@phdthesis{Oehmig2004, author = {Oehmig, Reinhard}, title = {Die Geologische Erkundung von Abraumf{\"o}rderbr{\"u}cken-Innenkippen in Niederlausitzer Braunkohlentagebauen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-1568}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2004}, abstract = {Bei der Gewinnung von Braunkohle im entwasserten Tagebauraum kommt es durch die Abgrabung des Floz-Deckgebirges mit Abraumforderbrucken (AFB) zu einem Neuaufbau des Deckgebirge-Schichtenmaterials in der AFB-Innenkippe. Das infolge Sulfidoxidation versauerte Kippenwasser, die unbekannten hydraulischen Eigenschaften und die lockere Lagerung des gesch{\"u}tteten Deckgebirgematerials sind Merkmale der mit dem Grundwasserwiederanstieg verbundenen negativen Auswirkungen. Ausmaß und Zeit der im Laufe des Anstiegs-Prozesses eintretenden Beeintr{\"a}chtigungen werden von der Verteilung der petrographisch-stofflichen und petrophysikalischen Eigenschaften im Abraummischungsk{\"o}rper bestimmt, welche daher f{\"u}r die Prognose der Wirkungen und gezielte Sanierungsmasnahmen bekannt sein muss. Grund{\"u}berlegung f{\"u}r Ansatz und Entwicklung der Geologischen Kippenerkundung aus der Braunkohlenlagerstattenerkundung ist, die Kippe als geo-technogenen Lockergesteinsk{\"o}rper zu sehen, bei dem aufgrund des gerichteten Sch{\"u}ttungsvorgangs und vertikalen Kippscheibenbaus die r{\"a}umliche Mischungs-Ver{\"a}nderung des abgegrabenen sedimentpetrographischen Materials mit Kern- und Spulbohrungen und geophysikalischen Bohrlochmessungen (BLM, Logs) zu erfassen ist. Die Zusammenhange zwischen den petrophysikalischen (Auswertung Bohrlochmessungen) und petrographisch-stofflichen Eigenschaften (Analytik Bohrkern) der Abraumsch{\"u}ttungsk{\"o}rper mit den besonderen kippengeologischen Merkmalen "Mischung unterschiedlicher Lithologien", "lockere Lagerung und ihre Anderung beim Grundwasseraufstieg" wurden untersucht. Im Ergebnis konnen wie bei naturlich entstandenen Sedimentgesteinsk{\"o}rpern mit schichtenweise petrographisch einheitlich zusammengesetzten und diagenetisch verfestigten Abfolgen zur Verbesserung der Informationsgrundlage uber die sch{\"u}ttungsfolgen auch Spulbohrungen/BLM neben den aufwendigen Kernbohrungen genutzt werden. Die Auswertung der erkundeten raumlichen Verteilung sauregenerierender und puffernder Bestandteile der Abraummischung ergab, das entsprechend dem Faktor Geologie (Zusammensetzung und Machtigkeit der verkippten Deckgebirgsschichten) in der AFBInnenkippe Seese-Ost (Baruther Urstromtal, . 1,5 m Hangendschluff, sulfidhaltig; . 5 m Geschiebemergel, karbonathaltig) wahrend des Kippenwasseraufstiegs die potentiell aus 0,08 bis 0,2 \% FeS2 entstehende H2SO4 durch einen Uberschus an CaCO3 vollstandig gepuffert werden. Dagegen weist die Bilanz aus Versauerungs- und Pufferpotential f{\"u}r die AFB-Innenkippe Meuro (Breslau-Magdeburger Urstromtal, . 11 m Hangendschluff, kaum Geschiebemergel) mit 0,7 bis 1,4 \% FeS2 in den oberen ca. 25 m der 60 machtigen Abraummischungsfolge Kippenwasser-pH zwischen 1,3 und 1,7 aus. Der Faktor Technologie bedingt die Verkippung bindiger Abraumsedimente vor allem in oberen Kippscheiben, mit der Folge, das die Hangendschluff-Sedimente mit FeS2 in deren kohliger Substanz zu maximaler Versauerung des Kippenwassers der Innenkippe Meuro um das Jahr 2011 f{\"u}hren (GW-Anstieg von ~ 40 auf 80 m NN). Mit den gleichzeitig maximalen Al-Gehalten > 4 \% (Ton- und Glimmerminerale) in der Abraummischung sowie Ti und Co, Ni, Zn werden diese Metalle max. erst in diesem Stadium ins Kippenwasser mobilisiert. Im Abraumsch{\"u}ttungsk{\"o}rper Seese-Ost sind maximale Al-Gehalte durch die Ton- und Schluffkomponente der karbonathaltigen Geschiebemergel verursacht. Mit dem f{\"u}r die nordlichen Randfelder des Niederlausitzer Braunkohlenreviers charakteristisch geringmachtigen Hangendschluff, verzahnt mit den "Seeser Sanden", und somit niedriger FeS2-Konzentration korreliert Al im Gegensatz zu Meuro negativ mit FeS2. Durch die vollstandige Pufferung der potentiell freiwerdenden S{\"a}ure ist eine Mobilisation von Stoffen ins Kippenwasser Seese wenig wahrscheinlich. F{\"u}r die Porosit{\"a}t, zum Teil Ausdruck des Setzungs- und Sackungspotentials der lockeren Abraumsch{\"u}ttung sind in der Kippe Seese-Ost und Meuro geringste Werte im mittleren und h{\"o}chste im oberen Teufenabschnitt kennzeichnend. In der Konsequenz ergeben sich aus Kippentopographie und Grundwasserflurabstand Kippenbereiche, in denen das aufsteigende Grundwasser das Korngef{\"u}ge der locker lagernden Partikel der Abraummischung einregelt und so zur Konsolidierung von Tieflagen f{\"u}hrt. Typisch z.B. im "Schwenkende" mit Massendefizit bei in Tagebauaufschwenkrichtung zunehmender Strossenl{\"a}nge. Dagegen verbleibt in Hochlagen wie dem Tagebau- Drehpunktbereich mit Massen{\"u}berschuss 10er m machtig Abraumsch{\"u}ttung in lockerer Lagerung. Die Kippe unterliegt Jahre bis Jahrzehnte den Bedingungen der wasserungesattigten Zone. Der