University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna
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Phenolic content and its influence on starch and protein digestibility in eight sorghum varieties grown in Austria
No full textAufgrund der sich verschlechternden Anbaubedingungen durch den Klimawandel müssen Alternativen zu traditionell angebauten Getreidesorten gefunden werden. Sorghum gilt aufgrund der Fähigkeit auch unter widrigen Bedingungen zu wachsen, als vielversprechende Alternative. Um das Potenzial von Sorghum für die westliche Ernährung zu bewerten, müssen seine ernährungsphysiologischen Eigenschaften sowie die technologischen Herausforderungen untersucht werden. Diese Arbeit beurteilte acht verschiedene in Österreich angebaute Sorghumsorten hinsichtlich ihres Phenolgehaltes (TPC), ihrer antioxidativen Aktivität sowie der Stärke- und Proteinverdaulichkeit. Außerdem wurden drei der Sorten für Backversuche verwendet. Ein Standard-Weizenbrotrezept wurde angepasst, indem 40 % des Mehls durch Sorghum ersetzt wurde. Anschließend wurden die Brote sowohl hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften als auch ihres TPC, ihrer antioxidativen Aktivität sowie der Stärke- und Proteinverdaulichkeit analysiert. Es wurde eine Korrelationsanalyse durchgeführt, um mögliche Zusammenhänge zwischen dem TPC und der Stärke- und Proteinverdaulichkeit zu ermitteln. Die acht Sorghumsorten wiesen erhebliche Unterschiede hinsichtlich des TPC und ihrer antioxidativen Aktivität auf. Die Stärke- und Proteinverdaulichkeit war bei allen Sorten ähnlich. Sowohl in den Broten als auch in den Mehlen wurde eine starke negative Korrelation zwischen dem TPC und der Proteinverdaulichkeit festgestellt. Zwischen dem TPC und der Stärkeverdaulichkeit wurde keine Korrelation beobachtet. Allgemein wurde gezeigt, dass der TPC von Weizenbroten durch die Zugabe von Sorghum erhöht werden kann. Durch die daraus folgende niedrigere Proteinverdaulichkeit muss dieser Schritt aber sorgfältig überlegt werden. Die Verbindungen zwischen den Eigenschaften der verschiedenen Sorghumsorten und dem Einfluss auf die Qualität von Weizen-Sorghumbroten konnten durch diese Arbeit besser verstanden werden.Due to the increasing difficulties in growing conditions caused by climate change, alternatives to traditionally grown crops are in high demand. Sorghum is a promising grain in this respect because of its ability to grow even under very adverse conditions. To evaluate the potential of sorghum for the Western diet, research needs to be done regarding its nutritional qualities as well as the technological challenges presented by the use of sorghum. This work evaluated eight different sorghum varieties grown in Austria in terms of their total phenolic content (TPC), antioxidative activity as well as starch and protein digestibility. Furthermore, three of the varieties were used for baking trials in order to evaluate their baking properties and determine the influence of the TPC. A standard wheat bread recipe was modified and 40 % of the flour was replaced with sorghum flour. Subsequently, the breads were analyzed for their physical characteristics as well as their TPC, antioxidative activity and the digestibility of starch and protein. A correlation analysis was performed to establish possible relationships between the TPC and the digestibility of the starch and proteins. The eight sorghum varieties differed considerably in their TPC and antioxidative activities. The starch and protein digestibility were similar for all varieties. A strong negative correlation was established between the TPC and the protein digestibility in both the breads and the flours. No such correlation was found between the TPC and the starch digestibility. Overall, it was shown that sorghum can be added to wheat bread in order to increase the TPC. Because of the resulting decrease in protein digestibility of the bread, such a step needs to be carefully evaluated. The work was successful in providing a better understanding of the connection between the properties of different sorghum varieties and their influence on the quality of sorghum-wheat breads.submitted by Benjamin IllmerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Stand der Technik beim Gebäuderückbau in Österreich
