bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Standorteigenschaften und Wasserhaushalt von versiegelten Flächen
Authors: Wessolek Gerd , Facklam Michael
Published: February 2007

An unterschiedlich versiegelten Straßenräumen Berlins wurden bodenphysikalische und ‐chemische Standorteigenschaften bestimmt sowie der Wasserhaushalt anhand von Lysimetermessungen ermittelt. Eine Versiegelung setzt die Wasserspeicherfähigkeit und Infiltration stark herab; als Folge sind die Verdunstung und die Grundwasserneubildung eingeschränkt, während der Oberflächenabfluß zunimmt. Temperaturmessungen in den Versiegelungsmaterialien zeigen im Sommer eine starke Erwärmung der Oberflächen. Bei älteren Versiegelungsflächen ist die Infiltration durch Staubeinträge um ca. eine Zehnerpotenz gegenüber neu verfugten Flächen vermindert. Durch die Staubeinträge und Alterung findet im Fugenmaterial eine Anreicherung von Ton, Schluff, Humus und Schwermetallen statt. Aus den Untersuchungsbefunden werden eine Reihe planerischer Empfehlungen abgeleitet.
Nitrat‐Verlagerung in Auenböden unter organischer und konventioneller Bewirtschaftung — Meßergebnisse, Modellierungen und Bilanzen
Authors: Schlüter Wilhelm , Hennig Achim , Brümmer Gerhard W.
Published: February 2007

In einer Aue bei Hennef am Unterlauf des Rhein‐Nebenflusses Sieg wurde über einen Zeitraum von zwei Jahren u.a. die NO3‐Verlagerung in Auenböden unter organischer und konventioneller Wirtschafts‐weise untersucht. Es werden Jahresverlaufskurven der NO3‐Konzentrationen in Bodenlösungen, die mittels keramischer Saugkerzen gewonnen wurden, für Profiltiefen bis 180 cm dargestellt. Deren Interpretation erfolgt durch Simulationsrechnungen mit dem Modell DELPHI, das vorher anhand von Tracerversuchen verifiziert wurde.

Die N‐Freisetzung durch Mineralisation sowie der N‐Austrag mit dem Sickerwasser wurden quantifiziert. Dabei ergaben sich für die Mineralisation der leicht zersetzbaren organischen Substanz in Abhängigkeit von unterschiedlichen Ernteresten verschiedene Reaktionskoeffizienten. Diese waren für Erntereste von Ackerbohnen mit 19,0 × 1012 × exp (‐9800/T) und für Senf‐Wicken‐Reste mit 12,0 × 1012 × exp (‐9800/T) besonders hoch. Die niedrigsten Reaktionskoeffizienten wurden mit 3,0 × 1012 × exp (‐9800/T) in den Winterhalbjahren ermittelt.

Für die verschieden bewirtschafteten Böden wird eine detaillierte N‐Bilanz errechnet. Es konnte gezeigt werden, daß unter der konventionell bewirtschafteten Fläche innerhalb von zwei Jahren 199 kg N/ha mit dem Sickerwasser aus dem Boden ausgetragen wurden. Im gleichen Zeitraum fand unter organischer Wirtschaftsweise eine Auswaschung von 52 kg N/ha statt. Diese Unterschiede sind z.T. auf verschiedene Fruchtfolgen zurückzuführen. Insbesondere der Anbau von Zwischenfrüchten bei der organischen Bewirtschaftung hatte eine starke Erniedrigung der N‐Austräge zur Folge.
Räumliche Variabilität von Stoffkonzentrationen am Grundwasserspiegel bei einem grundwasserfernen Sandstandort unter Kiefern
Authors: Böttcher Jürgen , Strebel Otto , Lauer Stefan
Published: February 2007

Bei einem grundwasserfernen pufferarmen Sandboden (Podsol mit reliktischen Gleymerkmalen) unter einem ca. 60jährigen Kiefernbestand sollte geprüft werden, ob die räumliche Variabilität von Stoffkonzentrationen am Grundwasserspiegel auch bei 4–5 m mächtiger ungesättigter Zone durch Kronentraufmuster beeinflußt ist. Dazu wurden Wasserproben entlang eines 30 m‐Transekts im Abstand von 0,5 m zwischen zwei Baumreihen entnommen. Der Flurabstand bei Probenahme betrug durchschnittlich 4,3 m.

Dargestellt werden als Beispiel Ergebnisse für die Sulfatkonzentration, die entlang des Transekts stark variiert. Mit Hilfe stochastischer Datenanalysen läßt sich zeigen, daß Kronentraufe und Sulfatkonzentration regelmäßige Fluktuationen gleicher Periodenlänge aufweisen, die bei der Sulfatkonzentration durch eine langperiodische Fluktuation stark überdeckt wird. Ein direkter Einfluß der Kronentraufe auf die Variabilität von Stoffkonzentrationen am Grundwasserspiegel ist auch bei großem Flurabstand nachweisbar, jedoch deutlich schwächer ausgeprägt als bei geringem Flurabstand.
Langjährige Verdichtungswirkung durch unterschiedliche Achslasten auf einem Löß‐Ackerstandort
Authors: Fenner Stefan
Published: February 2007

Bewirtschaftungsbedingter Fahrverkehr kann Ackerböden bis in den Unterboden verdichten und ihre Eigenschaften als Pflanzenstandort verschlechtern. In einer Fallstudie wurde der Verdichtungsgrad von zwei Lößflächen benachbarter Betriebe (Schlag A und Schlag B) untersucht, die seit etwa 20 Jahren mit unterschiedlichen Achslasten befahren wurden (maximale Achslasten 4 t bzw. 8,9 t). Als Referenzfläche diente ein nicht befahrener, mit Gras bewachsener Ackerrain. Ziel der Untersuchung war, den Zusammenhang zwischen bewirtschaftungsbedingtem Fahrverkehr und dem Ausmaß der Bodenverdichtung aufzuzeigen.

