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Smarte Technik braucht kluge Köpfe - forschend-entdeckendes MINT-Planspiel zur nachhaltigen Entscheidungsfindung im Alltag

Zielsetzung: Nachhaltige Entscheidungen sind oft mit Herausforderungen verbunden. Zielkonflikte zwischen den ökologischen, ökonomischen und sozialen Dimensionen der Nachhaltigkeit können in sogenannte Nachhaltigkeitsdilemmata münden. Das Projekt „Smarte Technik braucht kluge Köpfe - forschend-entdeckendes MINT-Planspiel zur nachhaltigen Entscheidungsfindung im Alltag“ hat das Ziel, im Rahmen eines halbtägigen Workshops das Nachhaltigkeitsbewusstsein und die Entscheidungsfindungskompetenz junger Menschen zu stärken - und zwar ganz konkret in der Lebenswirklichkeit des eigenen (technologisierten) Haushalts. Der Fokus des Projekts liegt auf wiederkehrenden alltäglichen Entscheidungen, die das Einsparpotenzial bei Energie, CO2 und Ressourcen aufzeigen und maximieren können. Themen wie die Müllvermeidung, Mikroplastik in Produkten, der Energieverbrauch durch digitale Technologien oder die ökologische Optimierung von Waschvorgängen machen eines deutlich: Individuelle Handlungen haben einen ganz realen Einfluss auf die Umweltentlastung. Das MINT-Planspiel kombiniert Storytelling mit experimentellem Lernen rund um vier Smart-Home-Geräte - Kühlschrank, Laptop, Waschmaschine und Mülleimer. Jede Gruppe übernimmt dabei eine spezifische Rolle und löst Experimente zu Energieverbrauch, Mikroplastik, Müllvermeidung oder Datenströmen. Dabei wenden die Teilnehmenden MINT-Kompetenzen (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) in der Praxis an. Sie reflektieren dabei nicht nur den Einfluss individueller Handlungen (z.B. Herkunft und Verpackung von Lebensmitteln) auf globale Herausforderungen, sondern entwickeln auch systemisches Denken, Problemlösungskompetenzen und ein Bewusstsein für nachhaltige Handlungsspielräume. Das Projekt verbindet Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) und MINT-Bildung. Es richtet sich an alle Menschen ab 14 Jahren. Im Fokus stehen vor allem Jugendliche und junge Erwachsene, da sie sich in einer Phase der zunehmenden Partizipation an gesellschaftlichen Entscheidungsprozessen befinden. Das bildungsplanbezogene MINT-Planspiel kann in Schulen und außerschulischen Orten (z.B. Mehrgenerationenhäuser, Büchereien) im süddeutschen Raum durchgeführt werden. Durch bundesweite digitale Schulungen von Lehrkräften und weiteren Multiplikator*innen sowie der Bereitstellung einer umfassenden Dokumentation zur Durchführung des MINT-Planspiels erreicht das Projekt einen großen Kreis von Teilnehmer*innen.

Anbau heimischer Wildpflanzen als Nutzpflanzen in semi-ariden Gebieten

Es gibt in der suedlichen Kalahari eine Reihe von Wildpflanzen, die von Einheimischen zur Ernaehrung von Tier und Mensch genutzt werden. Ueber den gezielten und kontrollierten Anbau und die damit moegliche Ertragssteigerung durch flankierende Massnahmen ist bisher nichts bekannt. Auf der Farm Avontuur 120 km nordoestlich von Kuruman soll der Anbau von Tylosema esculentum und Vigna lobatifolia erprobt werden. In den letzten Jahren hat der Farmer eine spezielle Technik zur Speicherung von Bodenwasser entwickelt, dessen Eignung fuer den Anbau dieser Pflanzen geprueft werden soll. Tylosema esculentum ist eine ausdauernde Leguminose, deren Samen genutzt werden. Vigna lobatifolia ist eine einjaehrige Leguminose, deren Wurzelknollen gemessen werden.