No full textDurch die steigende Weltbevölkerung und die Verwestlichung der Lebensgewohnheiten stehen wir vor einem weltweiten Ressourcenproblem. Um dieses in den Griff zu bekommen, bedarf es Lösungen, welche bereits eingesetzte Ressourcen wieder nutzbar machen. Eine dieser Lösungen kann die Kreislaufwirtschaft sein, um Ressourcen lange in der Nutzung zu behalten bzw. wieder nutzbar zu machen. Ein Teilgebiet der Kreislaufwirtschaft ist das Urban Mining. Die gegenständliche Arbeit beschäftigt sich mit dem verwertungsorientierten Rückbau in Österreich. Im Folgenden werden die gesetzlichen Rahmenbedingungen in der EU, in Österreich und in Deutschland erläutert. So konnten diverse Hemmnisse aufgrund der rechtlichen Rahmenbedingungen festgestellt werden, wie zum Beispiel die neue Richtlinie für den Einsatz von Beton mit Recycling-Inhaltsstoffen. Im Anschluss wurde die Umsetzung vom optimalen verwertungsorientierten Rückbau am Beispiel Österreich analysiert. Es wurde mit der Gebäudeplanung begonnen, da diese essenziell für die spätere Rückbaufähigkeit ist, und endet mit der Aufbereitung von Recycling-Baustoffen. Im Zuge dieser Analyse wurden rechtliche, technische und wirtschaftliche Hemmnisse festgestellt, welche im Kapitel Ergebnisse aufbereitet wurden. Im letzten Teil der Arbeit wurden Daten von Re-Use- und Rückbauprojekten ausgewertet. Mit diesen Daten soll das Potenzial des verwertungsorientierten Rückbaus aufgezeigt werden. Diese Auswertung ergab zum Beispiel, dass pro m³ Bruttorauminhalt um die 0,4 t Baurestmassen anfielen. Davon wurden 73% recycelt, 0,009% thermisch verwertet, 6% deponiert und 20% eine Wiederverwendung vor Ort zugeführt. Gerade im Hinblick auf die Deponierung von Abfällen haben die beiden Projekte bewiesen, wie wenig durch die Umsetzung des verwertungsorientierten Rückbaus in Österreich auf Deponien landen.Due to the increasing world population and the westernisation of lifestyles, we are facing a worldwide resource problem. In order to get a grip on this, solutions are needed that make resources that have already been used usable again. One of these solutions can be the circular economy in order to keep resources in use for a long time or to make them usable again. Urban mining is a sub-area of the circular economy. This paper deals with recycling-oriented dismantling in Austria. In the following, the legal framework conditions in the EU, in Austria and in Germany are explained. Various obstacles due to the legal framework conditions were identified, such as the new directive for the use of concrete with recycled content. Subsequently, the implementation of optimal recycling-oriented demolition was analysed step by step using Austria as an example. It started with the step of building planning, as this is essential for later deconstruction, and ended with the processing of recycled building materials. In the course of this analysis, various technical and economic obstacles were identified, which are presented in chapter 7 Results. In the last part of the thesis, data from re-use and deconstruction projects were evaluated. These figures and data are intended to show the potential of recycling-oriented dismantling. This evaluation showed, for example, that per m³ of gross room volume around 0.4 t of construction waste was produced, which was either directly reused, recycled, thermally utilised or landfilled. Especially with regard to the landfilling of waste, the two projects proved how little ends up in landfills due to the implementation of recycling-oriented deconstruction in Austria.verfasst von Lukas NovacekMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Zusammenfassung in englischer Sprach
Digitale Zwillinge und Sensorüberwachung für alpine Ingenieurbauwerke: Anwendung auf Tunnels
No full textDie Überwachung des Ist-Zustands wird zukünftig im Bereich der Ingenieurbauwerke, im Besonderen bei Tunnels, immer wichtiger. Die Herausforderungen bei der Vorbereitung und Durchführung von Tunnelsanierungen stellen unter anderem zeitlichen und monetären Ressourcenaufwand dar, welcher durch ein verbessertes Monitoring optimiert werden kann. Weiters existieren Modelle, welche oftmals nach der Bauphase keine Verwendung mehr finden. An der Stelle kann aus der Weiterverwendung dieser Modelle unter laufender Adaptierung ein entsprechender Nutzen gewonnen werden.Hierfür soll im Speziellen die Anwendbarkeit der Monitoringsysteme bei Tunnelsanierungen im laufendem Betrieb untersucht werden. Diese müssen den vielfältigen Anforderungen gerecht werden. Zusätzlich soll der Mehrwert einer Folgenutzung von digitalen Modellen aufgezeigt werden.Um die Monitoringsysteme auf ihre Genauigkeit in anspruchsvollen Umgebungen zu testen, wird eine Probebelastung an einem Demonstrator durchgeführt. Probebelastungen sind eine etablierte Methode zur Informationsgewinnung hinsichtlich vorhandener Tragfähigkeitskapazität und auftretendem Verformungsverhalten der Struktur. Dieses Verfahren, welches speziell im Brückenbau weit verbreitet ist, soll mit den einhergehenden Vorteilen auf Tunnelbauwerke übertragen werden. Parallel dazu erfolgt die Erstellung eines digitalen Modells des Versuchskörpers.Die vorliegende Masterarbeit soll speziell den Mehrwert der Entwicklung von digitalen Zwillingsmodellen zur Nachbildung der durchgeführten Lastpfade infolge der Probebelastung zeigen. Hierfür wird eine nicht lineare FE-Modellierung durchgeführt. Mit Hilfe der Monitoringdaten soll das digitale Modell im Zuge von Optimierungsschritten verbessert werden. Es ist zu erwarten, dass Fehleranalysen eine deutliche Erhöhung der Genauigkeit von den ersten Modellen zur optimierten Version