Abstracts - Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät

Abstract-Band
9. Agrosnet Doktorandentag
am 24. Juni 2016
an der
Agrar- und Umweltwissenschaftlichen Fakultät
Maternal lineages diversity in Arabian horse breed
Saria Almarzook, Monika Reißmann, Gudrun A. Brockmann
Züchtungsbiologie und molekulare Tierzüchtung, Albrecht Daniel Thaer-Institut
Humboldt-Universität zu Berlin, Invalidenstraße 42, 10115 Berlin
[email protected]
Based on the fact that mitochondrial DNA (mtDNA) is inherited from the mother and does
not undergo recombination with paternal DNA, offspring from a single mother share identical
mtDNA sequences. Mitochondrial genome exhibits high mutation rates, especially in the
displacement loop region (D-loop). Mitochondrial haplotypes are stable over generations.
Historical registries classified Arabian horses into strains based on their dam lineages.
Traditionally, the Arabian horse breed is assumed to be descended from five founder mares
which are known as Obeyan, Dahman, Hamdani, Kahlawi, and Saglawi.
The knowledge of maternal lineages is a key for maintaining the current Arabian horse
diversity for the next generations. The aims of our study are the validation of the maternal
pedigrees, an assessment of the genetic diversity of maternal lineages, and the phylogenetic
analysis of the most common Syrian Arabian horse strains: Saglawi, Kahlawi and Hamdani.
Total DNA was collected from 146 hair samples representing 29 maternal lineages of the
three Arabian horse strains. We estimated the population differentiation (Fst) and the
haplotype diversity. For the phylogenetic tree construction we used MEGA 5.2 of the
Neighbor-joining tree method with Przewalski horse sequence as an out-group (GenBank:
JN398402) and the D-Loop sequence NC001640 as a reference.
Sequences revealed 30 variable sites and identified 17 haplotypes. The Fst values showed low
differentiation level between the three strains. The highest value of the haplotype diversity
evaluated was found in Hamdani, while the Kahlawi and Saglawi strains showed less
diversity values. Neighbor-joining tree displayed a mixture of the mitochondrial haplotypes
from the three strains in addition to the reference and the out-group sequences. All haplotypes
from all maternal lineages were scattered all over the tree. The expected sub-division between
the three strains was not observed. This deserves attention in the future breeding strategy.
Hardware in the Loop (HiL) for flexible operation of a micro-scale, externally
fired gas turbine (EFGT)
Mathhar Bdoura,b,c, Michael Nellesa,c, Andreas Ortweina
a – Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH,
Torgauer Str. 116, 04347 Leipzig, Germany
b – German-Jordanian University, PO Box 35247, Amman 11180 Jordan
c –University of Rostock, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences,
Department Waste Management and Material Flow, Justus-von-Liebig-Weg 6,
18051 Rostock, Germany
[[email protected]]
The application of micro-scale externally-fired gas turbine (EFGT) plants occupies an
increasing importance recently, especially when talking about reliable sustainable
energy resources investigation like biomass. EFGT biomass fueled plants
are
presented as a promising energy solution in the literature, and discussed for the
ranges of 100 kW th like in [1][2][3]. While previous research focused on steady-state
operation of EFGT, the main objective of this study is on flexible operation of the
system.
For the purpose of the study, a 15 kWth burner is installed for flexible combustion of
different biomasses. The further parts of the system are modelled in a real-time,
hardware-in-the-loop simulation within a programmable logic controller. This
experimental setup will allow to test not only the burner, but also the process control
for the overall EFGT system for flexible power generation.
[1] Al-attab, K.A.; Zainal, Z.A.: Turbine startup methods for externally fired micro gas
turbine (EFMGT) system using biomass fuels; Applied Energy, vol. 87 (2010), no.
4, pp. 1336–1341, (doi:10.1016/j.apenergy.2009.08.022)
[2] Pantaleo, A.M.; Camporeale, S.M.; Shah, N.: Thermo-economic assessment of
externally fired micro-gas turbine fired by natural gas and biomass: Applications
in Italy; Energy Conversion and Management, vol. 75 (2013), pp. 202–213,
(doi:10.1016/j.enconman.2013.06.017)
[3] Kautz, M.; Hansen, U.: The externally-fired gas-turbine (EFGT-Cycle) for
decentralized use of biomass; Applied Energy, vol. 84 (2007), no. 7–8, pp. 795–
805, (doi:10.1016/j.apenergy.2007.01.010)
The meaning of land grabbing in developed countries: Socio-cultural
externalities of large-scale land deals in Eastern Germany
Ramona Bunkus, Insa Theesfeld
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institute of Agricultural and Nutritional
Sciences, Institute of Agricultural and Nutritional Sciences, Von-Seckendorff-Platz 4,
06120 Halle
[email protected]
The European agriculture is in a process of change: Although to a varying degree,
there is a shift from family farms to an increasing industrialised production enhanced
by capital intensive investments from outside agriculture and increasing land prices.
Production systems influence livelihood and are related to normative assumptions
about agriculture. For example, in the Common Agricultural Policy (CAP) of the
European Union, a multifunctional agriculture fulfills several purposes: it produces not
only food and fiber, but also creates recreation at the countryside, income stability and
functions as a preserver of rural spaces [1]. The insight of normative significance is our
starting point for further observations concerning rural population and how they are
affected by structural change in agriculture induced by large-scale land acquisitions.
In Germany, the number of farms is decreasing while the size of farms is increasing.
Between 2010 and 2013 there were 14 100 farms less [2]. It is assumed that this
current trend of land concentration is fuelled by investments from buyers with a nonagricultural background, as it goes along with much increasing land prices. Aim of this
paper is to explore if the current processes can be labeled as “land grabbing” (a term
used predominantly for land deals in developing countries), considering their impacts
on rural society. Yet, it also needs to be considered that the history of Eastern Germany
was shaped by large-scale agriculture during the communist era. The analysis will lead
to new socio-cultural criteria that we need to consider in the debate on land grabbing
in Europe.
Bibliography
[1] European Commission (Ed) (2014): The EU explained: Agriculture. p4.
[2] Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (Ed) (2015): Agrarpolitischer
Bericht 2015. p47.
Einsatz eines thermophilen Membranbioreaktors zur Abwasserbehandlung in der
Papierindustrie
Michael Cramer, Jens Tränckner
Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Professur für Wasserwirtschaft,
Satower Straße 48, 18059 Rostock
[[email protected]]
In Deutschland existieren ca. 190 Papier- und Zellstofffabriken, die häufig bisher nur eine rudimentäre
Abwasserbehandlung haben und damit nicht als Direkteinleiter in Frage kommen. Insbesondere die
Herstellung von Papier ist ein wasserintensiver Prozess, wobei je nach Art des Papiers der spezifische
Abwasseranfall zwischen 2 – 80 L/kg Papier beträgt. Das Wasser wird vor dem Einsatz an den
Papiermaschinen in den thermophilen Bereich erwärmt (45-55°C) und verlässt auf diesem
Temperaturniveau den Prozess zur Kläranlage. Die Wärme geht ungenutzt verloren. Vor dem
Hintergrund der Reduzierung von Energie- und Entsorgungskosten und im Hinblick auf ein
zunehmendes Umweltbewusstsein ist die Wiederverwendung des eingesetzten Wassers durch eine
integrierte Kreislaufwasseraufbereitung auf diesem Temperaturniveau essentiell.
Häufig spricht die schlechtere Wasserqualität des behandelten Abwassers gegen eine
Wiederverwendung, sodass in Deutschland gerade einmal 5% aller Papierfabriken mit einer
biologischen Stufe das Wasser erneut in dem Prozess einsetzen. Allerdings konnten sich hier
Membranbioreaktoren (MBR) in den letzten Jahren etablieren. Die MBR-Technologie ermöglicht nicht
nur eine kompakte Bauweise, sondern ebenso einen nahezu vollständigen Rückhalt von Feststoffen
und Mikroorganismen und gewährleistet damit eine hohe Abwasserqualität.