Gastransport durch Diffusion aus der Atmosph{\"a}re in die Grundluft erm{\"o}glicht {\"u}ber die Zufuhr von verbrauchtem Sauerstoff dabei fortw{\"a}hrend die Sulfid-Oxidation. Die praktizierte Vorgehensweise bei der Sanierung von Wasserhaushalt und - Beschaffenheit ist das "Schnelle Fluten der Restlochseen mit Fremdwasser" (Luckner 1997). In der Kippe steigt dabei - angestrebt mit zeitlicher Verz{\"o}gerung zum Seespiegelanstieg - das Grundwasser an, nimmt die Reaktionsprodukte der vorangegangenen Sulfid-Oxidation auf und bewirkt, entsprechend der geringen Diffusion in der w{\"a}ssrigen L{\"o}sung die gravierende Verringerung des Zutritts von Sauerstoff. Diese Vorgehensweise erfordert nach Flutungsabschluss das Aufrechterhalten eines Gradienten von Restlochseewasser in die Kippen hinein, damit die "hydraulische Einkapselung" des sauren Kippenwassers im Kippenk{\"o}rper gewahrleistet bleibt. Diese Nachsorge ist auf unbestimmte Dauer notwendig, da das insgesamt in den Kippenk{\"o}rpern vorhandene S{\"a}urepotential ohne Geologische Kippenerkundung nicht bekannt ist. Um die Nachsorge m{\"o}glichst schnell abzuschließen, wird vorgeschlagen, die "Schadstoffquelle direkt zu bek{\"a}mpfen" und eine Alkalisierung des sauren Kippenwassers in der Kippe vorzunehmen und - da zeitweilige Gradienten und Stoffstr{\"o}me zum Restlochsee unvermeidbar sind - in Kombination dazu Wasserbehandlung im Restlochsee vorzunehmen. Mit der erkundeten Lage der Bereiche potentiell maximaler Versauerung/Folgereaktionen im Kippenk{\"o}rper kann z.B. das unterhalb befindliche Tiefenniveau f{\"u}r die fl{\"a}chenhafte Zugabe von, nach der Bilanz notwendigen Mengen an Alkalisierungsmittel in das aufsteigende Grundwasser festgelegt werden.}, subject = {Niederlausitz; Braunkohlenbergbau; Abraumkippe; Bergbaunachfolgelandschaft; Geologische Erkundung; Abraumf{\"o}rderbr{\"u}cke; Innenkippe; Sanierungsbergbau; Grundwasserwiederanstieg}, language = {de} } @phdthesis{Lemmnitz2013, author = {Lemmnitz, Christine}, title = {Charakteristik der Benetzungshemmung quart{\"a}rer und terti{\"a}rer Substrate - R{\"a}umliche und zeitliche Variabilit{\"a}t, Schl{\"u}sselfaktoren f{\"u}r die Ausbildung und Eingang in die hydrologische Modellierung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-34602}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2013}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit erfolgte die Untersuchung quart{\"a}rer und terti{\"a}rer sandiger Substrate im rekultivierten Bereich des Tagebaus Welzow-S{\"u}d im Lausitzer Braunkohlerevier {\"u}ber einen Zeitraum von 28 Monaten. Die Substrate und Substratmischungen wurden auf ihre Benetzungseigenschaften sowohl im Hinblick auf die r{\"a}umliche Heterogenit{\"a}t und zeitliche Variabilit{\"a}t als auch in Abh{\"a}ngigkeit von Art und Gehalt an organischer Substanz untersucht. Die Bewertung der Benetzungseigenschaften erfolgte mittels Kontaktwinkelmessungen und WDPT-Test in Freiland und Laborstudien. W{\"a}hrend die quart{\"a}ren Substrate im gesamten Untersuchungszeitraum durchgehend gut benetzbar waren und als hydrophil eingestuft wurden, wiesen die untersuchten terti{\"a}ren Sande im feldfeuchten Zustand zum Teil extreme Benetzungshemmung auf. Wie die vorliegende Untersuchung best{\"a}tigt, wurde nachgewiesen, dass trotz kleiner gemessener Kontaktwinkel eine ausgepr{\"a}gte Benetzungshemmung vorliegen kann. Die untersuchten terti{\"a}ren Substrate sind durch eine hohe horizontale und vertikale r{\"a}umliche Heterogenit{\"a}t der Benetzungseigenschaften gekennzeichnet. Am oberen Hangbereich und auf den Kuppenbereichen lag {\"u}berwiegend starke Benetzungshemmung vor. Durch den daraus resultierenden Oberfl{\"a}chenabfluss verbunden mit Substratverlagerung wurden zum Teil erhebliche Relief{\"a}nderungen, resultierend in einer ausgepr{\"a}gten Kuppen- und Rinnenstruktur, beobachtet. Zudem wiesen die terti{\"a}ren Substrate ein zeitlich stark differenziertes Benetzungsverhalten auf. W{\"a}hrend im Winter und im Fr{\"u}hjahr {\"u}berwiegend eine gute Benetzbarkeit des Substrats bestand, lag im Sommer und im Herbst zum Teil erheblich ausgepr{\"a}gte Benetzungshemmung vor. Die zeitliche Variabilit{\"a}t der Benetzungseigenschaften des terti{\"a}ren Substrats wird maßgeblich durch die Luft- und Bodentemperaturen sowie einen kritischen Bodenwassergehalt von 2 Masse-\% beeinflusst. Des Weiteren konnten Abh{\"a}ngigkeiten zwischen schwach oder m{\"a}ßig ausgepr{\"a}gter Benetzungshemmung und der Niederschlagsmenge nachgewiesen werden. Je h{\"o}her die Niederschlagsmenge, desto schw{\"a}cher war die Benetzungshemmung ausgepr{\"a}gt. Bei vorliegender starker Benetzungshemmung des terti{\"a}ren Substrats erfolgten {\"A}nderungen im Benetzungsverhalten hingegen vor allem durch langanhaltende Niederschlagsereignisse oder Niederschlagsereignisse hoher Intensit{\"a}t. Die Zugabe organischer Substanz verschiedener Art und Herkunft f{\"u}hrte in allen F{\"a}llen zur Induzierung von Benetzungshemmung. Sowohl