zeigen. Abschließend soll der durch die Probebelastung generierte Mehrwert über den „LoA“-Ansatz thematisiert werden.Monitoring of the actual condition will become increasingly important in the future in the field of civil engineering structures, especially tunnels. The challenges in the planning and construction of tunnel rehabilitation projects include the need for time and monetary resources, which can be optimized through improved monitoring. Furthermore, there are models that are often no longer used after the construction phase. At this point, a benefit can be gained from the continued use of these models with ongoing adaptation.In particular, the applicability of monitoring systems for tunnel rehabilitation during operation is to be investigated. These systems must be able to meet a wide range of requirements. In addition, the added value of the subsequent use of digital models will be demonstrated.In order to test the monitoring systems for their accuracy in challenging environments, a proof loading is carried out on a demonstrator. Proof loading is a well-established method for obtaining information on the existing load-bearing capacity and the deformation behavior of the structure. This method, which is widely used especially in bridge construction, is to be transferred to tunnel structures with the associated advantages. In parallel, a digital model of the test body will be created.This master thesis is specifically intended to show the added value of developing digital twin models to replicate the load paths performed as a result of the proof loading. For this purpose, a non-linear FE modeling is performed. The monitoring data will be used to improve the digital model in the course of optimization steps. It is expected that error analyses will show a significant increase in accuracy from the initial models to the optimized version. Finally, the added value generated by the proof loading will be addressed via the "LoA" approach.verfasst von Andre BeigelMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit englischer Zusammenfassun
Die Ungehorsamen und die Polizei : Rollenverständnis und Konfliktpotenziale von KlimaaktivistInnen und PolizistInnen
No full textIn den letzten Jahren erfährt der zivile Ungehorsam im Klimabereich durch das Aufkommen neuer Gruppierungen einen Aufschwung. Dabei kommt es mittlerweile auch in Österreich vermehrt zu Auseinandersetzungen zwischen KlimaaktivistInnen und PolizistInnen. Diese Konfliktpotenziale sind derzeit noch wenig erforscht. Ziel dieser Arbeit ist es daher, mögliche Konflikte zwischen AktivistInnen und PolizistInnen zu identifizieren und zu erforschen. Dafür wird zunächst ein theoretischer Rahmen geschaffen, der sich mit zivilem Ungehorsam sowie Klimabewegungen befasst. Außerdem wird die Perspektive der Polizei berücksichtigt, indem strategische Überlegungen und Maßnahmen in Bezug auf Aktionen des zivilen Ungehorsams (=Protest Policing) beschrieben werden. Aber auch die Rollentheorie wird behandelt, um individuelle Einstellungen von KlimaaktivistInnen und PolizistInnen erforschen zu können.Darauf aufbauend wurden qualitative Interviews mit zehn KlimaaktivistInnen und fünf PolizistInnen geführt und mit einer zusammenfassenden Inhaltsanalyse nach Mayring ausgewertet. Dabei wurden Theorien zum zivilen Ungehorsam und Protest Policing umfassend diskutiert. Ein kontroverses Thema für AktivistInnen und PolizistInnen ist dabei der Einsatz von Gewalt bei Aktionen des zivilen Ungehorsams. Als häufigste Protest Policing Strategie werden kooperative Ansätze zwischen der Polizei und KlimaaktivistInnen identifiziert, wobei auch andere Strategien zum Einsatz kommen. Das Verhalten der Polizei – aber auch von KlimaaktivistInnen – kann dabei zu Konflikten führen. Weitere Konfliktpotenziale entstehen durch divergierende Interessen, ein unterschiedliches Rollenverständnis sowie durch emotional belastende und stressige Situationen. Obwohl die Arbeit einen Einblick in die Einstellungen von KlimaaktivistInnen und PolizistInnen in Österreich bietet, wird zukünftig weitere Forschung auf diesem Gebiet notwendig sein, um ein besseres Verständnis darüber zu erhalten.The past years have shown a rise in civil disobedience and environmental protests carried out by climate activists. This development has led to a rise in conflicts between Austrian police and climate activists. Although there is a vivid debate about climate activism in Austrian media and politics, there is still a lack of scientific research concerning the conflicts arising between climate activists and police during actions of civil disobedience in Austria. This master thesis aims at closing this research gap by identifying the underlying conflicts between climate activists and the police force at actions of civil disobedience in Austria. To meet this aim, first a literature review has been conducted which provides an overview over civil disobedience as well as climate movements and protests in