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Einsatz von GC-MS und Biosensorik zur Diagnose von Pflanzenschaeden durch atmosphaerische Schadstoffe

Das Projekt "Einsatz von GC-MS und Biosensorik zur Diagnose von Pflanzenschaeden durch atmosphaerische Schadstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Phytopathologie und Angewandte Zoologie durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Untersuchung der Wirkung von atmosphaerischen Schadgasen auf Kulturpflanzen und die Moeglichkeit einer schnellen Diagnose unterhalb der Schadensschwelle durch luftanalytische Methoden. Die Wechselwirkung mit Insektenbefall und Sekundaerinfektionen stellt ein wichtiges Kriterium zur Schadensvorhersage dar. Diese Untersuchungen werden sowohl in agrarischen Oekosystemen (Beispiel: Kartoffel, Solanum tuberosum) als auch an urbanen Oekosystemen (Baeume in Parks und Friedhoefen) durchgefuehrt. Hierzu sollen neue luftanalytische Methoden auf GC -MS- und Biosensor-Basis entwickelt werden.

Zur phytopathologischen Relevanz von Stress an Pflanzen

Das Projekt "Zur phytopathologischen Relevanz von Stress an Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Gartenbau, Institut für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz durchgeführt. Stress wird als Kombination von aeusseren Faktoren verstanden, welche die maximale Umsetzung des genetischen Potentials der Pflanzen fuer Leistung und Vitalitaet beeintraechtigen. Es soll untersucht werden, wie abiotische Stressfaktoren wie Temperaturextreme, Duerre, Lichtmangel, toxische Stoffe in unterschwelligen Intensitaeten, einzeln und kombiniert, auf die Pflanze wirken, insbesondere ob dadurch die Praedisposition der Pflanzen gegenueber Pathogenen beeinflusst wird. Dazu wird die Stresssituation der Pflanze anhand physiologischer Veraenderungen gegenueber Kontrollpflanzen erfasst und deren Relevanz fuer das Leistungsvermoegen der Pflanzen und deren Befall durch biothrophe und perthotrophe Krankheitserreger ermittelt. Interaktionen der abiotischen und biotischen Stressfaktoren werden auch in Abhaengigkeit von pflanzenbaulichen Massnahmen wie Sortenwahl und Duengungsintensitaet untersucht.

Wirkung von Ozon auf die Wuechsigkeit und Schaedlingsdisposition von Fichte und Buche in Mischbestaenden: Interdisziplinaere Freilandstudie im Kranzberger Forst

Das Projekt "Wirkung von Ozon auf die Wuechsigkeit und Schaedlingsdisposition von Fichte und Buche in Mischbestaenden: Interdisziplinaere Freilandstudie im Kranzberger Forst" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forstwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Forstbotanik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist, die Wirkung von Ozon auf den Holzertrag eines Buche/Fichten-Mischbestandes auf der Basis der Konkurrenzbeziehungen und Schaedlingsanfaelligkeit sowie des Bodenzustandes und des Ernaehrungszustandes der Baeume zu klaeren. Dieses Vorhaben soll durch experimentelle Anreicherung der Bestandsluft im Kronenraum mit Ozon realisiert werden. Im Zentrum steht die Frage, ob die in laendlichen Gebieten vorherrschende O3 Belastung bis hin zu langfristig wirkenden, heutzutage erreichbaren Spitzenkonzentrationen die Wuechsigkeit der Buche relativ zur Fichte am realen Forststandort einschraenkt. Welche Bedeutung hat hierbei die O3 Empfindlichkeit der Schattenkrone, deren Leistungsfaehigkeit die Produktion insbesondere der Schattbaumart Buche bestimmt? Wie gross ist das Gefaehrdungspotential durch den gegebenen Eintrag von Ozon und dessen Verteilung innerhalb des Bestandskronenraumes? Verschlechtert sich die Abstimmung zwischen den 'Kosten' an Wasser- und Naehrstoffbedarf und dem erzielten 'Gewinn' an Holzzuwachs? Erhoehen Veraenderungen in der Futterqualitaet des Laubes infolge der O3 Einwirkung die Anfaelligkeit der Buche gegenueber phytophagen Insekten? Auf der Basis dieser Prozesse soll geklaert werden, ob resultierende Aenderungen der Kronenstruktur die Konkurrenzkraft der Buche um den Faktor Licht verringert. Ziel ist abzuschaetzen, ob die ohnehin pflegeintensive Kleingruppenmischung aus Buche und Fichte sich weiter zu ungunsten der Buche veraendert und damit arbeitsaufwendiger wird.