in den Freiland- als auch in den Laborversuchen wurde mit steigendem Gehalt an organischem Kohlenstoff eine st{\"a}rker ausgepr{\"a}gte Benetzungshemmung nachgewiesen. F{\"u}r die untersuchten Substrate konnte ein kritischer Wert von 0,25 \% organischen Kohlenstoffs ermittelt werden, unterhalb dessen vorwiegend Benetzbarkeit der Substrate vorlag. Als Haupteinflussparameter f{\"u}r die Ausbildung der Benetzungseigenschaften des terti{\"a}ren Substrats wurden die Parameter Globalstrahlung und Lufttemperatur sowie der Bodenwassergehalt mittels multivariater statistischer Methoden identifiziert. Ein konzeptioneller Ansatz zur Implementierung des Parameters Benetzungshemmung in die hydrologische Modellierung erm{\"o}glicht mittels meteorologischer und bodenphysikalischer Parameter die exemplarische Zuordnung von terti{\"a}ren Substratproben in Gruppen mit hydrophilen, m{\"a}ßig benetzungsgehemmten und sehr stark benetzungsgehemmten Eigenschaften ohne direkte Messung der Benetzungshemmung. Der integrierte Versuchsansatz zur in situ Charakterisierung der Benetzungseigenschaften verschiedener Substrate und Substratmischungen im Freiland und erg{\"a}nzender Laborstudien erm{\"o}glicht eine verbesserte Analyse der pedologischen und hydrologischen Prozesse der „critical zone". Erstmalig wurde im Rahmen der vorliegenden Dissertation anhand meteorologischer Parameter und dem Bodenwassergehalt eine Zuordnung von Benetzungseigenschaften durchgef{\"u}hrt. Die im Rahmen der vorliegenden Datenanalyse gewonnenen Erkenntnisse hinsichtlich der die Benetzungshemmung beeinflussenden Parameter bieten einen konzeptionellen Ansatz zur qualitativen Weiterentwicklung mathematischer Prozessmodelle der Abflussbildung. Die vorliegende Studie erm{\"o}glicht eine Absch{\"a}tzung der vorliegenden Benetzungseigenschaften anhand meteorologischer Parameter sowie kritischer Werte f{\"u}r den Bodenwassergehalt und den Gehalt an organischem Kohlenstoff. Durch die Einbindung in hydrologische und Erosionsmodelle wird damit im Weiteren die M{\"o}glichkeit gegeben, Oberfl{\"a}chenabfl{\"u}sse und Bodenabtr{\"a}ge von benetzungsgehemmten Fl{\"a}chen zu prognostizieren. Vor dem Hintergrund ver{\"a}nderter Niederschlagsmuster mit einer H{\"a}ufung meteorologischer Extremereignisse ist eine Einstufung der Bodensubstrate in Gef{\"a}hrdungsklassen zweckm{\"a}ßig, da die Ausbildung von Benetzungshemmung vor allem unter trockenen und warmen Bedingungen beg{\"u}nstigt wird. Somit kann ein Instrument geschaffen werden, um Bodendegradierung als Folge von Benetzungshemmung wirksam vorzubeugen.}, subject = {Hydrophobicity; Soil water repellency; Surface runoff generation; Erosion; Reclaimed mining area; Benetzungshemmung; Hydrophobie; Oberfl{\"a}chenabfluss; Erosion; Rekultivierung; Hydrophobie; Wiedervern{\"a}ssung; Erosion}, language = {de} } @phdthesis{Schneider2013, author = {Schneider, Anna}, title = {Spatial and temporal development of sediment mass balances during the initial phase of landform evolution in a small catchment}, address = {Cottbus}, issn = {2196-4122}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40621}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2013}, abstract = {The central topic of this dissertation is the 3D spatial description of geomorphic and sediment mass balance development in initial phases of ecosystem development. The introductory chapters give an overview on the consideration of characteristics and relevance of the initial development phase in geomorphological landform development concepts and summarize the state of the art of research for experimental studies on landform development and for 3D soil-landscape modeling approaches. The central aim of the work is a 3D-spatially and temporally resolved description of the development of mass balances of the sediment solid phase during the initial years of ecosystem development and of its dependence on initial and boundary conditions in the 6 ha, artificially-created catchment 'H{\"u}hnerwasser'. This aim is approached using remotely-sensed data, methods of quantitative soil landscape modeling and geomorphic change detection, and the application of a numerical landscape evolution model. The construction of a 3D volume model of the catchment's sediment body based on digital elevation data is described. Possibilities for the quantification of sediment mass balances and for the 3D spatial description of sediment properties within this model are discussed. Digital elevation models based on airborne and terrestrial laser scanning and photogrammetry are evaluated for their suitability for sediment mass balance quantification and reconstruction of initial morphologic development; and methods for the modification and combination of elevation data for improved sediment mass balance quantification are described. The development of the catchment's surface morphometry and of the geometry of the evolving erosion rill network is reconstructed and analysed based on aerial