Austria. Moreover, protest policing strategies applied by the police are discussed in the literature review. Also, the concept of social roles is introduced in order to be able to analyse attitudes and behaviour of activists and police officers at climate and environmental protests. Based on the findings in the literature review, fifteen qualitative interviews have been conducted with climate activists and police officers in Austria. One of the main topics in the interviews concerns the use of violence by both activists and police in the course of civil disobedience. Moreover, the Austrian police mainly rely on cooperative strategies at climate protests. Still the behaviour of police officers as well as climate activists’ actions can trigger conflicts during actions of civil disobedience. Potential for conflict also arises due to different expectations regarding the social roles taken on by police and activists as well as by the emotional and stressful situations that occur at climate protests. Although this master thesis offers insights in the attitudes and social roles of Austrian police and climate activists, more research can and needs to be done in this area.verfasst von Anna HübnerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit englischer Zusammenfassun
Viscose fabrics for fibre-reinforced wood composites
No full textMit einem zunehmenden Bewusstsein für die ökologischen und sozioökonomischen Auswirkungen dessen, was wir produzieren und konsumieren, kommt es vermehrt zu einem kritischen Hinterfragen der Materialauswahl in Produktentwicklungs-Prozessen. Während energieintensive Rohstoffe (Metalle, Erdölderivate etc.) aktuell unter dem Druck gestörter Lieferketten, sowie steigender Preise stehen, ist die Hinwendung zu einer verstärkten Nutzung nachwachsender Rohstoffe ein Gebot der Stunde. Cellulosische Werkstoffe stellen für den Bereich struktureller (Leicht-)Bauanwendungen eine ökologische Alternative mit weitreichender Verfügbarkeit dar. Die natürliche Inhomogenität, sowie die vielfältigen Anforderungen in Puncto Materialverarbeitung sind aktuell jedoch eine Hürde für den Ausbau industrieller Anwendungen. Ein möglicher Mittelweg aus hoher Homogenität und nachwachsender Rohstoffquelle ist die Verwendung von Regeneratcellulose. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit galt es die Eignung dieses Materials für lasttragende Verbundwerkstoffe zu erheben. In einem stufenweisen Ansatz wurden Gewebe, Garne und einzelne Filamente auf ihre Interaktionen mit Verbund- bzw. Holzklebstoffen untersucht. So wurde beispielsweise hinsichtlich struktureller Parameter eine Beeinträchtigung der Festigkeit von Faserverbunden mit steigender Welligkeit der eingebetteten Garne festgestellt. Ein Umstand, der mit einer entsprechenden Vorspannung kompensiert werden konnte. Mit Blick auf chemische Einflussfaktoren legten Auswertungen zu Molekulargewicht und Kristallinität eine erhebliche Säureschädigung an Filamenten durch Polyurethan-Harze nahe. Auch diese problematischen Interaktionen konnten durch eine Adaption in der Herstellung vermieden werden. Die Erkenntnisse aus diesen und weiteren Analysen wurden anhand von Cellulosefaser-verstärkter Holzwerkstoffe erprobt, wobei deutliche Verbesserungen der Werkstoffeigenschaften hinsichtlich Zähigkeit und Homogenität das Potential zukünftiger Anwendungen aufzeigen.With an increasing awareness for the ecological and socioeconomic impact of what we produce and consume, the selection of appropriate materials is of increasing importance for product development processes. While components originated from energy-intensive streams such as metals or fossil-based synthetics are currently challenged by supply shortages and rising prices, actions towards an increased use of renewable materials are vital. In this context, lignocellulosic resources featuring a comparably low environmental impact and a broad availability promise to be advantageous lightweight substitutes in structural elements. The broad variability in performance and processing requirements of these bio-based materials, however, restrains the progress in technical utilisation. A way to provide both, homogenous performance and a bio-based origin is the use of regenerated cellulose. To assess the potential of cellulose filaments as composite reinforcement, this work aimed at analysing critical process parameters which determine the properties of a resulting composite. By a top-down approach, the interaction of fabrics, yarns and single filaments with matrix materials used in composite and timber engineering was investigated. On the structural side, mechanical tests and microscopic inspections underlined the importance of aspects such as yarn waviness affecting the composite strength and that pre-stressing of yarns counteracts these effects. On the chemical side, analyses of the molecular weight and the crystallinity of cellulose filaments revealed the occurrence of severe degradations caused by acidic components of polyurethane resins. Measures to prevent this kind of reactions were proposed. The findings of this analysis were eventually applied by reinforcing laminated veneers. The resulting composites provided evidence that regenerated cellulose filaments have the potential for a significant enhancement of the fracture toughness and homogeneity of engineered wood.submitted by Bernhard UngererDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