Der zunehmende finanzielle Druck aufgrund steigender Kosten sorgt für ein größer werdendes
Interesse in der Schließung von Stoff- und Wasserkreisläufen. Eine thermophile Behandlung zu
deutlichen Kosteneinsparungen durch Verringerung der Abwasserkosten. Aufgrund der geringeren
Biodiversität in diesem Temperaturniveau ist jedoch dieser Prozess weniger stabil, bzw. erfordert zur
Einhaltung konstanter Parameter mehr Regelungs- und Steuerungstechnik, als eine mesophile
Behandlung.
Ziel des Projektes ist es, dieses Verfahren auf eine Vielzahl der Zellstoff- und Papierfabriken übertragen
zu können und aus den Erkenntnissen am Untersuchungsstandort allgemeingültige Bemessungs- und
Betriebsparameter abzuleiten.
Analytik zur Differenzierung hydrolytischer Aktivität in Fermenterproben
K. Elberga, Y. U. Habermannb und M. Nellesa, c
a
Universität Rostock, Lehrstuhl für Abfall- und Stoffstromwirtschaft,
Justus-von-Liebig-Weg 6, D-18059 Rostock
b
Senzyme GmbH, Gierlichsstraße 6, D-53840 Troisdorf
c
Deutsches Biomasseforschungszentrum, Torgauer Straße 116, D-04347 Leipzig
[email protected]
Die
Hydrolyse
stellt
bei
guter
Spurenelementversorgung
den
geschwindigkeitsbestimmenden Schritt der Biogasproduktion dar. In Bezug auf ihre
individuelle Biozönose und folglich ihrer Abbauleistung können sich einzelne Fermenter
jedoch stark voneinander unterscheiden. Ein bedeutsames Optimierungspotenzial für
Biogasanlagen besteht im verbesserten Aufschluss besonders schwer abbaubarer
pflanzlicher Zellwandbestandteile durch Enzyme. Mithilfe des neu entwickelten
Vitalitätstestes soll es ermöglicht werden, die individuelle Abbauleistung einzelner
Fermenter zu bewerten und auf diese Weise objektiv über Notwendigkeit und Art einer
enzymatischen Optimierung zu entscheiden. Die vorbehandelte Hauptfermenterprobe
wird hierzu in einem miniaturisierten Batchansatz (Mikrogassystem, MGT) mit
standardisierten
Substraten,
die
jeweils
einen
bestimmten
Zellwandbestandteil
repräsentieren, bei 40°C inkubiert und die spezifische Biogasproduktion protokolliert.
Erste Ergebnisse zeigen, dass sich die Abbauleistungen einzelner Fermenter in Bezug
auf die verwendeten Standardsubstrate signifikant voneinander unterscheiden. Darüber
hinaus konnten kinetische Parameter abgeleitet werden, die eine substratspezifische
Differenzierung der Fermenterproben ermöglichen.
Literatur
Engler, N. (2015): Spurenelementkonzentrationen und biologische Aktivität in NaWaRoBiogasfermentern. Schriftenreihe Umweltingenieurwesen. - Putbus: Wiss.-Verl,
2010- ; 53, Zugl.: Rostock, Univ., Diss
Leibniz-Institut
für
Agrartechnik
Potsdam-Bornim
e.V.
[Hrsg.]
(2014):
Prozessmikrobiologie in landwirtschaftlichen Biogasanlagen - Ermittlung der
mikrobiellen Diversität sowie von hauptsächlichen verfahrenstechnischen
Einflussfaktoren auf die Mikroflora. Schlussbericht zum Forschungsverbund
BIOGAS-BIOCOENOSIS.
Effect of irrigation level on eight leguminous green manure species: Results of
greenhouse experiments
Heba Elsalahya, Gregor Groma, Frank Ellmera, Thomas F. Döringa
a
Humboldt-Universität zu Berlin, Lebenswissenschaftliche Fakultät, Fachgebiet Acker- und
Pflanzenbau, Albrecht –Thaer Weg 5, D-14195 Berlin.
[[email protected]]
It is well established that green manures, also known as cover crops, have several
agroecological and agronomic benefits in agricultural production1. Species of the family
Fabaceae play an essential role as green manures because they are able to fix nitrogen with
symbiotic bacteria. Choosing suitable cover crop species for a particular farming situation
depends on the environmental conditions2, including precipitation. However, in this context,
the decision on the most appropriate green manure species may be challenging because
water availability is highly variable in both space and time, and actual levels of water
availability are unknown before sowing. The challenge, therefore is to deal with interactions
between genotype (species, cultivar) and environment to make optimal choices for cover
cropping.
We conducted a pot experiment under controlled environmental conditions to investigate the
impact of water availability on the growth, development and above-ground and below ground
biomass of eight species of legumes (Pisum sativum, Medicago sativa, M. lupulina, Trifolium
incarnatum, T. hybridum, T. repens, Lupinus angustifolius and Vicia villosa). Each species
was tested with two cultivars. Five levels of irrigation were applied, with full irrigation (100%)
to maintain water holding capacity of the predominantly sandy soil and 50% at the minimal
irrigation level, with all other levels spaced equally in between. All 16 x 5 combinations (16
genotypes x 5 irrigation levels) were run in three replicates.
We observed a strong correlation between thousand grain weight (TGW) and above ground
biomass across species, with the exception of the two lupin genotypes. These had
significantly lower biomass than expected from their TGW). Significant genotype x irrigation
effects were also observed. We used our data to select two genotypes (T. hybridum cv.
Dawn and M. lupulina cv. Ekola) that showed contrasting responses to irrigation level for a
subsequent field experiment.
References
[1] Storkey JS, Döring T, Baddeley J, et al. 2015. Engineering an ecosystem to deliver
multiple services. Ecological Applications 25: 1034–1043.
[2] Döring TF, Baddeley JA, Brown R, et al. 2013. Using legume-based mixtures to enhance
the nitrogen use efficiency and economic viability of cropping systems. Project Report for
DEFRA No. RD-3447. 190 pp
Beschreibung von personality - Typen bei westafrikanischen Zwergziegen
(Capra aegagrus hircus)
M.-A. Finkemeiera, S. Oesterwindb, J. Langbeinb, B. Puppea,b
a
Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät,
Professur für Verhaltenskunde, Justus-von-Liebig-Weg 6b, 18059 Rostock
b
Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN), Institut für Verhaltensphysiologie,
Abteilung Nutztierethologie, Wilhelm-Stahl-Allee 2, 18196 Dummerstorf
[[email protected]]
Eine Reihe von Studien hat nachgewiesen, dass es individuelle Unterschiede im
Verhalten auf bestimmte Reizkategorien bei Tieren gibt. Ziel unserer Studie war es,
mögliche Persönlichkeitstypen bei
Nutztieren an Hand der Reaktionsmuster in
unterschiedlichen Verhaltenstests am Beispiel der Zwergziege zu beschreiben. Ein
Ansatz, um mögliche individuelle Unterschiede im Verhalten zu erklären, ist die
Einteilung in proaktive und reaktive Bewältigungsmuster (coping-type). Proaktive
Individuen gelten als dominant, aggressiver gegenüber Artgenossen, explorativer,
furchtloser und aktiver als reaktive Individuen. Reaktive Individuen werden als
submissiv, weniger aggressiv, weniger explorativ und schüchterner beschrieben. In
unserer Studie wurde auf Basis der Verhaltensreaktionen von 108 juvenilen Ziegen
im Novel Object Test und Open Field Test und eines adäquaten statistischen
Verfahrens (Hauptkomponentenanalyse) der individuelle personality - Typ ermittelt.
Von
allen Testtieren wurden 23 Tiere als proaktiv definiert, wovon in einer
Testwiederholung 10 Tiere (43%) ein identisches Reaktionsmuster zeigten. 30 Tiere
wurden als reaktiv definiert, wovon 22 Tiere (77%) bei Testwiederholung ein
identisches Reaktionsmuster zeigten. Diese Ergebnisse decken sich mit Studien bei
Kälbern und wildlebenden Tierarten. Diese weisen eine ähnliche Verteilung von
proaktiven und reaktiven Reaktionstypen innerhalb einer Population auf.