ERS-Experimente im Waldtestgebiet Eichstaett

Das Projekt "ERS-Experimente im Waldtestgebiet Eichstaett" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Hochfrequenztechnik durchgeführt. Verminderte Vitalitaet von Waldbaeumen und reduzierte Biomasse sind oft eine Folge von unguenstigen Standortbedingungen, wie Wassermangel und geringer Naehrstoffgehalt des Bodens. Darueber hinaus beeinflussen Luftverschmutzung und Schadstoffe im Boden die Stoffwechselvorgaenge in Baeumen und fuehren zu Waldschaeden, die auch zu einer Verlichtung der Kronen fuehren. Im Rahmen dieses Vorhabens soll aufgezeigt werden, inwieweit auf der Basis von Radardaten eine Unterscheidung unterschiedlicher Vitalitaetszustaende moeglich ist. Wir vermuten, dass eine direkte Beziehung zwischen den Aenderungen des Wasserhaushalts, dem Grad der Kronendichte und dem physiologischen Zustand des Waldes besteht. Im besonderen wird auf zeitliche und raeumliche Veraenderungen des Wassergehalts und Wasserpotentials, der daraus resultierenden Aenderungen der dielektrischen Eigenschaften und deren Auswirkung auf die Radarsignaturen des Waldes eingegangen.

Entwicklung von Methoden und wissenschaftliche Begleitung der forstlichen Umweltkontrolle auf LEVEL-II-Flaechen

Das Projekt "Entwicklung von Methoden und wissenschaftliche Begleitung der forstlichen Umweltkontrolle auf LEVEL-II-Flaechen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Forschungsanstalt Eberswalde e.V. durchgeführt. Im Rahmen einer vertiefenden Waldzustandserhebung wurde in Europa ein Dauerbeobachtungsflaechenprogramm (LEVEL II) erarbeitet und realisiert. In Brandenburg wurden 1996 sechs LEVEL-II-Flaechen in Kiefernreinbestaenden eingerichtet. Die langfristig angedachten interdisziplinaeren oekosystemaren Untersuchungen auf den 6 Dauerbeobachtungsflaechen sollen verlaessliche und flaechenbezogene Informationen ueber die Dynamik in den Kompartimenten der ausgewaehlten Waldoekosysteme liefern, die durch heutige und kuenftige Stoffeintraege sowie klimatische Veraenderungen unter den Bedingungen Brandenburgs zu erwarten sind. Diese Informationen bilden die Grundlage fuer die Erstellung von Prognosen zu Stoffhaushaltsbilanzen, klimatischen Entwicklungen und die Ableitung von kritischen Konzentrationen/Parametern fuer Waldoekosysteme, mit deren Hilfe, unter Einbeziehung weiterer forstoekologischer Untersuchungen, praxisrelevante Empfehlungen fuer die Forstwirtschaft und politische Entscheidungstraeger des Landes Brandenburg unter besonderer Beruecksichtigung des angestrebten Waldumbauprogrammes gegeben werden koennen. Im Einzelnen werden auf den 6 Dauerbeobachtungsflaechen folgende Schwerpunkte untersucht: - Wissenschaftliche Auswertung der Immissions-, Depositions- und Klimadaten auf den Frei- und Bestandesflaechen der Dauerbeobachtungsflaechen (LEVEL II) und deren Beziehung zueinander. - Quantifizierung von Witterungsstress und Einfluss der meteorologischen Bedingungen auf die Immissions- und Depositionsbelastung sowie dem Resistenzpotential der Kiefern gegenueber atmogenen Einfluessen. - Erarbeitung einer Methodik zur permanenten Kontrolle von Kenngroessen des Wasserhaushaltes und der Stoffbilanzen. - Physiologisch-biochemische Qualifizierung des Vitalitaetszustandes der Kiefern. - Ueberwachung der Schaderregerpopulationen und von biologischen Absterbeursachen.