heptamannosyl octamannosyl
No full textDie oligomannosehaltigen Glykane auf dem Spike-Protein des humanen Immunschwächevirus (HIV) beherbergen relevante Epitope, die breit neutralisierende Antikörper (bnAbs) auslösen und wichtige synthetische Ziele für die Entwicklung von HIV-1-Impfstoffen darstellen. Insbesondere werden diese Oligomannose-"Arme" von bnAbs der PGT-Familie oder dem Antikörper 2G12 gebunden. Da diese Glykane immunosilent sind, sollten durch die Synthese von definierten Fragmenten des nativen Nonamannosids und die anschließende Kopplung an Rinderserumalbumin und CRM197 bessere Immunogene entwickelt werden. Im ersten Teil der Arbeit stand die Verbesserung der Gesamtausbeute bei der Synthese des führenden β-verknüpften Man7 im Vordergrund. Eine Reihe von 3-O-geschützten Thiocresyl-Mannosid-Donoren wurde hergestellt und dem Crich-β-Mannosylierungsansatz unterzogen, wobei je nach 3-O-Schutzgruppe das alpha-Mannosid oder das β-Produkt in hoher Ausbeute und mit hoher Stereoselektivität erhalten wurde. Die Reaktionsbedingungen wurden zunächst für den Aufbau der Alpha-Reihe des Ziel-Heptamannosids optimiert und dann für den Aufbau der β-Reihe verwendet. Auf der Grundlage des Konzepts der divergent-orientierten Synthese wurde der Aufbau von zwei zusätzlichen Liganden Man8 und Man9 durchgeführt. Die resultierenden 3-Aminopropyl-Oligosaccharid-Liganden wurden in BSA- und CRM197-Neoglycokonjugate mit einer vorgesehenen Ligandenbeladung von 4-6 Liganden/Protein umgesetzt. Der Ligandeneinbau wurde optimiert und durch MALDI-TOF-Analyse bestätigt. Die Antigenität der β-anomeren Man7- und Man9-CRM197-Konjugate wurde mittels ELISA unter Verwendung von Fab- und IgG-Versionen der PGT125-, PGT126-, PGT128- und PGT130-bnAbs bestimmt. Dabei zeigte sich eine vergleichbare Bindung beider Mannosylliganden durch Fab, während die IgG-Fragmente eine höhere Präferenz für das Man9-Epitop zeigten.The oligomannose-type glycans on the spike protein of the human immunodeficiency virus (HIV) harbor relevant epitopes to elicit broadly neutralizing antibodies (bnAbs) and constitute important synthetic targets for HIV-1 vaccine development. In particular, these oligomannose “arms” are bound by bnAbs of the PGT family or the 2G12 antibody. Since these glycans are immunosilent the generation of better immunogens was envisioned by synthesizing defined fragments of the native nonamannoside followed by coupling to bovine serum albumin and CRM197. In the first part of the thesis improving the overall yields for the synthesis of the lead β-linked Man7 was the priority. A series of 3-O-protected thiocresyl mannoside donors was prepared and submitted to the Crich β-mannosylation approach achieving, depending on the 3-O-protecting group, the alpha-mannoside or the β-product in high yields and with high stereoselectivity. Reaction conditions were first optimized for assembling the alpha-series of the target heptamannoside and then used for building the β-series. The assembly of two additional ligands Man8 and Man9 was performed based on the concept of divergent-oriented synthesis. The resulting 3-aminopropyl oligosaccharide ligands were converted into BSA and CRM197 neoglycoconjugates with an intended ligand loading of 4-6 ligands/protein. Ligand incorporation was optimized and supported by MALDI-TOF analysis. The antigenicity of the β-anomeric Man7 and Man9 CRM197 conjugates was determined by ELISA using Fab and IgG versions of the PGT125, PGT126, PGT128, and PGT130 bnAbs, showing a comparable binding of both mannosyl ligands by Fab, while the IgG fragments showed a higher preference for the Man9 epitope.submitted by Matteo CattinDissertation Universität für Bodenkultur Wien 202
Linking soil microbial community above tree line to vegetation and soil properties