photographs and digital elevation models. Relations between structures of the initial surface and the developing hydro-geomorphic structures are discussed. Effects of initial surface morphology and precipitation characteristics during the initial development phase are further assessed by simulations with a numeric landscape evolution model. Results allow for a quantification of geometry and volume of the catchment's initial sediment body and for a visualization of sediment layers deposited in time intervals. It is shown that a combination of different elevation data, based on their suitability for depicting the sediment surface in areas of different morphologic and vegetation characteristics, allows for an improved quantification of sediment mass balances. Results allow for a characterization of phases of rill network growth, contraction and stabilization and suggest influences of initial morphology, precipitation characteristics, and developing structure-process-interactions on rill network geometry in the catchment. The phases of hydro-geomorphic surface structure evolution can be related to the spatial organization of surface flow patterns during initial phases of landform development.}, subject = {Landscape development; Chicken Creek; Geomorphogenese; Sediment; Massenbilanz; Fernerkundung; Bodenlandschaftsmodell}, language = {en} } @phdthesis{Bubner2013, author = {Bubner, Ben}, title = {Host specificity and biodiversity of ectomycorrhizal fungi in pure and mixed stands of Scots pine (Pinus sylvestris L.) and beech (Fagus sylvatica L.)}, issn = {1436-0918}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-28056}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2013}, abstract = {This thesis analyses the extent of host specialisation in ectomycorrhizas, a mutualistic symbiosis between hyphae of certain fungal species and roots of forest trees. In the mycological literature it has been debated for long time, whether ectomycorrhizal communities in mixed stands are dominated by generalist or host specific fungi. In this thesis the concept of specificity guilds is introduced and applied to the evaluation of host specificity among the ectomycorrhizal fungal at the study site Kahlenberg near Eberswalde-Finow, 100 km northeast of Berlin. The study site comprised two mixed stands of Scots pine (Pinus sylvestris, L.) and beech (Fagus sylvatica L.) that were supplemented by one pure stand of Scots pine and one pure stand of beech. Ectomycorrhizal fungi were distinguished by morphotyping, anatomotyping and the molecular method of ITS rDNA sequencing directly at the mycorrhized root tips. Out of 40 fungal sequence types, 31 could be determined to species level by online data base comparisons and phylogenetic analysis. Among the 18 most frequent fungal species three specificity guilds were assigned: generalist guild, pine specific gild and beech specific gild. These assignments were based on the relative association with the roots of the two hosts in the mixed stands. In summarizing the occurrences in all four stands, the majority of fungal species, i.e. 67\%, belonged to host specific guilds (five pine specific species, seven beech specific species), 33\% were generalists (six species). Most fungi of the host specific guilds expressed preferences, i.e. in the mixed stands they also colonized non-target roots while these host preferring fungi were absent from the pure stand of the non-target host. This interesting behaviour may indicate improved competitiveness of host specific fungi when associated with their preferential hosts. Only four out of the 18 species associated exclusively with either pine or beech roots, i.e. they are specialists. The most notable beech specialist is Laccaria cf. laccata, although L. laccata s.l. is traditionally considered a generalist. Phylogenetic analysis suggests that the L. laccata complex consists of cryptic species that could belong to different host specific guilds. This demonstrates the importance of in depth delineation of fungal species by phylograms for assigning specificity guilds. The high percentage of host specific fungal species at the Kahlenberg site suggests that host specificity may play a role in role explaining ectomycorrhizal biodiversity in mixed stands. Different host species could provide niches for coexistence of ectomycorrhizal fungi. In pure stands high numbers of ectomycorrhizal fungi are more difficult to explain, because the number of possible niches decreases. Therefore, the pure beech stand was analyzed in depth, to test the hypothesis that roots of different individual beech genotypes may provide niches that explain the ectomycorrhizal biodiversity at the small spatial scale of a soil core. Fourteen ectomycorrhizal species, as determined by ITS sequencing and phylograms were patchily distributed along an 81 m long transect with ten transect points. All root segments in the three species richest soil cores (four, five and six fungal species) and the surrounding beech trees were genotyped by microsatellite PCR. In each of the three soil cores, roots of two host genotypes were present that corresponded to the two closest mature trees. However, different root genotypes did not carry different sets of ectomycorrhizal fungal species. Therefore, the hypothesis of tree genotypes contributing to ectomycorrhizal biodiversity has to be rejected for the analyzed beech stand. In the absence of other niche based explanations (soil parameters were homogenously distributed among transect points, no vertical compartmentalization), it is proposed that stochastic processes, such as spore dispersal might have contributed to the biodiversity in the analyzed soil cores of the pure beech stand.