Entwicklung und Erprobung von Pflanzenstaerkungsmitteln pflanzlicher Herkunft zur Erhoehung der Vitalitaet und Widerstandsfaehigkeit von Waldoekosystemen gegenueber Ozon, Stickoxid, anderen Luftschadstoffen und Trockenstress

Das Projekt "Entwicklung und Erprobung von Pflanzenstaerkungsmitteln pflanzlicher Herkunft zur Erhoehung der Vitalitaet und Widerstandsfaehigkeit von Waldoekosystemen gegenueber Ozon, Stickoxid, anderen Luftschadstoffen und Trockenstress" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Pflanzenchemie und Holzchemie, Lehrstuhl für Pflanzenchemie und Ökotoxikologie durchgeführt. Der Wald zaehlt zu den sensiblen Bioindikatoren gegenueber sich veraendernden Umweltbedingungen. Beim Oekosystem Wald mit seinen vielfaeltigen Regelmechanismen sind Stoerungen nicht sofort erkennbar, gleichzeitig bleiben aber durch Luftschadstoffe, selbst bei Minderung z. B. von SO2-Immissionen, eingetretene Schaeden nachhaltig wirksam. Daraus ergibt sich die dringende Notwendigkeit, durch vielfaeltige Massnahmen die Widerstandsfaehigkeit der Waldoekosysteme zu verbessern, um so den Schadensverlauf spuerbar zu mildern. In steigendem Umfang beeintraechtigen lokal nicht beeinflussbare atmosphaerische Spurenstoffe und Klimaeinfluesse, wie der steigende Stickstoff-, Ozon- und Oxidantiengehalt der Luft sowie Wind und Trockenheit, Wachstum und Entwicklung forstlicher Kulturen und ganzer Oekosysteme. Die Zielstellung der Arbeit besteht darin, umweltfreundliche Pflanzenstaerkungsmittel gegenueber Ozon, Oxidantien und Trockenstress zu entwickeln. Im Ergebnis der Arbeiten wurde ein Pflanzenstaerkungsmittel mit dem Namen Freivital E entwickelt. Durch dieses umweltvertraegliche Mittel sollen die inneren Abwehrkraefte der Pflanzen gegen Oxidantien, andere Luftschadstoffe und Trockenstress mobilisiert, die grosse Anfaelligkeit der Waldoekosysteme gegenueber Ozonimmissionen und anderen Stressfaktoren vermindert und die hohen Waldschaeden deutlich eingeschraenkt werden.

Phytohormone als biochemischer Vitalitaetsparameter zur fruehzeitigen Erkennung von Schadstoffbelastungen an Fichten und an fuer den Waldumbau Erzgebirge relevanten Umbauarten; TV im Verbundprojekt 'Waldumbau Erzgebirge'

Das Projekt "Phytohormone als biochemischer Vitalitaetsparameter zur fruehzeitigen Erkennung von Schadstoffbelastungen an Fichten und an fuer den Waldumbau Erzgebirge relevanten Umbauarten; TV im Verbundprojekt 'Waldumbau Erzgebirge'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Pflanzenchemie und Holzchemie, Lehrstuhl für Pflanzenchemie und Zellstofftechnik durchgeführt. In diesem Projekt soll untersucht werden, inwiefern die im Osterzgebirge wirkenden Schadfaktoren (Ozon, SO2, NOx in Verbindung mit Trockenheit, Frosthaerte und geringem Naehrstoffangebot) auf den Hormonstatus von Nadel- und Laubbaeumen wirken. Der Nachweis von Phytohormonen soll sowohl auf Versuchs- und Umbauflaechen der Catena als auch durch Begasungsversuche auf dem Immissionsoekologischen Prueffeld bei Fichte, Buche, Eberesche, Birke und Salweide gefuehrt werden. Erste Ergebnisse fuer Fichten, die mittels Enzymimmunoassay erhalten wurden, liegen bereits vor. Abscisinsaeure als Wachstumsinhibitor ist in den Nadeln stark geschaedigter Fichten erhoeht. Dagegen zeigen Cytokinine als Wachstumsstimulatoren erhoehte Werte in den Nadeln gesunder Fichten. Indol-3-essigsaeuremethylester konnte in den Nadeln stark geschaedigter Fichten verstaerkt nachgewiesen werden.