Im Bereich einer Krumenbasisverdichtung in 40 cm Tiefe lag der Bodeneindringwiderstand auf Ackerschlag A höher als unter Gras, aber doch deutlich niedriger als auf Schlag B. Gleichsinnige Unterschiede zeigten Lagerungsdichte und Luftkapazität. Für die auf beiden Flächen maximal auftretenden Achslasten wurde die vertikale Normalspannung als Funktion der Bodentiefe berechnet. Für den verdichtungsempfindlichen Bodenfeuchtebereich ergaben sich in 40 cm Tiefe Werte um 60 kPa auf Fläche A. auf Fläche Bum 130 kPa. Die Summe der während des Anbaus von Blattfrüchten auftretenden Belastungsimpulse – berechnet aus allen zurückgelegten Fahrstrecken und den jeweiligen Gerätegewichten – war für Schlag B um 17% höher als für Schlag A. Auf Schlag A war eine Verdichtungswirkung bis in ca. 40 cm Tiefe nachzuweisen. Auf Schlag B, der vor allem während der Zuckerrübenernte mit hohen Lasten befahren wird, reichte die Wirkung bis in ca. 70 cm.

Diese Studie verdeutlicht, daß der Verdichtungszustand von Ackerböden in starkem Maße von der Intensität der Befahrung abhängig ist, welche nicht nur die Höhe der Achslasten, sondern auch Zeitpunkt und Häufigkeit der Überfahrung einschließt.
Über die räumliche und zeitliche Variabilität scheinbar fixer Wasserhaushaltsgrößen am Beispiel von Bodenaggregaten
Authors: Junkersfeld Lydia E. , Horn Rainer
Published: February 2007

An einem Bodenprofil ermittelte Wasserhaushaltsparameter werden üblicherweise nicht als veränderliche Größen betrachtet und in dieser (fälschlichen) Annahme auf eine mitunter weite, räumliche Umgebung übertragen. Zusätzlich vernachlässigt man sich ständig ändernde Umgebungsbedingungen (z. B. Bodenbearbeitung, Wetter etc.), die eine zeitliche Veränderung verursachen.

Zur Erfassung dieser variierenden Eigenschaften von Wassergehalts‐/Wasserspannungs‐Kurven und Wasserspannungs‐/Wasserleitfähigkeits‐Kurven wurden natürlich strukturierte und homogenisiert‐restrukturierende Einzelaggregate aus dem SdBt‐Horizont einer pseudovergleyten Parabraunerde aus Geschiebemergel mit unterschiedlichen Quellungsmöglichkeiten untersucht. Es stellte sich heraus, daß selbst unter Berücksichtigung von Hysterese‐Effekten pF/WG‐Beziehungen von Aggregaten keineswegs eindeutig definierbar sind. Sie sind vielmehr von der Entwässerungsvorgeschichte und der dadurch verursachten Strukturierungsmöglichkeit abhängig. Damit kann man auch die k/Ψ‐Beziehungen nicht als statische Größe einordnen. Die gemessenen Werte der Wasserleitfähigkeit variieren, wenn nach der Probennahme das Material entlastet wird, es also schrumpfen und quellen kann. Aufgrund der hierdurch induzierten Schwankungsbreiten ist eine exakte Berechnung dieser Größe z. B. nach dem Modell von Van Genuchten (1987) zweifelhaft. Folglich muß auch die übliche Verwendung der als variabel identifizierten Parameter in Form von Ausgangskonstanten bei der Quantifizierung ökologischer Kennwerte in Frage gestellt werden.

Die Ursache für beschriebene Charakteristika liegt in den induzierten und nur zum Teil reversiblen Strukturierungsvorgängen. Zusätzlich wird unter bestimmten Umständen physiko‐chemische Hydrophobie vermutet.
Effects of different forms of nitrogen supply on the gas exchange of young pedunculate oaks (Quercus robur L.)
Authors: Thomas Frank M. , Gehlen Renate
Published: February 2007

The effects of different forms and concentrations of N in the rooting medium on the CO2/H2O gas exchange of leaves of the pedunculate oak (Quercus robur L.) were investigated. Two‐year‐old seedlings were grown in nutrient solutions containing low (1.8 mM) or high (4.8 mM) concentrations of NH4+, 3.6 mM NO3−, or both NH4+ and NO3− (1.8 mM + 1.8 mM). In various sets of plants subjected to these N treatments, the following parameters were determined: biomasses of leaves and fine roots, leaf area‐related net photosynthesis at light saturation (A) and leaf conductance (g), foliar concentrations of chlorophylls, N, Ca2+, Mg2+ and K+ and the ash alkalinity of the leaves (as a measure of the carboxylate content).

In all treatments, the leaves were equally well supplied with nutrients. Oaks grown in high NH4+ concentrations produced significantly smaller leaf and root biomasses. Compared to oaks cultivated with both N forms or with low NH4+ concentration, oaks grown with high NH4+ supply showed lower values of A and g, but no significant differences in ash alkalinity and leaf area‐related chlorophyll concentrations. Oaks fed with NO3− as the only N form had an intermediate biomass production, but low values of A and g. The time courses of A in the different treatments closely followed the patterns of g. In all N treatments, the same linear relationship was found between A and g, indicating that, within a rather wide range, the variation in the form and amount of supplied N does not affect the instantaneous water use efficiency of young pedunculate oaks.
Response of primary plant metabolism to the N‐source
Authors: Kandlbinder Andrea , Cruz Cristina Da , Kaiser Werner M.
Published: February 2007

Even when plant growth was not visibly affected, ammonium versus nitrate nutrition had distinct effects on some parts of plant metabolism. Barley seedlings growing on 3 mM ammonium rapidly accumulated ammonium up to 20 mM in the roots. In leaves, ammonium accumulation was observed only when the pH of the nutrient medium was very low (pH 4). Yet even under the most extreme conditions there was no indication that plants were suffering from uncoupling of ATP synthesis or from a lack of carbohydrates.

