University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna
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Alteration in the production of secondary metabolites by inoculation of tomatoes with symbiotic fungi and effects on F. oxysporum f.sp. lycopersici
No full textFusarium oxysporum f.sp lycopersici (Fol) ist ein parasitischer Pilz, der die Tomate (Solanum lycopersicum) infiziert und eine bodenbürtige Krankheit, genannt Fusarium-Welke, hervorrufen kann. Die biologische Kontrolle mittels Mikroorganismen, wie endophytische oder arbuskuläre Mykorrhizapilze (AMP), gilt als versprechender Managementansatz. Um die Wirkungsweisen des endophytischen Pilzes Serendipita herbamans (Sh) und des AMP Funneliformis mosseae zu ermitteln, wurden die relativen Mengen von sekundären Metaboliten der Tomate nach einzelnen und kombinierten Inokulationen mit dem nützlichen und parasitischen Pilz analysiert. Weiters erfolgte eine Detektion einer potentiell inhibierenden Wirkung dieser sekundären Metaboliten auf das Wachstum von Fol mittels Bioautographie. Die 7 und 14 Tage nach der Inokulation mit MeOH extrahierte Metaboliten wurden mittels HPTLC aufgetrennt und die Unterschiede in den relativen Mengen zwischen den Behandlungen untersucht. Nach 7 Tagen wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt, nach 14 Tagen konnten aber höhere Mengen von zwei noch nicht näher identifizierten Metaboliten nach kombinierter Inokulation mit Sh+Fol detektiert werden. Die Inokulation mit AMF+ Fol resultierte in einem Fall in einer Zunahme des Metaboliten, aber nur relativ zu den Inokulationen ohne Fol. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass Sh sehr wahrscheinlich einen bioprotektiven Effekt auf Basis einer Resistenzinduktion in Tomate ausübt, der zu einer erhöhten Produktion von sekundären Metaboliten führt. Der schützende Effekt von AMF scheint sich hingegen eher mit anderen Wirkungsweisen in Verbindung zu stehen. Die gewählten Methoden waren für den Nachweis der direkten Hemmung der untersuchten Metaboliten auf das Wachstum von Fol nicht geeignet; weitere Studien sind daher erforderlich.Fusarium oxysporum f. sp lycopersici (Fol) is a plant pathogenic fungus causing a soilborne disease called Fusarium wilt by infecting tomato (Solanum lycopersicum). Biological control using beneficial microorganisms, like endophytic and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) is a promising approach to combat this disease. To uncover the possible modes of actions driven by the endophytic fungus, Serendipita herbamans (Sh) and AMF, Funneliformis mosseae, we examined the relative quantities of the secondary metabolites in tomato, after single and combined inoculations with the above mentioned beneficial and pathogenic fungi. Furthermore, we investigated potential inhibitory effects of the measured metabolites on the growth of Fol using bioautography. Metabolites extracted with MeOH at 7 and 14 days post inoculation (dpi) were separated by HPTLC and differences in the metabolite levels between the treatments were examined. No significant differences could be found after 7 dpi, but the combined inoculation with Fol and Sh showed higher values after 14 dpi for two metabolites that have not yet been identified. Inoculation with AMF and Fol showed an increase for one metabolite, but only relative to the inoculations without Fol. These results indicate that Sh may contribute to an induced resistance in tomato plants against Fol by enhancing the production of secondary metabolites while the bio protective effect of AMF seems to be more related to other modes of action. The methodology chosen was not suitable for demonstrating direct inhibition of the investigated metabolites on Fol growth; further studies are therefore required.submitted by Ágnes DohovitsMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Mit deutscher Zusammenfassun
Mapping tree species suitability based on fuzzy set theory
No full textDie Baumartenwahl ist eine der langfristig wirkenden Entscheidungen im Rahmen nachhaltiger Waldbewirtschaftung. Unterschiedliche Ansätze wurden vorgeschlagen bzw. sind in Verwendung, um die Eignung einer Baumart für einen bestimmten Standort zu beurteilen. Die gegenständliche Arbeit fokussiert auf das weitgehende Fehlen von quantitativen Daten und die unscharfe und zum Teil unterschiedliche Meinung von Experten. Fuzzy Logic Ansätze werden in diesem Kontext als ein möglicher methodischer Ansatz gesehen. Die Ziele der vorliegenden Arbeit sind: (i) die Entwicklung des konzeptionellen Rahmens für ein Baumarteneignungsmodell, (ii) die Implementierung des Modells mit MATLAB, und (iii) Die vorläufige Evaluierung des Models mit Daten aus dem FORSITE Projekt aus der Steiermark, Österreich.Standortsmerkmale wurden in das Temperaturregime, die Nährstoff- und die Wasserversorgung strukturiert. Jede Merkmalsgruppe wurde als Mamdani Kontrolleinheit modelliert. Als Ergebnis jeder Einheit ergibt sich jeweils ein Eignungsindex, die drei Indices werden dann in