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Combining peak- and chromatogram-based retention time alignment algorithms for multiple chromatography-mass spectrometry datasets
No full textHoffmann N, Keck M, Neuweger H, et al. Combining peak- and chromatogram-based retention time alignment algorithms for multiple chromatography-mass spectrometry datasets. BMC Bioinformatics. 2012;13(1): 21.Background
Modern analytical methods in biology and chemistry use separation techniques coupled to sensitive detectors, such as gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). These hyphenated methods provide high-dimensional data. Comparing such data manually to find corresponding signals is a laborious task, as each experiment usually consists of thousands of individual scans, each containing hundreds or even thousands of distinct signals. In order to allow for successful identification of metabolites or proteins within such data, especially in the context of metabolomics and proteomics, an accurate alignment and matching of corresponding features between two or more experiments is required. Such a matching algorithm should capture fluctuations in the chromatographic system which lead to non-linear distortions on the time axis, as well as systematic changes in recorded intensities. Many different algorithms for the retention time alignment of GC-MS and LC-MS data have been proposed and published, but all of them focus either on aligning previously extracted peak features or on aligning and comparing the complete raw data containing all available features.
Results
In this paper we introduce two algorithms for retention time alignment of multiple GC-MS datasets: multiple alignment by bidirectional best hits peak assignment and cluster extension (BIPACE) and center-star multiple alignment by pairwise partitioned dynamic time warping (CEMAPP-DTW). We show how the similarity-based peak group matching method BIPACE may be used for multiple alignment calculation individually and how it can be used as a preprocessing step for the pairwise alignments performed by CEMAPP-DTW. We evaluate the algorithms individually and in combination on a previously published small GC-MS dataset studying the Leishmania parasite and on a larger GC-MS dataset studying grains of wheat (Triticum aestivum).
Conclusions
We have shown that BIPACE achieves very high precision and recall and a very low number of false positive peak assignments on both evaluation datasets. CEMAPP-DTW finds a high number of true positives when executed on its own, but achieves even better results when BIPACE is used to constrain its search space. The source code of both algorithms is included in the OpenSource software framework Maltcms, which is available from http://maltcms.sf.net webcite. The evaluation scripts of the present study are available from the same source
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Proceedings of the Fourth International Conference on Guayule Research and Development Conference: Tucson, Arizona, October 16-19, 1985
No full textThe Guayule Rubber Society, The University of Arizona College of Agriculture, United States Department of Agriculture.INVITED REVIEW PAPERS: The Performance of Guayule in Australia / P. L. Milthorpe – The Guayule Program in Argentina / R. Ayerza and D. Bengtson – GUAYULE ACTIVITIES IN THE UNITED STATES, IRAQ AND NEW ZEALAND: New Attempts to Introduce Guayule Into Iraq / S. H. AI-Abbasi, N. A. Muradian, N. A. Jajawi, and A. A. Hassan – Guayule-the New Zealand Experience / J.O. Taylor – Gila Guayule Natural Rubber Industry in 1992: Status, Potential, Financial Requirements / W. Miller, J. Reidl, W. Cole, and S. Prather – TISSUE CULTURE: Establishment of Guayule Tissue in vitro for Somatic Cell Hybridization / J. Ruffin, U. Banerjee, and R. Navasero – Cloning Guayule Plant Selections Via Tissue Culture / D.N. Radin, R.A. Norton, and E. Rodriguez – Control of Morphogenesis in Guayule Tissue Culture / J. E. Peters, C. Salvucci, and J. Levasseur – Rubber Synthesis in Crown Gall and Normal Tissue Cultures of Guayule / R.A. Norton, D. N. Radin, and E. Rodriguez – SEEDS AND SEEDING: Guayule Seed Harvesting Equipment / B. Lorenzen and W. Coates – Improved Quality of Chemically Treated Guayule (Parthenium argentatum Gray) Seeds / G. R. Chandra and D. A. Bucks – Direct Seeding of Guayule Under Dryland Conditions / C. L. Gonzalez and R. J. Rektorik – Direct Seeding of Guayule in West Texas / M. A. Foster, T. D. Carrillo, and J. Moore – Direct Seeding for Economical Guayule Field Establishment / D. A. Bucks, R. L. Roth, D. E. Powers, and