Forschung
zu Nährstoffflüssen und Umweltkontrolle
Projektbeschreibung:
Dieses Forschungsprojekt untersuchte, wie Nährstoffe transportiert werden und welche natürlichen Regelmechanismen in Böden und Gewässern dabei eine Rolle spielen. Die Arbeiten reichten von Untersuchungen an Pflanzenzellen bis hin zu großflächigen Beobachtungen im Meer und der Entwicklung komplexer ökologischer Modelle.
Eine im Fachjournal Plant Physiology veröffentlichte Studie analysierte, wie Natrium (Salz) in Hartweizen aufgenommen und verteilt wird. Ziel war es, Getreidesorten widerstandsfähiger gegen salzhaltige Böden zu machen. Durch den Klimawandel steigt die Bodensalzung – hauptsächlich wegen stärkerer Verdunstung und weniger Regen. Das bedroht weltweit die landwirtschaftlichen Erträge und erhöht in vielen Regionen das Risiko für Ernteausfälle und Hungersnöte.
Gleichzeitig untersuchten mehrere Studien, veröffentlicht im Journal of Plankton Research, wie Cyanobakterien (umgangssprachlich: Blaualgen) in der Ostsee Stickstoff aufnehmen und wie sie ihre spezialisierten Zellen zur Nährstoffaufnahme regulieren. Diese Algenblüten treten durch Überdüngung und Erwärmung immer häufiger auf und können Gifte freisetzen, die für Wassertiere und Menschen gefährlich sind. Eine dazugehörige Doktorarbeit beleuchtet, welche Umweltfaktoren das Wachstum und die Nährstoffaufnahme der Cyanobakterien beeinflussen.
Feldbeobachtungen, Laborversuche und Berechnungen wurden kombiniert, um besser zu verstehen, wie Umweltbedingungen den Nährstofffluss und das Zusammenspiel von Arten beeinflussen.
Ein weiterer Schwerpunkt lag in der genetischen Pflanzenforschung, insbesondere in der Analyse von Genen, die den inneren Tag-Nacht-Rhythmus von Kulturpflanzen steuern. Dieser Rhythmus ist entscheidend für das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen und beeinflusst auch die Ernteerträge.
Leistungen:
- Wissenschaftliche Analyse des Nährstofftransports bei Pflanzen und Mikroorganismen
- Hochauflösende Datenerhebung im Feld und ökologische Modellierung
- Fortgeschrittene Labormethoden inklusive Arbeiten mit Radioaktivität
- Vergleich ökologischer Regulationsmechanismen
- Wissenschaftskommunikation über öffentliche Datenbanken und Plattformen
- Peer-Review-Publikationen und Weitergabe wissenschaftlicher Erkenntnisse
Projektdaten:
- Salzbelastung betrifft weltweit 1,4 Milliarden Hektar Land.
- Unter Salzstress können Ernteerträge um bis zu 70 % sinken – eine ernsthafte Bedrohung für die globale Ernährungssicherheit.
- Bis zu 89 % der pflanzlichen Stressgene folgen der inneren Uhr der Pflanze.
- Der Klimawandel stört den Tag-Nacht-Rhythmus der Pflanzen und kann das Wachstum unter Stressbedingungen um bis zu 30 % verringern.
- Cyanobakterienblüten bedecken im Sommer über 100.000 km² der Ostsee.
- Die Cyanobakterien-Toxinwerte in Gewässern können das WHO-Limit um das 200-Fache überschreiten.
- Publikationsplattformen: Plant Physiology, Journal of Plankton Research, Diva Portal, Oxford Academic, Wikipedia
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