University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna
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Effect of monoterpenes on biogas formation in anaerobic digestion experiments
No full textDie Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (FAO) berichtet, dass ein Drittel aller produzierten Lebensmittel auf Müllplätze landet - etwa 1,3 Milliarden Tonnen pro Jahr. Allein die Zitrusindustrie ist für 110 Millionen Tonnen verantwortlich, die jedes Jahr weltweit weggeworfen werden. Die anaerobe Vergärung ist eine Technologie, die die Zitrusabfälle reduzieren kann und gleichzeitig Biogas erzeugt, welches in Folge aufbereitet und als Wärme, Brennstoff oder Strom genutzt werden kann. In der Literatur gibt es allerdings Berichte darüber, dass in Zitrusschalen enthaltene Stoffe, nämlich Limonen (LIM), die Biogaserzeugung bei der anaeroben Vergärung beeinträchtigen. In dieser Studie soll untersucht werden, wie die Biogaserzeugung durch die Verwendung synthetischer und natürlicher Monoterpenquellen beeinflusst wird. Zusätzlich soll herausgefunden werden, ob eine Anpassung durch die Mikroorganismen stattfinden würde. Unter Verwendung von Batch-Biogasausbeutetests und mikrokristalliner Zellulose als Substrat wurde die Wirkung von synthetischem LIM in verschiedenen Konzentrationen (0, 0,25, 0,5, 1, 2 g LIM/kg) und homogenisierten Orangenschalen (orange peels, OP), die mit 2 g LIM/kg versetzt waren, analysiert. Außerdem wurden zu verschiedenen Zeitpunkten während des Versuchs Gasproben entnommen und mittels Chromatographie analysiert, um den Methananteil in der Biogaszusammensetzung zu messen. Die Ergebnisse dieser Studie waren, dass die Konzentration von 2 g LIM/kg die Biogasproduktion am Ende der zweiten Fütterung um bis zu 89 % reduzierte; die niedrigeren Konzentrationen hatten keinen Einfluss auf die Biogasproduktion. Bei der Prüfung von OP ergab sich ein Rückgang der Biogasproduktion am Ende des Versuchs um bis zu 27 %. Die Ergebnisse dieser Studie könnten zum Verständnis des Verbleibs von Monoterpenen im Biogasgenerierungsprozess beitragen und mögliche Substanzen wie LIM aufzeigen, die sich nachteilig auf die Produktion von wertvollem methanreichem Gas auswirken.The Food and Agriculture Organization (FAO) reports that one-third of all food produced ends up in landfills- about 1.3 billion tons. The citrus industry alone accounts for 110 million tons that are discarded every year globally. Anaerobic digestion is a technology that could potentially reduce the citrus waste being produced, while also generating biogas, which can be upgraded and used as heat, fuel, or electricity. In the literature, it is reported that substances present in citrus peels, namely limonene (LIM), are detrimental to biogas production in anaerobic digestion. This study aimed to assess how the biogas generation would be affected using synthetic and natural sources of monoterpenes. Also, to figure out if an adaptation by the microorganisms would take place. Using batch biogas yield tests and microcrystalline cellulose as substrate, the effect of synthetic LIM at different concentrations (0, 0.25, 0.5, 1, 2 g LIM/kg) and homogenized orange peels (OP) spiked with 2 g LIM/kg was analyzed. Moreover, gas samples were collected at different times during the experiment and analyzed using chromatography to measure the methane percentage in the biogas composition. The findings of this study were that the concentration of 2 g LIM/kg reduced the biogas production by up to 89% at the end of the second feed; the lower concentra-tions did not influence the biogas production. When testing OP, the result was a decrease of up to 27% of the biogas production at the end of the experiment. The results of this study could poten-tially help in the understanding of the fate of monoterpenes in the biogas generation process, as well as elucidate potential substances such as LIM that have a detrimental effect on the produc-tion of valuable methane-rich gas.submitted by Alejandra Palacios RomeroMasterarbeit BOKU University 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Fertigungstechnologien für 3D-Holz-Hybrid-Elemente