G. R. Chandra – SALINITY: Salinity in Relation to Direct Seeding of Guayule / S. Miyamoto – The Effects of Certain Sodium and Calcium Salts on the Germination of a Guayule Cultivar / S. K. Ballal and T. J. Daugherty – Salt Tolerance of Guayule / E. V. Maas, T. J. Donovan, L. E. Francois, and G. E. Hamerstrand – Water Quantity and Quality Requirements of Guayule: Tentative Assessment / S. Miyamoto and D. A. Bucks – BIOREGULATORS: The Cultivar Effect on the Bioinduction of Guayule Rubber / E. Hayman, S. Gold and H. Yokoyama – The Regulation of Isoprenoid Synthesis in Guayule Seed by the Bioregulator 2-(4-Methylphenoxy) Triethylamine (MPTA) / C. R. Benedict, C. L. Rosenfield, M. A. Foster, and H. Yokoyama – Effect of Phytohormones on Germination and Growth of Guayule Parthenium argentatum Gray / E. Flores, J. Meza and M. A. Martinez – GENETICS: Evaluation of Diploid and Tetraploid Guayule for Rubber and Other Characters / S. Kuruvadi – Meiotic Analysis and Fertility of F₁ Hybrids Between Guayule, Parthenium argentatum, and Arborescent Parthenium tomentosum var. stramonium / A. Hashemi, J. G. Waines, and W. W. Wright – Variation in Morphology, Chromosome Number, and Chemistry in Mariola (Parthenium incanum) / J. West, A. Hashemi, J. G. Waines, and W. W. Wright – Selection and Hybridization for Improved Rubber Yield in Guayule / H. H. Naqvi, T. Burch, and J. G. Waines – Rubber Yield Evaluation of New Guayule Selections / A. Estilai and J.G. Waines – Rubber Analysis of Guayule at the TAES-Firestone Research Site / M. A. Foster, T. S. Ward, and J. Moore – Development of Interspecific Hybrids in Parthenium / H. H. Naqvi, J. Davey, and J. G. Waines – A New Industry and a Contribution to Our National Security If? / H. M. Tysdal – SHRUB HARVEST BY CLIPPING: Clipping as an Agronomic Practice in Guayule / D. T. Ray, D. J. Garrot Jr., D. D. Fangmeier, and W. Coates – Effects of Season of Pollarding and Cutting Height on Growth and Survival of Guayule / M. A. Foster, T. S. Ward, T. D. Carrillo, and J. Moore – Development of a Clipper for Guayule Shrub Harvesting / W. Coates – AGRONOMIC PRACTICES: The Effect of Flowering Upon Rubber Production in Guayule / K. L. Willard and D. T. Ray – Guayule Rubber Production When Interseeded with Buffelgrass (Cenchrus ciliaris) Under Dryland Conditions in South Texas / C. L. Gonzalez – The Effect of Honey Bee Pollination on the Seed Quantity and Quality of Cultivated Guayule Parthenium argentatum Gray / A. N. Mahmood, D. T. Ray, and G. D. Waller – Comparative Phosphorus Requirements of GuayuIe Cultivars / J. R. Thomas – Guayule Seed/Rubber Production Cash Flow Analysis Using Commercial Computer Software / N. G. Wright – RUBBER QUALITY: Purification of Rubber Particles from Guayule (Parthenium argentatum Gray) Tissue / R. A. Backhaus and G. R. Chandra – Effects of Storage on the Molecular Weight of Rubber Contained in Guayule / L. T. Black, C. L. Swanson, and G. E. Hamerstrand – Influence of Rubber Gels in Guayule on Field Pre-processing, Final Physical Properties and Rubber Analysis / R. Seeger and D. McIntyre – Reversion Studies of Guayule Rubber / J. M. Sloan, M. J. Magliochetti, and H. D. C. Hart – INVITED REVIEW PAPERS: An Update on the South African Guayule Programme / J.C. Paterson-Jones – Guayule as an Industrial Crop in Semiarid Zones / D. 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Rosenfield – Techniques for the Determination of the Rubber Content of Guayule Plants / C. L. Rosenfield, M. Foster, R. D. Stipanovic, H. Yokoyama, and C. R. Benedict – A Rapid Soxhlet Technique for the Quantitative Determination of Resin and Rubber in the Guayule Shrub / D. J. Bennett, R. W. Biro, and A. S. Hilton – Conversion of Guayule Residues to Diesel Fuel / J. L. Kuester and T. Wang – INVITED REVIEW PAPERS: Review of Research and Development of Guayule in Mexico / A. Lopez-Benitez and S. Kuruvadi – Guayule Research in India - An Overview / G. S. Srivastava, et al. – WATER RELATIONS: Water Stress and Seasonal Effects on the Photosynthetic and Hydrocarbon Emission Rates in Guayule / F. S. Nakayama, S. G. Allen, and S.T. Mitchell – Water and Stress Effects on Growth and Rubber Accumulation in Guayule as Determined by the Crop Water Stress Index / D. J. Garrot Jr., D. T. Ray, and D. D. Fangmeier – Water Management and Production Relations of Mature Guayule / D. A. Bucks and F. S. 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Pfade des C- und N-Umsatzes im Boden unter erhöhter CO2-Konzentration