einem weiteren Schritt zu einer Gesamteignung aggregiert. Für die Aggregation wurden sowohl ein Gamma-Operator als auch ein Minimum-Operator verwendet.Das Modellverhalten wurde anhand von 30 Standorten in der Steiermark aus dem FORSITE Projekt evaluiert. Dazu wurden Eignungswerte für Picea abies, Abies alba, Fagus sylvatica und Quercus robur berechnet und vergleichend analysiert. Insgesamt entsprach das Modellverhalten entlang der ökologischen Gradienten den Erwartungen, sowohl absolut als auch in Bezug auf das relative Verhalten der Baumarteneignungswerte. Es wurde allerdings festgestellt, dass teilweise die Relationen von Input zu Output nicht konsistent waren. Gründe waren (i) die Center of Gravity Defuzzifizierungsmethode (COG), (ii) die Überlappungsbereiche von Fuzzy Sets, (iii) die Maximum-Aggregierungsmethode für Output-Fuzzy Sets, und (iv) die Regelbasis. Der Gamma-Operator produzierte gleichmäßigere Outputs im Vergleich zum Minimum-Operator. Die Resultate zeigten, dass Picea abies und Abies alba von Hochlagenstandorten bis in mittlere Höhenlagen sehr gut geeignet sind, während Fagus sylvatica und Quercus robur in mittleren und tiefer gelegenen Höhenlagen gute Eignungswerte aufwiesen.Tree species choice plays an important role in sustainable forest management. Several approaches have been studied to match the best tree species with given site conditions. However, the need for the current study has arisen due to the lack of crisp data and the difference in expert perspectives. Fuzzy logic controller is an appropriate solution to address these limitations as it could combine quantitative and qualitative approaches. The system utilizes rules instead of algorithms to model expert knowledge with crisp data.The objectives of this thesis were (1) Developing the conceptual frame for a Tree Species Suitability model, (2) Implementing the model within the MATLAB environment, and (3) Evaluating the model with data from the federal province of Styria, Austria.The environmental factors were divided into three groups including temperature regime, nutrient supply and water supply. Each group was modeled by Mamdani fuzzy logic controllers to formulate Temperature Suitability Index, Nutrient Suitability Index and Water Suitability Index. Eventually, these indices were aggregated and compared by two methods, namely Gamma operator and Minimum operator. For the model evaluation, 30 sites along different ecological gradients were selected in Styria, Austria (FORSITE project) to analyze model behavior for Picea abies, Abies alba, Fagus sylvatica and Quercus robur.Overall, the species suitability model behavior met the expectations regarding the estimated suitability indices for individual species along the gradients as well as regards the relative performance of the analyzed tree species. However, model outputs along the input gradients were partly found to be inconsistent with the given input data because of (1) the Center of Gravity defuzzification method, (2) the overlap of the output fuzzy sets, (3) the Maximum aggregation method of the output fuzzy sets, and (4) the rule base. Gamma operator produced smoother output data than Minimum operator. Results of the model showed that Picea abies and Abies alba are suitable to grow from high to medium elevations while Fagus sylvatica and Quercus robur are appropriate to plant in medium and low altitudes. The Tree Species Suitability model is a promising tool to support managers in tree species selection.Son Tran ThanhMasterarbeit University of Natural Resources and Life Sciences Vienna 2022Mit deutscher Zusammenfassun
Characterization of sub-daily flow fluctuations as a basis for sustainable hydropeaking management
No full textDurch die in Österreich besonders günstigen topografischen und hydrologischen Voraussetzungen stellen Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke mit einem Anteil von 34% an der insgesamt installierten Kraftwerksleistung von knapp 26.200 MW (2019) das Rückgrat der österreichischen Stromversorgung dar. Der flexible Einsatz von Speicherkraftwerken führt jedoch zu kurzfristigen anthropogenen Abflussschwankungen in den Gewässern, wobei grundsätzlich zwischen Abflussanstieg (Schwall) und Abflussrückgang (Sunk) zu unterscheiden ist.Dieser Eingriff in die natürliche Abflussdynamik eines Gewässers kann sich über vergleichsweise lange Gewässerstrecken auf Fische, Benthos und andere Gewässerorganismen auswirken.Die von Schwallbelastungen betroffenen Gewässer sind in Österreich großteils per Verordnung als „erheblich veränderte Wasserkörper“ ausgewiesen und müssen daher den Zielzustand gutes ökologisches Potential erreichen.Die vorliegende Dissertation befasst sich mit den öko-hydrologischen Aspekten des Schwallbetriebs als wesentliche Grundlage für ein vertieftes Verständnis der ökologischen Auswirkungen bzw. für die standardisierte Bewertung von Maßnahmen zur Minderung schwallbedingter ökologischer Auswirkungen. Der Fokus liegt dabei ausschließlich auf kurzfristigen Abflussschwankungen bzw. auf kurzfristigen Abflussregimen. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Methoden bilden die Grundlage für ein hydrologisches Bewertungs- und Monitoring-Konzept, das darauf abzielt, kurzfristige Abflussregime zu charakterisieren und zu vergleichen (Publikation 1). Darüber hinaus liefern sie die hydrologische Grundlage für eine standardisierte ökologische und ökonomische Bewertung von Maßnahmen zur Minderung der Schwallbelastung (Publikation 2). Beide methodischen Ansätze sollen dazu beitragen, die Wasserkraft nachhaltiger zu gestalten. Die im Rahmen der Dissertation entwickelten Algorithmen (HydroPeak und PeakTrace) sind als Open-Source-R-Pakete verfügbar.Due to the particularly favorable topographical and hydrological conditions in Austria, storage and pumped storage hydropower plants represent the backbone of Austria's electricity supply, boasting a share of 34% of the total installed power plant capacity. The flexible operated storage hydropower plants, however, lead to artificial sub-daily flow fluctuations (hydropeaking). Anthropogenic changes in the natural flow dynamics by the operation of storage hydropower plants can affect fish, macroinvertebrates and other aquatic or riparian organisms over comparatively long river stretches.In Austria, most of the water bodies affected by hydropeaking are designated as "heavily modified water bodies" and must therefore achieve good ecological potential by implementing relevant measures.This thesis focuses on the ecohydrological aspects of hydropeaking as an essential basis for a deeper under-standing of the ecological impacts as well as the development and standardized evaluation of measures to re-duce the impacts. The focus is exclusively on sub-daily flow fluctuations respectively on sub-daily flow re-gimes. The methods developed within the framework of this thesis provide the basis for a hydrological assess-ment and monitoring concept aimed at characterizing the sub-daily flow regime by describing its temporal variability, and comparing the conditions of several hydrographs or periods (publication 1). Moreover, they provide the hydrological basis for a standardized ecological and economical evaluation of hydropeaking miti-gation measures (publication 2). The algorithms developed within the scope of the dissertation (i.e., HydroPeak and PeakTrace) are available as open-source R packages. The methods presented in this thesis are also relevant for sustainable hydropeaking mitigation in line with the EU taxonomy for sustainable electricity from hydropower.submitted by Franz GreimelDissertation Universität für Bodenkultur Wien 2022Mit deutscher Zusammenfassun
Evaluation of a monitoring system for irrigation control
No full textBewässerungswassermanagementpraktiken können stark von der Verwendung von Bodenwassersensoren profitieren. Daher wurde ein bestehender Aufbau zur Messung von Bodenwasseranteil und Matrixpotenzial zur Bewässerungssteuerung hinsichtlich Genauigkeit, Präzision, Reaktionszeit und Temperatureinflüssen verschiedener Sensoren evaluiert. Die ausgewerteten Sensoren waren MPS-6 (Decagon Devices), Watermark (Irrometer), Hydra Probe (Stevens Water) und SM1 (Adcon Telemetry). Auf dem Versuchsfeld wurden gestörte und ungestörte Bodenproben entnommen. Der Wasseranteil wurde ermittelt, um die Genauigkeit der Sensoren zu bewerten. pF-Kurven wurden aus In-situ-Daten unter Verwendung eines Computerprogramms erstellt, um bodenhydraulische Parameter zu erhalten. Gleichfalls wurden im Labor p-F Kurven und bodenhydraulische Parameter ungestörter Proben ermittelt.Die Ergebnisse der verschiedenen Kombinationen der In-situ-Daten wurden miteinander und den im Labor erhaltenen Kurven verglichen. Ziel war es, Unterschiede zwischen Labor- und verschiedenen in-situ abgeleiteten Wasserretentionsfunktionen zu quantifizieren, Gesamtunsicherheiten verschiedener Sensoren abzuschätzen und Empfehlungen für optimale Sensorkombinationen zu entwickeln. Der SM1 spiegelte nicht die vom Hersteller angegebenen Genauigkeitsgrenzen wider. Es zeigte sich, dass sich die Genauigkeit mit der Tiefe der Messungen im Bodenprofil verbesserte. Die Genauigkeit des MPS-6 ist abhängig vom Bodenwasserzustand und liefert im trockenen Bereich ungenauere Ergebnisse. Temperatureinflüsse auf die Messungen der Sensoren wurden für das MPS-6 und das SM1 dokumentiert. Letzterer ändert seine Reaktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur. Es war möglich, pF-Kurven von allen Sensorkombinationen zu erzeugen. Die Matrixpotentialsensoren in Kombination mit der Hydra Probe lieferten Ergebnisse, die denen im Labor näher kommen. Nichtsdestotrotz führte auch die Kombination des SM1 mit dem MPS-6 zu guten Ergebnissen.Irrigation water management practices can greatly benefit from using soil moisture and matric potential sensors. Therefore, an existing setup for soil water content and matric potential monitoring for irrigation control was evaluated with respect to accuracy, precision, response time