No full textBergökosysteme sind durch den Klimawandel besonders gefährdet. Aufgrund des komplexen Zusammenspiels der zu analysierenden Variablen bestehen jedoch erhebliche Wissenslücken in Bezug darauf, wie die mikrobielle Gemeinschaft im alpinen Boden durch sich ändernde Klima- und Umweltparameter beeinflusst wird. In dieser Arbeit, die Teil des interdisziplinären MicroClim-Projekts ist, wurden Veränderungen in der Diversität und Zusammensetzung der mikrobiellen Bodengemeinschaft entlang eines Höhengradienten und die wichtigsten Umweltfaktoren für diese Veränderungen untersucht. Im Jahr 2021 wurden Bodenproben entlang eines Höhengradienten am Schrankogel in Tirol gesammelt. Die DNA wurde extrahiert und Illumina MiSeq Sequenzierung wurde eingesetzt, um die bakterielle (16S rRNA) und pilzliche (ITS rDNA) Diversität und Zusammensetzung zu analysieren. Multivariate statistische Analysen wurden mit zuvor erhobenen Boden- und Vegetationsdaten durchgeführt. Die Ergebnisse deuten auf einen höhenbedingten Anstieg der bakteriellen Vielfalt hin, während die Pilzvielfalt von der Höhe unbeeinflusst blieb. Die Höhenlage, der pH-Wert und der Reichtum der Vegetation wurden als wichtige Faktoren für die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaften identifiziert. Insbesondere der pH-Wert hatte einen starken Einfluss auf die Bakteriengemeinschaften, während der Reichtum der Vegetation für die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaften wichtig war. Diese Ergebnisse tragen zu dem komplexen Gebiet der Untersuchung mikrobieller Gemeinschaften entlang von Höhengradienten bei und liefern neue Erkenntnisse darüber, wie alpine Ökosysteme und mikrobielle Gemeinschaften im Allgemeinen auf künftige Klimaänderungen reagieren könnten.Mountain ecosystems are especially vulnerable during climate change. However, due to a complex interplay of variables to be analyzed, significant knowledge gaps exist with regards to how the alpine soil microbial community will be affected by changing climatic and environmental parameters. This thesis, a part of the interdisciplinary MicroClim project, investigated changes in soil microbial community diversity and composition along an altitudinal gradient and the key environmental drivers of these changes.In 2021, soil samples were collected along an altitudinal gradient on Mt. Schrankogel in Tirol. DNA was extracted, and Illumina MiSeq sequencing was employed to analyze bacterial (16S rRNA) and fungal (ITS rDNA) diversity and composition. Multivariate statistical analyses were conducted using previously gathered soil and vegetation data.The results indicated an elevation-related increase in bacterial diversity, while fungal diversity remained unaffected by altitude. Altitude, pH, and vegetation richness were identified as significant drivers of microbial community composition. Notably, pH strongly influenced bacterial communities, while vegetation richness was important for shaping fungal communities.These findings contribute to the complex field of studying microbial communities along altitudinal gradients, providing new insights into how alpine ecosystems, and microbial communities in general, might respond to future climate change.submitted by Annesophie Søgaard GrøndahlMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Skin equivalents as a model for wound healing
No full textHautäquivalente stellen eine vielversprechende Methode zur Modellierung der menschlichen Haut dar und ermöglichen die Durchführung von Wundheilungsstudien in vitro. Bis jetzt ist es jedoch unklar, inwieweit Hautäquivalente homöostatische Haut repräsentieren oder ob sie den Wundheilungsprozess widerspiegeln. In dieser Arbeit wurden Hautäquivalente, die Dermis und Epidermis enthalten, hergestellt und histologisch mit menschlicher homöostatischer Haut und Exzisionswunden verglichen. Zur Herstellung der Dermis werden dermale Fibroblasten in ein Kollagen-Hydrogel eingebettet. Nach der Polymerisation des Hydrogels werden Keratinozyten auf das Hydrogel ausgesät, um die Epidermis zu konstruieren. Durch die anschließende Kultur an der Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche wird die Differenzierung der Epidermis eingeleitet und die Hautäquivalente werden bis zu 28 Tage lang kultiviert. Die Hautäquivalente wurden histologisch auf epidermale Differenzierung, dermale Proteine und wundassoziierte molekulare Marker untersucht und mit nativer und verwundeter menschlicher Haut verglichen. Während der epidermalen Differenzierung exprimieren Keratinozyten sequenziell die Proteine K14, K10 und Loricrin. Durch Immunfluoreszenzfärbung konnte gezeigt werden, dass in den Hautäquivalenten eine Epidermisdifferenzierung stattfindet, die der in natürlicher Haut ähnelt. Dermale Fibroblasten wurden durch Färbung auf Vimentin und FSP-1 sichtbar gemacht. Überraschenderweise exprimieren Hautäquivalente wundheilungsassoziierte Proteine wie K16 und p-rpS6 sowie Marker für Schadenssignale wie cFOS oder p21, die in hoher Konzentration in Exzisionswunden der menschlichen Haut, nicht aber in homöostatischer Haut zu finden sind. Diese Studie zeigt, dass sich Hautäquivalente, die üblicherweise als Modelle der homöostatischen menschlichen Haut verwendet werden, Merkmale eines wundähnlichen Verhaltens aufweisen und daher ein wertvolles Instrument für Wundheilungsstudien in vitro darstellen könnten.Full-thickness skin equivalents (FTSEs) provide a promising approach for modeling human skin and studying wound healing in vitro. However, it is unclear how well FTSEs represent homeostatic skin. In this thesis, FTSEs encompassing the dermis and the epidermis were engineered and histologically compared to human homeostatic skin and