Grenzueberschreitende Emissionen. Grenzueberschreitende Emissionen, insbesondere SO2, beschraenken die nationale Energie- und Umweltpolitik

Der Grossteil der Imissionen ist das Ergebnis auslaendischer Emissionen. Daraus ziehen viele den Schluss, dass Massnahmen vor Ort wirtschaftlicher sind (vgl deutsche Subventionierung bei der Entschwefelung tschechischer Kraftwerke). Dies provoziert jedoch strategische Reaktionen, was die Effizienz dieses Vorschlages stark mildert (Uebernahme des Datensatzes aus der Datenbank FORIS des Informationszentrum Sozialwissenschaften, Bonn)

Entwicklung von erweiterten Fruchtfolgesystemen in Kombination mit Bewaesserungsverfahren im Hinblick auf eine Verminderung der Naehrstoffauswaschung

a)Leguminosen als Hauptfrucht koennen in der Fruchtfolge dazu beitragen, die Naehrstoffauswaschung zu mindern und damit den Mineralduengeraufwand zu senken; b)Ermittlung der Ansprueche verschiedener Kulturarten an die Wasserversorgung und die Fruchtfolgegestaltung auf leichten Boeden; c)Feldversuche.

Optimierung des Humusmanagements im Freilandgemüseanbau, Modell- und Demonstrationsvorhaben: Optimierung des Humusmanagements im Freilandgemüsebau (HumusFuerGemuese)

Intensitäts- und Standortdifferenziertes Klimaschutzpotential von Leguminosen in Anbausystemen mit N-effizienter Düngung

Das übergeordnete Projektziel von ISLAND ist die Wissensgrundlage zu den Effekten von Leguminosen in Fruchtfolgen unterschiedlicher Produktionsintensität zu erweitern und Strategien der optimierten Integration zu entwickeln. Hierbei soll ein Schwerpunkt auf der Berücksichtigung und Minimierung der Verlustpotentiale und auf die adäquate Anrechnung der Fixierungsleistung/Vorfruchtwirkung gelegt werden. Dafür soll das Verständnis der relevanten Prozesse im Stickstoffkreislauf umfänglich erweitert und plausible Bewertungsalgorithmen und -kennzahlen (Schätzung N2-Fixierung) für eingesetzte Maßnahmen (z.B. Behandlung der Ernterückstände), Betriebsmittel (z.B. mineralische/organische Dünger) und deren Wechselwirkungen entwickelt werden. Als Bindeglied zwischen der empirischen Datenerhebung in Feldversuchen und der aggregierten Kennzahlentwicklung sollen prozessorientierte Simulationsmodelle weiterentwickelt und zur Datenanalyse sowie in Form von Szenarienrechnungen eingesetzt werden. Die zentralen Forschungsfragen lauten: (1) Welchen Beitrag leisten Leguminosen zur Klimabilanz in unterschiedlichen Stellungen innerhalb standorttypischer Fruchtfolgen variierender Produktionsintensität? (2) Gibt es einen Zusammenhang zwischen direkten (und indirekten) Lachgasemissionen und der N2-Fixierungsleistung bei ausgewählten Körnerleguminosen und lässt sich die Fixierungsleistung auch über fernerkundlich erhobenen Spektraldaten abschätzen? (3) Wie wirken sich die Vorfrucht- und Fruchtfolgeeffekte von Leguminosen auf die THG-Bilanzen standorttypischer Fruchtfolgen unterschiedlicher Intensität unter prognostizierten Klimawandelszenarien an ausgewählten Standorten aus?

Species discrimination of plant roots by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy

Comprehension of belowground competition between plant species is a central part in understanding the complex interactions in intercropped agricultural systems, between crops and weeds as well as in natural ecosystems. So far, no simple and rapid method for species discrimination of roots in the soil exists. We will be developing a method for root discrimination of various species based on Fourier Transform Infrared (FTIR)-Attenuated Total Reflexion (ATR) Spectroscopy and expanding its application to the field. The absorbance patterns of FTIR-ATR spectra represent the chemical sample composition like an individual fingerprint. By means of multivariate methods, spectra will be grouped according to spectral and chemical similarity in order to achieve species discrimination. We will investigate pea and oat roots as well as maize and barnyard grass roots using various cultivars/proveniences grown in the greenhouse. Pea and oat are recommendable species for intercropping to achieve superior grain and protein yields in an environmentally sustainable manner. To evaluate the effects of intercropping on root distribution in the field, root segments will be measured directly at the soil profile wall using a mobile FTIR spectrometer. By extracting the main root compounds (lipids, proteins, carbohydrates) and recording their FTIR-ATR spectra as references, we will elucidate the chemical basis of species-specific differences.