and temperature effects of different sensors. The evaluated sensors were MPS-6 (Decagon Devices), Watermark (Irrometer), Hydra Probe (Stevens Water) and SM1 (Adcon Telemetry). Disturbed and undisturbed soil samples were taken from the test field. The water content was obtained to evaluate the accuracy of the water content sensors. pF-curves were created from in-situ data using a computer program to obtain soil hydraulic parameters and from laboratory analysis. The results of the different combinations of the in-situ data were compared with each other and the curves obtained in the laboratory. The aim was to quantify differences between laboratory and different in-situ derived water retention functions, to estimate overall uncertainties of different sensors and to develop recommendations for optimal sensor combinations. The SM1 did not reflect the producer-claimed limits for accuracy. It was found that the accuracy improved with the depth of the measurements in the soil profile. The precision of the MPS-6 is dependent on the soil water status, delivering less precise results in the dry range. Temperature effects on the measurements of the sensors were documented for the MPS-6 and the SM1. The later changing its speed of response depending on the temperature. It was possible to generate pF-curves from all combinations of sensors. The matric potential sensors in combination with the Hydra Probe delivered results closer to those obtained in the laboratory. Nevertheless, the combination of the SM1 with the MPS-6 lead to notable results as well.submitted by Veronika EllensohnMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 202
Untersuchung der demographischen Entwicklung zweier Bachforellenpopulationen im Kontext der Habitatnutzung der böhmischen Masse
No full textLebensräume von Fischpopulationen können durch eine Vielzahl abiotischer und biotischer Umweltfaktoren beschrieben werden. Eine gebräuchliche Möglichkeit, die Habitateignung für Fischarten bzw. deren einzelner Entwicklungsstadien anhand abiotischer Faktoren zu beschreiben, ist die Verwendung univariater Präferenzkurven.Der vorliegenden Arbeit lag ein siebenjähriger Datensatz an Bestandserhebungen zu Bachforellenpopulationen in verschiedenen Abschnitten der Großen Mühl und des Kamps vor, zweier Gewässer der Böhmischen Masse. Die hydrodynamischen Verhältnisse der Untersuchungsstrecken an den Tagen der jeweiligen Befischungen wurden den aufgenommenen Abundanzen und Biomassen der Populationen gegenübergestellt. Dabei wurde das Ziel verfolgt, mittels einer solch großskaligen und daher zeitsparenden Habitataufnahme Erkenntnisse über den Einfluss von ausgewählten abiotischen Parametern (Fließgeschwindigkeit, Wassertiefe, Größe der Wasseroberfläche und des Wasservolumens) auf die Entwicklung von Bachforellenpopulationen zu gewinnen.Die Ergebnisse zeigten, dass die erhobenen Momentaufnahmen, sowohl der Wasseroberflächen und Wasservolumen, als auch der gewichteten nutzbaren Flächen, basierend auf der Fließgeschwindigkeit und/oder der Wassertiefe, nicht in der Lage waren, die Demographie der Bachforellenpopulationen und deren Entwicklung zu erklären. Somit konnten sie auch nicht dazu dienen, Aussagen über die Tragfähigkeit der Gewässer zu treffen. Übergeordnete Aspekte, wie der Jahresverlauf der Wassertemperaturen oder der Abflussverhältnisse, scheinen auf der Untersuchungsebene von ganzen Populationen ausschlaggebender zu sein und könnten daher Erklärungen zu Ausprägungen und Entwicklungen von Populationen und in weiterer Folge auch zur Tragfähigkeit der untersuchten Flüsse liefern.Habitats of fish populations can be described by various abiotic and biotic environmental factors. A common way to describe the habitat suitability of fish species respectively their particular developmental stages with abiotic factors is the use of univariate preference curves.The present work was based on a seven-year data set of annual stock assessments of brown trout populations in different sections of the rivers Große Mühl and Kamp, two water bodies of the Bohemian Massif. The hydrodynamic conditions of the investigated stretches at the days of the particular stock assessments were compared to the recorded abundances and biomasses of the populations. The aim was to gain insights into the influence of selected abiotic parameters (flow velocity, water depth, size of water surface and water volume) on the development of brown trout populations, using such a large-scale and therefore time-saving habitat assessment method.The results showed that the recorded data of particular days of the water surfaces and water volumes, as well as the weighted usable areas based on flow velocity and/or water depth, were not able to explain the demography of brown trout populations and its development. Therefore, the data could also not be used for making statements about the carrying capacity of the water bodies. Superordinate aspects, like the annual course of the water temperatures or the discharge conditions, seem to be more decisive on the investigation level of whole populations and could consequently provide explanations for characteristics and developments of populations and subsequently also for the carrying capacity of the investigated rivers.verfasst von Gabriel GruberMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Mit englischer Zusammenfassun