No full textKunststoffe und Metalle sind neben ihren mechanischen Eigenschaften vor allem aufgrund ihrer effizienten Formgebung weit im Fahrzeugbau verbreitet. Fehlerfreies Holz wäre hinsichtlich der spezifischen Steifigkeits- und Festigkeitswerte prinzipiell konkurrenzfähig zu Metallen und stellen hinsichtlich ihres CO2-Fußabdrucks eine mögliche ökologische Alternative dar. Für einen Einsatz sind neben den verbesserten mechanischen Eigenschaften vorrangig Fragen hinsichtlich der Formgebung zu klären. Anhand einer Literaturrecherche über mögliche Formgebungstechniken von Holzwerkstoffen sowie durch Materialcharakterisierung von hergestellten Schicht- und Furnierstreifenhölzern aus Birke und Buche wurde der potentielle Einsatz von Holz-(Hybrid)-Werkstoffen für Mobilitätszwecke untersucht. Diese Arbeit liefert einen Überblick der wichtigsten Fertigungsverfahren in der Holztechnologie, sowie für die Herstellung von biobasierte Verbundwerkstoffen und den Einsatz als Hybrid-Elementen. Anhand von Furnierschicht- und streifenholz aus Buchen- und Birkenholz wurden die möglichen Steifig- und Festigkeitspotentiale bei unterschiedlichem Verdichtungsgrad erhoben. Für die Herstellung der Proben kamen drei verschiedene Klebstoffe zum Einsatz. Anhand von 3-Punkt- und 4-Punkt-Biegeprüfung wurden die Biegefestigkeit der globale sowie der lokale Elastizitätsmodul ermittelt. Der Einfluss der Verklebung und der Verdichtung des Holzes wurde untersucht.Plastics and metals, beside their mechanical properties, are widely used in vehicle construction because they are easy to form into 3D elements. Flawless wood would in principle be competitive with metals in terms of specific stiffness and strength values and represent a possible ecological alternative in terms of their carbon footprint. In addition to the improved mechanical properties, questions regarding 3D forming must be clarified as a matter of priority before it can be used. The potential use of wood (hybrid) materials for mobility purposes was investigated by means of a literature review on possible shaping and forming techniques of wood-based materials as well as by material characterization of manufactured laminated and veneer strip woods made of birch and beech. This work provides an overview of the most important manufacturing processes in wood technology, as well as for the production of bio-based composites and their use as hybrid elements. The possible stiffness and strength potentials at different degrees of densification were determined on the basis of laminated and strip veneer made of beech and birch wood. Three different adhesives were used to produce lab samples. Using 3-point and 4-point bending tests, the bending strength of the global and the local modulus of elasticity were determined. The influence of the densification of the veneers on contact angle and bonding was investigated.verfasst von Florian LeuMasterarbeit BOKU University 2024Mit englischer Zusammenfassun
Effect of dietary antioxidants on problem-solving performance and reproduction in wild adult Great tits (Parus major)
No full textIm Kontext des raschen Umweltwandels und der Lebensraumfragmentierung, die durch Urbanisierung und menschliche Aktivitäten vorangetrieben werden, ist das Verständnis der Anpassungsfähigkeit von Tieren für den Naturschutz von entscheidender Bedeutung. Kognitive Fähigkeiten, insbesondere Problemlösungsfähigkeiten, sind entscheidend dafür, dass Tiere sich an neue Situationen anpassen können. Neueste Studien haben gezeigt, dass bessere Problemlösungsfähigkeiten bei Wildtieren den Fortpflanzungserfolg steigern können, möglicherweise durch verbesserte Futtersucheffizienz und Ressourcennutzung. Die Mechanismen, die Kognition und Fitness verbinden, sind jedoch nach wie vor unzureichend verstanden. Oxidativer Stress, der sowohl die neuronale Funktion als auch die allgemeine Gesundheit beeinträchtigt, wird durch Antioxidantien gemindert. Antioxidantien haben sich in verschiedenen menschlichen und tierischen Modellen als vielversprechend erwiesen, um die kognitiven Funktionen und den Fortpflanzungserfolg zu unterstützen, indem sie oxidative Schäden reduzieren.Diese Studie untersucht die Auswirkungen von diätetischer Antioxidantien-Supplementierung auf die Problemlösungsleistung und den Fortpflanzungserfolg von wilden Kohlmeisen (Parus major), die auf Gotland, Schweden, brüten. Wir haben die Hypothese aufgestellt, dass die Supplementierung mit Antioxidantien den Fortpflanzungserfolg und die kognitiven Fähigkeiten, insbesondere bei älteren Individuen, verbessern würde, da dadurch oxidativer Schaden verringert wird. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass diätetische Antioxidantien eine entscheidende Rolle bei der Minderung des kognitiven Abbaus im Alter und der Verbesserung des Fortpflanzungserfolgs spielen könnten. Die Studie untersucht auch mögliche geschlechts- und altersbedingte Unterschiede in diesen Effekten und trägt zu einem differenzierten Verständnis des Zusammenspiels von Kognition, Fortpflanzung und Umweltanpassungsfähigkeit in wildlebenden Vogelpopulationen bei. Diese Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung der kognitiven Ökologie für das Überleben von Arten inmitten rascher Umweltveränderungen.In the context of rapid environmental change and habitat fragmentation driven by urbanization and human activities, understanding animal adaptability is critical for conservation efforts. Cognitive abilities, particularly problem-solving skills, are pivotal for animals to adapt to novel situations. Recent studies have indicated that better problem-solving abilities in wild animals can increase reproductive success, potentially through improved foraging efficiency and resource exploitation. However, the mechanisms linking cognition and fitness remain poorly understood. Oxidative stress, which affects both neuronal function and overall health, is mitigated by antioxidants. Antioxidants have shown potential in supporting cognitive functions and reproductive success in both human and animal models by reducing oxidative damage.This study investigates the effects of dietary antioxidant supplementation on problem-solving performance and reproductive success in wild great tits (Parus major) breeding on Gotland, Sweden. We hypothesized that antioxidant supplementation would enhance reproductive success and cognitive abilities, particularly in older individuals, due to resulting reduced oxidative damage. Our findings suggest that dietary antioxidants could play a crucial role in mitigating the cognitive decline associated with aging and enhancing reproductive success. The study also explores the potential sex and age differences in these effects, contributing to a nuanced understanding of the interplay between cognition, reproduction, and environmental adaptability in wild bird populations. These insights highlighting the importance of cognitive ecology in species' survival amidst rapid environmental changes.submitted by Andrina Rea Dominique HerrenMasterarbeit BOKU University 202
Improving metabolomic coverage of root exudates
No full textUnkräuter zerstören jährlich 25-80 % der landwirtschaftlichen Kulturen, was ein erhebliches Risiko für die Ernährungssicherheit darstellt. Herbizide bekämpfen Unkräuter, sind jedoch umweltschädlich und gefährden die Gesundheit. Deckfrüchte konkurrieren traditionell um Ressourcen, einige dieser Pflanzen exsudieren dabei allelopathische Substanzen in die Rhizosphäre. Die hochauflösende Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie kann zahlreiche Verbindungen in geringen Konzentrationen in der Rhizosphäre nachweisen. Die damit generierten Daten ermöglichen die relative Quantifizierung von Analyten für statistische Analysen und die Identifizierung priorisierter Verbindungen durch deren Fragmentierungsmuster. Ziel der Forschung war die Verbesserung der Isolierung, Extraktion, Messung und Datenauswertung von Wurzelexsudaten. Eine Split-Root-Methode wurde entwickelt, um Wurzeln und Exsudate von Buchweizen mit verschiedenen benachbarten Pflanzen zu isolieren. Zudem wurden Extraktionsmethoden, eine Zweisäulen-Chromatographiemethode und eine Datenanalyse-Pipeline entwickelt. Mit der Split-Root-Methode wurden 64 bzw. 46 Metaboliten nachgewiesen, welche durch Buchweizen-Nachbarn und Rotwurzel-Pigweed hochreguliert wurden. Dies bestätigte die Anwendbarkeit der entwickelten Methode und zeigte, dass der Buchweizen seine Pflanzennachbarn wahrnimmt und die Zusammensetzung seines Wurzelexsudats anpasst. Der entwickelte analytische Workflow steigerte die analytische Empfindlichkeit durch verringerte Ionensuppression, erweiterte die Substanzabdeckung von 34 auf 43 Verbindungen und reduzierte die Falsch-Negativ-Rate für relevante Verbindungen von 28% auf 