}, subject = {Waldkiefer; Rotbuche; Ribosomale DNS; Satelliten-DNS; Biodiversit{\"a}t; ITS-Sequenzierung; Kryptische Arten; Mikrosatelliten-PCR; Spezifit{\"a}tsgilden; Wirts-Genotyp; Cryptic species; Host genotypes; ITS sequencing; Microsatellite PCR; Specificity guild}, language = {en} } @phdthesis{Kavety2008, author = {Kavety, Rajeev}, title = {Influence of Ectomycorrhiza on exudation of Low Molecular Weight carboxylates in Pinus sylvestris L.}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-4126}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2008}, abstract = {Ektomycorrhizapilze haben einen starken Einfluss auf die Exsudation von niedermolekularen (Low Molecular Weight - LMW) Carboxylaten und die Abgabe von anorganischen Substanzen an die Rhizosphere. Der Prozess der Exsudation beeinflusst die chemische und Zusammensetzung der Rhizosphere und des Bodens. Die spezifische chemische Umgebung, die in der Rhizosphere entsteht, beeinflusst deutlich den Mineralisationsprozess im Boden. Exsudation ist normalerweise verbunden mit anderen Vorg{\"a}ngen wie dem Wachstum und der physiologischen Entwicklung der Pflanzenwurzeln. Wurzelsekretionen bestehen außerdem aus einem großen Spektrum von organischen und anorganischen Substanzen. Die N{\"a}hrstoffaufnahme bei Pflanzen h{\"a}ngt zu einem großen Teil von der Abgabe von Exsudaten in Form von LMW Carboxylate ab, welche die erforderlichen Elemente mobilisiert, die organometallische Komplexe formen k{\"o}nnen. Wurzelexsudate beeinflussen den Boden und machen ihn durchl{\"a}ssiger f{\"u}r Wurzelwachstum. Exsudate sind bekannt f{\"u}r die Stimulierung der metabolischen Aktivit{\"a}t der Mikroorganismengemeinschaft in der Rhizospere. Im Gegenzug k{\"o}nnen Mikroorganismen die Wurzeldeposition erh{\"o}hen. Die wichtigste Fragestellung der Untersuchzung lag in der Charakterisierung von niedermolekularen (LMW) Carboxylaten in der Bodenl{\"o}sung der Rhizosphere und ihrer Bedeutung f{\"u}r die Ern{\"a}hrung der Pflanzen. F{\"u}r das bessere Verst{\"a}ndnis der Eigenschaften der Wurzelexsudate wurden Keimlinge von Pinus sylvestris L. in zwei Varianten, mykorrhiziert und nicht mykorrhiziert, in Petrischalen-Rhizotronen kultiviert. Um den Einfluss von unbekannten Prozessen, die in nat{\"u}rlichen Verh{\"a}ltnissen auftreten, zu minimieren, wurde unter m{\"o}glichst sterilen Bedingungen gearbeitet. F{\"u}r eine gr{\"o}ßtm{\"o}gliche Ausbeute an LMW Carboxylaten wurde eine m{\"o}glichst hohe Wurzeldichte in den Petrischalenexperimenten erreicht. Die Bodenl{\"o}sung der Rhizosphere wurde mittels steriler Minisaugkerzen aus Plastik (Rhizon) gesammelt. Aus den Exsudaten wurden folgende Stoffe analysiert: Oxalate/Oxals{\"a}ure, L-Malate/L-Malats{\"a}ure, Zitrate/Zitronens{\"a}ure, Succinate/Bernsteins{\"a}ure und Milchs{\"a}ure. F{\"u}r die Identifizierung von m{\"o}glichen organometallischen Komplexen wurde die Konzentration labiler Ionen der genannten LMW Carboxylate mittels Kapillarelektrophorese und High Performance Liquid Chromatography (HPLC) gemessen. Die Analyse des Wachstums der einzelnen Pflanzen innerhalb der Varianten und zwischen den Varianten sollte weiter Informationen in Bezug auf den Einfluss der Mykorrhizasymbiose auf die Abgabe von LMW Carboxylate geben. F{\"u}r die Mykorrhizierung von Baums{\"a}mlingen wurde nur ein einzelner Ektomykorrhiza-Pilzstamm (AM747290) genutzt, um allelopathische Einfl{\"u}sse zu vermeiden (W{\"o}llecke 2001). Um den Einfluss der Mykorrhizierung auf die Charakterisierung der LMW Carboxylate zu untersuchen, wurden morphologische Parameter der Pflanzen wie z.B. Wurzel Gewerbe Dichte (RTD) und specifische Wurzell{\"a}nge (SRL), sowie die obere und untere Pflanzenbiomasse vom mykorrizierten und unmykorrizierten S{\"a}mlingen ausgemessen. F{\"u}r die exakte Bestimmung wurde das Gewicht des Quarzsandes an den Wurzelen ausgerechnet und ber{\"u}cksichtigt. Diese Prozedur wurde f{\"u}r die Korrektur der chemischen und morphologischen Messungen genutzt. Des Weiteren wurden die Organometallischen Komplexe aus der Rhizospherenl{\"o}sung mit dem geochemikalischen Modellierungsprogram PHREEQC ausgerechnete. Abh{\"a}ngig von der F{\"a}higkeit der LMW Carboxylate aus der Rhizospherenl{\"o}sung, Komplexe zu bilden, werden organometallische Komplexe mit Kationen gebildet. Als Ergebnis dieser Untersuchung wurde ein konzeptionelles Modell entwickelt, um die N{\"a}hrstoffe in der Pflanze und deren Verf{\"u}gbarkeit in der Rhizosphere durch die k{\"u}nstliche D{\"u}ngung vorherzusagen und zu vergleichen.