Especially dramatic was the response of the organic acid content of pea and barley leaves: it decreased strongly within a few days upon transfer of plants from nitrate to ammonium‐media, and this was apparently not due to an inhibition of PEPcarboxylase, which was rather activated under ammonium nutrition. As malate dispappeared from leaves even when pea plants were transferred to an N‐free medium, malate degradation was not necessarily connected to increased amino acid synthesis, but eventually to a more rapid decarboxylation by malic enzyme. Also, malate degradation was not a response to ammonium, but rather to (the absence of) nitrate.
Nitrate and ammonium nutrition of plants: Effects on acid/base balance and adaptation of root cell plasmalemma H+ATPase
Authors: Schubert Sven , Yan Feng
Published: February 2007

The increase of rhizosphere pH in the course of nitrate nutrition results from H+consumption in the external medium during uptake of NO3−in a H+co‐transport and from internal OH−production during nitrate reduction. Synthesis of organic acids for NH4+assimilation as well as strong partial depolarization of membrane potential with NH4+uptake are the important reasons for rhizosphere acidification during ammonium nutrition. Despite differences in proton balance depending on N form, cytoplasmic pH changes are small due to physico‐chemical buffering, biochemical pH regulation, H+inclusion in vacuoles, and H+release into the rhizosphere.

Because of the large capacity for proton excretion the plasmalemma H+ATPase of root cells plays an essential role during ammonium nutrition. An increase of the kinetic parameter Vmaxafter ammonium nutrition relative to nitrate nutrition suggests that the capacity of H+release may be adjusted to the particular requirements of ammonium nutrition. Moreover, H+ATPase is adjusted not only quantitatively but also qualitatively. The increase of the kinetic parameter kmas well as the capability of the plasmalemma vesiclesin vitroto establish a steeper pH gradient favours the supposition that H+ATPase isoforms are formed which allow H+release into the rhizosphere under conditions of low pH or poor H+buffering of the soil. In this respect species differences exist,e.g. between maize (efficient adaptation) and faba bean (poor adaptation).
Response of Zea mays and Vicia faba to CULTAN fertilization
Authors: Feng Ke , Yan Feng , Schubert Sven
Published: February 2007

The response of broad bean (Vicia faba L.) and corn (Zea mays L.) to CULTAN fertilization was compared. Roots of broad bean turned black and were severely damaged by CULTAN fertilization, whereas corn roots were not affected. Consequently, dry matter production of roots and shoots of broad bean was significantly reduced. CULTAN fertilization caused a soil pH increase which may be attributed to hydrolysis of urea applied during CULTAN fertilization. It is assumed that the occurrence of high NH3 concentration in soil due to CULTAN fertilization may be toxic to broad bean but not to corn.
Validierung eines 2‐Regionen‐Modells zur Simulation des Stofftransportes im Boden anhand von Laborsäulen‐ und Feldversuchen
Authors: Wagner Bernhard , Funk Reinhold , Maidl Franz‐Xaver
Published: February 2007

Simulationsrechnungen zum Wasser‐ und Stofftransport in der ungesättigten Bodenzone nach der klassischen Theorie der Konvektion‐Dispersion ergeben oft keine befriedigende Übereinstimmung mit Meßergebnissen. Besonders im Bereich der Evapotranspirationszone werden Stoffe häufig in größere Tiefen verlagert, als Simulationsrechnungen es wiedergeben. Dies wird auf einen bevorzugten Wasserfluß in schnellen Fließbereichen an der Matrix vorbei zurückgeführt. Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es, das klassische Stofftransportmodell so zu erweitern, daß eine deutlich verbesserte Modellierung gelingt, ohne aufgrund zu hoher Komplexität des Modells den Einsatz für flächenhafte Anwendungen zu erschweren. Für die Erweiterung des deterministischen Stofftransportmodells FLOTRA (Wagner et al., 1992) auf Basis der klassischen Konvektions‐Dispersions‐Theorie wurde der mobil‐immobil‐Ansatz nach Coats und Smith (1964) gewählt. Die für das Modell zusätzlich benötigten Parameter sind der immobile Wassergehalt θim und der Stoffaustauschkoeffizient α.

Auf der Basis mehrerer Labor‐ und Geländeversuche wurde die Verwendbarkeit des Modells überprüft. Es zeigte sich, daß mit dem mobil‐immobil‐Ansatz vor allem die Wasser‐ und Stoffbewegung in der Evapotranspirationszone, die für den Boden‐ und Grundwasserschutz besonders wichtig ist, deutlich besser abgebildet werden konnte als mit dem klassischen Konvektions‐Dispersions‐Ansatz.
Mercury porosimetry of compacted clay minerals
Authors: Volzone C. , Hipedinger N.
Published: February 2007

The clay minerals, kaolin and montmorillonite, were compacted at different pressures up to 300 MPa. The textural characteristics (pore radius, surface area and porosity) of the clay minerals were measured after compaction and related to the particle size and the cation exchange capacity of these clays. Kaolins and montmorillonites with and without compaction were characterized by mercury intrusion using a porosimeter within the range 0.1 MPa to 200 MPa.

A negative linear correlation was obtained between the mean pore radius of compacted clays and the cation exchange capacity. A larger percentage of fine particles originated compacts with small pore sizes. The pore radius and the porosity of the clay minerals diminished with increasing compaction pressure, whereas the surface area increased.
Heavy Metals and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in a Rural Community Leewards of a Waste Incineration Plant
Authors: Wilcke Wolfgang , Amelung Wulf , Zech Wolfgang
Published: February 2007

In a rural community (Stephanskirchen, Southern Germany) near a waste incineration plant 7 soils, sewage sludge, waste incineration residues, the gutter sediment of a family home, and mosses were sampled to determine the total concentrations of Cd, Pb, Zn and 20 PAHs. Representative samples were used to measure NH4NO3‐ and EDTA‐extractable Cd, Pb, and Zn as well as 20 PAHs in particle size separates (clay, silt, fine and coarse sand). Sites near the main road, hill top, and forested sites contain up to 1.24 mg Cd, 888 mg Pb, and 279 mg Zn per kg. The heavy metal concentrations of the sewage sludge, the gutter sediment, and especially the waste incineration residues are extremely high (up to 57 mg Cd, 3300 mg Pb, and 5700 mg Zn per kg). The extractability of Pb and Zn with NH4NO3is low (< 5%), that with EDTA is high (up to 71.2% of total Cd, 82.5% of total Pb, and 47.2% of total Zn). The sum concentrations of PAHs range between 0.4 and 470 mg kg−1. The silt has the highest PAH concentrations of the particle size separates. High saturation of organic matter with PAHs in the sand indicates high recent PAH deposition. Selected ratios of single PAHs reveal diesel and gasoline exhausts as main sources for PAH. Principal component and cluster analysis show that the pollutant pattern depends on the Corgconcentration and on the time passed since deposition. There is no significant influence of the waste incineration emissions on the heavy metal and PAH concentrations.
Überleben inokulierter Rhizosphärenbakterien und deren Einfluß auf native Bakterienpopulationen im Wurzelraum von Luzerne
Authors: Liste Hans‐H. , Höflich Gisela , Köhn Sigfrid
Published: February 2007

