Das Projekt "Der Stickstoffwechsel der Rebe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Obst-, Gemüse- und Weinbau durchgeführt. In den vergangenen Jahren wurde im Weinbau ueber das Optimum die Rebe mit Stickstoff versorgt. Dies fuehrte nicht nur zu einer hoeheren Anfaelligkeit gegenueber Krankheiten und Schaedlingen, sondern auch zu einer starken Nitratbelastung der Gewaesser. Ziel der Untersuchungen ist die Optimierung der Stickstoffduengung unter oekologischen und physiologischen Gesichtspunkten. Desweiteren soll das spezifische Stickstoffaneignungs- und -translokationsvermoegen von verschiedenen Unterlagensorten untersucht werden. Ein moeglicher Zusammenhang zur Most- bzw. Weinqualitaet (z.B. untypische Alterungsnote) soll ebenfalls hergestellt werden. Bisherige Untersuchungen zeigen, dass ein Einfluss der Unterlage zu beobachten ist.
Das Projekt "Bindung von Al(III)-Ionen und Schwermetallionen im Xylem-Saft und an Xylem-Waenden von Baeumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Fakultät für Chemie durchgeführt. Die Bindung mehrwertiger Metallionen an Polyelektrolyte wurde bereits fuer Al(III) Ni(II) an Polycarboxylaten untersucht. Die Messungen werden auf polyelektrolytische Bestandteile des Xylems von Baeumen ausgedehnt, um Aussagen zur Mobilitaet und Inaktivierung von Schwermetallionen in Pflanzen zu gewinnen.
Das Projekt "Die Auswirkungen von Kalkung und Magnesium-Duengung auf Aufnahme, Transport und chemische Bindungsformen von Ca und Mg in Fichten und Buchen - Teil II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens werden drei Komponenten des Ca- und Mg-Stoffwechsels in gesunden, geschaedigten und nach Duengung revitalisierten Waldbaeumen im Freiland sowie an Jungpflanzen im Labor untersucht: 1) Die Aufnahme in mykorrhizierten und nicht mykorrhizierten Wurzeln; hier sollen die Aufnahmeorte genauer analysiert und der Einfluss der Oxalsaeure-Ausscheidung der Wurzeln auf den Umsatz der nach Kalkung/Duengung konzentriert angebotenen Kationen untersucht werden. 2) Der Transport im Holz zu den Blaettern/Nadeln; hier soll der Ionenaustausch an den Zellwaenden mit 45Ca aufgeklaert und die unterschiedlichen chemischen Bindungsformen in ihrer Bedeutung fuer die verzoegerte Reaktion aelterer Baeume auf Duengung analysiert werden, da hier offenbar Ca und Mg zunaechst im Holz festgelegt werden, bevor sie die Kronen erreichen. 3) Die letztliche Bindung der beiden Ionen in unterschiedlichen chemischen Formen in den Blaettern/Nadeln (wasserloeslich, in Pektat oder Oxalat festgelegte, im Chlorophyll eingebaut); dies erlaubt eine bessere physiologische Interpretation als die Gesamtgehalte und soll zu einer weiteren Verfeinerung der Analyse von Mineralstoffumsaetzen und Duengungserfolgen auf den ARINUS/FEELING-Flaechen (PEF 1 93 006) dienen. Ziel ist eine ernaehrungsphysiologische Beurteilung der Magnesium- und Kalziumduengung. Der Forschungsansatz basiert auf einer Kombination von Freilanduntersuchungen mit Experimenten unter kontrollierten Bedingungen im Labor. Folgende Arbeiten wurden durchgefuehrt: - Fraktionierte Bestimmung der chemischen Bindungsform von Kalzium und Magnesium in Fichtennadeln - Xylemwasseruntersuchungen - Messung des Xylemflusses in Fichten ueber eine gesamte Vegetationsperiode - Laboruntersuchungen zum Kalziumgehhalt von Fichtensaemlingen unter Verwendung der radioaktiven Tracers 45Ca. Interessante Ergebnisse erbrachten die kontinuierlich ueber eine