New evidence for glyphosate binding in soil
P. Grosa, A. Ahmedb, O. Kühnb and P. Leinwebera
a
b
University of Rostock, Soil Science, Justus-von-Liebig-Weg 6, D-18059 Rostock
University of Rostock, Molecular Quantum Dynamics, Albert-Einstein-Str. 23 - 24 ,
D-18059 Rostock
[email protected]
Glyphosate became the most important herbicide in the world with 650,000 t annually
use. Binding and mobilization in soil depend on factors such as pH, texture,
mineralogy and organic carbon but the role of individual factors are discussed
controversially (Vereecken et al, 2004, Borggaard et al., 2008). Generally, glyphosate
is considered to be strongly bound and readily mineralized. However, recent
observations contrast to these assumptions: (1) glyphosate remains in soil for years
although it should be decomposed by microbial activity within some days (Bergström
et al. 2011); (2) glyphosate was found in groundwater and the Baltic Sea (Skeff et al.,
2015). To shed more light into the behavior of glyphosate in the environment, we
investigated 24 soil samples that differed in (1) texture, (2) pH, (3) pedogenic oxides,
mobile metals and phosphates and (4) organic matter content and composition.
Adsorption experiments were carried out in the concentration range 10 – 150 mg L-1
and the data were fitted to FREUNDLICH models. Correlations between soil
properties and adsorption parameters showed: (1) Soil organic matter (SOM) content
as well as (2) soil texture and (3) Al and Cu content strongly affected adsorption but
(4) pH in the range 4 to 7.1 had no effect. The influence of SOM was investigated by
pyrolysis-field ionization mass spectrometry. Results suggest amides, carbohydrates
and phenols as potential binding partners for glyphosate. Quantum-chemical
modeling was conducted to calculate binding energies between glyphosate and
selected representatives of SOM compound classes, and these data agreed with the
experimental results. Details regarding the complexation, H-bond-formation and
binding energies of glyphosate with the modeled SOM molecular system have been
explored. Currently, we study the effect of an oligopeptide that showed the highest
calculated binding energy for glyphosate adsorption. Preliminary results indicate a
complexation potential of peptides in the soil solution which may explain the
glyphosate leaching and transport into waterways.
Einfluss der Düngung mit Gärprodukten aus Biogasanlagen
auf die organische Bodensubstanz, Aggregatstabilität
und mikrobiologische Bodenparameter
M. Hoffmanna, F. Ellmera
a
Humboldt-Universität zu Berlin, Lebenswissenschaftliche Fakultät, Fachgebiet
Acker- und Pflanzenbau, Albrecht –Thaer Weg 5, D-14195 Berlin.
[[email protected]]
Die bei der Energieerzeugung aus Biomasse entstehenden Gärprodukte werden als
organische Dünger im Pflanzenbau eingesetzt. Die chemischen Eigenschaften dieser
Gärprodukte unterschieden sich durch den Biogasprozess von anderen organischen
Düngern. Beispielsweise zeigte sich eine höhere Stabilität in aerober Inkubation im
Vergleich zu Rindergülle1. Wie sich diese Unterschiede langfristig auf die Humusreproduktion der Böden auswirken ist noch nicht ausreichend untersucht. Die
Wirkung der Düngung mit Gärprodukten auf die organische Bodensubstanz und
damit in Zusammenhang stehende andere Bodenparameter werden seit 2011 in
einem statischen Feldversuch in Brandenburg untersucht.
Der Feldversuch ist als einfaktorielle randomisierte Blockanlage mit vier
Wiederholungen angelegt. Prüfglieder sind fünf verschiedene Gärprodukte sowie
Stallmist, Rindergülle, Mineral-N-Dünger (KAS) und eine ungedüngte Kontrolle. Um
Auswirkungen auf die Humusreproduktion zu untersuchen, wird für alle organischen
Prüfglieder
die
gleiche
organische
Kohlenstoffmenge
ausgebracht.
Stickstoffunterschiede zwischen den Prüfgliedern werden durch eine mineralische
Ausgleichsdüngung kompensiert. In der Fruchtfolge stehen Energiepflanzen.
Seit Versuchsbeginn wird regelmäßig der organische Kohlenstoffgehalt sowie der
heißwasserlösliche Kohlestoffgehalt des Bodens untersucht. Weiterhin wurde an
zwei Terminen die Aggregatstabilität des Bodens nach Murer et al. (1993)2 bestimmt.
Um Auswirkungen auf die mikrobielle Gemeinschaft zu erforschen, wurde das
bakterielle Abbaupotential für verschiedene organische Kohlenstoffverbindungen mit
Biolog Ecoplates untersucht3. Die Versuchsergebnisse deuten an, dass Gärprodukte
die organische Bodensubstanz und die Aggregatstabilität fördern. Weiterhin wurde
gegenüber einer reinen Mineral-N-Düngung ein höheres bakterielles Abbaupotential
für organische Substanzen gemessen.
References
[1] Nielsen, K. et al., 2015. Mineralisierung von Gärprodukten aus Biogasanlagen. in
Fachtagung: Pflanzenbauliche Verwertung von Gärrückständen aus
Biogasanlagen (2015).
[2] Murer, E. J. et al. An improved sieving machine for estimation of soil aggregate
stability (SAS). Geoderma 56, 539–547 (1993).
[3] Frąc, M., Oszust, K. & Lipiec, J., 2012. Community level physiological profiles
(CLPP), characterization and microbial activity of soil amended with dairy
sewage sludge. Sensors (Basel, Switzerland), 12(3), pp.3253–68.
Stratification of near infrared spectroscopy calibration models to estimate soil organic carbon at
regional scale
1,2
1
Jaconi, Angélica ; Don, Axel ; Freibauer, Annette
3
1
Thünen-Institute of Climate-Smart Agriculture, Bundesallee 50, 38116 Braunschweig, Germany
Humboldt-Universität zu Berlin, Unter den Linden 6, 10099 Berlin, Germany
3
Bavarian State Research Center for Agriculture - Institute of Organic Farming, Agricultural Sciences and Natural Resources, Lange Point
12, 85354 Freising, Germany
[email protected]
2
The soil analyses are essential for an efficient and sustainable crop management, but most analysis are based on
conventional methodologies, where is time consuming and require reagents that are often toxic and costly. Spectroscopy
methods coupled with multivariate analysis have been gradually developed to replace conventional analysis. Near infrared
spectroscopy (NIRS) is a method has increasingly applied in soil science during the last years. It is a fast analysis and that
requires minimum sample preparation and no reagents. Thus, it is cleaner alternative for the simultaneous quantification of
different soil properties. Several studies demonstrated that NIRS can be used for estimating soil organic matter, texture,
nitrogen, soil inorganic carbon or pH. Soil organic carbon (SOC) is a parameter that is often required in large, regional
scale data sets of soil inventories that aim a quantifying the impact of land-use and land management on SOC stocks or
for reporting regional scale greenhouse gas emissions due to changing SOC. In these inventories thousands of samples
have to be analysed and NIRS is an alternative method. Different strategies have been developed to enhance the
accuracy of NIRS models for SOC quantification. The main objective of this study was to investigate the potential and
limitations of a global versus stratified NIRS models for SOC prediction. Stratification of the regional scale data set for
German soils was based on soil properties, land use and a memory based learning (MBL) algorithms. A total of 1410 soils
profiles from the German soil inventory agriculture (0-100 cm depth) were sampled in grasslands and croplands from all
-1
over Germany, covering a wide soil types and a range of SOC content from 0 to 86 g C kg . The samples were scanned
with a FT-NIR spectrometer in the laboratory. Partial least squares (PLS) regression was used to develop the NIRS
models. The selection criteria for the stratification classes were (i) soil depth (0-30 cm and 31-100 cm); (ii) soil particle size
classes (silt, sand, clay, and loam); (iii) pH and (iv) land use (grassland and cropland). Each NIRS model based on a
stratified data set was compared with the NIRS model based on the total data set (global model). The global model had a
-1
root mean square error of cross-validation (RMSECV) 4.23 g SOC kg . Stratification according to soil depth reduced the
-1
error by 10% (RMSECV 3.82 g SOC kg ). The best stratification reduced the RMSECV by 14% using stratification by soil
texture when sandy samples were separated from the other samples. Land use stratification did not result in any model
improvement. Calibration with MBL provided the most accurate SOC predictions with an error reduction of 25% (RMSECV
-1
3.18 g SOC kg ) compared to the global model. MBL predicts new sampled from similarities with 220 “nearest
neighbours” samples in the multidimensional spectra space. This study showed that NIRS calibrations of a regional scale
can easily be improved by stratification of the data set. Soils in a regional inventory are so divers in terms of minerology
and other properties that they cannot be treated in one NIRS model.