No full textIn the present thesis the C and N transformations in soil as influenced by indirect effect of elevated atmospheric CO2, soil physical structure and land use change were studied in four laboratory experiments using stable-C and N isotopes, as well as soil microbiological techniques. To test the interrelations between chemical and biological characteristics of soil organic matter (SOM) as affected by land use change and elevated atmospheric CO2 an approach for SOM partitioning based on its thermal stability was chosen. In the first experiment C isotopic composition of soils subjected to C3-C4 vegetation change (grassland to Miscanthus x gigantheus, respectively) was used for the estimation of C turnover in SOM pools. In the 2nd (Free Air CO2 Enrichment ? FACE ? Hohenheim) and 3rd (FACE Braunschweig) experiments CO2 applied for FACE was strongly depleted in 13C and thus provided an opportunity to study C turnover in SOM based on its δ13C value. Simultaneous use of 15N labeled fertilizers allowed N turnover to be studied (in the 2nd experiment). We hypothesized that the biological availability of SOM pools expressed as the mean residence time (MRT) of C or N is inversely proportional to their thermal stability. Soil samples were analysed by thermogravimetry coupled with differential scanning calorimetry (TG-DSC). According to differential weight losses between 20 and 1000 °C (dTG) and energy release or consumption (DSC), SOM pools (4 to 5 depending on experiment) with increasing thermal stability were distinguished. Soil samples were heated up to the respective temperature and the remaining soil was analyzed for δ13C and δ15N by IRMS. For all three experiments the separation of SOM based on its thermal stability was not sufficient to reveal pools with contrasting turnover rates of C and N. A possible explanation for the inability of thermal oxidation for isolating SOM pools of contrasting turnover times is that the fractionation of SOM pools according to their thermal stability is close to chemical separation. In turn, it was found that chemical separations of SOM failed to isolate the SOM pools of different turnover time because different biochemical plant components (cellulose, lignin) are decomposed in a wide temperature range. Individual components of plant residues may be directly incorporated into, or even mixed with the thermal stable SOM pools and will so mask low turnover rates of these pools.
To evaluate the interactions between availability of SOM for decomposition by soil microbial biomass (biological characteristic) under elevated atmospheric CO2 and protection of SOM due to the occlusion within aggregates of different sizes (physical property, responsible for SOM sequestration) we measured the activity of microbial biomass (indicated by enzyme activities) and growth strategies of soil microorganisms (fast- vs. slow growing organisms) in isolated macro- and microaggregates.
The contribution of fast (r-strategists) and slowly growing microorganisms (K-strategists) in microbial communities was estimated by the kinetics of the CO2 emission from bulk soil and aggregates amended with glucose and nutrients (Substrate Induced Growth Respiration method). Although Corg and total Cmic were unaffected by elevated CO2, maximal specific growth rates were significantly higher under elevated than ambient CO2 for bulk soil, small macroaggregates, and microaggregates. Thus, we conclude that elevated atmospheric CO2 stimulated the r-selected microorganisms. Such an increase in r-selected microorganisms could increase C turnover in terrestrial ecosystems in a future elevated atmospheric CO2 environment.
The activities of β-glucosidase, phosphatase and sulphatase were unaffected in bulk soil and in aggregate-size classes by elevated CO2, however, significant changes were observed in potential enzyme production after substrate amendment. After adding glucose, enzyme activities under elevated CO2 were 1.2-1.9-fold higher than under ambient CO2. This indicates an increased activity of microorganisms, which leads to accelerated C turnover in soil under elevated CO2. Significantly higher chitinase activity in bulk soil and in large macroaggregates under elevated CO2 revealed an increased contribution of fungi to turnover processes. At the same time, less chitinase activity in microaggregates underlined microaggregate stability and the difficulties for fungi hyphae penetrating them. We conclude that quantitative and qualitative changes of C input by plants into the soil at elevated CO2 affect microbial community functioning, but not its total content. Future studies should therefore focus more on the changes of functions and activities, but less on the pools.
