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Einfluss von Biokohlezugabe und Salinität auf das Keimungsverhalten und Wachstum von Chenopodium quinoa Willd.

Gloria N. Wagner (2011)

Diplomarbeit vom 29.11.2011

 

Einfluss von Biokohlezugabe und Salinität auf das Keimungsverhalten und Wachstum von Chenopodium quinoa Willd.


Abstract

It is important to react against the increasing problems caused by greenhouse gas, the freshwater resources becoming scarce and the increasing salinization of the soils. One way of proceeding will be to use the potential of coastal and brackish water regions for agricultural cultivation and decreasing the greenhouse gas emissions like carbon dioxide CO2, nitrous oxide N2O and methane CH4.

Chenopodium quinoa Willd. belongs to the most consumed species in the Andenregion, in Africa and parts of Asia and Europe.

Additionally, the adult plant of Chenopodium quinoa Willd. is known to be highly salt resistant and to be able to run through a complete life-cycle till seed-maturity even in the presence of a high salinity of sea water proportions. Seedlings, by contrast, react generally more sensitively on stress factors than adult plants. Therefore it shall be analysed, whether biochar has a stress-reducing effect on seedlings and adolescent plants. Furthermore, this analysis is meant to show whether climate relevant emissions of trace-gases can likewise be reduced by adding biochar, since the pyrolysis product, the biochar, is in its compound and nutritive capacity very similar to the South American Terra Preta.

First, the suitable variants of salinity and degrees of biochar for the main experiment should be ascertained by means of pre-experiments of germination. From this point onwards the emissions of trace-gas, the CO2-gas exchange, the content of chlorophyll in the leaves, the harvest parameters, the osmotic value, the macro nutritive material, as well as carbohydrateand prolincontent will be analysed in order to find out, whether the added Biochar accomplishes the expected positive qualities mentioned above. Furthermore shall be analysed, the effect the addition of salinity (NaCl) has on the emission of the climate relevant tracegases, in order to see if NaCl is even capable of lowering the emissions of trace-gases.

Kurzfassung

Aufgrund der ansteigenden Treibhausgasproblematik, den immer knapper werdenden Süßwasservorräten und den ansteigenden Versalzungen der Böden ist es wichtig, diesen Dingen entgegenzuwirken. Dazu gehört, die Küsten- und Brackwasserregionen für den Nahrungsmittelanbau nutzen zu können, sowie die Treibhausgasemissionen, wie Kohlendioxid (CO2), Lachgas (N2O) und Methan (CH4), zu senken.

Chenopodium quinoa Willd. zählt in der Andenregion Südamerikas, in Afrika, sowie in Teilen von Asien und Europa zu der meist konsumierten Art.

Zudem ist von Chenopodium quinoa Willd. bekannt, dass die adulten Pflanzen sehr salztolerant sind und auch noch bei einer Salinität von Meerwasserniveau einen Lebenszyklus bis hin zur Samenreifung durchlaufen können. Keimlinge dagegen reagieren generell empfindlicher auf Stressfaktoren als adulte Pflanzen. Deshalb soll zum einen untersucht werden, ob Biokohle bzw. Holzkohle stressreduzierend auf Keimlinge und Jungpflanzen wirkt und zum anderen, ob die klimarelevanten Spurengasemissionen sich ebenfalls durch die Zugaben von Biokohle reduzieren lassen, da das Pyrolyseprodukt, die Biokohle, der südamerikanischen Terra Preta (schwarzen Erde) in ihrer Zusammensetzung und ihrem Nährstoffgehalt sehr ähnlich ist.

Es sollen zunächst anhand von Keimungsvorversuchen die passenden Salinitätsvarianten und Biokohlestufen für den Hauptversuch ermittelt werden. Von diesen Ansätzen des Hauptversuches werden dann die Spurengasemissionen, der CO2-Gaswechsel, der Chlorophyllgehalt in den Blättern, die Ernteparameter, die osmotischen Werte, die Makronährstoffe, sowie Kohlenhydrat- und Prolingehalt untersucht, um festzustellen, ob die zugegebene Biokohle die oben genannten, erwarteten, positiven Eigenschaften, wie Stressreduzierung und Reduzierung der Abgabe der klimarelevanten Spurengase, erfüllt. Desweiteren soll festgestellt werden, wie sich die Zugabe von Salinität (NaCl) auf die Abgabe der klimarelevanten Spurengase auswirkt, ob NaCl vielleicht sogar die Spurengasabgabe senkt.