Enhancing biogas production from vinasse in sugarcane biorefineries: Effects
of urea and trace elements on process performance and stability
Leandro Janke1,2,*, Athaydes Leite3, Karla Batista3, Witan Silva1, Marcel Nikolausz3,
Michael Nelles1,2, Walter Stinner1
1
Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH, Department of
Biochemical Conversion, Leipzig, Germany
2
University of Rostock, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, Chair of
Waste Management, Rostock, Germany
3
Helmholtz Centre for Environmental Research, Department of Environmental
Microbiology, Leipzig, Germany
* E-mail: [email protected]
Sugarcane vinasse is a challenging substrate for biogas production due to potential
process instabilities caused by high sulfur content and unfavorable pH value for
anaerobic digestion [1,2].
In the present study the effects of nitrogen, phosphate and trace elements
supplementation were investigated in a semi-continuously operated upflow anaerobic
sludge blanket system to enhance process stability and biogas production from
sugarcane vinasse.
Phosphate in form of KH2PO4 induced volatile fatty acids accumulation possibly due to
potassium inhibition of the methanogenesis. Although nitrogen in form of urea
increased the reactor’s alkalinity, the process was overloaded with an organic loading
rate of 6.1 gCOD L-1 d-1 and a hydraulic retention time of 3.6 days. However, by
supplementing urea and trace elements a stable operation even at an organic loading
rate of 9.6 gCOD L-1 d-1 and a hydraulic retention time of 2.5 days was possible,
resulting in 79% higher methane production rate with a stable specific methane
production of 239 mL gCOD-1.
Bibliography
[1]
[2]
Chen Y, Cheng JJ, Creamer KS. Inhibition of anaerobic digestion process: a review. Bioresour
Technol 2008;99:4044–64. doi:10.1016/j.biortech.2007.01.057.
Shakeri Yekta S, Lindmark A, Skyllberg U, Danielsson Å, Svensson BH. Importance of reduced
sulfur for the equilibrium chemistry and kinetics of Fe(II), Co(II) and Ni(II) supplemented to
semi-continuous stirred tank biogas reactors fed with stillage. J Hazard Mater 2014;269:83–8.
doi:10.1016/j.jhazmat.2014.01.051.
Analytische Untersuchung zur Optimierung des thermischen Eigenbedarfs von
Biogasanlagen
Knauer Thomas Rostock
Universität Rostock Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät
e-mail: [email protected]
Der überwiegende Anteil an Biogasanlagen verwendet für die Verwertung des
Biogases BHKW`s. In diesen Anlagenteilen wird das Biogas in Wärme- und
elektrische Energie umgewandelt. Von beiden energetischen Anteilen ist ein Teil für
den Betrieb der Biogasanlage erforderlich. Durch diesen Eigenbedarf mindert sich
der elektrische Anteil um 7,8% und die Wärmemenge um 27% [1]. Der relativ hohe
thermische Anteil steht somit einer Nutzung durch externe Verbraucher nicht zur
Verfügung.
Für die Untersuchung, die zugeführte Wärmemenge zu mindern, konnten
Wärmeverbräuche und Fütterungsprotokolle von 6 landwirtschaftlichen Anlagen
verwendet werden. Weiter wurde auf 6 Anlagen in einem wöchentlichen Zyklus über
15 Monate lang Temperaturen von den Gärsubstraten und des Biogases
protokolliert.
Neben den umgebungsbedingten Temperaturschwankungen der Substrate konnte
eine nicht unwesentliche Abkühlung der Silage in den Annahmebunkern und den
Förderschnecken festgestellt werden. Auf Grundlage der gemessenen Temperaturen
wurden Wärmemengen für Substraterwärmung ermittelt, die bei Gülle max. 81% und
bei Mais bis zu 60% der zugeführten Wärme in den Wintermonaten betragen.
Eine Wärmübertragung des warmen Gärrestes an die Gülle ist aufgrund der
Pumpfähigkeit der beiden Substrate gut umsetzbar [2]. Je nach Auslegung des
Wärmetauschers kann die benötigte Wärme zum Erreichen der Prozesstemperatur
für die Gülle stark gemindert werden, im optimalen Fall wäre keine externe Wärme
erforderlich.
1. DBFZ . Stromerzeugung aus Biomasse. Endbericht zur EEG-Periode 2009 bis
2011. Leipzig, Sachsen, Deutschland : s.n., März 2011.
2. Minott, S. J. Digester heating requirement. Feasibility of fuel cells for energy
conversion on the dairy farm. 2002.
Flow and Transport Patterns in Fen Peat as a Result of Soil Degradation
Haojie Liu, Manon Janssen, Bernd Lennartz
University of Rostock, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, Soil
Physics and Resource Protection, Justus-von-Liebig-Weg 6, D-18059 Rostock
[email protected]
The dye tracing technique provides high spatial resolution images illustrating the
complex patterns of water movement in soils. However, limited information on water
flow and solute transport pathways is available in dark-coloured peat soils because
the frequently used Brilliant Blue dye does not visibly stain the soil. In this study, we
quantified the macropore pathways in peat soils at core- and plot-scale using titanium
dioxide (TiO2; average particle size 0.3 μm; 10 g L−1) as dye tracer aiming at
revealing the relationship between macropore structure and soil hydraulic properties.
The obtained results show that: (i) TiO2 tracer clearly marks the flow and transport
pathways in peat soils. (ii) Both bromide and TiO2 tracers took in general the same
preferential pathways, but the lateral spreading of Br was more pronounced. It seems
that most of the TiO2 tracer was transported via macropores only. (iii) A strong
positive relationship between Ks and dye coverage indicates that Ks of peat soils
largely depends on the macroporosity, especially on the continuity of macropores. (iv)
The effective pore network in less degraded peat soils is anisotropic suggesting that
the connected macropores are predominantly distributed in one direction which is
most likely related to the orientation of undecomposed (peat forming) plant material.
(v) Undecomposed plant remains are the major preferential flow pathways in less
degraded peat. For more strongly degraded peat, bio-pores, such as root and
earthworm channels, operated as the major transport domain. In conclusion, dye
tracing with TiO2 (micro-sized) is a promising technique to obtain more insight into
pore structure and continuity of peat soils.
Fine mapping of a growth QTL in a chicken advanced intercross line
Shijie Lyua, Danny Arendsa, Mostafa K. Nassara,b and Gudrun A. Brockmanna
a
Albrecht Daniel Thaer-Institut for Agricultural and Horticultural Sciences,
Humboldt-Universität zu Berlin, Invalidenstraße 42, 10115 Berlin, Germany.
b
Department of Animal Production, Faculty of Agriculture, Cairo University,
Giza, Egypt
[email protected]
In our previous research, a growth QTL in the distal part of chromosome 4 was
revealed in an F2 cross between the inbred lines New Hampshire (NHI) and
White Leghorn (WL77). To physically reduce the chromosomal interval and the
number of potential candidate genes, we performed fine mapping in an
advanced intercross line that has been established from the initial F2 mapping
population. Nine single nucleotide polymorphism (SNP) markers within the QTL
confidence interval region were selected to perform the association analysis
with several growth traits between hatch and 20 weeks and body composition at
20 weeks. The confidence interval of the QTL has been reduced from 26.9 to 3.4
Mb where contains 30 genes. Chicken 60K and 600K SNP chips and DNA
sequencing of the parental lines were used to call mutations in the reduced
region. A total of 489 sequence variants including 13 novel variants were
detected between NHI and WL77. In this study, the confidence interval and the
number of potential candidate genes could be reduced 8- and 10- fold,
respectively.
