasse. Dabei muss vor jeder Ernte einer Grünlandparzelle eine Messung mit dem Spektrometer erfolgen und anschließend die Menge an Frischmasse und Trockenmasse bestimmt werden. Um möglichst exakte und wiederholbare spektroskopische Messungen durchführen zu können, wird im Rahmen dieses Projektes eine Messplattform entwickelt, die zusammen mit Ultraschallsensoren zur Höhenbestimmung des Pflanzenbestandes eine effiziente und systematische Beobachtung gewährleistet. Die Festlegung von Standards bei der Messung eines Mischbestandes ist deshalb wichtig, um möglichst viele Einflüsse auf ein Rauschen der Messdaten auszuschließen. Da verschiedene Pflanzenarten eines Mischbestandes ein unterschiedliches Reflexionsverhalten aufweisen, gilt es, dieses nicht vermeidbare Rauschen durch optimale Messbedingungen zu minimieren. Für die operationelle Nutzung der Feldspektroskopie werden mit den kalibrierten und validierten Daten Modelle gebildet, welche in der Lage sind, die gewünschten (und vorher kalibrierten) Informationen sozusagen auf Knopfdruck zu liefern. Ist dies der Fall, können beliebig häufige Messungen an den Versuchsparzellen durchgeführt werden und liefern bei entsprechend hoher zeitlicher Frequenz die erforderlichen Daten, um die Entwicklung der Biomasse hinreichend beschreiben zu können.
Die Verwendung von fossilem Torf für Substrate im Erwerbsgartenbau trägt substantiell zur Klimaerwärmung bei (CO2-Emission), führt zu Verlusten an Biodiversität und anderen Moor-Ökosystemdienstleistungen sowie an landwirtschaftlich nutzbarer Fläche. Torfmoos-Biomasse ist die meist versprechende Alternative. Sie kann mit vielfältigen Benefits nachhaltig auf wiedervernässtem, degradiertem Hochmoor kultiviert werden. Diese Paludikultur reduziert CO2-Emissionen, erhält landwirtschaftliche Flächen, erhöht Biodiversität, erhält Arbeitsplätze im ländlichen Raum und stärkt die regionale und nationale Wirtschaft. Die Ziele von 'MOOSzucht' sind Produktivitätssteigerung auf züchterischer Basis, um Torfmoos rentabel anzubauen und massenhafte Vermehrung von Torfmoos als Saatgut für die Umsetzung von Torfmooskultivierung im industriellen Maßstab. Das Teilvorhaben Uni Greifswald zielt auf Selektion hoch-produktiver Torfmoos-Wildformen; Methodenentwicklung für Saatgut-Vermehrung im Gewächshaus sowie Verifizierung der Produktivität selektierter Wild-Provenienzen und Zuchtlinien im Feldbau. Im TV-Greifswald werden 180 Torfmoos-Wildformen (12 Arten / jeweils 5 Provenienzen/ jeweils 3 Mikrostandorte) innerhalb Europas gesammelt, in ein Mutterpflanzenquartier eingepflegt, genetisch charakterisiert (Flowcytometrie, Microsatellite-Assay) und mittels Photosyntheseaktivität-Bestimmung auf Produktivität gescannt. Die 24 produktivsten Torfmoose werden für die Vermehrung im Gewächshaus selektiert und dienen als Ausgangsmaterial für die züchterische Bearbeitung (Smart Sphagnum Breeding = SSB im TV Uni Freiburg) sowie für die Massenvermehrung im Photo-Bioreaktor (in TV Uni Freiburg+KIT). Die Methode zur unsterilen, vegetativen Vermehrung von Torfmoos im Gewächshaus wird optimiert. Im Feldtest wird die Performanz der selektierten Wild-Provenienzen, der gezüchteten Linien und der im Photo-Bioreaktor massenvermehrten Torfmoose bewertet und ihre Produktivität unter zwei verschiedenen Wasserständen mittels Trockenmasse-Bestimmung verifiziert. Der Projektverbund wird von der Universität Greifswald koordiniert.
In diesem Projekt wurden 21 Pappelsorten und 24 Weidensorten in Versuchsanbauten getestet. Für die Pappel wurden vier Versuchsflächen (südliches Mühlviertel, Tullner Feld, Marchfeld, Oststeiermark) angelegt. Für die Weiden wurde eine neue Fläche (Tullner Feld) angelegt und eine ältere Fläche (Marchfeld) untersucht. Die Böden dieser Versuchsflächen wurden eingehend charakterisiert (vor dem Anbau und nach der ersten Ernte). Der Ertrag und die Anfälligkeit für Blattrost wurden beurteilt. Darüber hinaus wurden Methoden zur genetischen Identifizierung von fraglichen Klonen (DNA?Fingerabdrücke) und zur Untersuchung der genetischen Vielfalt von Genen etwa der Holzbildung und der Krankheitsresistenz entwickelt. Die Pappelversuche brachten wenig signifikante Unterschiede zwischen den Sorten zu Tage, was zum großen Teil auf die anfangs nicht erkennbare Variabilität der Versuchsflächen zurückzuführen ist. Die Sorten AF 13, Sirio und einige andere können für verschiedene Standorte, Max 3, Max 4 für kühlere Klimata, und Kamabuchi allgemein für saure Böden empfohlen werden. Daneben ist ein größeres Set an Sorten zur Diversifizierung des Spektrums empfehlenswert. Nur bei besten Versuchsbedingungen und guter Kulturpflege sind Erträge im Bereich von 15 Tonnen Trockenmasse pro Hektar und Jahr möglich. Bei den Weiden war der Versuch einheitlicher, brachte aber ein kontinuierliches Spektrum an Sortenleistungen. Im Vergleich mit dem älteren Versuchsanbau stachen besonders die Sorten Olof, 5.03 und 5/84 T heraus. Die besten Erträge lagen hier bei 20 Tonnen Trockenmasse pro Hektar und Jahr. Da die Böden aller Versuchsflächen über ausreichende Nährstoffe verfügten, konnte noch kein Nährstoffentzug im Boden festgestellt werden. Unterschiede in den Gehalten an Mineralstoffen waren meist auf den Kalkgehalt zurückzuführen. Wechselwirkungen mit diesem sorgten für die unterschiedlichen Ergebnisse mancher Klone (besonders der Balsam?Pappel?Klone). Die Identifizierung auch nicht mehr als Vergleich in Sammlungen gehaltener Klone ist mit genetischen Fingerabdrücken ansatzweise möglich; so könnte die Sorte Kornik 21 auf die ursprünglich Kornik 1 genannte Kreuzung aus Rochester und Italica zurückgehen. Die Vielfalt der untersuchten Gene bei Pappeln und Weiden ist groß und erstreckt sich auch auf den Bereich von Protein-Sequenzen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 60 |
| Land | 4 |
| Wissenschaft | 30 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 60 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 60 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 58 |
| Englisch | 11 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 2 |
| Keine | 35 |
| Webseite | 25 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 46 |
| Lebewesen und Lebensräume | 60 |
| Luft | 35 |
| Mensch und Umwelt | 60 |
| Wasser | 37 |
| Weitere | 60 |