Das Überleben von inokulierten Bakterien und deren Einfluß auf native Bakterienpopulationen in der Rhizosphäre von Luzerne wurden in einem Gewächshausexperiment untersucht. Die phytoeffektiven Impfstämme Rhizobium meliloti me18 und Pseudomonas fluorescens PsIA12 konnten sowohl nach Einzelinokulation als auch nach Mischinokulation über 7 Wochen aus der Rhizosphäre reisoliert werden. Sie bewirkten keine nachhaltigen Veränderungen der Diversität nativer Bakteriengemeinschaften in der Rhizosphäre. Lediglich in der ersten Woche nach Inokulation kam es zu einer Erhöhung der Gesamtabundanzen. Generell nahm die Diversität der Bakteriengemeinschaften im Verlauf der Pflanzenentwicklung und zur Wurzelspitze hin zu.
Einfluß steigender Stickstoffgaben auf den Kupferernährungszustand von Getreide
Authors: Krähmer Reiner , Sattelmacher Burkhard
Published: February 2007

Es wurden Gefäßversuche mit Niedermoorboden als Cu‐Mangelsubstrat zu Sommerweizen (2 Versuche) und Sommergerste (1 Versuch) durchgeführt. Durch entsprechende Düngung wurden für Cu und N jeweils 4 Versorgungsniveaus derart eingestellt, daß auf Basis Kornertrag für jedes N‐Niveau ein Cu‐Mangelbereich und ein Bereich ausreichender Cu‐Versorgung zustande kam. Je höher das N‐Niveau war, um so höher mußten Cu‐Düngergabe und Cu‐Gehalt der Pflanze sein, um ausreichende Cu‐Versorgung zu erzielen. Die kritischen Cu‐Gehalte der Pflanze in der oberirdischen Biomasse zum Schossen EC 32 [μg (g TM)−1] erstreckten sich für die Kornbildung bei Weizen und Gerste von 3,5 (niedrigstes N‐Niveau = N1 bis 7,5 (höchstes N‐Niveau = N4) und für die Bildung oberirdischer Biomasse zum Schossen bei Weizen von 2,6 (N1) bis 5,8 (N4). Auf der Basis der für die Kornbildung kritischen Cu‐Gehalte wurden kritische Cu‐N‐Quotienten bestimmt. Sie waren weitgehend unabhängig vom N‐Niveau. Daraus wird gefolgert, daß eine Cu‐Remobilisierung in den älteren Blättern selbst bei N‐Mangel wahrscheinlich nicht erfolgt ist. Die Ursache für die bei hohem N‐Niveau erhöhten kritischen Cu‐Gehalte wird vor allem in einer verstärkten Immobilisierung von Cu gesehen.

Bei ausreichender Cu‐Versorgung war steigender N‐Gehalt von steigendem Cu‐Gehalt der Pflanze begleitet, nicht jedoch bei Cu‐Mangel. Es wird vermutet, daß mit steigender N‐Versorgung der Pflanze verstäkt Aminverbindungen in den Wurzelapoplasten und in die Rhizosphäre abgeschieden werden und dies, besonders im Falle ausreichender Cu‐Versorgung, zu erhöhter Cu‐Mobilisierung und ‐Aufnahme durch die Bildung löslicher Cu‐Amin‐Komplexe führt.
Schutzwürdige Böden in Nordrhein‐Westfalen — Bodenkundliche Kriterien für eine flächendeckende Karte zum Bodenschutz
Authors: Schraps Walter Götz , Schrey Heinz Peter
Published: February 2007

Im Geologischen Landesamt Nordrhein‐Westfalen wird auf Basis der digitalen Bodenkarte im Maßstab 1:50000 EDV‐gestützt eine landesweit einheitliche Karte „Schutzwürdige Böden in Nordrhein‐Westfalen”︁ im Maßstab 1:50000 erstellt.

Auf den in dieser Karte ausgewiesenen Flächen haben nach dem Entwurf des Bundesbodenschutzgesetzes die Nutzungen Vorrang, die auf die dargestellten Bodenfunktionen angewiesen sind, sie zugleich aber auch sichern und entwickeln. Es werden drei Gruppen von Nutzungen mit dominierenden Bodenfunktionen unterschieden:

natürlicher Lebensraum mit hohem Biotopentwicklungspotential,

landwirtschaftliche Produktionsfläche mit (regional) hoher Bodenfruchtbarkeit,

regionale Besonderheiten, der Boden als Archiv der Natur‐ und Kulturgeschichte.

Nutzungen, die diese Bodenfunktionen unangemessen in Anspruch nehmen oder sie mindern, sind zurückzuführen bzw. durch entsprechende Ersatzflächen zu kompensieren.

Die Kriterien, die der Ausweisung von Böden in dieser Karte zugrunde liegen, werden vorgestellt und erläutert. Die Bewertung der Angaben aus der digitalen Bodenkarte setzt Bodenschutz mit dem Ziel um, Art und Zustand der Bodensubstrate und die Bodeneigenschaften zu schützen, aus denen sich die Funktionen des Bodens für andere Umweltmedien ergeben.
Fine silt and clay mineralogical changes of a soil chronosequence in the Langtang valley (Central Nepal)
Authors: Bäumler Rupert , Madhikermi Dhruba P. , Zech Wolfgang
Published: February 2007

Chemical and mineralogical properties of a soil chronosequence in the high mountain zone between 3857 m and 4120 m a.s.l. in Central Nepal (Langtang valley) are presented. The soils have been developed in moraine deposits which consist of acid gneisses. They were classified as Entisols, and Spodosols. XRD analyses of the clay and fine silt fraction show increasing changes with distance from the recent Lirung glacier, depending on the time of deposition, resp. soil age. Alteration of illite to interstratified minerals and to hydroxy‐Al interlayered minerals or pedogenic chlorite with increasing soil development could be observed. The interstratified minerals could be identified as random and regular illite‐interlayered vermiculite mixed‐layer minerals. Intensification of the X‐ray signals of the fine silt fraction is given compared to the clay. With increasing soil development differences between the clay and fine silt fraction seem to increase. Indications are given of interstratification of the mica‐pedogenic chlorite and chloriteinterlayered vermiculite type in the more intensively weathered soils.
Effects of humic acids and herbicides, and their combinations on the growth of tomato seedlings in hydroponics
Authors: Loffredo Elisabetta , Senesi Nicola , D'Orazio Valeria
Published: February 2007