ganze Vegetationsperiode durchgefuehrten Xylemflussmessungen. Die gewonnenen Daten ergaenzen sehr gut die vom Institut fuer Bodenkunde (PEF 1 93 006) und vom Institut fuer Meteorologie zur Modellierung von Energie- und Wasserhaushalt durchgefuehrten Messungen (PEF 2 94 001). Wichtige Resultate lieferte auch die Analyse der Magnesium- und Kalziumgehalte in den Nadeln, diflerenziert nach Bindungsformen. Dies ermoeglicht erst eine emaehrungsphysiologische Beurteilung der Nadelgehalte dieser Naehrelemente. Fuer das Magnesium gilt, dass der Magnesiumgesamtgehalt ein ausreichender Weiser fuer den Versorgungsgrad der Nadel ist und zur Bestimmung von physiologischen Mangelgrenzen gut herangezogen werden kann. Anders verhaelt es sich beim Kalzium. Die Gesamtgehalte werden von der stoffwechselphysiologisch-inerten Kalziumoxalat-Fraktion bestimmt. Die physiologisch relevanten Fraktionen wasserloesliches Kalzium und Kalziumpektat werden dagegen unabhaengig vom Kalziumgesamtgehalt konstant gehalten.
Das Projekt "Beladung und Entladung des Xylems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Es soll die Beförderung von Nährstoffen im Xylem der höheren Pflanze untersucht werden. Die Zusammensetzung des Xylemsaftes resultiert aus der Be- und Entladung des Apoplasten durch das Xylemparenchym. Diese Vorgänge erfolgen durch Ionenkanäle im Zusammenwirken mit einer elektrogenen Pumpe im Plasmalemma der Xylemparenchymzellen. Kanäle für ernährungsphysiologisch relevante Ionen wurden inzwischen in ihrer Spannungsabhängigkeit und Selektivität durch uns charakterisiert. Hingegen liegen noch keine ausreichenden Daten über die Pumpe vor, und die Steuerung von Kanälen und der Pumpe durch Signale während eines offensichtlich geregelten ährstofftransports in der Pflanze ist unbekannt. Diese Vorgänge sollen mit der Saugpipettentechnik untersucht werden und in ihren Funktionen während des transpirationsgetriebenen Volumenflusses und Ionentransportes an der intakten Pflanze in Beziehung gesetzt werden. Es wird erwartet, daß Mechanismen der Koordination des Nährstofftransports auf den Ebenen der Ionenkanäle und der beteiligten Gewebe, weiterhin von Rückkopplungen zwischen Sproß und Wurzel sichtbar werden und zum Verständnis der Nährstoffzirkulation in der Pflanze beitragen.
Das Projekt "Regulation des Gaswechsels durch schnelle Wurzelsignale bei Mais" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Holzbiologie und Institut für Holztechnologie und Holzbiologie des Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei durchgeführt. In der ersten Projektphase konnte ausgeschlossen werden, daß die Stomataregulation bei Wiederbewässerung trockengestreßter Maispflanzen primär durch chemische Signale verursacht wird. Durch selektive Kompensation des hydraulischen und des elektrischen Signals wurde gezeigt, daß vermutlich das elektrische Signal den Anstieg der Gaswechselparameter nach der Wiederbewässerung initiiert. Die weiteren Untersuchungen haben zum Ziel, die noch offenen Fragen in der Regulation der Stomata durch nicht-chemische Signale mit ergänzenden Methoden zu klären. Dazu soll die Reaktion auf Wiederbewässerung sowohl im Phloem und im Xylem untersucht werden. Ferner soll mit Hilfe des THz-Imaging die Geschwindigkeit des aufsteigenden Wassers in der Pflanze ermittelt werden. Die Analyse der Blattproben auf Abscisinsäuregehalte werden auf Einladung von Prof.Dr. D. Hanke von Frau C. Koziolek in dessen Labor erfolgen.
