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 "Untersuchungen zu Veränderungen in der Zusammensetzung und der Flußrate des Xylemsaftes eines Pappelklons (Populus tremula x alba L.) in Abhängigkeit von exogenen Faktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Wir wollen in diesem Forschungsvorhaben einen Beitrag zur Bilanzierung der Nährstoffflüsse im Apoplasten von Pappeln (Populus tremula x alba) leisten. Dazu werden umfangreiche Analysen des Xylemexsudates entlang der Architektur (abschlies- send), Messungen der Flußrate des Xylemsaftes, Bestimmungen der Aufnahmeraten von Anionen und Kationen (z.T. unter Einsatz stabiler Isotope für Ca, Mg, N), eine qualitative und quantitative Analyse der im Xylem vorliegenden Proteine und die Ermittlung des Gaswechsels vorgenommen. Der Eindruck verschiedener physiologisch relevanter Außenfaktoren wird berücksichtigt, wobei Schwerpunkte die Variation der N-Versorgung (auch Erholung vom Mangel), des pH-Wertes und der HCO3--Konzentration sein werden. Dazu bestehen Verabredungen, Planungen mit der AG Sauter/Kiel (gleiches Objekt, Vermessen der Xylemgefäße), mit der AG Zimmermann/Würzburg (Xylemdrucksonde, NMR-Messungen) und bereits laufende gemeinsame Experimente mit der AG Schurr/ Heidelberg (entlang der Architektur). Die Modellierung (Prüfung SID-Konzept) wird Dr. Gerendas/AG Sattelmacher vornehmen und der Einsatz stabiler Isotope wird in Zusammenarbeit mit Dr. Kuhn/AG Schroeder/Jülich erfolgen.
Das Projekt "Dynamik und Nährstoffflüsse im Xylemsaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-2: Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Die Interaktion von Wasser- und Nährstoffflüssen im Xylem wird untersucht. Hierfür werden simultan Raten der Nährstoffaufnahme in der Wurzel und des Nährstofftransport in den Sproß in intakten Pflanzen bei unterschiedlichen Transpirationsraten bestimmt. Einflüsse der Flußrate auf den lateralen Austausch von Nährstoffen werden in intakten Pflanzen und in perfundierten Stammstücken analysiert und modelliert. In enger Kooperation mit anderen Gruppen im Schwerpunktprogramm werden einzelne Aspekte der Interaktion näher charakterisiert. Die anatomische Untersuchung der Architektur der Leitbahnen zur Identifizierung möglicher Schlüsselstellen ergänzt funktionelle Analysen des lateralen Austauschs von Nährstoffen und von Wasserfluß und Druckverhältnissen entlang des Stamms. Analysen der Abhängigkeit des pH-Werts im Xylem vom CO2-Partialdruck im Leitbündelbereich werden durchgeführt. Die Interaktion von lokalen Transpirationsraten und dem Nährstofftransport im Blatt wird untersucht.
Das Projekt "Kontinuierliche, minimal-invasive Messung der K+ Aktivität und des pH-Wertes im Xylemsaft zur Bearbeitung aktueller wissenschaftlicher Fragestellungen auf dem Gebiet der Pflanzenernährung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Botanisches Institut, Molekulare Zellbiologie durchgeführt. Der Sproß höherer Pflanzen wird über das Xylem mit Nährstoffen versorgt, die durch die Wurzel aus der Bodenlösung aufgenommen werden. Die Zusammensetzung des Xylemsaftes ist daher eine entscheidende Meßgröße in der Ernährungsphysiologie der Pflanzen, z.B. bei der Erstellung von Ionenbilanzen. Die Isolierung von Xylemsaft zur Bestimmung der Ionenkonzentrationen erfordert die Überwindung der Zugspannung in den Xylemgefäßen durch die Applikation eines hydrostatischen Druckes auf das Wurzelsystem. Dieses Verfahren ist jedoch mit massiven Eingriffen in die Fluß-Kraft Profile der intakten Pflanze verbunden, so daß die Zusammensetzung des so gewonnenen Xylemsaftes möglicherweise von den Konzentrationsverhältniss in der intakten Pflanze abweicht. Dies soll für K+ im Rahmen dieses Projektes mit einer neuen Technik untersucht werden, die am Lehrstuhl für Biotechnologie entwickelt wurde. Die K+-Xylemsonde ermöglicht die kontinuierliche Messung der K+ Konzentration (oder exakter, der Aktivität) im Xylemsaft in situ unter Zugspannung (d.h. bei physiologischen Drücken). Zusätzlich soll eine pH-Xylemsonde entwickelt werden, die auf dem gleichen Messprinzip beruht. Diese Sonden sollen zur Bearbeitung einiger aktueller Fragen der Pflanzenernährung eingesetzt werden: Insbesondere soll die Interaktion des Phytohormons Abscisinsäure (ABA) mit der K+ Aktivität und dem pH-Wert des Xylemsaftes sowie die Bedeutung des pH-Wertes bei der Entstehung von Eisenmangel-Chlorosen untersucht werden.
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.