Das Projekt "Entwicklung von Mikrosensoren zur impedanzspektroskopischen Untersuchung der Kambialaktivität von Fichte (Picea abies)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Freiburg, Institut für Waldwachstum, Abteilung Waldwachstum.Im beantragten Forschungsprojekt werden Mikrosensoren entwickelt, die geeignet sind, die Wachstumsaktivität in der Kambialregion lebender Bäume auf dem Niveau wenige Zellen umfassender Gewebeverbände direkt, zeitnah und zerstörungsarm zu erfassen. Das Sensorkonzept basiert auf Methoden der Impedanzspektroskopie, einem in der Biologie etablierten Analyseverfahren, mit dem der frequenzabhängige komplexe Wechselstromwiderstand des Gewebes bestimmt wird. Die charakteristischen elektrischen Parameter gehen in die Modellierung eines Ersatzschaltbildes en, womit sich der aktuelle Zustand des Gewebes mit seinen resistiven und kapazitiven Eigenschaften darstellen und beschreiben lässt. Die Elektroden werden so dimensioniert, dass die aktive Kambialregion (Kambium mit lebendem Phloem und Xylem) möglichst exakt erfasst wird und charakteristische, gewebespezifische Zeitkonstanten bestimmt werden können. Damit können die Zellteilungs- und Ausdifferenzierungsvorgänge während der Wachstumsphase kontinuierlich und zeitlich hochaufgelöst beobachtet werden. Die Entwicklung dieser Messmethodik ist die Grundlage für die später angestrebte Anwendung im Umweltmonitoring und wird die Kenntnisse über die Steuerung der Wuchsreaktionen von Waldbäumen auf Umwelteinflüsse deutlich erweitern.
Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 1451: Exploring mechanisms underlying the relationship between biodiversity and ecosystem functioning, Subproject 8: Plant water relations: Complementary plant water and light use along a diversity gradient (D-A-CH/LAE)" wird/wurde gefördert durch: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Agrarwissenschaften, Departement Biologie.Within Subproject Plant Water Relations (SP8), we will address complementary resource use, one of the potential mechanisms explaining biodiversity-ecosystem functioning relationships. We will focus on water and light use, since here major gaps in knowledge still exist, despite the relevance of both resources for plant performance. We aim to identify temporal niches for water sourcing at the species level and for the first time quantify plant water relations along a diversity gradient in the main experiment (block 2), complementing on-going efforts to partition ecosystem water fluxes (task 1). We will determine the ecophysiological mechanisms in terms of light and water use that are the basis for any spatio-temporal resource complementarity (in the tracer and Ecotron experiments) (task 2). In addition, we will assess the temporal development of light and water use niches, their biochemical basis and relevance for C and N allocation in the new species-specific trait experiment (task 3). Our measurements based on plant ecophysiology (e.g., leaf water potentials, leaf gas exchange rates) will be complemented by the assessment of water- and light-related plant traits (e.g., leaf morphology, carbon allocation, leaf greenness), canopy light profiles as well as stable oxygen and hydrogen isotope analyses of plant xylem and soil water. Based on these different approaches, we will collect a unique dataset on light, and in particular, on water use, to quantify niche complementarity and its development over time as well as to identify the underlying ecophysiological mechanisms.
Das Projekt "Bekämpfung des Feuerbranderregers (Erwinia amylovora) im Obstbau mittels Xylemapplikation ohne Antibiotika" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: RLP AgroScience GmbH.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.
Das Projekt "Wassertransport in Nadeln von alpinen Koniferen" wird/wurde gefördert durch: Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Innsbruck, Institut für Botanik, Abteilung für Physiologie und Zellphysiologie Alpiner Pflanzen.An der alpinen Waldgrenze treten während des Winters massive Embolien im Holz bzw. Xylem von Koniferen auf. Im Rahmen von vorhergehenden Studien wurden die Entstehung von Embolien, Anpassungsmechanismen sowie Effekte auf das Leben der Bäume an der Waldgrenze analysiert. Diese Studien konzentrierten sich auf die Verhältnisse im Xylem von Stamm und Ästen, während Informationen zum lebenswichtigen Organ 'Nadel weitgehend fehlen. Das beantragte Projekt hat die Untersuchung des Wassertransportsystems von Koniferennadeln zum Ziel. Es basiert auf der Hypothese, dass das Xylem der Nadeln verwundbarer gegenüber Trockenheit und Gefrier-Tau Ereignissen ist, jedoch eine ähnliche hydraulische Effizienz wie das Xylem in Zweigen aufweist. An der alpinen Waldgrenze erwarten wir während des Winters extreme Embolieraten, die in der Folge zu Schädigungen der Nadeln und zu Beeinträchtigungen der photosynthetischen Kapazität der Nadel-Biomasse führen. Außerdem vermuten wir eine Bedeutung der Nadel bei Wiederbefüllungs-Vorgängen. Beobachtungen an der alpinen Waldgrenze und Untersuchungen im Labor sollen eine Überprüfung dieser Hypothesen ermöglichen. Mit einer neu entwickelten Methode zur Messung von Leitfähigkeiten in Koniferennadeln wird der Jahresverlauf der Emboliegrade an der alpinen Waldgrenze in Fichte und Zirbe analysiert werden. Mit diesen Messungen werden auch Wiederbefüllungs-Vorgänge im Frühjahr untersucht. Zusätzlich soll das Muster von Embolien innerhalb des Baumes mit jenem von im Frühjahr sichtbaren Schäden an den Nadeln verglichen werden. In den Labors wird zudem die hydraulische Effizienz und die Trockenheit- bzw. Gefrier-Tau induzierte Verwundbarkeit verschiedener Koniferenarten untersucht und mit anatomischen Messungen korreliert. In einem weiteren experimentellen Ansatz werden die Auswirkungen auf die Photosynthese durch künstliche Induktion von Embolien im Nadelxylem mittels Druckkragen untersucht. Das beantragte Projekt ermöglicht die Entwicklung einer neuen Methode zur Analyse des Wassertransportsystems von Koniferen und Einblicke in die hydraulischen Eigenschaften von Koniferennadeln. Es wird unser Wissen über den Wasserhaushalt von Bäumen an der alpinen Waldgrenze und dessen Bedeutung für die Bildung der alpinen Waldgrenze erweitern.
Das Projekt "Der Stickstoffwechsel der Rebe" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Obst-, Gemüse- und Weinbau.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/wurde ausgeführt durch: Universität Bielefeld, Fakultät für Chemie.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 "Wachstum der Fichten in den ARINUS-Versuchsgebieten Schluchsee und Villingen, Die Auswirkungen von Kalkung und Magnesium-Duengung auf Aufnahme, Transport und chemische Bindungsformen von Ca und Mg in Fichten und Buchen - Teil II" wird/wurde gefördert durch: Ministerium für Umwelt und Verkehr Baden-Württemberg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie.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 "Untersuchungen zum Mechanismus des Xylemferntransportes und der Ionenverteilung in Blättern von Vicia faba L." wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Primärproduktion und Mikrobielle Ökologie.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/wurde gefördert durch: VolkswagenStiftung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Würzburg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik I.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 "Mineralstoffhaushalt salztoleranter Pflanzen: Fluesse mineralischer Ionen in der ganzen Pflanze und ihre Bedeutung fuer die Salztoleranz, Mineralstoffhaushalt salztoleranter Pflanzen: Fluesse mineralischer Ionen in der ganzen Pflanze und ihre Bedeutung fuer die Salztoleranz" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Würzburg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik I.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