Vergleichende Ökobilanzierung (LCA) der Holzrückung mittels Forwarder
No full textEin dominierendes Thema dieser Zeit ist die Diskussion über Ressourcenverknappung und Klimaerwärmung, mit der ein verstärkter Fokus auf einen nachhaltigen Umgang mit unserem Planeten einhergeht. Das betrifft auch den Forstsektor. Die Ökobilanzierung (Life Cycle Assessment – LCA) ist eine präzise Methode, um die mit einem Produkt verbundenen, potenziellen Umweltwirkungen im Verlauf seines Lebenswegs abschätzen zu können. Das Ziel dieser Arbeit ist die Erstellung von Ökobilanzen auf Basis von globalen Studien, die sich mit der Holzrückung mittels Forwarder befassen. Als Systemgrenze wurde die Rückung vom Waldort bis zur Forststraße festgelegt und beinhaltet die Prozesse Leerfahrt, Laden, Lastfahrt und Entladen. Die aus der Literatur gewonnenen Eingangsparameter umfassen unter anderem Maschinenproduktivität, -gewicht und Treibstoffverbrauch. Für die Rückung von 1 m3 Holz wurden die Umweltwirkungen für Klimaänderung, fossilen Abbau und Humantoxizität analysiert. Das Treibhauspotenzial (GWP100) der Forwarderrückung beträgt 0,88 bis 9,30 kg CO2-eq m-3, der fossile Abbau 0,35 bis 3,64 kg oil-eq m-3 und die Humantoxizität 0,11 bis 1,46 kg 1,4-DCB-eq m-3. Den höchsten Anteil (60 %) an den Umweltwirkungen nimmt die Verbrennung fossiler Energieträger während der Forwarderrückung ein. Den größten Einfluss auf die Umweltwirkungen hat die Maschinenproduktivität. Vergleicht man die Studien in einer Durchforstung mit denen in einer Endnutzung, stellt man signifikant höhere Umweltwirkungen in der Durchforstung fest. Zusammenfassend gilt, für jede Nutzung den Bestandesbedingungen entsprechende Forwardermodelle zu wählen oder eventuell eine alternative Rückemethode zu prüfen, um den Umwelteinfluss zu minimieren. Aufgrund der hohen Varietät der Studien (Holznutzung in Plantagen vs. im Gebirge, Holznutzung in jungen Beständen vs. alte Bestände) ist, mit Ausnahme der Produktivität, häufig ein sehr geringer Zusammenhang zwischen Eingangsparametern und Umweltwirkungen gegeben.One of the dominant topics of this time is the discussion about resource depletion and global warming, which goes hand in hand with an increased focus on sustainable management of our planet. This also affects the forestry sector. Life Cycle Assessment (LCA) can be considered as a precise method to estimate the potential environmental impacts associated with a product over its lifetime. The objective of this work is to generate LCAs based on global studies dealing with timber extraction by forwarders. The system boundary was defined as the extraction of wood from the forest site to the forest road and includes the processes of driving unloaded, loading, driving loaded and unloading. The LCA input parameters obtained from the studies include machine productivity, fuel consumption and machine weight. For extracting of 1 m3 of wood by the forwarder, the environmental impacts for climate change, fossil degradation and human toxicity have been analyzed. The global warming potential (GWP100) of the extraction of wood by the forwarder ranges from 0.88 to 9.30 kg CO2-eq m-3, fossil degradation from 0.35 to 3.64 kg oil-eq m-3, and human toxicity from 0.11 to 1.46 kg 1,4-DCB-eq m-3. At 60 %, burning of fossil fuels during the extraction process has the highest share of environmental impacts. Machine productivity has a major influence on the potential environmental effects. Comparing the studies in a thinning operation with those in a final cut, the mean environmental impact is significantly higher in thinnings. It is recommended to select an adequate forwarder class adapted to the stand conditions or even consider an alternative extraction method to minimize the environmental impacts. Due to the high variability of the studies (haulage in plantations vs. the mountains, extraction in young stands vs. old stands), there is often a very low correlation, apart from machine productivity, between input parameters and environmental impacts.verfasst von Julian GrünbergMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Mit englischer Zusammenfassun
The effects of climate change on harvest properties (total soluble solids, harvest date) in the wine producing region of South Tyrol, Italy, during 1996-2016