Phosphorversorgung von Grünland auf verschiedenen Skalenebenen unter
besonderer Berücksichtigung der Leguminosen
B. Mahnke, M.-T. Machner, J. Müller, N. Wrage-Mönnig
Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Grünland und
Futterbauwissenschaften, Justus-von-Liebig-Weg 6, 18059 Rostock
[email protected]
Qualität und Ertrag von Grundfutter sind von einer Vielzahl von Bedingungen
abhängig und die Erzeugung dessen sollte sich an den Bedürfnissen der Nutztiere
orientieren [1]. Der Phosphor-Bedarf von Nutztieren ist stark leistungsabhängig [2].
Sollen hohe Milchleistungen aus dem Grundfutter mit verhaltenem Kraftfuttereinsatz
erzielt werden, gewinnt Phosphor an Bedeutung. Die Vielfalt funktioneller Gruppen
im Grünland wirkt sich sowohl positiv auf die Biomasseproduktion als auch auf
diverse Ökosystemdienstleistungen aus. Während die funktionelle Gruppe der
Gräser Ertragsbildner und Energieträger des vom Grünland erworbenen Futters
darstellt und die Silierbarkeit des Erntegutes erhöht, spielen die Leguminosen mit
ihren hohen Mineralstoff- und Rohproteingehalten und ihrer bedeutenden Funktion
als Stickstofffixierer besonders im ökologischen Landbau eine große Rolle [3].
Leguminosen haben einen hohen, artspezifischen Phosphorbedarf [4]. Mithilfe von
Untersuchungen auf verschiedenen Skalenebenen –von Betrieben deutschlandweit
bis zu einzelnen Pflanzenkompartimenten- wurde geprüft, wie es um die
Phosphorversorgung
von
ökologisch
bewirtschaftetem
Grünland
und
von
Grünlandleguminosen bestellt ist und welche Faktoren den Phosphorgehalt des
Aufwuchses beeinflussen.
Literatur:
[1] Losand, B. (2015): Anforderungen der Rinder an die Qualität und Nutzungselastizität von
Grünland Deutscher Grünlandverband e.V. Schriftenreihe Heft 1/2015, Mehr Milch vom
Dauergrünland, 17-22.
[2] GfE (2001): Empfehlungen zur Energie- und Nährstoffversorgung der Milchkühe und
Aufzuchtrinder. DLG-Verlag, Frankfurt a. M.
[3] Pötsch, E. M. (2009): Einflussfaktoren auf Ertrag und Qualität von Grünlandfutter. Lehrund Forschungszentrum für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein, Tierärztetagung 2009,
5-14.
[4] Davis, M. R. (1991): The comparative phosphorus requirements of some temperate
perennial legumes. Plant and Soil 133, 17-30.
Mobilization and leaching of phosphorus and cadmium in soils amended with
different bone-/activated chars
M. Morshedizada
a
Soil Science, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences, University of
Rostock, Justus-von-Liebig Weg 6, 18051 Rostock, Germany
[[email protected]]
It has been shown that bone char (BC) application may have the beneficial “doubleeffect” of mobilizing P for plant nutrition and immobilizing plant-available Cd (Siebers
& Leinweber, 2013; Morshedizad et al., 2016). These studies, however, were done
under equilibrium conditions, which are simple to set up but eventually do not
adequately reflect field conditions. Therefore, we studied the effect of BC, surfacemodified BC (BCplus) and activated char (AC) application in different particle-size
classes (0.2-0.5, 0.5-1, 1-2 and 2-4 mm) on the P- and Cd-mobilization in a
combined incubation-leaching experiment. The column leaching experiment, using a
rainfall simulation system, was conducted on treatments control, AC (0.2-0.5 mm),
BC (4 particle-size), BCplus (4 particle-sizes) and BC (4 particle-sizes) plus AC (0.20.5 mm) at 500 mg P kg-1 on two different soils for 1, 5, 13, 34 and 70 days of
incubation. The P-concentrations in leachates were increased significantly by BC
and BCplus of 0.5-1 mm size during whole incubation period. AC application reduced
the P-release from BC in all treatments. Minimum Cd-concentration was obtained
soils amended with the smallest BC particles. The addition of BCplus and AC
significantly increased the Cd-concentrations in leachates so that the more Cd was
leached as particle-sizes became larger. The results indicate that the P-release from
BCs was larger under non-equilibrium conditions compared to the previous routine
incubation extraction experiments.
References
Morshedizad, M., D. Zimmer, P. Leinweber. Effect of bone chars on phosphoruscadmium-interactions evaluated by three extraction procedures. J. Plant Nutr. Soil
Sci. 179 (2016) 1-11.
Siebers, N., P. Leinweber. Bone char – a clean and renewable phosphorus fertilizer
with cadmium immobilization capability. J. Environ. Qual. 42 (2013) 405-411
Analysen zu Fruchtbarkeitsstörungen des Deutschen-Holstein Rindes
V. Müller1, R. Schafberg1, H.H. Swalve1
1 MLU Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät III, Institut für Agra- und
Ernährungswissenschaften, Theodor-Lieser-Str.11, 06102 Halle
[[email protected]]
Das durch die Landesrentenbank geförderte Verbundforschungsprojekt „GKUHplus“
im Rahmen der Deutschen Innovationspartnerschaft Agrar (DIP) hat sich als Ziel
gesetzt, die Gesundheit von Milchkühen nachhaltig zu verbessern. Dazu werden
neben den üblichen Leistungsdaten auch gesundheitsrelevante Angaben auf
Grundlage des zentralen Tiergesundheitsschlüssels erfasst und ausgewertet. In dieser
Arbeit wurden insgesamt 741.776 Diagnosen von 140 Betrieben aus Thüringen und
Niedersachen hinsichtlich Diagnosen zu Fruchtbarkeitsstörungen untersucht. Die
Daten
wurden
auf
Kontinuität
Betrachtungszeiträume,
der
Datenerfassung
abgeschlossene
Laktationen,
im
Betrieb,
Anzahl
definierte
weiblicher
Nachkommen je Bulle und einer Klassenbesetzung im Effekt Herde-Jahr-Saison (HJS)
überprüft. Insgesamt verblieben 22.010 Laktationen, durch 17.592 Kühe, von 426
Bullen aus 72 Herden im Datensatz. Zunächst wurden als binären Merkmale in den
folgenden
Kategorien
Sterilitätsdiagnosen
(STE)
untersucht:
oder
alle
Diagnosen
Fruchtbarkeitsstörungen
post
partum
(SPP).
(FS),
Die
Laktationsinzidenzen betrugen 45,7 % für FS, 36,1 % für STE, und 17,6 % für SPP.
Anschließend wurde die Anzahl Neuerkrankung je Laktation als stetiges Merkmal
analysiert. Die erste Diagnose wurde dabei als Neuerkrankung gewertet und eine
Krankheitsdauer von 21 Tagen angenommen. Diagnosen in den ersten 10 Tagen
wurden ebenfalls dieser Erkrankung zugeordnet. Trat eine Diagnose in der zweiten
Krankheitshälfte auf, verlängerte sich die Krankheitsdauer um 10 Tage. Diagnosen
außerhalb der Krankheitstage wurden als eine weitere Neuerkrankung gewertet. Die
Heritabilitäten wurden mittels AS-REML 3.0, unter Verwendung eines Tiermodells mit
Laktationsnummer (1-3) und HJS als fixe Effekte, sowie dem direkten genetischen
Effekt des Tieres und dem des Tieres als PU als zufällige Effekte geschätzt. Die
geschätzten Heritabilitäten waren in allen Modellen wie erwartet niedrig. Sie lagen in
den Schwellenwertmodellen zwischen 0,049 - 0,098 und zwischen 0,035 - 0,078 in
den linearen Modellen.