The morphology and length of roots and shoots of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) seedlings grown on a nutrient medium for fourteen days in a controlled environment chamber were apparently not affected, whereas the dry matter content of roots was significantly enhanced when 200 mg L−1 of humic acid (HA) isolated from either a non‐amended soil or a sewage‐sludge‐amended soil was present in the nutrient medium. In contrast, the HA‐like fraction isolated directly from the sewage sludge caused, under the same conditions, extensive alterations of tomato morphology and a significant reduction of the length and dry weight of both shoots and roots. The presence in the nutrient medium of the herbicides alachlor or imazethapyr at concentrations of 1 and 0.01 mg L−1, respectively, caused a marked decrease of tomato root and shoot length and dry weight. Differently, the herbicide rimsulfuron at a concentration of 0.01 mg L−1 produced a slight decrease in shoot and root length and a slight increase in their dry weight. A combination of 200 mg L−1 soil HA and each of the herbicides alachlor, rimsulfuron and imazethapyr at concentrations of 1, 0.01 and 0.01 mg L−1, respectively, in the nutrient medium attenuated the growth depression of tomato shoots and roots observed in the presence of the herbicide alone. However, the simultaneous presence of sewage sludge HA and any herbicide in the nutrient solution caused negative synergistic effects on tomato growth. The volume of nutrient solution and the amount of electrolytes taken up by tomato plants during the growth experiments correlated highly significantly with the total plant dry weight. Tomato seedlings induced a pH decrease in the nutrient medium in all treatments except in those where sludge‐HA was present, either alone or in combination with any herbicide.
Einfluß der Bodeneigenschaften auf die Freisetzung der gelösten organischen Substanz (DOM) aus dem Oberboden
Authors: Kalbitz Karsten , Knappe Siegfried
Published: February 2007

Zur Identifizierung, Wichtung und Quantifizierung der für die DOM‐Freisetzung aus dem Oberboden bedeutsamen Eigenschaften wurde ein dreimonatiger Perkolationsversuch an Kleinmonolithen mit Wald‐ und Grünlandböden durchgeführt, die unterschiedlich anthropogen beeinflußt sind. Die Qualität der organischen Substanz bestimmt die Höhe der DOM‐Freisetzung aus dem Oberboden, wenn die Böden eine geringe Fähigkeit zur Adsorption und Ausfällung von DOM besitzen. Hohe DOC‐Konzentrationen treten vor allem bei weiten C/N‐Verhältnissen im Boden und in der heißwasserlöslichen Fraktion, bei einem hohen Gehalt des Bodens an heißwasserlöslichem Kohlenstoff (Chw1) und bei einem hohen Anteil des Chw1 am Corg auf. Anthropogene Einflüsse auf die DOM‐Freisetzung werden über Veränderungen an der organischen Substanz wirksam. Trockenperioden und starke Wasserflüsse tragen zur Erhöhung der DOM‐Freisetzung bei. In Böden mit einer großen Fähigkeit zur Retention von DOM (hohe KAK, hohe Gehalte an Feox, Fed und austauschbaren Basen) wird die Wirkung der Qualität der organischen Substanz auf die DOM‐Freisetzung überdeckt. Adsorption und Ausfällung verringern die DOM‐Freisetzung aus dem Oberboden und bestimmen dann ihre Höhe.
Atmung eines Bodens im Gemüsebau zu Beginn der Vegetationsperiode
Authors: Blanke Michael M. , Bacher Wolfgang
Published: February 2007

Auf einem sandig‐schluffigen Lehm wurde von März bis Mai 1996 die Bodenatmung mit einem neuen, tragbaren Gerät im Freiland und Gewächshaus gemessen:

Das Gerät bewährte sich über einen weiten Temperaturbereich für Feldmessungen.

Der Freilandboden veratmete mit 26–180 mg CO2 m−2 h−1 im Frühling bzw. im Frühsommer bis zu 700 mg CO2 m−2 h−1 relativ wenig CO2 im Vergleich zu anderen, z. B. obstbaulich genutzten Böden. Zwischen den Meßstellen im Freiland traten bei höheren Temperaturen größere Schwankungen auf als bei niedrigen Temperaturen.

Die höchste Bodenatmung mit den geringsten Schwankungen wurde im Frühsommer bei einem handelsüblichen Anzuchtsubstrat aus Torf in einer Vorratsmiete im Freiland gemessen.

Der Q10 lag für Freilandboden bei 2,5 (±0,6) bei 5–25°C.

Die Atmung des gemüsebaulich genutzten Bodens wurde am stärksten von der Bodenbearbeitung – in unterschiedlicher Weise und in Wechselwirkung mit der Temperatur – beeinflußt: Pflügen eines kalten Bodens verringerte gegenüber dem eines warmen Bodens die Bodenatmung; Feinbearbeitung steigerte die Bodenatmung im Freiland und im Gewächshaus.