15% durch MS DIAL statt Agilent Profinder. Diese Ergebnisse zeigen, wie bestimmte Methoden die Datenqualität verbessern und Fragen zur Wahrnehmung und Reaktion von Deckfrüchten auf benachbarte Pflanzen klären können.The ability of weeds to destroy 25-80% of agricultural crops every year poses a substantial risk to food security. Herbicides help aid with weed control, but many are hazards to the environment and to human health. Cover crops have been traditionally used to combat weeds by resource competition, though some have developed an advantage by exudating allelopathic metabolites into the rhizosphere. Liquid chromatography high resolution mass spectrometry is a versatile technique which can detect a wide variety of relatively low concentrated compounds in the rhizosphere. This data not only allows for the relative quantification of analytes for statistical analysis and prioritization, but it can also provide opportunities to identify prioritized compounds by generating fragmentation patterns which can infer structural information. This researched aimed to improve methods to isolate, extract, measure, and analyze root exudates. A split root method which isolated roots and exudates from the cover crop buckwheat when grown with different plant neighbors was designed. Furthermore, extraction methods, a dual column chromatography method, and a data analysis pipeline was developed. With the split root technique, it was shown that 64 and 46 metabolites were upregulated by buckwheat and redroot pigweed neighbors, respectively. This validated the split root method, and revealed that buckwheat can perceive different neighbors and modify their root exudate composition. The developed analytical workflow increased sensitivity through lessening of ion suppression, compound coverage from 34 mock root exudate standards to 43 through the utilization of two stationary phases, and reduced the false negative rate for compounds of interest from 28% to 15% by using MS DIAL instead of Agilent Profinder. These results highlight how certain methods can improve data quality which can better answer questions regarding how cover crops perceive and respond to different neighbors.submitted by Alexandra BennettDissertation BOKU University 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Improvement of the storability of wood chips through the application of pH altering additives
No full textDie Lagerung von Holzhackgut ist ein zentraler Schritt in der Biomassebereitstellung, um die Brennstoffverfügbarkeit zu sichern. Während der Lagerung führen biologische Abbauprozesse, verursacht durch Bakterien und Pilze, zu erheblichen Trockenmasseverlustenvon bis zu 40% pro Jahr. Zudem sind viele dieser Mikroorganismen potenziell pathogen. Die einzige bisher wirksame Gegenmaßnahme ist die technische Trocknung der Biomasse.Diese Dissertation untersucht einen neuartigen Ansatz zur Reduzierung von Trockenmasseverlusten und gesundheitlichen Risiken durch den Einsatz eines alkalischen Additivs auf feuchte Biomasse. Der durch das Additiv erhöhte pH-Wert hemmt das Wachstumund den Stoffwechsel von Mikroorganismen, was die Trockenmasseverluste mindert. Untersucht wurden Fichten- und Pappelholz, zwei besonders anfällige Holzarten, mit unterschiedlichen Konzentrationen des Additivs. Labortests identifizierten Ca(OH)2als vielversprechendstes Additiv. In großtechnischen Lagerversuchen mit Fichten- und Pappelhackgut wurden die Lagerbedingungen überwacht, einschließlich der mikrobiellen Zusammensetzung und des Einflusses von Ca(OH)2 auf Schlüsselmikroorganismen via qPCR, Illumina MiSeq Sequenzierung und Enzymaktivitätstests. Verbrennungs- und Vergasungstests prüften die Auswirkung des Additivs auf die thermochemische Umwandlung.Die Zugabe von 3 Gew.