CADMIUM ACCUMULATION IN EDIBLE ORGANS OF AFRICAN INDEGENOUS
VEGETABLES IN URBAN AND PERI-URBAN FARMING SYSTEMS
Godfrey N. Nambafu1, Chicaiza de la Cruz Omar David 1, Enos Onyuka1, Holger
Bessler1, Darius O. Andika2, Joseph Gweyi-Onyango3, Samuel Mwonga4, Christof
Engels1
1
Humboldt-Universit¨at zu Berlin, Albrecht Daniel Thaer-institute of Agricultural and
Horticultural Sciences (ADTI), Germany
2Jaramogi
Oginga Odinga University of Science and Technology, Department of Plant,
Animal and Food Sciences, Kenya.
3Kenyatta
University, Department of Agriculture and Technology, Kenya.
4
Egerton University, Department of Crops, Horticulture and Soils, Kenya.
[[email protected]]
Heavy metal contamination in vegetables is a global food safety concern. The situation is
more acute in urban and peri urban (UPU) small holder faming systems in sub-Saharan
Africa. This has compromised the nutritional food quality at household level. Cadmium is
one of the heavy metals that have been reported to cause health concerns in humans
including cancer, kidney and bones damage. Cadmium enters the food chain mainly
through anthropogenic activities in production systems in Kenya. There are large crop
species differences in uptake and accumulation of Cd yet little data exist in literature
including African Indigenous Vegetables (AIV). AIV are major component of small holder
faming systems in UPU areas where it provides household food security. The main
objective of this study was to assess AIVs species differences in soil-plant transfer of Cd
and plant traits that determine Cd uptake. A pot experiment consisting of five AIVs was
set up using Cd polluted soil and sand at three levels; low, medium and high as substrates.
Biomass and minerals were measured in leaves, roots and stems. Cowpea, African
nightshade and spider plant showed sensitivity to Cd concentrations. Spider plant had the
highest accumulation of Cd in leaves. Cd concentration in leaves of all species correlated
to treatments applied. Thus, AIVs showed differences in root-to-shoot translocation
attributed to xylem loading from roots. Management measures should be applied to
reduced Cd uptake rates which may be harmful to consumers.
Key words: Edible parts, Cd uptake, food safety, health concerns, urban and peri urban
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Tierartgerechte Wasserqualität durch naturnahe Aufbereitungstechnik in Zoos
M. Rinasa, J. Träncknera
aUniversität
Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Professur für
Wasserwirtschaft, Satower Straße 48, D-18059 Rostock
[[email protected]]
In Deutschland gibt es insgesamt über 700 zoologische Einrichtungen und Wildparks.
Zu den häufigsten semi-/aquatischen Säugetieren zählen Otter, Robben und Eisbären,
gehalten
in
künstlichen
Beckensystemen.
Um
eine
bisher
unbestimmte
Mindestqualität des Beckenwassers zu gewährleisten, werden die Haltungswässer
durch Reinigungssysteme im Kreislauf geführt. Die Anforderungen an die
Haltungswasserqualität [1], sind zu unpräzise und insbesondere kaum tierartbezogen.
Neue Reinigungssysteme sind oft hochtechnisiert. Folgen: hohe Investitions-/
Betriebskosten,
„Keim-Nährstoff-Mineralstofffrei“,
Oxidation
teils
erwünschter
Substanzen, Oxidationsnebenprodukte. Bestehende Systeme, falls überhaupt
vorhanden, sind oft ineffizient. Folgen: Oxidationsnachteile, Schlechte Wasserqualität/
Eutrophierungserscheinungen.
Es ergeben sich 2 zentrale Fragestellungen: „Welcher Zustand ist für eine Tierart in
den Haltungsbecken maßgebend?“ und „Wie ist dieser Zustand technologisch,
ökologisch und ökonomisch effizient zu erreichen?“. Aus denen sich 2 übergeordnete
Zielstellungen ableiten lassen: „Erfassung und Festlegung von tierartspezifischen
Wasserqualitätskriterien in zoologischen Haltungswässern (Robben & Seevögel).“ und
„Bereitstellung einer naturnahen Wasserbeschaffenheit durch innovative Maßnahmen
der Wasserbehandlung.“
Nachdem
mit
mikrobiologischen
Analysen
und
veterinärmedizinischen
Untersuchungen Indikatorparameter/ Qualitätskriterien abgeleitet werden, sollen
Voruntersuchungen
im
Labor-
und
Feldmaßstab
geeignete,
naturnahe
Reinigungstechniken erproben. Die Anschließende Bemessung, Planung und der
Betrieb einer Pilotanlage im Zoo Rostock soll die gesetzten Zielstellungen bestätigen.
Literatur:
[1]
BUNDESMINISTERIUM FÜR ERNÄHRUNG UND LANDWIRTSCHAFT (BMEL) (2014):
Gutachten über Mindestanforderungen an die Haltung von Säugetieren. Berlin.
Aufbereitung von Gärresten aus Bioabfällen: Wirkung auf Wachstum
und Ertrag von Avena sativa L. und Brassica napus L. im Gefäßversuch
C.-L. Ross1*, U. Herbst2, V. Wilken1, K. Sensel-Gunke1, F. Ellmer2
1
Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt Universität zu
Berlin (IASP), Philippstraße 13, D-10115 Berlin
2
Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften, HumboldtUniversität zu Berlin, Invalidenstr. 42, D-10115 Berlin
*[email protected]
Bioabfall ist ein geeignetes Substrat für Biogasanlagen, da er unter mesophilen wie
auch unter thermophilen Bedingungen effektiv vergoren werden kann [1]. Im Hinblick
auf das Recyceln wertvoller Pflanzennährstoffe ist eine Verwertung der Gärreste als
Dünger in der Landwirtschaft erklärtes Ziel der Politik [2, 3].
Untersuchungsgegenstand waren verschiedene Produkte, die durch Vergärung und
anschließende
Kompostierung
von
Bioabfällen
entstanden
sind
und
in
unterschiedlicher Weise aufbereitet wurden (Pelletierung, Bildung von Agglomeraten,
Ergänzung von Pflanzennährstoffen durch Zuschlagstoffe). In einem Gefäßversuch
mit
Hafer
und
Sommerraps
wurde
der
Einfluss
von
Pelletierung
bzw.
Agglomeratbildung auf Nährstoffverfügbarkeit und Düngewirkung der Gärprodukte
untersucht. Bei beiden Arten wurden die höchsten Erträge in den Varianten erzielt,
die mit Agglomeraten oder mit gesiebtem Kompost gedüngt wurden. Pelletierung
stellte
sich
dagegen
in
Bezug
auf
die
Düngewirkung
als
ungeeignete
Aufbereitungsform dar. Ungesiebter und nicht weiter aufbereiteter Kompost aus
vergorenem Bioabfall erwies sich aufgrund des hohen Störstoffanteils ebenfalls als
problematisch in Hinblick auf das Pflanzenwachstum. Die Ergebnisse zur
Entwicklung und Ertragsbildung werden im Detail vorgestellt. Außerdem wird ein
Ausblick auf eine Weiterentwicklung der Aufbereitungsverfahren durch Zugabe
verschiedener Zuschlagstoffe gegeben.
[1.]
[2.]
[3.]
Zhang, C., et al., Reviewing the anaerobic digestion of food waste for biogas
production. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2014. 38: p. 383-392.
BMELV, Das Erneuerbare-Energien-Gesetz: Daten und Fakten zur Biomasse – Die
Novelle 2012, L.u.V.B. Bundesministerium für Ernährung, Editor. 2012: Berlin.
LfL, Was ist bei der landwirtschaftlichen Verwertung von Bioabfällen zu beachten?
Merkblatt der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL). 2013.