}, subject = {Ektotrophe Mykorrhiza; Carboxylate; Verteilung; Waldkiefer; Ektomycorrhizapilze; Rhizospherenl{\"o}sung; Wurzelexsudate; Niedermolekulare Carboxylate; Pinus sylvestris L.; Ectomycorrhiza; Rhizosphere soil solution; Low Molecular Weight (LMW) carboxylates; Conceptual model; Pinus sylvestris L.}, language = {en} } @phdthesis{Boellmann2009, author = {B{\"o}llmann, J{\"o}rg}, title = {Untersuchungen zu Wechselwirkungen zwischen Folsomia candida (Collembola) und verschiedenen bodenbewohnenden Pilzen}, isbn = {978-3-937728-08-7}, issn = {1436-0918}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-15416}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2009}, abstract = {Im Lebensraum Boden stellen Pilze einen bedeutenden Anteil der lebenden Biomasse dar und werden von einer Vielzahl von Organismen als Nahrungsressource genutzt. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Interaktionen zwischen der pilzfressenden Bodenarthropode Folsomia candida und verschiedenen Bodenpilzen. Einerseits wurde der Einfluss zahlreicher unterschiedlicher Eigenschaften von Pilzmyzelen, insbesonderer der Gehalt an giftigen Inhaltsstoffen und die Ausbildung von kristallinen Strukturen auf der Hyphenoberfl{\"a}che und deren Funktion als Fraßschutz auf das Verhalten der Collembolen betrachtet. Andererseits wurde die Auswirkung des Fraßdrucks auf das Myzelwachstum und die intraspezifische Konkurrenz zwischen den Pilzen untersucht. In Laborexperimenten wurde das Fraßverhalten von F. candida gegen{\"u}ber insgesamt 32 Pilzst{\"a}mmen getestet, die entweder kristalline Oberfl{\"a}chenstrukturen oder giftige Inhaltsstoffe ausbilden oder als Referenzarten dienten. Zus{\"a}tzlich wurden komplexe Gew{\"a}chshausexperimente mit Quercus rubra durchgef{\"u}hrt, um u.a. den Einfluss der Collembolen auf die Mykorrhizierung unter nat{\"u}rlicheren Bedingungen zu untersuchen. F. candida unterschied deutlich zwischen einzelnen Pilzst{\"a}mmen und fraß signifikant weniger an Myzelen mit Hyphenauflagerungen als an Referenzarten. Damit konnte erstmals den Hyphenauflagerungen eine {\"o}kofunktionelle Bedeutung als Fraßschutz zugeordnet werden. Dieser geht mit der besonders starken Ausbildung von Auflagerungen auf wichtigen Myzelstrukturen, wie Rhizomorphen mancher Pilzarten, einher. Noch st{\"a}rker fraßhemmend wirkten giftige oder bitter bzw. scharf schmeckende Inhaltsstoffe, da insbesondere Pilze mit nachgewiesenem Gehalt an Muscarin, Amanitin und Fasciculol von den Collembolen am wenigsten gefressen wurden. Damit konnte die vermutete fraßhemmende Wirkung von Sekund{\"a}rmetaboliten auf Bodenarthropoden best{\"a}tigt und erstmals mit konkreten Messungen des Giftgehaltes in Verbindung gebracht werden. Das Vorkommen von solchen Inhaltsstoffen und deren fraßhemmende Wirkung konnte so von den Fruchtk{\"o}rpern auf die Myzele ausgeweitet werden. Eine ausgepr{\"a}gte Fraßpr{\"a}ferenz f{\"u}r dunkel pigmentierten Pilzst{\"a}mmen unabh{\"a}ngig ihrer taxonomischen Zugeh{\"o}rigkeit konnte ebenfalls best{\"a}tigt werden. Als weiterer Parameter wurde der N{\"a}hrwert der Pilze durch die Analyse des Kohlenstoff-, Stickstoff- und Schwefelgehalts und durch die Anzahl der abgelegten Eier als Maß f{\"u}r die Fitness der Collembolen abgesch{\"a}tzt und mit dem Fraßverhalten in Beziehung gebracht. Die untersuchten Elementgehalte korrelierten nicht mit der Fraßpr{\"a}ferenz. Die Ergebnisse der absoluten Gelegezahlen deuten auf einen Zusammenhang zwischen N{\"a}hrwert und Fraßpr{\"a}ferenz hin, wobei die Hyphenauflagerungen und Giftgehalte wahrscheinlich von ausschlaggebender Bedeutung sind. Des Weiteren wurde erstmals nach Unterschieden in der Fraßpr{\"a}ferenz zwischen zahlreichen Ektomykorrhizapilzen und Nicht-Mykorrhizapilzen unter Ber{\"u}cksichtigung zahlreicher anderer Faktoren gesucht. Hier bestand im Gegensatz zu Endomykorrhizapilzen, deren geringe Attraktivit{\"a}t und Nahrungsqualit{\"a}t f{\"u}r Arthropoden als gesichert gilt, großer Forschungsbedarf. Es konnte kein Unterschied zwischen beiden Pilzgruppen in Bezug auf die Fraßpr{\"a}ferenz und Fertilit{\"a}t von F. candida festgestellt werden. Allerdings blieb der Einfluss von Symbiosepartnern oder unterschiedlichen Substraten unber{\"u}cksichtigt. Collembolen haben einen meist negativen Einfluss auf das Myzelwachstum, der aber stark zwischen einzelnen Pilzarten variiert. Die Vermutung, dass Pilze durch die Ausbildung fraßhemmender Mechanismen einen Konkurrenzvorteil unter Fraßdruck erlangen, konnte nicht best{\"a}tigt werden. Vor allem schnell wachsende Pilzst{\"a}mme wurden durch den Fraß gehemmt, was zur Angleichung der Wachstumsgeschwindigkeiten f{\"u}hrte. Collembolen k{\"o}nnen daher die Konkurrenzverh{\"a}ltnisse