excision wounds of human skin. Briefly, FTSEs consist of fibroblasts embedded within a collagen-hydrogel to form the dermis equivalent. After hydrogel polymerization, keratinocytes are seeded onto the hydrogel as the epidermis equivalent. Subsequent air liquid interface (ALI) culture initiates epidermal differentiation and FTSEs are kept at ALI for up to 28 days. Epidermal differentiation, quantity of dermal fibroblasts, and wounding-associated molecular markers in FTSEs were assessed histologically and compared to native and wounded human skin. The experiments confirmed that keratinocytes in FTSEs express K14, K10, and loricrin during epidermal differentiation, and immunofluorescence staining for these proteins revealed differentiation and stratification of the epidermis similar to native skin. Notably, the epidermal architecture in FTSEs resembled native skin closest within seven to twelve days of ALI initiation. Dermal fibroblasts were visualized by staining for vimentin and FSP-1, and the amount of positively stained cells increased during the cultivation period. Most surprisingly, quantifications showed that FTSEs express healing-associated proteins like K16 and p-rpS6 and damage signaling markers cFOS and p21. The comparison of FTSEs with human excision wounds revealed that cells expressing these markers are present in comparable frequency in proximity to the excision wounds but not in homeostatic skin. Overall, this study shows that FTSEs, a commonly used model of homeostatic human skin, display characteristics of wound-like behavior could therefore be a valuable tool in wound healing studies in vitro.submitted by Tanja SzikoraMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
Influence of debris-flow material composition on the morphology of alluvial fans
No full textMurgänge sind hochkonzentrierte Fließprozesse, die typischerweise ein breites Spektrum an Sedimentpartikeln enthalten. Die Zusammensetzung von Murgängen beeinflusst die Topografie von Schwemmkegeln, weshalb ein genaueres Verständnis darüber die Entwicklung neuer Strategien zur Schadensbegrenzung und von Instrumenten zur ingenieurtechnischen Gefahrenabschätzung in Bergregionen unterstützen könnte. Diese Masterarbeit untersucht, wie unterschiedlicher Gehalt und Zusammensetzung von Schluff und Ton in Murgängen sich auf das Fließverhalten, deren Ablagerungsdynamik und die Morphologie von Schwemmkegeln auswirken (Avulsion). Zur Beantwortung dieser Fragen wurden Materialtests von Mischungen mit systematisch variierter Zusammensetzung von Schluff, Ton und Wassergehalt durchgeführt. Diese Mischungen dienten der Umsetzung maßstäblich verkleinerter Murversuche zur Bildung von Schwemmkegeln, wobei das Fließverhalten von Muren und die Schwemmkegelentwicklung photogrammetrisch erfasst wurden. Materialtests weisen auf eine Ton-bedingte Wasserrückhaltung und Erhöhung der Fließspannung und Viskosität der Mischungen hin, was einen anhaltenden Porenwasserdrucküberschuss und dadurch erhöhte Fließmobilität bewirkt. Schluff scheint aufgrund seiner schnellen Absetzgeschwindigkeit nicht als Teil der Flüssigkeit zu interferieren und könnte daher für eine geringere Fließmobilität verantwortlich sein. Murversuche zeigten diese unterschiedlichen Einflüsse von Schluff und Ton: Tonreiche Mischungen bildeten Schwemmkegel mit geringen Kegelneigungen, großer Ablagerungsfläche, glatter Oberflächen, wenig Kanäle und wenig Lappen. Schluffreiche Mischungen blockierten den Fließweg an der Kegelspitze und verhinderten dadurch Avulsionsprozesse im unterliegenden Schwemmkegel. Die Ergebnisse dieser Arbeit bilden eine Grundlage für die Verbesserung von Vorhersagemethoden von Fließprozessgefahren im Hinblick auf zielgerichtete Schutzmaßnahmen und nachhaltige Landentwicklung im Bereich von Schwemmkegel.Debris-flows are landslides of the flow-type that typically contain a wide range of sediment particles, water, and mud. There is a great influence of debris-flow composition on the topography of alluvial fans, which understanding in more detail could support developing new mitigation strategies and tools for engineering hazard assessment in mountain regions. This thesis aimed to investigate how changing fine particle content and composition (silt vs. clay) in debris flows influence flow behavior, deposition characteristics and the morphology of alluvial fans (avulsion). To answer these questions, material tests of mixtures with systematically varied fine particle composition and water content were performed. Using these mixtures, scaled debris-flow fan experiments were carried out where a photogrammetric set-up captured flow behavior and fan development. Results of material tests suggest that the presence of clay causes retention of water but also reinforces yield stress and viscosity in the slurry, which is crucial for sustained excess of pore fluid pressures and related flow mobility. Silt might not interfere as part of the fluid because of its fast settling