-% Ca(OH)2 reduzierte die Trockenmasseverluste bei Fichte signifikant, während bei Pappel ähnliche Ergebnisse erzielt wurden. MolekularbiologischeAnalysen bestätigten eine deutliche Reduktion der Pilzbiomasse, Artenvielfalt und Enzymaktivität. Potenziell pathogene Arten wurden erfolgreich gehemmt. Bei den thermochemischen Umwandlungstests traten keine Störungen auf, zudem wurden positive Effekte bei der Reduktion von NH3- und H2S-Emissionen festgestellt. Das Additiv bietet somit nicht nur Schutz vor Trockenmasseverlusten, sondern fördert auch eine nachhaltige Biomassenutzung.Wood chip storage is a crucial step in the biomass supply chain ensuring fuel availability. However, biological reactions during storage cause dry matter losses which are driven by bacteria and fungi present in fresh biomass, leading to up to 40% dry matter loss within a year. Additionally, many microorganisms in wood chips are potentially pathogenic. Currently, the only effective countermeasure is the technical drying of the biomass.This thesis investigates a novel approach to reduce dry matter losses and associated health risks by applying an alkaline additive to wet biomass. By shifting from an acidic to an alkaline wood environment, microbial growth should be inhibited. Preliminary lab-scale tests identified Ca(OH)2 as the most promising additive. Industrial-scale storage experiments with spruce and poplar wood chips were conducted with Ca(OH)2 over four months, monitoring the overall storage conditions. The wood chip microbiota, microbial community dynamics and the impact of Ca(OH)2 on key species was assessed by qPCR, Illumina MiSeq sequencing, and enzyme activity tests. Combustion and gasification tests evaluated the additive’s influence on thermochemical conversion.Ca(OH)2 proved to be a simple and effective method for biomass preservation. Adding 3 wt% Ca(OH)2 significantly reduced dry matter loss in spruce and comparable low losses were achieved for blends with poplar. Molecular analysis supported these findings, showing significant reductions in fungal biomass, species richness and diversityand decreased enzyme activity related to the carbon cycle. Potential human-pathogenic species were successfully suppressed. No operational disturbances were observed during combustion and gasification, and a positive effect was noted in reducing NH3 and H2Semissions. The additive’s impact extends beyond reducing dry matter loss and enhance efficient and sustainable biomass use.submitted by Sabrina Maria DumfortDissertation BOKU University 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Can animal health and welfare of rearing piglets be improved by fermented herbal extracts?
No full textDas Absetzen und die Aufzucht ist für Ferkel oft mit gesundheitlichen Problemen (z.B. Durchfall) und/oder Verhaltensproblemen (z.B. Schwanzbeißen) verbunden. Die Ursachen sind vielfältig, weshalb betriebsindividuelle Strategien zur Identifikation und Prävention erforderlich sind. Ein Ansatz besteht darin, dem Futter Probiotika zuzusetzen, was das Darmmikrobiom, die Gesundheit und möglicherweise über die Mikrobiota-Darm-Gehirn-Achse (MGBA) auch das Verhalten positiv beeinflussen kann. Letzteres ist aber insbesondere bei Ferkeln noch nicht vollständig untersucht.Diese Studie untersuchte daher die Effekte von fermentierten Kräuterextrakten (flüssiges Ergänzungsfuttermittel mit Laktobazillen und Hefe) auf Verhalten, Gesundheit und Produktivität von Ferkeln. Der Versuch wurde vom Absetzen bis zum Ende der Aufzucht über zwei Durchgänge auf drei Betrieben mit jeweils zwei Kontroll- und zwei Versuchsgruppen durchgeführt. Ausgewählte tierbezogene Indikatoren für Verhalten, Gesundheit und Produktivität wurden von zwei geschulten und verblindeten Beobachterinnen bewertet.Einige Parameter zeigten positive Effekte der fermentierten Kräuterextrakte, z.B. reduziertes Ohrbeißen (P=0,003), weniger Hautkratzer im vorderen Körperteil (P=0,050) und eine Tendenz zu höherer Aktivität der Ferkel (P=0,058). Obwohl nicht signifikant unterschiedlich, war die tägliche Gewichtszunahme für die Versuchsgruppen auf allen Betrieben numerisch höher. Interessanterweise wurde das Scheuern, sog. Komfortverhalten, in den Versuchsgruppen weniger beobachtet (P=0,029). Die Studie unterstützt die Hypothese, dass einige Aspekte des Tierwohls durch fermentierte Kräuterextrakte verbessert werden können. Einige Indikatoren wurden jedoch nicht verbessert, traten selten auf oder waren betriebsindividuell, was es schwierig macht, allgemeine Schlussfolgerungen zu ziehen.Die Studie liefert wichtige erste Einblicke in die Auswirkungen von fermentierten Kräuterextrakten, aber weitere Forschung ist erforderlich.Weaning and rearing is challenging for piglets, often associated with health (e.g. diarrhoea) and/or behavioural problems (e.g. tail biting). The causes for such problems