zwischen einzelnen Pilzarten beeinflussen. Dies konnte auch in den Gew{\"a}chshausexperimenten best{\"a}tigt werden. Nach Zugabe von Collembolen verringerte sich die Abundanz von Mykorrhizen eines bevorzugt gefressenen Pilzes zu Gunsten einer weniger bevorzugten Art. Die Collembolen hatten einen negativen Einfluss auf die Mykorrhizierung, die ihrerseits unter den Versuchsbedingungen einen insgesamt positiven Einfluss auf das Pflanzenwachstum hatte. Ein vermuteter indirekter Einfluss der Collembolen auf das Pflanzenwachstum und andere Bodenparameter muss in weiteren Experimenten unter komplexen Bedingungen untersucht werden. Die Arbeit zeigte, dass bei der Auswahl von Pilzarten f{\"u}r Experimente zahlreiche Eigenschaften der Pilze zu ber{\"u}cksichtigen sind, um aussagekr{\"a}ftige Ergebnisse zu erzielen.}, subject = {Springschw{\"a}nze; Bodenpilze; Biodiversit{\"a}t; Fraßpr{\"a}ferenz; Kristalle; Sekund{\"a}re Metabolite; Nahrungsqualit{\"a}t; Mykorrhizapilze; Feeding preference; Crystals; Secondary metabolites; Palatability; Mycorrhiza fungi}, language = {de} } @phdthesis{Wirkner2010, author = {Wirkner, Ronny}, title = {Energieholzproduktion im Kurzumtrieb - Chancen und Probleme bei ihrer Umsetzung : eine Analyse unter Einbeziehung von Experteninterviews}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-20423}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2010}, abstract = {Die Arbeit hat den Stand und die M{\"o}glichkeiten der Weiterentwicklung der Energieholzerzeugung durch Kurzumtriebsplantagen (KUP) zum Inhalt. Nach der Analyse der Entwicklung dieser relativ neuen Variante zur Bewirtschaftung schnellwachsender Baumarten und ihrer M{\"o}glichkeiten werden die damit einhergehenden gesetzlichen Grundlagen analysiert. In diesem Zusammenhang werden neben landwirtschaftlichen Fl{\"a}chen auch andere Optionen der Fl{\"a}chenetablierung betrachtet (Wald, Brachfl{\"a}chen). Schw{\"a}chen in der Abgrenzung und F{\"o}rderung, vor allem auf L{\"a}nderebene, werden diskutiert. Es schließt sich eine ausf{\"u}hrliche {\"o}konomische und {\"o}kologische Betrachtung des Agrarholzanbaus sowie der Grundlagen der Bewirtschaftung einschließlich der Rohstoffbereitstellung an. Die Analyseergebnisse dienen als Grundlage f{\"u}r die Durchf{\"u}hrung von Interviews mit Experten der Thematik schnellwachsender Baumarten. Die Ergebnisse dieser Interviews belegen, dass KUP mehrheitlich als Chance zur langfristigen Energieholzversorgung und Etablierung regionaler Kreisl{\"a}ufe - haupts{\"a}chlich im landwirtschaftlichen Sektor - gesehen wird, es jedoch in diesem Zusammenhang noch einer Reihe von Defiziten - unter anderem auf Seiten der Bewirtschaftungstechnik, der Rahmenbedingungen und sonstigen Etablierungshemmnissen - zu begegnen gilt. Nach {\"U}berwindung der noch vorhandenen Anlaufschwierigkeiten stehen die Chancen jedoch gut, die Energieholzerzeugung im Kurzumtrieb {\"o}konomisch tragf{\"a}hig, {\"o}kologisch vorteilhaft und sozial vertr{\"a}glich auszubauen und damit sowohl zur Diversifizierung der landwirtschaftlichen Produktion beizutragen als auch den Nutzungsdruck auf den Wald zu verringern.}, subject = {Holzproduktion; Kurzumtrieb; Schnellwuchsplantage; Agroforstwirtschaft; Alternative Energiequelle; Energieholzproduktion; Kurzumtrieb; Schnellwachsende Baumarten; Agroforstsysteme; KUP; SRC}, language = {de} } @phdthesis{Badorreck2016, author = {Badorreck, Annika}, title = {Multidimensional visualization of preferential flow pathways using neutron and x-ray radiation}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-41615}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2016}, abstract = {The occurrence of preferential flow of water in soils is rather the rule than the exception particularly in heterogeneous structured soils. The quantitative prediction is difficult because of the spatial as well as temporal variability. One aim of the dissertation was to visualize the soil structure and flow patterns in mine soils using a combination of neutron radiography, neutron tomography and x-ray computed tomography experiments. Both radiation techniques were used to describe preferential pathways as a soil structure with CT and the process of preferential flow of water with NT. For the first time neutron radiation was applied on undisturbed soil cores to visualize water distributions in natural soils on three examples for heterogeneities of different origin. In a first investigation we used neutron radiography to analyze the moisture distribution in undisturbed slab-type and cylindrical samples of mine soils containing lignitic fragments and inclined soil layers. 