Statistical aspects and methods of the risk assessment
and post-market environmental monitoring
of genetically modified plants
Kerstin Schmidt
University of Rostock, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences,
Agrobiotechnology and Risk Assessment for Bio- und Gene Technology,
Justus-von-Liebig-Weg 8, D-18059 Rostock
[email protected]
This cumulative thesis consists of seven manuscripts published in or submitted to
peer reviewed international scientific journals [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] and a chapter of one
report published by the European Commission [8]. It summarizes a scientific work on
the statistical methods for the risk assessment and the post-market environmental
monitoring of genetically modified plants. The work was performed over a period of
about 15 years, in a time when genetically modified plants were introduced into the
European market and the risk assessment methodology as well as the regulatory
framework for authorization was developed in parallel. Statistical approaches and
procedures play an important role in the development of risk assessment
methodologies since the identification of statistical significances is part of the
evaluation of biological relevance. This cumulative thesis gives an overview on the
risk assessment of genetically modified plants and provides details and statistical
aspects of different components of this risk assessment as well as of the post-market
environmental monitoring, with reference to my publications in this area.
Bibliography:
[1] Schmidt, Kerstin; Höflich, Christine; Bruch, Mandy; Entzian, Kristin; Horn, Patricia;
Kacholdt, Andre; Kragl, Udo; Leinweber, Peter; Mikschofsky, Heike; Mönkemeyer,
Wenke; Mohr, Elmar; Neubauer, Katja; Schlichting, André; Schmidtke, Jörg;
Steinmann, Alain; Struzyna-Schulze, Carla; Wilhelm, Ralf; Zeyner, Annette; Ziegler,
Angelika; Broer, Inge (2011): BioOK - A comprehensive system for analysis and risk
assessment of genetically modified plants [BioOK - Ein umfassendes System zur
Analyse und Risikobewertung von genetisch ver\änderten Pflanzen]. Journal fur
Kulturpflanzen, 63(7), pp. 232–248
[2] Schmidt, Kerstin; Schmidtke, Jörg; Mast, Yvonne; Waldvogel, Eva; Wohlleben,
Wolfgang; Lockau, Wolfgang; Hausmann, Tina; Hühns, Maja; Broer, Inge:
Comparative statistical component analysis of transgenic, cyanophycin producing
potatoes under various environmental conditions (in preparation)
[3] Nausch, Hendrik; Sautter, Christof; Broer, Inge; Schmidt, Kerstin (2015): Public
funded field trials with transgenic plants in Europe: a comparison between Germany
and
Switzerland.
Current
opinion
in
biotechnology,
32C,
171-178.
doi:
10.1016/j.copbio.2014.12.023
[4] Schmidt, Kerstin; Schmidtke, Jörg; Kohl, Christian; Wilhelm, Ralf; Schiemann,
Joachim; van der Voet, Hilko; Steinberg, Pablo (2015): Enhancing the interpretation
of statistical P values in toxicology studies – implementation of Generalized Linear
Mixed Models (GLMM) and Standardized Effect Sizes (SES). Archives of toxicology
(90), pp. 731–751. DOI: 10.1007/s00204-015-1487-8.
[5] Schmidt, Kerstin; Döhring, Janine; Kohl, Christian; Pla, Maria; Kok, Esther.J.;
Glandorf, Debora C.M.; Custers, René; van der Voet, Hilko; Sharbati, Jutta;
Einspanier, Ralf; Zeljenková, Dagmar; Tulinská, Jana; Spök, Armin; Alison, Clare;
Schrenk, Dieter; Pöting, Annette; Wilhelm, Ralf; Schiemann, Joachim; Steinberg,
Pablo: Proposed criteria for the evaluation of the scientific quality of mandatory rat
and mouse feeding trials with whole food/feed derived from genetically modified
plants. (submitted to Archives of Toxicology, 7 March 2016)
[6] Schmidt, Kerstin; Schmidtke, Jörg; Schmidt, Paul; Kohl, Christian; Wilhelm, Ralf;
Schiemann, Joachim; van der Voet, Hilko; Steinberg, Pablo: Statistical values and
limitations of feeding studies to assess the safety of genetically modified crop comparing the results of five toxicity studies. (not yet published, will be submitted to
Archives of Toxicology in May 2016)
[7] Schmidt, Kerstin; Wilhelm, Ralf; Schmidtke, Jörg; Beißner, Lutz; Mönkemeyer,
Wenke; Böttinger, Petra (2008): Farm questionnaires for monitoring genetically
modified crops: a case study using GM maize. Environ Biosafety Research, 7(3),
163-179, doi:10.1051/ebr:2008015
[8] Mönkemeyer, Wenke; Schmidt, Kerstin; BioMath GmbH (2014): Post Market
Monitoring of insect protected Bt maize MON 810 in Europe: Biometrical annual
Report
on
the
2013
growing
season.
http://ec.europa.eu/food/plant/gmo/reports_studies/index_en.htm
published:
The relevance of parasitology in mariculture and wild fishes from the
Gulf of Tonkin, Vietnam
Truong, Van Thuong
University of Rostock, Faculty of Agriculture and Environmental Sciences, Chair of
Aquaculture and Sea-Ranching, Justus-Von-Liebig Weg 2, 18059 Rostock, Germany
[[email protected]]
The Gulf of Tonkin located in the Northwest of the Vietnam East Sea/South China Sea,
is known as a region with a high marine fish biodiversity and intensive mariculture.
However, more comprehensive marine fish parasite studies or fish parasite applications
are still missing in Vietnam. Therefore, an investigation of parasites in mariculture and
wild fishes in this location was necessary. This sampling was carried out from June 2013
to October 2015.
The general objectives of this study are to investigate the parasite fauna from
commercially important mariculture and wild fishes in the Gulf of Tonkin, to develop
applied parasitology to assess aquaculture systems in Vietnam.
303 fish specimens from cultured and wild fishes in the Gulf of Tonkin (164 Epinephelus
coioides, 40 Acanthopagus latus, 47 Protonibea diacanthus and 52 Trachinotus blochii)
were investigated. In total, 39 parasite species have been recorded (including one new
species (sp. nov.) and nine species firstly reported in Vietnam). The detailed morphology
of five different species of trematode genus Prosorhynchus (Odhner, 1905) (including P.
tonkinensis sp. nov.) from E. coioides have been described and discussed in a
submitted manuscript in Zootaxa journal. The analyzing of molecular genotypes of
chosen parasites and the applied parasitology to assess aquaculture systems are in
process.
Nutzung von Geodaten aus Sozialen Netzwerken zur Einbeziehung der
Bevölkerung in die Stadtplanung Rostocks
F. Vettermann
Universität Rostock, Professur für Geodäsie und Geoinformatik, Justus-von-LiebigWeg 6, D- 18059 Rostock
[email protected]
Durch soziale Netzwerke werden große Mengen an geolokalisierbaren Daten durch
ihre Nutzer zur Verfügung gestellt, was eine ideale Basis für raumbezogene
Analysen darstellt. Mit Hilfe dieser Volunteered Geographic Data (VGI) lassen sich
sowohl Probleme im urbanen Raum wie Überflutungen, aber auch Hot Spots des
sozialen Lebens identifizieren. Vor allem die Sozialen Netzwerke Twitter (310 Mio.
Nutzer), Instagram (400 Mio. Nutzer) und Flickr (112 Mio. Nutzer) stellen dabei eine
große Menge an geolokalisierbaren Informationen bereit, weshalb auf diese im
Rahmen der Arbeit Bezug genommen werden soll [1].
Das Ziel soll es sein, aus dem kontinuierlichen Nachrichten-Stream die Nachrichten
heraus zu filtern, welche sich auf Lokationen in Rostock beziehen. Um dies zu
realisieren ist die Erstellung einer Datenbank notwendig, in der alle zugänglichen
Informationen einer Nachricht gespeichert und aus diesen Ortslagen abgleitet
werden können (Gazetteer-Dienst). Es wird hier auf konkrete Ortsbezeichnungen
sowie auf die Aufarbeitung von Location Indicative Words (LIW) zurückgegriffen,
welche mittels eines Filteralgorithmus extrahiert werden um eine kategorisierte
(Tourismus, Events, Wasser) Lokalisation auf Stadtviertel oder sogar Straßen
realisieren zu können.