velocities and therefore could be responsible for lower flow mobility. Fan experiments revealed these different influences of silt vs. clay by affecting avulsion patterns as well as deposition characteristics and fan morphology. Fans built by clayey mixtures showed lower slopes representing greater deposition area but smoother surfaces, fewer channels and fewer lobes. Silty debris-flow mixtures caused plug formation at the apex which hindered avulsion down-fan. The outcomes of this thesis represent a foundation for improving flow hazard prediction methods aiming for appropriate implementation of mitigation measures and sustainable land development around alluvial fans.submitted by Michael Manfred ScheiberMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun
VisNIR spectroscopy of agricultural soils for assessing carbon fractions and management practices
No full textIn dieser Masterarbeit wurde VisNIR-Spektroskopie (hyperspektrale diffuse Reflexionsspektroskopie im sichtbaren und nahen Infrarotbereich von 350-2500 nm Wellenlänge) als Methode untersucht, um Kohlenstoffgehalte und landwirtschaftliches Management zu erheben. Kohlenstoff ist bedeutsam, um die Gesundheit landwirtschaftlicher Böden zu verbessern. VisNIR-Spektroskopie wird als einfache und schnelle Methode für großflächige Boden-Monitorings gesehen. Für diese Masterarbeit wurden VisNIR-Messungen von landwirtschaftlichen Böden auf 21 Standorten in Ostösterreich mit je drei Managementsystemen (Pionier, Standard und Referenz) an der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) durchgeführt. Luftgetrocknete Proben sowie solche mit 20 und 30% Wassergehalt wurden im Labor gemessen. Unterschiedliche Datenaufbereitungen wurden angewandt (Aggregation in Wellenlängenfenstern, Transformationen, spektrale Verhältnisse). Für ausgewählte Datensätze wurden lineare Regressionen (MLR, PCR und PLSR) für organischen, gelösten und mikrobiellen Kohlenstoff (SOC, DOC und Cmic) erstellt. Das genaueste Modell ergab sich aus einer PLSR für SOC aus spektralen Verhältnissen (Simple Ratio Contrast; RMSEP 0,42%, bei 0,84-7,65% tatsächlichem SOC). Als robuster stellte sich durch die Wiederbefeuchtung ein Modell mit polynomisch transformierten Daten in einer MLR heraus. Insgesamt ergaben sich moderate Modell-Ergebnisse. ANOVA wurde verwendet, um spektrale Unterschiede zwischen den Systemen zu erforschen. Die naturnahe Referenz zeigte in mehreren spektralen Bereichen signifikante Unterschiede zu Pionier und Standard. VisNIR-Spektroskopie war nicht ausreichend sensitiv, um diese beiden landwirtschaftlichen Systeme zu unterscheiden. Die Analysen zeigten übereinstimmend folgende relevante Wellenlängen für Bodenkohlenstoff und Systemeffekte: 400-500, 550-800, 1050-1150, 2050-2150 und 2350-2450 nm. Moderne Algorithmen und nicht-lineare Ansätze sind notwendig, um Vorhersagemodelle zu verbessern.In this master thesis hyperspectral visible and near infrared (VisNIR) diffuse reflectance spectroscopy from 350-2500 nm wavelength is investigated as a method for assessing soil carbon content and agricultural management. Soil carbon is important for enhancing soil health in agriculture. VisNIR spectroscopy is seen as a simple and fast method for soil monitoring at a large spatial scale. For this master thesis VisNIR measurements of agricultural soils from 21 sites in Eastern Austria with three management systems (Pioneer, Standard and Reference each) were carried out at the University of Natural Resources and Life Sciences Vienna (BOKU). Air dried and rewetted samples (20 and 30% moisture) were measured under laboratory conditions. Data processing techniques were compared regarding aggregations into wavelength windows, data transformations and spectral ratios. Selected data sets were used to set up linear regression models (MLR, PCR and PLSR) for soil organic carbon (SOC), dissolved organic carbon (DOC) and microbial carbon (Cmic). The most accurate prediction model resulted from PLSR for SOC using the Simple Ratio Contrast (SRC; RMSEP 0.42%, observed range 0.84-7.65%). More robust, as determined after rewetting, was the model derived from MLR with polynomial transformed third order data with SOC. Overall, carbon models gave moderate prediction results. Further, ANOVA was used in order to search for spectral differences between treatments. The semi-natural Reference had significantly different reflectance in several spectral regions compared to agricultural soils from Pioneer and Standard farming systems. VisNIR measurements were not sensitive enough for distinguishing these farming systems. Analysis revealed important wavelengths for both, carbon contents as well as treatment effects from 400-500, 550-800, 1050-1150, 2050-2150 and 2350-2450 nm. Advanced algorithms and non-linear approaches are needed in order to further improve model prediction accuracies.submitted by Magdalena BieberMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2023Mit deutscher Zusammenfassun