Auswirkungen von Fremdstoffeintraegen in Kiefern-, Buchen- und Eichenwaldoekosystemen

Das Projekt "Auswirkungen von Fremdstoffeintraegen in Kiefern-, Buchen- und Eichenwaldoekosystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Forschungsanstalt Eberswalde e.V. durchgeführt. Aus einer vorangegangenen Fall-Studie Ostbrandenburg erfolgt seit 1993 die gezielte Anlage ueber das gesamte Land Brandenburg verteilter Probenahmeflaechen. In den betreffenden Waldbestaenden erfolgt die Vitalitaetsansprache, untersetzt durch umfangreiche Soden- und Blatt-/Nadelanalysen sowie Auswertung waldwachstumskundlicher Messdaten. In Abhaengigkeit vom Eintragsgeschehen und betroffenen Baumarten werden die Situation der Waldbestaende diskutiert und moegliche Massnahmen zur Stabilisierung vorgestellt. Die Arbeiten werden fortgefuehrt.

Erhaltung/Verbesserung der Widerstandsfaehigkeit von Baeumen/Bestaenden gegenueber biotischen und abiotischen Krankheits- und Schaderregern

Das Projekt "Erhaltung/Verbesserung der Widerstandsfaehigkeit von Baeumen/Bestaenden gegenueber biotischen und abiotischen Krankheits- und Schaderregern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hessische Landesanstalt für Forsteinrichtung, Waldforschung und Waldökologie durchgeführt. Durch die Deposition von Luftschadstoffen und die damit verbundenen Vorgaenge wird die Vitalitaet der Waldbestaende erheblich herabgesetzt. Die Versuche fuer die Entwicklung und Erprobung spezieller Boden- und Pflanzenhilfsstoffe sollen dazu beitragen, die Widerstandsfaehigkeit zu erhalten und die Vitalitaet der Bestaende zu steigern.

Entwicklung eines Phytohormon-Screenings zur fruehzeitigen Vitalitaetsbeurteilung von Fichten, Kiefern und Waldumbauarten

Das Projekt "Entwicklung eines Phytohormon-Screenings zur fruehzeitigen Vitalitaetsbeurteilung von Fichten, Kiefern und Waldumbauarten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Pflanzenchemie und Holzchemie, Lehrstuhl für Pflanzenchemie und Zellstofftechnik durchgeführt. Im Rahmen des Projektes wird untersucht, inwiefern die in den saechsischen Schadgebieten Osterzgebirge und Elbsandsteingebirge wirkenden Luftschadstoffe (Ozon, SO2, NOx) in Verbindung mit Boden- und Klimaeinfluessen auf den Hormonstatus der Nadel- und Laubbaeume wirken. Der Nachweis der Phytohormone (Gibberelline A1, A4, A7, A9, Abscisinsaeure und Indolessigsaeure) wird auf Versuchsflaechen der TU Dresden im Osterzgebirge und auf Dauerbeobachtungsflaechen der LAF Graupa bei Fichten, Kiefern und den Umbauarten Buche, Eberesche und Salweide als Vergleichsscreening durchgefuehrt. Zur Anwendung kommen dabei sowohl biochemische (HPLC) als auch chemische Methoden (Gaschromatographie, Massenspektroskopie). Die Phytohormon-Relation als biochemischer Parameter gestattet fruehzeitig eine schnelle Aussage ueber Hormonstatus, Schaedigungsgrad und Vitalitaet der einzelnen Nadel- und Laubbaeume. Die Durchfuehrung eines grossflaechigen Screenings auf Phytohormone schafft somit eine effiziente Moeglichkeit, die Vitalitaet des gesamten Bestandes zu einem Zeitpunkt zu beurteilen, zu dem eine optische Bonitierung keine Aussagen liefern kann.

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