are multifactorial, therefore farm individual identification and prevention strategies are needed. One approach is the addition of probiotics in the feed, which may affect the gut microbiome positively, improving health and potentially behaviour through the microbiota-gut-brain axis (MGBA), however, the latter is not yet fully investigated, especially in piglets.Therefore, this study aimed at assessing the effects of fermented herbal extracts (liquid feed supplement including lactobacilli and yeast) on piglet behaviour, health and productivity. The study was conducted from weaning to the end of rearing across two batches on three farms with each two control and two treatment pens. Selected animal-based indicators of behaviour, health and productivity were assessed by two trained and blinded observers.Some parameters showed a positive effect of fermented herbal extracts, such as decreased ear biting (P=0.003), fewer skin scratches in the front body part (P=0.050) and a tendency for higher activity of the piglets (P=0.058). Although not significantly different, numerically, daily weight gain was higher for the treatment groups on all farms. Interestingly, scratching, so called “comfort behaviour” was observed less in treatment groups (P=0.029). The study supports the hypothesis, that some welfare aspects can be improved through fermented herbal extracts. However, some indicators were not improved, occurred rarely anyway or were farm specific, making it challenging to derive general conclusions.The study provides important first insights to the effects of fermented herbal extracts, but further research is needed.submitted by Katharina SchobersbergerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Accessibility of hydrophobic aromatic pollutants in soil
No full textDiese Dissertation beschäftigt sich mit der Verfügbarkeit von aromatischen Schadstoffen in Boden, da diese die mögliche Exposition zu Rezeptoren, wie zum Beispiel Menschen, aber auch dessen biologische Abbaubarkeit, bestimmt. Die Verfügbarkeit von aromatischen Kontaminanten ist einerseits von der Verweilzeit im Boden und andererseits von den Bindungs- beziehungsweise Rückhaltemechanismen zu den in den Böden vorhandenen Bodenpartikeln abhängig. Insbesondere diese Mechanismen geben Aufschluss darüber, ob ein Schadstoff physisch unerreichbar, oder chemisch stark sorbiert wird. Diese Dissertation zeigt, dass unter bestimmten Umwelteinflüssen beide Rückhaltemechanismen nicht von permanenter Natur sein müssen. Physikalische Unerreichbarkeit von Schadstoffen kann nicht nur durch Migration zu Poren und dessen anschließender Verschluss stattfinden, sondern auch durch reversible Überschichtung von CaCO3. Weiters kann starke chemische Sorption zu Bindungsstellen mit hoher Affinität (High affinity binding sites) durch kompetitive Sorption von ähnlichen Molekülen derselben π-π Elektron Donator-Akzeptor Kategorisierung überwunden werden und anschließend zu dessen Freisetzung führen. Diese Erkenntnisse sind einerseits für die ökologische Risikobewertung (ecological risk assessment) und andererseits für mögliche Abbauwege wichtig.This dissertation investigates the accessibility of aromatic pollutants in soil, as it determines the potential exposure to receptors, such as humans, and also their biological degradability. The accessibility of aromatic contaminants depends, on the one hand, on their residence time in the soil and, on the other hand, on the binding and retention mechanisms to present soil constituents. In particular, these mechanisms provide insights into whether a pollutant is physically inaccessible or chemically strongly sorbed. This dissertation demonstrates that under certain environmental conditions, both retention mechanisms need not to be of a permanent nature. Physical inaccessibility of pollutants can occur not only through migration to pores and subsequent occlusion but also through reversible coatings with CaCO3. Furthermore, strong chemical sorption to high affinity binding sites can be overcome by competitive sorption of similar molecules of the same π-π electron donor-acceptor category, leading to their subsequent release. These findings are important for both ecological risk assessment and potential degradation pathways.submitted by Stefan HumelDissertation BOKU University 2024Mit deutscher Zusammenfassun