No full textDer Klimawandel beeinflusst die Weinanbaubedingungen weltweit. Im weltweiten Vergleich drastischere Veränderungen haben aber Bergregionen wie z.B. die Alpen erfahren. Das Ziel dieser Studie ist, zu quantifizieren, wie der Klimawandel die Weinproduktion in Südtirol, Italien, verändert hat. Dabei lag das Augenmerk darauf, wie sich die Eignung von Standort und Sorten in Bezug auf die Eigenschaften des Lesegutes in einem längeren Zeitraum entwickelt hat. Dafür wurden historische Ernteaufzeichnungen (Lesedatum, Ertrag, Zuckergehalt), die den Zeitraum von 1996 bis 2016 abdecken, mit genauen Temperatur- sowie Geländedaten verknüpft. Dazu wurden bioklimatische Indizes anhand von interpolierten Temperaturkarten berechnet, die sich über 548 Weinbergen erstrecken (135 ha Gesamtfläche und Höhenlagen zwischen 202 m und 764 m über dem Meeresspiegel).Von 1996 bis 2016 fand ein Temperaturanstieg während der Vegetationsperiode statt. Der Huglin Index, der Winkler Index, der Average Growing Season Temperature (GSTavg), und der Cool Night Index (CNI) sind in diesem Zeitraum um 93 GDD, 172 GDD, 0.9°C, und 2.4°C gestiegen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Zeitpunkt der Lese nach 1580 GDD (R2=0.65) erreicht wird. Allerdings konnten wir, im Gegensatz zu anderen Studien, keine Ernteverfrühung feststellen. Die Zuckergehalte in den Beeren sind angestiegen (0.09 °KMW pro Jahr; R²=0.67). Während es nicht möglich war, direkte Zusammenhänge zwischen Temperaturen und Zuckergehalten festzustellen, schließen wir, dass an die wärmeren Temperaturen angepasste Kulturmaßnahmen, wie z.B. Reifeverzögerung und Ertragsregulierung, den Kellereien ermöglichen, ein hohes Qualitätsniveau auch in einem sich wandelnden Klima beizubehalten.Diese Studie gibt Einblick darüber, wie der Klimawandel die Anbaubedingungen und schlussendlich die Eigenschaften des Lesematerials über einen Zeitraum von 20 Jahren beeinflusst und bildet die Grundlage für die Entwicklung von etwaigen Anpassungsstrategien, die dazu dienen, die Qualität und Typizität der im Untersuchungsgebiet angebauten Sorten zu erhalten und für den Weinbau geeignete Lagen auszuwählen.Climate change is affecting vine growing conditions and wine production in many regions worldwide. However, in comparison, mountain environments such as the Alps have experienced more drastic shifts. The aim of this study was to shed light on how climate change affects wine production in South Tyrol, Italy. More precisely, we wanted to analyse how it alters the suitability of grapevine cultivars and vineyard sites on a long-term basis by impacting harvest properties. Therefore, historical vintage records (cultivar, harvest date, yield, and sugar content) that cover a period from 1996 to 2016 have been combined to accurate temperature and topographic data. In detail, bioclimatic indices have been calculated from interpolated temperature maps that cover 548 different vineyard sites (135 ha) at an elevational range between 202 m and 764 m a.s.l.From 1996 to 2016, growing conditions have become warmer. The Huglin Index, the Winkler Index, the Average Growing Season Temperature (GSTavg), and the Cool Night Index (CNI) have increased by 93 GDD, 172 GDD, 0.9°C, and 2.4°C, respectively. Our results indicate that harvests take place after a thermal time of about 1580 GDD (R2=0.65) has been reached, but, unlike many other studies, they have not shifted towards earlier dates. Grape sugar levels have experienced a noticeable increase (0.09 °KMW per year; R²=0.67). While we were unable to connect that to thermal indices, we conclude that to climate change adapted vineyard management practices, e.g., harvest retardation or yield regulation, may have enabled wineries to better exploit grape ripeness under warmer growing conditions.This study provides detailed insights on how climate change is impacting harvest properties in a mountain environment over a 20-year period. It builds the indispensable basis for developing adaptation strategies aimed at the preservation of high-quality wines and their typicity and selecting the most appropriate sites for future viticultural production.submitted by Laura NockerMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Masterarbeit Hochschule Geisenheim University 2022Mit deutscher Zusammenfassun
Forest dynamics of the natural forest reserve Schiffwald
No full textVeränderungen der Waldmerkmale, die in erster Linie durch natürliche Störungen beeinflusst werden, kennzeichnen die Walddynamik. Naturwaldreservate (NWR) bieten eine einzigartige Möglichkeit, die natürliche Walddynamik zu untersuchen, da sie von menschlicher Bewirtschaftung unbeeinflusst sind. In diesem Zusammenhang wurden im NWR Schiffwald 45 Probeflächen mit einem festen Radius von 9.77 Metern im Jahr 2021 neu beprobt, um die Walddynamik der letzten 12 Jahre zu untersuchen. Das NWR Schiffwald liegt an den Nordhängen des Hochschwabmassivs zwischen 960 und 1500 Metern Seehöhe und ist mit 692 Hektar eines der größten NWRs in Österreich. Zur Beurteilung des aktuellen Zustandes des NWR war eine deskriptive Analyse des Bestandes, der Durchmesser- und Höhenverteilung, der Naturverjüngung und der Totholzmengen erforderlich. Außerdem wurde ein Vergleich mit den Daten des letzten Inventurzyklus aus dem Jahr 2009 vorgenommen, um die natürliche Walddynamik zu untersuchen. Im Jahr 2021 betrug der Vorrat 284.90+/-155.03 