Gemüsebaulich genutzter Boden atmete bei 4°C 6–12 kg CO2, bei 14°C 40–50 kg CO2 und bei 27°C 170–210 kg CO2 pro ha und 24h und stellt eine CO2‐Quelle dar, deren Beitrag für die Atmosphäre mit einer Bodenbearbeitung und steigender Temperatur zunimmt.
Ammonia and Nitrous Oxide Emissions after Landspreading of Slurry as Influenced by Application Technique and Dry Matter‐Reduction. II. Short Term Nitrous Oxide Emissions
Authors: Clemens Joachim , Vandré Robert , Kaupenjohann Martin , Goldbach Heiner
Published: February 2007

Strategies reducing NH3 volatilisation from slurry include separation of slurry, special application techniques and additives. We studied the impact of manure separation and application technique on N2O release after manure application. Untreated and separated cattle slurry (dry matter content of 7.1% and 4.4%, respectively) was applied to winter wheat using broadcast and banded application and injection. The N2O emissions were measured at high frequency for 14 to 20 days after slurry treatment by the closed chamber method. Manured plots showed significantly higher N2O emissions than the control plots but neither dry matter reduction of slurry nor application technique significantly influenced the N2O emissions. The variability of N2O emission was influenced by the application technique and increased in the order: banded application – injection – broadcast application. There was no correlation between NH3 losses from applied slurry and N2O emissions. Thus reducing ammonia volatilisation will not necessarily increase N2O emissions.
Extraktion eines kupferbelasteten Bodens unter Verwendung eines aminosäurehaltigen Reststoffhydrolysats. 2. Elutionsdynamik und Bilanzierung der Aminosäuren nach kontinuierlichem Eintrag in Bodensäulen
Authors: Fischer Klaus , Blay Karlheinz , Kotalik Jarmila , Riemschneider Peter , Klotz Dietmar , Kettrup Antonius
Published: February 2007

Innerhalb eines 16‐tägigen Zeitraums wurde ein kupferkontaminiertes Bodenmaterial (Kolluvisol aus sandigen über lehmigen Abschwemmassen) aus einem ehemaligen Hopfenanbaugebiet in vier parallelen Säulenversuchen mit einem aminosäurehaltigen Blutmehlhydrolysat (Aminosäurekonzentration: 188 mmol·L−1) eluiert. Neben der Ermittlung der Kupferfreisetzung diente die Versuchsserie der Erfassung der Aminosäureelutionsdynamik und der Aminosäurebilanzierung (Bilanzierungszeitraum: 14 Tage).

Bei einer Gesamteintragsmenge von ca. 2,2 mol Aminosäure pro Bodensäule, gefüllt mit ca. 4,1 kg Bodenmaterial (TM), wurden nach Durchleiten von 11,7 L Hydrolysat durchschnittlich 1,13 mol Aminosäuren im Säuleneluat aufgefangen. Dies entspricht einer Aminosäureelutionsquote von 51,2% bei Bezugnahme auf die eingetragene Molsumme bzw. einer mittleren aminosäurespezifischen Elution (Mittelwert der Elutionsquoten von 15 Aminosäuren) von 48,4%. Der Wertebereich der substanzspezifischen Elution reicht von 9,6% (Serin) bis 75,5% (Valin). Während die maximalen Eluatkonzentrationen von Serin und Threonin bereits nach 2 Tagen auftreten, nimmt die Histidin‐Eluatkonzentration bis zum Versuchsende zu.

Diese Unterschiede im Perkolationsverhalten der Aminosäuren werden im Hinblick auf die wichtigsten Retentions‐ und Eliminationsprozesse (Biologischer Abbau, Ad‐/Desorption, Intercalation) diskutiert.
Zum Einfluß organischer Bodenbedeckung auf den lateralen Transport von Isoproturon auf der Bodenoberfläche
Authors: Korsaeth Audun , Müller‐Berghöfer Philip , Mollenhauer Konrad , Fischer Peter , Bach Martin , Frede Hans‐Georg
Published: February 2007

In kleinflächigen Versuchen (0,5 × 1 m2) mit künstlicher Beregnung wurde die laterale Verlagerung des Herbizids Isoproturon in Runoff und Sediment bei unterschiedlichen Bodenbedeckungsgraden mit Rapsblättern bzw. mit Weizenstroh im Vergleich zu unbedecktem Boden untersucht. Die Strohbedeckung veränderte den Oberflächenabfluß gegenüber der unbedeckten Variante nicht nennenswert, der Isoproturonaustrag dagegen nahm um 22 bis 37% zu. Durch die Auflage von Rapsblättern wurde die Menge des Oberflächenabflusses um 13 bis 61% vermindert; in ähnlichem Maße sank der Isoproturonaustrag. Die Versuche zeigten, daß unterschiedliche Mulchmaterialien bereits durch ihre voneinander abweichenden Einflüsse auf die Abfluß‐ und Abtragsbildung zu unterschiedlichen PSM‐Austrägen führen können. Die bloße Angabe von „Mulch”︁ reicht zur Charakterisierung solcher Versuche daher nicht aus.
Patterns of soil solution composition in acid forest soils: Differences between undisturbed and bulk samples
Authors: Vogt Robert , Matschonat Gunda
Published: February 2007

In acid forest soils pores draining under conditions of low water tension contain a solution usually differing in composition from the equilibrium solution of the bulk soil. For tree nutrition, the former was described as comparable to the bulk soil solution or less favourable. Our recent work on solution quality contradicted the universal validity of these findings. It turned out that the methods usually recommended tend to consistently reproduce the pattern of more advanced acidification of coarse pores. We applied our combination of methods to a range of soils to find out whether our previous finding of more favourable solution conditions in undisturbed soil samples as compared to the bulk soil is common or rather an exception. Undisturbed cores and bulk soil were sampled from four forested sites differing in pH and base saturation. We used an iterative procedure to adjust the equilibrium soil solution of disturbed soil and a water extraction with a soil:solution ratio of 1:2. To extract solution from undisturbed soil cores only small volumes of water were added, and we distinguished analytically between total (by ICP) and ionic (by CE) concentrations of cations. We calculated Ca/Al molar ratios and the fraction of (Al3+ + H+) on total cationic charge in solution as criteria for solution quality. Whereas with total concentrations, there always appeared to be less favourable conditions in the soil pore solution, free ionic concentrations allowed a differentiation between the soils. In view of plant nutrition, the quality of the soil solution from undisturbed samples was better, equal to, or worse than that of the bulk soil, suggesting that forest sites represent a continuum with respect to these chemical gradients. Even in soils where gradients are not observed it is not necessary to assume an equilibrium achieved by internal processes to exist between coarse pores and the bulk soil.
Wirkung des Mikroreliefs auf die räumliche Variabilität des Kohlenstoffgehaltes eines Podzoluvisols in einem Dauerdüngungsversuch
Authors: Kuzyakova Irina F. , Kuzyakov Yakov V. , Thomas Erhard
Published: February 2007