Das Projekt "Untersuchungen zum Mechanismus des Xylemferntransportes und der Ionenverteilung in Blättern von Vicia faba L." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Primärproduktion und Mikrobielle Ökologie durchgeführt. Zielsetzung: Xylem- und Phloemtransport und Verteilung verschiedener Pflanzennährelemente in Blättern, insbesondere unter Streßbedingungen.
Das Projekt "Mechanismen der Salztoleranz von Leptochloa fusca (Kallargras), einem hoch salztoeranten Futtergras" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik I durchgeführt. Kallargras, Leptochloa fusca, ist ein hoch salztolerantes Gras, das ua in Pakistan beheimatet ist. Seine Potenz zum Anbau auf salzbelasteten Boeden mit der Folge einer Bodenverbesserung und der Moeglichkeit, Viehfutter zu gewinnen, ist anerkannt. Versuche hierzu sind in Pakistan bereits im Gange. In einer Zusammenarbeit mit Kollegen vom Nuclear Institute for Agriculture and Biology in Faisalabad sollen eigene Erfahrungen in der Untersuchung zur Salztoleranz auf diese aussichtsreiche Pflanze angewendet werden. Im einzelnen sind geplant: 1) Messung der Kaliumbilanz und der Verteilung von Kalium und Natrium in der Pflanze. 2) Zusammensetzung des Xylensaftes in Abhaengigkeit von Bodensalinitaet und -alkalinitaet. 3) Zusammensetzung des Phloemsaftes. 4) Modellierung der Ionenfluesse innerhalb der ganzen Pflanze von Leptochloa. 5) Versuch, die interzellulaere Kompertimentierung von Kalium und Natrium zu messen. 6) Die pH-Abhaengigkeit der Ionenaufnahme. Das Vorhaben wird als Partnerschaftsprogramm von der Stiftung Volkswagenwerk gefoerdert.
Das Projekt "Interaktionen zwischen Buche und Fichte in Abhängigkeit von Trockenheit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Department Ökologie, Lehrstuhl für Ökophysiologie der Pflanzen durchgeführt. In den Wäldern Mitteleuropas dominieren Fichte (Picea abies (L.) Karst.) und Buche (Fagus sylvatica L.). Aufgrund ihrer vorteilhaften Wirkungen und Leistungen werden diese Arten in Mischkulturen bevorzugt, allerdings ist das Verhalten solcher Mischungen bei Stress, unter anderem bedingt durch Klimaveränderungen, infrage gestellt. Anhand eines ökologischen Transektes von feuchten zu trockenen Standorten und eines Überdachungsexperimentes werden die Auswirkungen von Trockenheiten von 3 Teilprojekten untersucht: (A) Zuwachs auf Baum- und Bestandesebene, (B) artspezifische Reaktionsmuster unter inner- und zwischenartlichen Wuchsbedingungen bei trockenheitsbedingter Xylem-Dysfunktion und Kohlenstoffverarmung und (C) Wirkung von Ektomykorrhizen auf Wurzel- und Baumwachstum. Die entlang eines Niederschlagsgradienten erzielten Wechselwirkungen zwischen Fichte und Buche werden untermauert durch experimentelle Befunde und Modellszenarien mit ökophysiologischen Prozessmodellen. Am Projekt sind drei antragstellende Arbeitsgruppen beteiligt sowie zwei externe Arbeitsgruppen. Durch Zusammenführung von Expertise in der langfristigen Versuchsbeobachtung, einzigartiger Infrastruktur, die durch das Kranprojekt im Kranzberger Forst gegeben ist und innovative Modellierungsansätze entsteht ein Projekt mit großer Synergie, Innovation und Erfolgsaussicht.