m3/ha, das sind 16,81 m3/ha weniger als im Jahr 2009. Das Totholzvolumen nahm im Jahr 2021 um 14,68 m3/ha zu und betrug im Durchschnitt 71,62 m3/ha. Etwa 80 % des Totholzes war stehendes Totholz, während sich 60 % des Totholzes im Jahr 2021 in den frühen Stadien der Zersetzung befanden. Aufgrund der begrenzten Menge an fortgeschrittenem und stark zersetztem Totholz war die Anzahl der Individuen in der natürlichen Verjüngung im Jahr 2021 deutlich geringer als im Jahr 2009. Durch die höhere Anfälligkeit der Fichte für natürliche Störungen könnte die Heterogenität der unterschiedlichen Entwicklungsphasen im Reservat in den kommenden Jahrzehnten aufgrund erhöhter Mortalität zunehmen. Für die kontinuierliche Beschreibung der Ursachen der Mortalität und der künftigen Dynamik der Wälder ist daher die Fortsetzung des Monitorings unbedingt erforderlich.Changes in forest characteristics, primarily influenced by natural disturbances, characterize forest dynamics. Natural forest reserves (NFR) provide a unique chance to study natural forest dynamics since they are unaffected by human management. In this regard, 45 sample plots with a 9.77 meter fixed radius were resampled in the NFR Schiffwald in 2021 to examine forest dynamics over the previous 12 years. The NFR Schiffwald is located on the northern slopes of the Hochschwab massif between 960 and 1500 meters above sea level and, and with 692 hectares, one of the largest NFRs in Austria. To assess the current state of the NFR a descriptive analysis of the growing stock, diameter and height distribution, natural regeneration, and deadwood volumes was required. Besides this, a comparison with the data from the last inventory cycle from 2009 was undertaken to examine the natural forest dynamics. In 2021, the growing stock was 284.90+/-155.03 m3/ha, which was 16.81 m3/ha less than in 2009. In 2021, the volume of deadwood increased by 14.68 m3/ha and averaged at 71.62 m3/ha. In 2021, around 80% of the deadwood was categorized as standing deadwood, while 60% of the deadwood was in the early stages of decomposition. Due to the limited amount of advanced and heavily decomposed deadwood, the number of individuals in the natural regeneration in 2021 was considerably lower than in 2009. Due to a higher vulnerability of Norway spruce to natural disturbances, the heterogeneity of various development stages could increase in the following decades due to a higher mortaility. To determine the actual causes of tree morality and to continuously study the future dynamics of forests, additional research and monitoring is needed.submitted by Ajdin StarcevicMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Masterarbeit University of Eastern Finland 2022Zusammenfassung in deutscher Sprach
Genetic and survival analysis of survival time of local chicken ecotypes naïvely challenged with Newcastle disease in Ghana
No full textDie Newcastle-Krankheit (ND) stellt eine weltweite Bedrohung für Hausgeflügel dar, insbesondere in Afrika und Asien. Um die genetische Grundlage der Reaktion lokaler ghanaischer Hühnerökotypen auf das Newcastle Disease Virus (NDV) zu untersuchen, wurden drei Hühnerökotypen aus der Waldzone (FO), der Küstensavanne (CS) und der Innensavanne (IS) im Alter von 28 Tagen naiv mit velogenem NDV infiziert. Diese Studie konzentrierte sich auf die genetische Analyse und die Analyse der Überlebenszeiten dieser Vögel, die mit dem Virus infiziert waren. Die gesammelten Daten umfassten Informationen über die Überlebenszeit von 1 167 Vögeln. Die Überlebenszeit wurde berechnet als die Anzahl der Tage von der NDV-Exposition bis zum Zeitpunkt der Keulung. Die Überlebenszeit wurde mit Hilfe eines Überlebensmodells (SM) und eines linearen Modells (LM) analysiert, um genetische Parameter zu schätzen. Die Schätzungen der Heritabilität lagen zwischen 0,12 (LM) und 0,20 (SM) unter Verwendung von Stammbauminformationen. Die Heritabilitätsschätzung für die Überlebenszeit aus der genomischen Vorhersage war etwas höher (0,27). Wir beobachteten geringe genetische Korrelationen zwischen der Überlebenszeit und den natürlichen Antikörpern sieben Tage nach der Exposition sowie den Läsionswerten. Immunbezogene Gene, verhaltensbezogene Gene und wachstumsbezogene Gene wurden bei der GWAS-Analyse mit der Überlebenszeit in Verbindung gebracht. Wir schlagen vor, dass die Überlebenszeit von mit NDV infizierten Hühnern durch selektive Zucht verbessert werden könnte, um NDV-resistente Hühner in Ghana zu erzeugen.Newcastle disease (ND) is a global threat to domestic poultry, particularly in Africa and Asia. To investigate the genetic basis of the response of local Ghanaian chicken ecotypes to Newcastle disease virus (NDV), three chicken ecotypes from the forest zone (FO), coastal savanna (CS), and interior savanna (IS) were naively infected with velogenic NDV at 28 days of age. This study focused on genetic analysis and survival analysis of these birds infected with the virus. The data collected included information on the survival