Die Wirkung eines schwach ausgeprägten Mikroreliefs auf die räumliche Verteilung und Variabilität des Kohlenstoffgehaltes (Ct) im Boden eines in der Nähe von Moskau liegenden Dauerversuches wurde mit Hilfe von geostatistischen Methoden untersucht. Es wurde festgestellt, daß sich nur 20% der Ct‐Variabilität durch die Wirkung agrogener Faktoren erklären lassen. Um den Einfluß des Mikroreliefs auf Ct analysieren und statistisch nachweisen zu können, wurde eine Reliefformalisierung durchgeführt. Sie umfaßt die Bestimmung der lokalen Neigung, der lokalen Wassereinzugsgebiete, der lokalen relativen Intensität der temporären Wasserströme sowie die Differenzierung konvexer und konkaver Reliefformen. Durch Kriging mit verschiedenem Abstand zwischen den Blockzentren wurden Reliefformen verschiedener Ordnung bestimmt. Die Parameter des formalisierten Reliefs wurden mit dem Ct des Bodens anhand von Variogrammen und Korrelationen verglichen. Die Kombination der Reliefparameter ermöglicht die Einteilung des Feldes in einzelne Teilflächen, die durch verschiedene Korrelations‐ und Wirkungstypen charakterisiert sind. So führen die Reliefsammelformen mit maximalen Werten der Intensität der relativen Wasserströme und die konvexen Reliefformen mit ansteigender Intensität zur Ct‐Verringerung. Die Ct‐Akkumulation findet vor allem in den Übergangspositionen zwischen konvexen und konkaven Reliefformen mit mittlerer Intensität statt.
Beschreibung des Verlaufs der Stickstoffaufnahme von Kohlrabi (Brassica oleracea convar. acephala var. gongylodes L.) mit Hilfe von Wachstumsstadien und eines empirischen Wachstumsmodells
Authors: Feller Carmen , Fink Matthias
Published: February 2007

Im Freilandgemüsebau werden Düngungsberatungssysteme verwendet, deren Empfehlungen auf geschätzten Verläufen der Stickstoffaufnahme beruhen. Da die Schätzung der Stickstoffaufnahme möglichst genau sein sollte, werden 3 Schätzmethoden und deren Genauigkeit (Standardfehler der Differenz von Meßwert und Schätzwert, sd) verglichen. Als Datengrundlage werden die in 16 Feldversuchen gemessenen Verläufe der Stickstoffaufnahme von Kohlrabi (Brassica oleracea var. gongylodes L.) verwendet.

Die Nutzung von beobachteten Wachstumsstadien ergab den kleinsten Schätzfehler (sd = 14 kg N · ha−1). Diese Methode ist für die praktische Anwendung empfehlenswert, da sie einfach und genau ist. Die Verwendung eines empirischen Modells der Stickstoffaufnahme (sd = 16 kg N · ha−1) ist mit mehr Aufwand verbunden. Eine Schätzung in Abhängigkeit von der Zeit nach der Pflanzung ist besonders einfach, weist jedoch den größten Schätzfehler (sd = 28 kg N · ha−1) auf.
Characterization of phytoavailable zinc in compost‐peat substrates — Comparison of methods
Authors: Bucher Annette S. , Schenk Manfred K.
Published: February 2007

Compost of separately collected green yard and organic household wastes may contain high amounts of Zn. Hence, substrates basing on compost can result in Zn phytotoxicity. The aim of the investigations was to identify a suitable reagent to characterize phytoavailable Zn in compost‐peat substrates. Petunia hybrids were cultivated in compost‐peat substrates with increasing Zn amounts (basic load, 400, 800, 1600 mg kg−1 d.m. aqua regia soluble). Extractable Zn was determined by extraction of fresh and dried substrates with H2O, 1 M NH4NO3, 0.1 M CaCl2, 1 M NH4OAc, and CaCl2‐DTPA (0.01 M + 0.002 M). The Zn content of plants increased significantly with increasing Zn application and decreasing pH. The result of CaCl2 and NH4OAc extraction reflected the influence of pH on Zn phytoavailability quite well and the correlation with the plant Zn content was very good. Extraction with H2O and NH4NO3 did not give acceptable results. Extraction with CaCl2‐DTPA was inconsistent for all trials and thus not suitable. The percentage of CaCl2‐extractable Zn in relation to the aqua regia soluble content at the same pH varied over the trials. Thus, the phytoavailable content of the substrates is influenced by additional factors, besides Zn supply and pH. The result of CaCl2 extraction of dried substrates resulted in the best reflection of Zn phytoavailability and was used for all further investigations, including determination of critical values of phytotoxic Zn. Plant yield was not influenced by the Zn treatments. However, Zn induced chlorosis of petunias occurred at a plant Zn content > 160 mg kg−1 d.m. and a phytoavailable Zn content in the substrate > 6 mg l−1 in CaCl2 extract and > 2.6 mg l−1 in NH4OAc extract, respectively.
Räumliche Variabilität und Verteilung von Schwermetallen in den Böden einer 1 km2 großen Modellfläche im Siegerland
Authors: Geiler Holger , Aschenbrenner Frank , Denge Hildegard S. , Donsbach Alexander , Ostermann Rüdiger , Knoblich Klaus , Maurer Wolfgang
Published: February 2007

Ausgehend von einer 1 km2 großen Modellfläche, deren Böden in Anlehnung an ein empirisches Konzept beprobt wurden, wird eine Analyse der Schwermetallgehalte durchgeführt. Das Gebiet steht nicht unter dem unmittelbaren Einfluß industrieller Belastungen. Den tieferen Untergrund bilden unterdevonische Gesteine, die überwiegend mit Tonschiefern, untergeordnet mit Sandsteinen, vertreten sind. Der Oberflächenbewuchs besteht aus Wald (Nadel‐ und Laubwald) mit nur wenigen Wiesenflächen. Um die räumliche Schwermetallverteilung in dem weitgehend homogenen und ausreichend großen Gebiet zu untersuchen, sind an jeweils 100 Bodenproben aus drei verschiedenen Entnahmetiefen (bis max. 1 m) neben pH‐Wert und organischer Substanz die Gesamtgehalte nach Königswasseraufschluß von Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel, Blei und Zink ermittelt worden. Aus den vertikalen und horizontalen Verteilungsmustern der Schwermetalle im Boden lassen sich Rückschlüsse auf Gesteinsinhomogenitäten oder Verlagerungsvorgänge und Bindungsformen ziehen. Semivariogramme der Schwermetallgehalte wurden ermittelt und die flächenhafte Verteilung der Schwermetalle mittels Kriging geschätzt. Es wird die Möglichkeit untersucht, repräsentative Aussagen über die Verteilungen der verschiedenen Metalle zu erhalten und Vorschläge zur Optimierung von Probenahmerastern für bestimmte Genauigkeitsansprüche flächendeckender Bewertungen erarbeitet.
Vereinfachte Bestimmung der Basenneutralisationskapazität (BNK) stark saurer Böden
Authors: Böttcher Jürgen , Lauer‐Thiemecke Stefan
Published: February 2007