Das Projekt "Mineralstoffhaushalt salztoleranter Pflanzen: Fluesse mineralischer Ionen in der ganzen Pflanze und ihre Bedeutung fuer die Salztoleranz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik I durchgeführt. Ziel der Untersuchungen war es, Fluesse von Mineralstoffionen im Xylem und im Phloem in der ganzen Pflanze und ihre Veraenderung unter Salzstress zu erfassen. Die Untersuchungen wurden an Lupinen, Ricinus und Gerste als Modellpflanzen durchgefuehrt. Im Zusammenhang mit den Ionenfluessen wurde bei Ricinus auch eine Wirkung von Salzstress auf den N-Stoffwechsel und die Nitratreduktion untersucht
Das Projekt "Bekämpfung des Feuerbranderregers (Erwinia amylovora) im Obstbau mittels Xylemapplikation ohne Antibiotika" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RLP AgroScience GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Feuerbrand kann im Kernobstbau zu großen Ausfällen führen. In Deutschland sind zurzeit 13.500 ha Apfel- und Birnenanlagen von dieser Problematik betroffen. Für die Bekämpfung von Feuerbrand war bis 2004 das Antibiotikum Streptomycin zugelassen, dessen Anwendung nur noch nach Paragraph 11 Abs. 2 Satz 1 Nr. 2 PflSchG bei Gefahr im Verzüge' erlaubt ist. Allerdings ist die Anwendung von Antibiotika im Pflanzenschutz heftig umstritten, da unerwünschte Auswirkungen auf die Umwelt sowie Wirkungsverluste durch Resistenzbildung zu befürchten sind. Ziel des Projekts ist deshalb die Entwicklung einer praxisreifen Methode zur Bekämpfung von Feuerbrand, ohne den Einsatz von Antibiotika (entsprechend der Strategie der europäischen Gemeinschaft zur Bekämpfung der Resistenz gegen antimikrobielle Mittel) und unter Verwendung eines umweltneutralen Applikationssystems, welches geeignete Substanzen direkt in das Xylem von Bäumen appliziert. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden In einem ersten Arbeitsschritt wurde die Wirkung xylemapplizierter Substanzen (Bion® (Acibenzolar-S-methyl), Prohexadion-Ca und Fosetyl-AI), die nach Aufnahme in pflanzliches Gewebe über sekundäre Biosynthesewege eine Resistenzbildung gegen den Feuerbranderreger anregen können, in Gewächshaus- und Freilandexperimenten untersucht. Parallel dazu entwickelte der Kooperationspartner TU Kaiserslautern einen auf den Einsatzzweck abgestimmten und, im Gegensatz zu bisherigen Fabrikaten, gewebeschonenden Baumapplikator. In einem weiteren Schritt erfolgt die Verknüpfung dieser Arbeiten: Eine als besonders geeignet ermittelte Wirksubstanz wird zusammen mit dem neu entwickelten Baumapplikator im Freilandexperiment eingesetzt. Hierbei erfolgen Beurteilungen bezüglich der Wirkung der xylemapplizierten Substanz sowie der, aufgrund der Montage des Baumapplikators resultierenden Wunden. Ebenso werden rückstandsanalytische Untersuchungen mit den Früchten der, im Freilandexperiment eingesetzten Versuchsbäume durchgeführt. Im Anschluss an das Projekt ist die Vermarktung des neu entwickelten Verfahrens in Kooperation mit der Trifolio-M GmbH geplant. Prohexadion-Ca ist besonders xylemgängig und erzielte hervorragende Wirkungen gegen Erwinia amylovora, welche denen von Plantomycin entsprachen. Bion® (Acibenzolar-S-Methyl) erscheint ebenfalls geeignet, müsste aber formulierungstechnisch bearbeitet werden, um die notwendigen Applikationsmengen zu ermöglichen. Die Xylemapplikation von Fosetyl-AI erzielte lediglich eine mittlere Wirkung und erzeugte außerdem Schäden an Blättern und Knospen. Bezüglich der Entwicklung des Baumapplikators wurde eine gewebeschonende, Sekundärschäden vermeidende Injektoreneinheit erfolgreich getestet und ein Konzept für eine kostengünstige mobile Versorgungseinheit erstellt. Fazit: Xylemapplikation von Prohexadion-Ca wird im zweiten Versuchsteil unter Verwendung der technischen Neuentwicklung weiter verfolgt.
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