Research


Latest SCI publications

Latest Projects

Research project (§ 26 & § 27)
Duration : 2016-08-01 - 2021-07-31

LTER-CWN proposes an infrastructure for environmental research of the consequences of climate extreme events (heat waves, storms, etc.) for carbon, water, and nitrogen in ecosystem. We will build a distributed network of infrastructure, which is based on existing core sites of Long Term Ecological Research Austria, covering the major ecosystem types across Austria, together with a high-end mobile device to measure greenhouse gas flux from soil.
Research project (§ 26 & § 27)
Duration : 2016-07-01 - 2020-06-30

Serpentine soils are characterised by very high metal concentrations, especially nickel, chromium and cobalt, but also by low fertility. They cover large parts of the Mediterranean and the Balkan area and are mostly not used for agricultural production. Metal (hyper)accumulating plants could, however, be used to extracting and recovering metals (mostly nickel) from such soils. This technology is called phytomining and has already been demonstrated in pilot field experiments in the USA and in Albania, where it has been shown that more than 100 kg Ni ha-1 can be recovered in one year. Despite their poor value (lack of K, P and Ca and excess Mg) and the risks due to metal concentrations (i.e. Co, Cr, Ni) that ultramafic soils may cause to human health and adjacent ecosystems, this land cover can produce diverse services that are essential to human wellbeing, such as the regulation of soil and water quality, carbon sequestration, support for biodiversity and a broad range of cultural services. Moreover, good management of ultramafic landscapes and the introduction of phytomining crops can provide additional market services, e.g. nickel recovery, production of biomass for energy purposes (biofuel), etc. On serpentine soils in Austria (Lower Austria, Burgenland), a field experiment will be set up, where different plant species will be compared for biomass production and Ni accumulation. Various options (e.g. fertilisation, inoculation with beneficial microbes, intercropping with legumes, etc.) will be tested for their effectiveness to increase the phytomining efficiency. Effects on soil quality, soil metal bioavailability and local biodiversity will be assessed as well. The harvested biomass will be delivered to partners for metal recovery. Finally, AGROMINE will provide a first large-scale assessment on the feasibility of phytomining in Europe and thus contribute to the establishment of a novel agricultural technique and a novel approach of green metal mining.
Research project (§ 26 & § 27)
Duration : 2016-09-01 - 2019-08-31

Aufgrund der geringen Eisen (Fe)-Verfügbarkeit in vielen Böden haben Pflanzen Fe-Aneignungsstrategien entwickelt, die auf der Komplexierung (Chelatisierung) und Reduktion von Fe beruhen. Während Gramineen über ihre Wurzeln Mugeinsäure-Derivate zur Chelatisierung von dreiwertigem Fe(III) in der Rhizosphäre abgeben, beruht die Fe-Aneignung von nicht-gramineenartigen Pflanzenarten auf der Reduktion von Fe(III), die allerdings durch hohe Boden-pH-Werte gehemmt wird. Kürzlich wurde eine neue Klasse von Coumarin-artigen Chelatoren in Wurzelabscheidungen identifiziert. Aufgrund ihrer chemischen Vielseitigkeit ist allerdings die Wirkungsweise dieser Chelatoren unklar. Daher setzt sich das vorliegende Projekt zum Ziel: i) in Wurzelabscheidungen neue chemische Substanzen mit Fe-reduzierenden oder -komplexierenden Eigenschaften zu identifizieren und deren Modifikation und chemische Interaktionen auf ihrem Weg von der Wurzelzelle durch den Wurzelapoplasten bis in den Rhizosphärenboden und zurück zu beschreiben; ii) Synergismen zwischen solchen Wurzelabscheidungen zu untersuchen, die an der Fe-Mobilisierung aus Fe-haltigen Bodenphasen beteiligt sind; und iii) den Beitrag und die Interaktion von chemischen und biologischen Prozessen, die an der Fe-Mobilisierung beteiligt sind, zu bestimmen und zu quantifizieren. Um 8 definierte Hypothesen zu verifizieren, haben sich zwei deutsche und zwei österreichische Arbeitsgruppen aus der Pflanzenernährung, analytischen Chemie, Rhizospährenökologie und Biogeochemie zusammengefunden, um Wurzelabscheidungen von Wildtyp- und Mutantenpflanzen aus hydroponischen und Bodenkultursystemen zu gewinnen und deren Fe-Chelatisierung und Redoxchemie über neue gekoppelte massenspektrometrische Verfahren sowie über thermodynamische und kinetische Modellierungsansätze zu beschreiben. Damit sollen nicht nur neue Schlüsselverbindungen in Wurzelabscheidungen identifiziert sondern auch deren Wirkungsweisen als Chelatoren, Reduktionsmittel oder Redox-Fähren aufgeklärt sowie deren Beitrag zur pflanzlichen Fe-Ernährung bestimmt werden.

Supervised Theses and Dissertations