Die Basenneutralisationskapazität (BNK) ist ein wichtiges chemisches Charakteristikum saurer Böden. Sie kann zuverlässig mit Titrationsmethoden (BNKtit) bestimmt werden, die jedoch sehr arbeitsaufwendig sind und viel Bodenprobenmaterial erfordern, das bei Bohrstockbeprobung (Kartierung, Flächenuntersuchung) meist nicht zur Verfügung steht. Da vorhandene Puffermethoden, die mit weniger Bodenmaterial auskommen, einige Nachteile haben, wurde die bekannte Schachtschabel‐Methode mit Ca‐Acetat‐Puffer für die Anwendung auf stark versauerte Böden weiterentwickelt. Meßwerte der erarbeiteten Ca‐Acetat‐Methode (BNKac) stimmten bei der Überprüfung an Mineralböden (n = 59) fast ideal mit denen der BNKtit überein. Bei Auflagehumus (n = 10) ergab sich im Mittel eine geringfügige Überschätzung der BNKtit durch die BNKac, die jedoch immer < 10% war. Auch bei sehr geringer Bodeneinwaage, weitem Boden: Lösungs‐Verhältnis und Integration der pH(H2O)‐Messung in die BNKac‐Ermittlung können zuverlässige BNK‐Werte ermittelt werden. Die BNKac‐Methode kann als einfache und zuverlässige Methode für die Ermittlung der BNK an kleinen Bodenprobenmengen empfohlen werden.
Improving the fatty acid composition of corn oil by using germplasm introgression
Authors: White Pamela J. , Pollak Linda M. , Duvick Susan
Published: February 2007

The general public has shown increasing interest in consuming oils that are beneficial to health. Thus, oil from corn (Zea mays L.), along with most major edible oils, has been the target of genetic alterations to improve the fatty acid composition. The fatty acid profile goals vary, depending upon the intended use for the oil. We have targeted the development of corn oil with 1) low total saturated fatty acids, 2) high total saturated fatty acids, and 3) mid‐oleic acid, in each case via two different sources: exotic germplasm identified through an international program to broaden the corn germplasm base and introgression of a wild, grassy relative of corn, Tripsacum (Tripsacum dactaloides L). We have been successful at identifying corn lines with each of the noted traits.
Elimination of spin diffusion effects in saturation transfer experiments: application to hydrogen exchange in proteins
Authors: Jensen Malene Ringkjøbing , Kristensen Søren M. , Led Jens J.
Published: February 2007

The NMR saturation transfer experiment is widely used to characterize exchange processes in proteins that take place on the ms‐s timescale. However, spin diffusion effects are inherently associated with the saturation transfer experiment and may overshadow the effect of the exchange processes of interest. As shown here, the effects from spin diffusion and exchange processes can be separated by varying the field strength of the saturation pulse, thereby allowing correct exchange rates to be obtained. The method is demonstrated using the hydrogen exchange process in the protein Escherichia coli thioredoxin as an example. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.
Unambiguous structural characterization of hydantoin reaction products using 2D HMBC NMR spectroscopy
Authors: Senior Mary M. , Chan Tze‐Ming , Li Guoqing , Huang Ying , Stamford Andrew
Published: February 2007

Data from two‐dimensional (2D) NMR experiments were used to identify the reaction products resulting from the opening of pyroglutamates with isocyanates or thioisocyanates. The reaction has the potential to produce compounds that would have very similar one–dimensional proton (1H) or carbon–13 (13C) NMR spectra. Careful analysis of 1H1H COSY, 1H1H NOESY, and HMBC data, including chemical shifts and coupling constants, were used to distinguish correctly between carbamoyl‐2‐pyrrolidinone, hydantoin, and perhydro‐1,3‐diazepine‐2,4‐dione type structures that could result from this reaction. This work describes their preparation and subsequent identification using 2D NMR spectroscopy, and includes complete 13C assignments of the reaction products. The 2D NMR techniques and analysis described here can be applied successfully to other synthetic reactions with the potential to produce isomeric products. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.
Postural response of the pelvic floor and abdominal muscles in women with and without incontinence
Authors: Smith Michelle D. , Coppieters Michel W. , Hodges Paul W.
Published: February 2007

Aims

To determine whether activity of the pelvic floor (PF) and abdominal muscles differs between continent and incontinent women in response to a postural perturbation with a moderately full or empty bladder.

Methods

Electromyographic (EMG) activity of the PF and abdominal muscles was recorded with surface electrodes prior to and after a postural perturbation in which a 1 kg weight was dropped 30 cm into a bucket held by the subject. Perturbations were applied to the trunk in trials in which the timing of the weight drop was unknown (unexpected) or predictable (expected). Trials were performed with the bladder empty, and when the subject reported a sensation of moderate bladder fullness after drinking between 200 and 1,000 ml of water.

Results

Women with incontinence demonstrated increased PF EMG compared to continent women both prior to and during the postural response associated with unexpected loading. In addition, obliquus externus abdominis EMG was increased in incontinent women during these trials. When the bladder was moderately full, PF EMG decreased, whereas abdominal muscle EMG tended to increase.

Conclusions

These data suggest that women with incontinence have increased PF and abdominal muscle activity associated with postural perturbations. This finding challenges the clinical assumption that incontinence is associated with reduced PF muscle activity, and suggests that training control and coordination of abdominal muscle activity may be important in treatment of this condition. The contrasting effects of increased bladder volume on PF and abdominal muscle EMG are likely to present further challenges to the maintenance of continence. Neurourol. Urodynam. 26:377–385, 2007. © 2007 Wiley‐Liss, Inc.