An environmental life cycle assessment of two dairy farming systems in South Tyrol, Italy
No full textNachhaltigkeit, Ökobilanz, LCA, SimaPro, Umweltauswirkung, Treibhausgasemissionen, Milchproduktion, high-input, low-input, intensive Landwirtschaft, extensive Landwirtschaft, Global Warming Potential, GWP, Versauerungspotenzial, Marines Eutrophierungspotenzial, Landnutzung, Landnutzungskonkurrenz, Landnutzungseffizienz, Nettoprotein, Nettoproteinproduktion, TMR, Kraftfutter, Silage, Heu, Heumilch, Milch, Fett-und Eiweiß korrigierte Milch, Grauvieh, Fleckvieh, Zweinutzungsrasse, Weide, Weidenutzung, Kurzrasenweide, Alpen, alpine Landwirtschaft, Bergregion, Südtirol, ItalySustainability, Life Cycle Assessment, LCA SimaPro, Environmental impact, Greenhouse gas emissions, dairy farming, high-input, low-input, intense farming, low-intensity farming, Global Warming Potential, GWP, Acidification Potential, Marine Eutrophication Potential, Land Use, Land Use competition, Land Use efficiency, Net protein, Net protein production, TMR concentrates, silage, hay, hay milk, milk, fat and protein corrected milk, Alpine Grey, Simmental cattle, Dual purpose breed, pasture, pasture use, short sward grazing, grazing, alps, alpine agriculture, Mountain region, South Tyrol, Italysubmitted by Greta FichterMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 202
Method development for structural analysis of complex polysaccharides
No full textIn der vorliegenden Dissertation wurde die Methylierungsanalyse für Fucoidane, eine Klasse von Algenpolysacchariden, optimiert, um ihre Kohlenhydrat-Verknüpfungen sowie Sulfatierungsmuster und -grad genau zu bestimmen. Die verfeinerte Methode wurde zur Überprüfung einer Vielzahl von Fucoidan-Proben eingesetzt, mit Cladosiphon okamuranus-Fucoidan als Referenz. Die Analyse umfasste vorbereitende Schritte zur Authentizitätsprüfung: Monosaccharid-Profil, Sulfatierungsgrad und FTIR-Analyse.Die Methodenoptimierung umfasste vier wesentliche Verbesserungen: 1) Lithiumdimsyl zur Deprotonierung für eine vollständige Methylierung; 2) Zugabe von Lithiumdimsyl unter wasserfreien Bedingungen in Inertatmosphäre; 3) Festphasenextraktion (SPE) mit C-18-Umkehrphasensäulen anstelle der üblichen Flüssig-Flüssig-Extraktion zur Isolierung des permethylierten, sulfatierten Fucoidans; 4) ein optimiertes GC-Ofenprogramms in Kombination mit einer stationären Phase auf Cyanopropylbasis (HP-88 statt der üblichen DB-5-Kapillarsäulen) für eine optimale Trennung der Fucosederivate. Mit diesem Ansatz wurden frühere Coelutionsprobleme gelöst und ein präziser Vergleich der Produkte, teilweise methylierte Alditolacetate (PMAAs), von sulfatiertem und desulfatiertem Fucoidan ermöglicht. Zusätzliche Sulfatierungsanalysen, z. B. mittels FTIR, Gelatinetrübung oder Elementaranalyse, sind wegen der Depolymerisationsreaktionen während der Desulfatierung, die die Bestimmung des Sulfatmusters stark erschweren, unerlässlich.In der Studie wurden folgende Fucoidaneuntersucht: Fucus serratus, Fucus evanescens, Fucus vesiculosus und Laminaria hyperborea. Die artenabhängige strukturelle Variabilität wurde bestätigt, und zweifelhafte Strukturen aus früheren Berichten wurden korrigiert. Die vorherrschende Verknüpfung in Fucoidan ist 1,3-verknüpfte Fucose, neben 1,2- und 1,4-Verknüpfungen. Die Sulfatierung erfolgt entweder als Monosulfat (an C-2 oder C-4) oder als Disulfat (an C-2 und C-4 oder C-2 und C-3).This dissertation refined the methylation analysis for fucoidans, a class of algal polysaccharides, to precisely determine their carbohydrate linkages as well as pattern and degree of their sulfation. The refined method was implemented to revisit a variety of fucoidan samples with Cladosiphon okamuranus fucoidan as reference. The analysis included preliminary steps to verify sample authenticity: monosaccharide profiling, degree of sulfation, and FTIR analysis.Method optimization comprised four key improvements: 1) lithium dimsyl as deprotonating agent for complete methylation; 2) anhydrous conditions and inert atmosphere; 3) solid phase extraction (SPE) with a C-18 reverse phase column instead of the common liquid-liquid extraction for isolation of the permethylated, sulfated fucoidan; 4) an optimized GC oven program and the use of