Intensitäts- und Standortdifferenziertes Klimaschutzpotential von Leguminosen in Anbausystemen mit N-effizienter Düngung, Intensitäts- und Standortdifferenziertes Klimaschutzpotential von Leguminosen in Anbausystemen mit N-effizienter Düngung

Das übergeordnete Projektziel von ISLAND ist die Wissensgrundlage zu den Effekten von Leguminosen in Fruchtfolgen unterschiedlicher Produktionsintensität zu erweitern und Strategien der optimierten Integration zu entwickeln. Hierbei soll ein Schwerpunkt auf der Berücksichtigung und Minimierung der Verlustpotentiale und auf die adäquate Anrechnung der Fixierungsleistung/Vorfruchtwirkung gelegt werden. Dafür soll das Verständnis der relevanten Prozesse im Stickstoffkreislauf umfänglich erweitert und plausible Bewertungsalgorithmen und -kennzahlen (Schätzung N2-Fixierung) für eingesetzte Maßnahmen (z.B. Behandlung der Ernterückstände), Betriebsmittel (z.B. mineralische/organische Dünger) und deren Wechselwirkungen entwickelt werden. Als Bindeglied zwischen der empirischen Datenerhebung in Feldversuchen und der aggregierten Kennzahlentwicklung sollen prozessorientierte Simulationsmodelle weiterentwickelt und zur Datenanalyse sowie in Form von Szenarienrechnungen eingesetzt werden. Die zentralen Forschungsfragen lauten: (1) Welchen Beitrag leisten Leguminosen zur Klimabilanz in unterschiedlichen Stellungen innerhalb standorttypischer Fruchtfolgen variierender Produktionsintensität? (2) Gibt es einen Zusammenhang zwischen direkten (und indirekten) Lachgasemissionen und der N2-Fixierungsleistung bei ausgewählten Körnerleguminosen und lässt sich die Fixierungsleistung auch über fernerkundlich erhobenen Spektraldaten abschätzen? (3) Wie wirken sich die Vorfrucht- und Fruchtfolgeeffekte von Leguminosen auf die THG-Bilanzen standorttypischer Fruchtfolgen unterschiedlicher Intensität unter prognostizierten Klimawandelszenarien an ausgewählten Standorten aus?

Intensitäts- und Standortdifferenziertes Klimaschutzpotential von Leguminosen in Anbausystemen mit N-effizienter Düngung, Intensitäts- und Standortdifferenziertes Klimaschutzpotenzial von Leguminosen in Anbausystemen mit N-effizienter Düngung (ISLAND)

Das übergeordnete Projektziel von ISLAND ist die Wissensgrundlage zu den Effekten von Leguminosen in Fruchtfolgen unterschiedlicher Produktionsintensität zu erweitern und Strategien der optimierten Integration zu entwickeln. Hierbei soll ein Schwerpunkt auf der Berücksichtigung und Minimierung der Verlustpotentiale und auf die adäquate Anrechnung der Fixierungsleistung/Vorfruchtwirkung gelegt werden. Dafür soll das Verständnis der relevanten Prozesse im Stickstoffkreislauf umfänglich erweitert und plausible Bewertungsalgorithmen und -kennzahlen (Schätzung N2-Fixierung) für eingesetzte Maßnahmen (z.B. Behandlung der Ernterückstände), Betriebsmittel (z.B. mineralische/organische Dünger) und deren Wechselwirkungen entwickelt werden. Als Bindeglied zwischen der empirischen Datenerhebung in Feldversuchen und der aggregierten Kennzahlentwicklung sollen prozessorientierte Simulationsmodelle weiterentwickelt und zur Datenanalyse sowie in Form von Szenarienrechnungen eingesetzt werden. Die zentralen Forschungsfragen lauten: (1) Welchen Beitrag leisten Leguminosen zur Klimabilanz in unterschiedlichen Stellungen innerhalb standorttypischer Fruchtfolgen variierender Produktionsintensität? (2) Gibt es einen Zusammenhang zwischen direkten (und indirekten) Lachgasemissionen und der N2-Fixierungsleistung bei ausgewählten Körnerleguminosen und lässt sich die Fixierungsleistung auch über fernerkundlich erhobenen Spektraldaten abschätzen? (3) Wie wirken sich die Vorfrucht- und Fruchtfolgeeffekte von Leguminosen auf die THG-Bilanzen standorttypischer Fruchtfolgen unterschiedlicher Intensität unter prognostizierten Klimawandelszenarien an ausgewählten Standorten aus?

Molekulare Marker (Evolution, Diversitaet, Forensik)

Entwicklung molekularer Marker (Mikrosatelliten PCR, DNA-Sequenzen, DNA-Fingerprint) fuer Evolutionsforschung, Systematik, Biodiversitaet, Sozialsysteme, Forensik bei Pflanzen (Leguminosae, Labiatae, Orchidaceae), Insekten und Voegel.

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