2D radiography sequences indicated that flow pathways are highly dependent on the shape, distribution, and internal structure of the lignitic fragments. For 3D experiments, the quantitative analysis of water contents failed due to a pronounced beam hardening effect. The tensiometer data indicated the existence of local non-equilibrium in pressure heads between fragments and matric pore regions. The objective of the second study was to analyze and visualize the effects of initial soil structure formation at the surface of bare soils in an artificial hydrological catchment that has been left to undirected ecological succession for three years. The three-dimensional (3D) micro-morphology was described using the X-ray computed tomography (CT); two-dimensional (2D) infiltration patterns were obtained from drip infiltration experiments using time-resolved neutron radiography (NT). The analyses of CT data indicate the existence of (i) structural crusts on soil consisting of sandy to loamy sediments and (ii) depositional crusts on sandy sediments. The results of combined observations using CT and NT suggest that the initial soil surface structure alterations of young sandy sediment modify moisture patterns of infiltrating water only slightly. The aim of the 3rd experiment was to study effect of two 'ecological engineers', moss vegetation and beetle larvae on pore structure and infiltration. The soil pore structure was characterized by micro-computed tomography analyses of bare soil, sparse and dense moss-vegetated samples containing a single burrow. Flow patterns of infiltration experiments were visualized using the neutron radiography technique. The results of this study suggest that moss vegetation and burrowing activity of ground beetles strongly control the initial soil development by modification of pore structure and surface water infiltration.}, subject = {Water; Soil; Preferential flow; Computed tomography; Neutron radiography; Wasser; Boden; Pr{\"a}ferentielle Fließwege; Computertomografie; Neutronenradiografie; Bodengef{\"u}ge; Wasser; Fließverhalten}, language = {en} } @phdthesis{Kuehdorf2017, author = {K{\"u}hdorf, Katja}, title = {Diversit{\"a}t und Identifizierung von Mykorrhizapilzen des Heidekrautgew{\"a}chses (Ericaceae) Comarostaphylis arbutoides aus Costa Rica}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-41453}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2017}, abstract = {In this study the mycorrhizal community of the Ericaceae Comarostaphylis arbutoides was investigated to reveal further ectomycorrhizal fungal species that are associated with this tropical plant. Mycorrhizal systems of selected genera were investigated in more detail regarding their phylogeny, morphology, and anatomy as well as the genetic confirmation of the associated host tree. The genetic investigation of mycorrhizal systems collected at the Cerro de la Muerte (Costa Rica) detected a diverse fungal community. Most common were species of the genera Russula, Cortinarius, and Cenococcum, as well as not further determined members of the Cantharellaceae and Helotiales. The genera Cenococcum, Clavaria/Clavulina, Phellodon, Piloderma, Sebacina, Tomentella/Thelephora, as well as Xerocomus could be proven genetically for the first time from Costa Rica based on mycorrhizal systems. Comarostaphylis arbutoides was proven to be mycorrhizal with Leotia cf. lubrica, Sebacina sp., and diverse species of the genus Cortinarius. Species of other genera are also assumed, but their confirmation is still to be made. On the basis of genetics and the investigation of its mycorrhizal systems, the collected Costa Rican Sebacina sp. may constitute a hitherto not described species. However, to confirm this assumption fruit body investigations are necessary. Sebacina sp. was proven in this study to be also mycorrhizal with Quercus sp. The ascomycete Leotia lubrica was proven to be mycorrhizal for the first time. However, mycorrhizal findings of this species are still rare in literature and further studies are necessary to underpin its new status. As Leotia lubrica occurs worldwide, other host plants, beside the proven Comarostaphylis arbutoides, are assumed for this species as well. The mycorrhizal samples of the genus Cortinarius could comprise approximately 15 species. Their final determination is still outstanding, but it is assumed that also hitherto not known species were detected in this study. A host preference is indicated as species of Cortinarius are found to be associated either with Comarostaphylis arbutoides or Quercus sp., but needs to be confirmed by including mycorrhizal samples of Quercus trees. One third of the sequenced mycorrhizal systems still remain unidentified. Therefore, repeated comparison with sequence databases is recommended. The phylogenetic and morphological/anatomical investigation of already identified as well as unidentified mycorrhizal systems is advised to deliver additional descriptions of Costa Rican ectomycorrhizal fungi and therefore contribute to the knowledge of tropical fungal species.}, subject = {ITS; Central America; Morpho-anatomical description; Neotropical fungi; Systematics; ITS; Mittelamerika; Morpho-anatomische Beschreibung; Neotropische Pilze; Systematik; Mittelamerika; Neotropisches Florenreich; Mykorrhiza}, language = {en} }