Schließlich sollen die Daten auf dem Datenportal des Projektes KOGGE mittels
GeoServer und GeoNetwork visualisiert werden. Im Ergebnis soll eine Plattform
entstehen, auf welcher sich kategorisiert Hotspots in der Hansestadt identifizieren
lassen. Diese Daten sollen schließlich einen Beitrag zur Entscheidungsunterstützung
für die Stadtplanung in Rostock unter Einbeziehung der Bürger liefern.
Literatur:
[1] SMITH, C. (2016): How Many People Use 1000+ of the Top Social Media, Apps
and Digital Services?, http://expandedramblings.com/index.php/resource-howmany-people-use-the-top-social-media/6/ (Stand: 2016-05-09).
Ausgewählte langjährige phänologische Trends in Deutschland
T. Waldau und F.-M. Chmielewski
Humboldt-University of Berlin, Faculty of Life Sciences, Institute of Agricultural and
Horticultural Sciences, Professorship of Agricultural Climatology, Berlin, Germany
[email protected]
Abrupte klimatische Veränderungen Ende der 1980er bzw. Anfang der 1990er Jahre
in ganz Europa und in vielen anderen Teilen der Welt widerspiegelten sich deutlich in
einem signifikanten Anstieg der Lufttemperatur. Diese Temperaturänderung konnte
eindeutig
in
einer
signifikanten
Verfrühung
der
Pflanzenentwicklung
für
unterschiedliche Pflanzenarten, vor allem im Frühjahr nachgewiesen werden (u.a.
Chmielewski und Rötzer 2001, Chmielewski et al. 2004, Mentzel et al. 2006, Estrella
et al. 2007). Für Deutschland sind langjährige und engmaschige phänologische
Beobachtungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vorhanden, die für den
Zeitraum
1951-2015
analysiert
wurden.
Die
hier
vorgestellten,
aktuellen
Untersuchungen belegen die abrupte Verfrühung in der Pflanzenentwicklung seit
Ende 1980 und zeigen wie sich der weitere Verlauf bis heute entwickelt hat.
Vorgestellt werden Beispiele für die natürliche Vegetation, für Obstgehölze und für
landwirtschaftliche Nutzpflanzen. In dem Vortrag werden darüber hinaus regionale
Unterschiede im Verlauf der Vegetationsentwicklung präsentiert. Zudem wurden die
Veränderungen der Lufttemperatur in demselben Zeitraum analysiert, die einen
engen Zusammenhang zur Vegetationsentwicklung aufweisen.
References:
Chmielewski FM, Rötzer T (2001) Response of tree phenology to climate change
across Europe. Agricultural and Forest Meteorology 108:101-112
Chmielewski FM, Müller A, Bruns E (2004) Climate changes and trends in phenology
of fruit trees and field crops in Germany 1961-2000, Agricultural and Forest
Meteorology 121(1-2):69-78
Estrella, N, Sparks, TH, Menzel, A (2007) Trends and temperature response in the
phenology of crops in Germany, Global Change Biology 13:1737–1747
Menzel A, Sparks TH, Estrella N, Koch E, Aasa A, Ahas R, Alm-Kübler K, Bissolli P,
Braslavská O, Briede A, Chmielewski FM, Crepinsek Z, Curnel Y, Dahl Å, Defila C,
Donnelly A, Filella Y, Jatczak K, Måge F, Mestre A, Nordli Ø, Peñuelas J, Pirinen P,
Remišová V, Scheifimger H, Striz M, Susnik, A, van Vliet AJH, Wielgolaski FE,
Zach S, Zust A (2006) European phenological response to climate change matches
the warming pattern. Global Change Biology 12:1969-1976
Analyse eines Alternativmerkmals für Turniersportleistungen
V. Welker1, K. Schöpke², H. H. Swalve1
1 MLU
Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für
Tierzucht, Theodor-Lieser Str. 11, 06120 Halle/Saale
² Sächsische Gestütsverwaltung, Schloßallee 1, 01468 Moritzburg
[[email protected]]
Der Schwerpunkt der Deutschen Warmblutpferdezucht ist die Leistung im Dressur- und
Springsport. Diese wird in der Integrierten Zuchtwertschätzung über das Merkmal
transformierter Rang im Turniersport berücksichtigt. Diese Merkmalsdefinition wird häufig
kritisch diskutiert, weshalb in dieser Studie ein Alternativmerkmal, das höchste erreichte
Level (HL), definiert wurde. Dieses berücksichtigt eine Abstufung für den Schwergrad der
Prüfung und die Teilnahme, den Sieg oder die Platzierung eines Pferdes. Jedes Pferd
erhält dabei ein Endergebnis.
Für die Analysen stehen 4.582.191 bzw. 9.997.439 Leistungen von 221.132 bzw. 253.945
Tieren in Dressur- und Springprüfungen zur Verfügung. Das Merkmal wird im statistischen
Modell um die fixen Effekte des Prüfjahres, in dem das HL erreicht wurde, der
Kombination aus Alter und Geschlecht und dem zufällig additiv-genetischen Effekt des
Tieres korrigiert. Die Heritabilitäten liegen mit 0,38±0,001 in der Dressur und mit
0,37±0,001 im Springen im hohen Bereich. Die Korrelationen zwischen dem HL Springen
und Dressur und die Korrelationen zwischen dem HL und den Aufbauprüfungen (ABP)
wurden zunächst anhand von Zuchtwerte-Korrelationen (ZW-Korr) untersucht. Die ZWKorr zwischen dem HL Springen und Dressur liegt bei -0,13, zwischen dem HL Dressur
und der ABP Dressur bei 0,76 und der ABP Springen bei 0,02, zwischen dem HL Springen
und der ABP Springen bei 0,80 und der ABP Dressur bei -0,02.
Die ZW-Korr zwischen dem HL und den Merkmalen in den Hengst- und
Stutenleistungsprüfungen beziehungsweise Veranlagungstests sollten noch überprüft
werden, jedoch eignet sich das HL, um die Leistung des Tieres im Dressur- und
Springsport zu beschreiben.
Study the Audio-Visual Perception of a new Wind Park Project
T. Yua,b, H.Behma and R. Billb
aUniversity
of Rostock, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences,
Department of Landscape planning and Landscape design, Justus-von-LiebigWeg 6 ,D-18059, Rostock
bUniversity
of Rostock, Faculty of Agricultural and Environmental Sciences,
Department of Geodesy and Geoinformatics, Justus-von-Liebig-Weg 6 ,D18059, Rostock
[[email protected]]
Lot of researches have shown that wind turbines could have a negative impact on the
public. The “not in my backyard” phenomena exists, and that people’s annoyance does
not depend only on visual levels, but rather on multi-perceptual factors [1] [2].
The present study aims to investigate the audio-visual impact of a new wind park
project on people, based on the virtually walk-through technology combining audio and
visual features of the environment. Laboratory experiments were carried out with welltrained participants to investigate the perception of the wind park project in rural
areas. ). Individuals will be immersed through google cardboard using virtual reality
technology, their reactions to visual and noise of the wind park will be assessed by
related measures.
The study represents a first step in understanding the effects of audio-visual interaction
on the perception of a projected wind park and determines how the explanation of
audible information is essential in this process. Furthermore, the reconstruction of a
realistic audio-visual environment allow us to experiment a new approach for
environmental aesthetic impact assessment that can help to study progressive the
potential public disturbance related to a specific project and that in turn can assist
designers to make scientific decision.
Bibliography:
[1] Benfield, J. A., Bell, P. A., Troup, L. J. and Soderstrom, N. C. Aesthetic and affective effects of vocal
and traffic noise on natural landscape assessment. - Journal of Environmental Psychology 30:
103-111.
[1] Iachini, T., Maffei, L., Ruotolo, F., et al. Multisensory Assessment of Acoustic Comfort Aboard
Metros: a Virtual Reality Study. - Applied Cognitive Psychology 26: 757-767.