a cyanopropyl-based stationary phase (HP-88) instead of the common DB-5 capillary columns to achieve optimum separation of the fucose derivatives. This approach effectively resolved previous co-elution issues and enabled a precise comparison of the products, partially methylated alditol acetates (PMAAs), from sulfated and desulfated fucoidan. Supplementary sulfation analyses, e.g. by FTIR, gelatin turbidity, or elemental analysis, are essential because of depolymerization reactions during desulfation, which complicate the determination of sulfate pattern.The study revisited fucoidan structures from following key sources: Fucus serratus, Fucus evanescens, Fucus vesiculosus, and Laminaria hyperborea. Species-dependent structural variability was confirmed, and dubious structures of earlier reports were corrected. The predominant linkage in fucoidan is 1,3-linked fucose besides 1,2- and 1,4-linkages. Sulfation occurs either as mono-sulfate (at C-2 or C-4) or disulfate (at C-2/C-4, or C-2/C-3). Further sequence and sulfate distribution studies along the fucoidan chain are suggested for an even more comprehensive structural analysis.submitted by Muhamad Nur Ghoyatul AminDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun
Effects of soil amendments on growth and survival rate of tree seedlings under field conditions
No full textZentraleuropäische Wälder leiden zunehmend an Dürreperioden im Frühling und im Sommer und rasanten Veränderungen im Klimawandel aufgrund der raschen Entwicklung der Auswirkungen des Klimawandels auf Niederschlag und Temperatur. Setzlinge, die insbesondere zur Wiederaufforstung gestörter Flächen und zur Diversifizierung der derzeitigen Waldbewirtschaftung benötigt werden, sind aufgrund ihres noch nicht ausreichend entwickelten Wurzelsystems besonders anfällig für Wasserknappheit. Eine Möglichkeit die Resilienz und Resistenz von Bäumen zu steigern sind Zusatzstoffe. In dieser Studie wurden zwei Dünger (ArGrow und Basaplex) sowie zwei Hydrogele (Agrobiogel und Polyter) an Picea abies, Larix decidua und Quercus petraea. getestet. Die Wirkung der Zusatzstoffe wurde an sechs Standorten in Österreich beobachtet. Die Daten zur Überlebensrate und zum Wachstum wurden sechs Monate nach der Pflanzung erfasst. Die Ergebnisse zeigen die Komplexität und Interaktionen verschiedener Einflussfaktoren unter anderem Standort, forstwirtschaftliche Praktiken, lokaler temporärer Niederschlag. Die Behandlungen führten zu einem Rückgang der Überlebensrate an einigen Standorten und gleichzeitig zu einem Anstieg der Überlebensrate an anderen Standorten. Es wurden keine Auswirkungen der Bodenzusatzstoffe auf das Wachstum beobachtet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Einfluss von Bodenzusatzstoffen zur Abschwächung der durch den Klimawandel erhöhten Mortalitätsrate von gepflanzten Setzlingen begrenzt sind.Central European forests are increasingly suffering from spring and summer droughts due to a rapid development of climate change effects on precipitation and temperature. Planted seedlings, particularly required to reforest disturbed areas and to diversify current forest management, are particularly vulnerable to water scarcity due to the yet insufficiently developed root system. One potential way to increase the resilience and resistance of planted tree saplings towards stress is the use of soil amendments. In this study, two fertilizers (ArGrow and Basaplex) and two hydrogels (Agrobiogel and Polyter) were tested on Picea abies, Larix decidua and Quercus petraea. The effect of soil amendments on plant growth and survival rates was monitored at six locations in Austria. Data on survival rate and growth was recorded one season after planting. Results show the complexity and interactions of various influencing factors, including location, silvicultural practices, and local temporary precipitation. Treatments resulted in a decrease in survival rate in some plots and at the same time an increase in survival rate at other plots. No effect of soil amendments on growth has been observed. The results indicate that the effect of soil amendments to mitigate climate change increased mortality rates of planted seedlings is limited.submitted by Antonia WildtMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2024Mit deutscher Zusammenfassun