time of 1 167 birds. Survival time was calculated as the number of days from NDV exposure to the time of culling. Survival time was analyzed using a survival model (SM) and a linear model (LM) to estimate genetic parameters. Heritability estimates ranged from 0.12 (LM) to 0.20 (SM) using pedigree information. The heritability estimate for survival from genomic prediction was slightly higher (0.27). We observed low genetic correlations between survival time and natural antibodies seven days after exposure and lesion levels. Immune-related genes, behavior-related genes, and growth-related genes were associated with survival time in GWAS analysis. We suggest that survival of chickens infected with NDV could be improved by selective breeding to produce NDV-resistant chickens in Ghana.submitted by Issabelle AmpofoMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Masterarbeit Wageningen University & Research 2022Zusammenfassung in deutscher Sprach
Core-shell encapsulation of human mesenchymal stem cells for dynamic 3D-cultivation
No full textDer Bedarf an Stammzellen als Teil neuer zellbasierter Therapien, Tissue Engineering und in der Arzneimittelprüfung hat sich in der letzten Dekade drastisch erhöht. Da mesenchymale Stammzellen (MSCs) aus Geweben von Erwachsenen gewonnen werden, sind sie ethisch bedenkenlos. Sie besitzen dennoch die Fähigkeit zur Differenzierung und Regulierung der Immunantwort. MSCs sind adhärente Zellen und obwohl der Übergang ihrer Kultivierung von 2D zu 3D positive Aspekte mit sich bringt und in vivo-ähnlicher ist, entstehen dadurch neue Herausforderungen. Hohe Scherkräfte in Bioreaktoren, fehlende anhaftbare in vivo-ähnliche Oberflächen und Schwierigkeiten bei der Zell-Überwachung und -Gewinnung verursachen noch Probleme in verschiedenen 3D Kultivierungssystemen, besonders bei sensitiven Stammzellen. Wir haben versucht manche dieser Probleme durch Verkapselung von MSCs in Alginat “Core-Shell”-Kapseln, die aus einer äußeren Alginat Hülle und einem viskosen inneren Kern bestehen, zu umgehen. Die Kapselwand schützt die Zellen vor starken Scherkräften. Ein Vorteil war, dass die Zellen im Kapselkern gefärbt und durch ein Mikroskop überwacht werden konnten. Zusätzlich formenten die Zellen Aggregate innerhalb der Kapsel und erzeugten ihre eigene Mikroumgebung. Diese wurde von den Zellen benötigt, um in ihrem Stammzellzustand zu bleiben und verstärkte Zellteilung im Vergleich zu 2D. Das Erhöhen der Viskosität durch Verdickungsmittel wie Carboxy Methylzellulose führte zu runder-geformten Kapseln, was eine gleichmäßige Diffusionsrate von allen Seiten zu den MSCs im Kern ermöglichte. Wir konnten ein 3D Kultivierungsformat, das die Expansion von MSCs zuließ, und ein Protokoll zur Gewinnung der Zellen entwickeln, das eine Voraussetzung für Downstream-Applikationen ist. Obwohl die Entwicklung dieser Kultivierungsmethode vielversprechende Ergebnisse erzielt hat, sind weitere Experimente zu Automatisierung und Up-Scaling der Zell-Expansion nötig und werden in Zukunft noch durchgeführt werden.The demand for stem cells as part of novel cell-based therapies, tissue engineering and drug testing has increased drastically over the past decade. Since mesenchymal stem cells (MSCs) can be derived from adult tissues, they are free from ethical concerns and whilst they still have the ability to differentiate and modulate immune responses. MSCs are adherent cells and although a transition of their cultivation from 2D to 3D has positive aspects and is more in vivo-like, new challenges arise with it. High shear forces in bioreactors, the lack of attachable in vivo-like surfaces and difficulties in cell monitoring and recovering still cause problems in different 3D cultivation systems, especially for sensitive stem cells. Here we tried to evade some of these problems by encapsulation of MSCs into alginate core-shell capsules, which are composed of an outer alginate shell and an inner viscous core. The capsule shell can shield the cells from high shear forces. An advantage was, that the cells in the capsule core could be stained and monitored through a microscope. In addition, cell aggregates ware formed by the cells within the capsule interior which could create their own microenvironment. This was needed for cells to remain in their stem cell state as well as enhances cell proliferation compared to 2D. Increasing the viscosity using thickening agents such as carboxy methyl cellulose resulted in more spherical shaped capsules which enabled equal diffusion rates from all sides into the core to the MSCs. We could develop a 3D cultivation format that allowed for expansion of MSCs and a harvesting protocol which is the requirement for downstream applications. Although the development of this cultivation method showed promising results, experiments on automation and up-scaling cell expansion are still needed and will be done in the future.submitted by Manuel LuxMasterarbeit Universität für Bodenkultur Wien 2022Zusammenfassung in deutscher Sprach