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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2016-08-01 - 2021-07-31

LTER-CWN möchte eine Infrastruktur für Umweltforschung umsetzen, die es ermöglicht, die Folgen von extremen Klimaereignissen (Hitzewellen, Stürme, usw.) auf den Kohlenstoff-, Wasser- und Stickstoffkreislauf in Ökosystemen zu erforschen. Basierend auf hochinstrumentierten Standorten der österreichischen Langzeitforschung soll, zusammen mit einem mobilen Gerät zu Treibausgas-Messung, ein verteiltes Netzwerk von Forschungsstandorten ausgebaut werden, das die wesentlichen Ökosystemtypen abdeckt-
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2016-07-01 - 2020-06-30

Phytomining bezeichnet die Kultivierung von Pflanzen mit der Fähigkeit, Spurenmetalle aus metall-reichen Böden oder Substraten zu akkumulieren. Die Metalle werden dabei in die oberirdische Biomasse (vorwiegend Blätter) transportiert und gespeichert und können somit leicht geerntet werden. Somit bietet sich die Möglichkeit, über diesen Akkumulations-Prozesss aus der geernteten Biomasse hochwertige Metallen wie beispielsweise Nickel rückzugewinnen. Die europäische Innovationspartnerschaft (EIP) klassifiziert Nickel als Rohstoff mit hoher wirtschaftlicher Bedeutung. Phytomining von Nickel bietet eine ökoeffiziente Alternative zu klassischen pyro- und hydrometallurgischen Prozessen, liefert gleichzeitig Energie für lokale Erfordernisse und verbessert die landwirtschaftliche Effizienz bzw. bietet völlig neue Anbaumöglichkeiten in Gebieten mit nickel-reichen, sog. Serptentin-Böden, die mehr als 10 000 km2 in Europa bedecken. Das LIFE-AGROMINE Projekt soll als Referenz- bzw. Demonstrationsprojekt dienen, auch potentielle Ökosystemdienstleistungen durch Phytomining auf Nickel-reichen Böden und Abfällen aufzuzeigen. Durch Anwendung des Lebenszyklus-Ansatzes und Einbindung von Kostenanalysen soll durch LIFE-AGROMINE die ökologische und sozioökonomische Nachhaltigkeit des Phytomining-Zyklus aufgezeigt werden. Funktionale Agrarökosysteme werden in einen Phytomining-Neztwerk implementiert und im Pilotmaßstab umgesetzt: 1) auf ultramafischen landwirtschaftlichen Flächen 2) in ultramafischen Steinbrüchen und 3) auf sog. Technosolen aus industriellen Abfällen. Im Rahmen von LIFE-AGROMINE werden verschiedene Ebenen abgedeckt: die existierenden Leistungen der einzigartigen Biodiversität dieser Gebiete werden erweitert durch agar-ökologische Systemleistungen, welche die Biomasseproduktion und Metallextraktion kombinieren. LIFE-AGROMINE bietet das Konzept einer umfassend integrierten, neuen Phytomining- Landwirtschaft, die auf tausenden Quadratkilometern in Europa angewendet werden kann. Demonstrationsversuche im Freiland wurden in Europa bisher nur in Albanien durchgeführt, wobei in diesen Versuchen nicht der komplette Phytomining-Zyklus durchlaufen wurde. In den 1990er Jahren wurden im kleinen Maßstab (1m2 Flächen) Feldversuche in Italien durchgeführt (Robinson et al. 1997). Phytomining wurde somit bis dato nicht auf Metallabbaustätten oder Industrieabfalllagerstätten durchgeführt. LIFE-AGROMINE wird im Pilot-Maßstab den kompletten Phytomining-Zyklus, also von der Kultivierung der Pflanzen bis zur Rückgewinnung von wertvollen nickelreichen Stoffen/Produkten und der Gewinnung von Bioenergie über die Verbrennung der Biomasse, aufzeigen. Die Durchführbarkeit von Phytomining wird durch das Projekt nicht nur auf natürlich mit Nickel-angereicherten Böden (niedrige landwirtschaftliche Produktivität) veranschaulicht, sondern ebenso wird die Umsetzung auf degradierten Landflächen und Industrieabfalllagerstätten demonstriert.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2016-09-01 - 2019-08-31

Due to the low Fe solubility in most soils, plants have evolved Fe acquisition strategies that are mainly based on the chelation and reduction of ferric Fe. While graminaceous plants release mugineic acid-type siderophores for ferric Fe chelation, non-graminaceous plants rely primarily on the reduction of ferric Fe which is compromised at high pH. Recently, a new class of coumarin-type siderophores has been identified in root exudates that mediate ferric Fe chelation, however, due to their high chemical versatility their mode of action in the rhizosphere is still unclear. Therefore, the present project aims at i) identifying new exudate components with novel or specific Fe-related functions, in particular regarding the chelation and/or reduction of Fe(III) and to characterize modifications and chemical interactions of these components on their way from the release into the root apoplast to the soil and back; ii) examining synergisms among individual chemical processes involved in Fe mobilization from Fe-bearing phases in the soil; iii) identifying and quantifying the contribution and interplay of chemical and biological processes involved in Fe acquisition via plant-exuded reductants and ligands in the rhizosphere. To address a set of 8 sharply defined hypotheses, two German and two Austrian labs from molecular plant nutrition, analytical chemistry, rhizosphere ecology and biogeochemistry will collect root exudates from hydroponic and rhizosphere systems, conduct metal-chelate speciation by advanced MS-coupled techniques, assess Fe chelation and redox reactions of root exudates from wild-type and mutant plants and employ thermodynamic and kinetic modelling approaches. This proposal promises to chemically identify key players in root exudates and to describe their mode of action as chelators, reductants or redox shuttles for an improved Fe nutrition in plants.

Betreute Hochschulschriften