In conclusion, elevated CO2 concentrations in the atmosphere along with soil physical structure have a pronounced effect on qualitative but not quantitative changes in C and N transformations in soil under agricultural ecosystem. The physical parameters of soil such as aggregation correlate more with biological availability of SOM than the chemical properties of soil organic materials. The increase of soil microbial activity under elevated CO2 detected especially in soil microaggregates, which are supposed to be responsible for SOM preservation, prejudice sequestration of C in agroecosystems affected by elevated atmospheric CO2.In der vorliegenden Dissertation wurde anhand von vier Laborversuchsreihen untersucht, wie C- und N-Transformationen in Böden indirekt durch erhöhte atmosphärische CO2-Konzentrationen, durch die physikalische Bodenstruktur und durch Änderungen der Bodennutzung beeinflusst werden. Dabei kamen die Analyse stabiler C- und N-Isotopen sowie bodenmikrobiologische Techniken zum Einsatz. Um die Relationen chemischer und biologischer Charakteristika von SOM (soil organic matter) unter dem Einfluss von Bodennutzungsänderungen und erhöhten atmosphärischen CO2-Konzentrationen zu erfassen, wurde eine SOM-Fraktionierung anhand ihrer thermischen Stabilität durchgeführt. In der ersten Versuchsreihe wurde der C-Umsatz in SOM-Pools anhand der Zusammensetzung der stabilen C-Isotope in Böden nach einem Wechsel des Bestandes von C3-Arten zu C4-Arten (temperates Grünland zu Miscanthus x gigantheus) analysiert. In der zweiten (FACE ? Free Air CO2 Enrichment ? Hohenheim) und dritten (FACE Braunschweig) Versuchsreihe wurde CO2 zur Konzentrationserhöhung benutzt, das deutlich in der 13C-Signatur abgereichert war und daher als Tracer für den C-Umsatz in den SOM pools genutzt werden konnte. Gleichzeitig wurde (im FACE Hohenheim) der Stickstoffdünger mit 15N markiert und ermöglichte es, den N-Umsatz zu verfolgen. Als Arbeitshypothese sollte getestet werden, ob die biologische Verfügbarkeit von SOM Pools (ausgedrückt als mittlere Verweildauer, mean residence time MRT für C und N) umgekehrt proportional zu ihrer thermischen Stabilität ist. Die Bodenproben wurden mittels Thermogravimetrie, gekoppelt mit differenzieller Scanning Kalorimetrie (TG-DSC), analysiert. Anhand der differenziellen Gewichtsverluste im Temperaturbereich zwischen 20 und 1000 °C und der Energieabgabe bzw. ?Aufnahme wurden je nach Versuchsreihe 4 bzw. 5 SOM Pools mit steigender thermischer Stabilität unterschieden. Die Bodenproben wurden bis zur jeweiligen Temperatur aufgeheizt und der verbleibende Rest jeweils auf 13C- und 15N-Gehalte mittels IRMS untersucht. Die Fraktionierung von SOM anhand ihrer thermischen Stabilität war somit in allen drei Versuchsreihen nicht ausreichend, um Pools mit unterschiedlichen Umsatzraten von C und N zu differenzieren. Eine mögliche Erklärung dafür kann sein, dass die thermische Stabilität von SOM-Pools eng mit ihrer chemischen Struktur verbunden ist. Entsprechend liegen Befunde vor, dass es anhand einer chemischen Fraktionierung von SOM-Pools nicht möglich war, Pools mit unterschiedlichen Turnover-Raten zu separieren, da die verschiedenen Pflanzenbestandteile (Zellulose, Lignin) in einem weiten Temperaturbereich zersetzt werden. Einzelne Inhaltsstoffe der Pflanzenrückstände können direkt in die thermisch stabilen SOM-Pools inkorporiert oder sogar mit ihnen vermischt werden, so dass potenziell geringere Turnover-Raten maskiert werden.
Um die Interaktionen zwischen der Verfügbarkeit von SOM für mikrobielle Zersetzung (biologische Eigenschaften) und dem Schutz von SOM aufgrund des Einschlusses innerhalb von Bodenaggregaten unterschiedlicher Größe (physikalische Eigenschaften, verantwortlich für die SOM-Sequestrierung) unter erhöhtem atmosphärischem CO2 zu untersuchen, wurden die Aktivität der mikrobiellen Biomasse anhand von Enzymaktivitäten und die Wachstumsstrategien der Bodenmikroorganismen (schnellwüchsige vs. langsamwüchsige Organismen in isolierten Makro- und Mikroaggregaten gemessen.
Der Anteil schnellwüchsiger (r-Strategen) und langsamwüchsiger (K-Strategen) Mikroorganismen an der mikrobiellen Gemeinschaft wurde anhand der Kinetik der CO2-Emission aus dem Gesamtboden und den Bodenaggregaten nach Glukose- und Nährstoff-Applikation bestimmt (Substratinduzierte Wachstumsrespirationsmethode, SIGR). Obwohl Corg und Cmic unter erhöhtem CO2 unbeeinflusst blieben, waren die maximale spezifische Wachstumsrate durch den CO2-Anstieg im Gesamtboden, in den kleinen Makroaggregaten und in den Mikroaggregaten signifikant erhöht. Dies deutet auf eine erhöhte Aktivität von Mikroorganismen mit r-Strategie unter erhöhtem CO2.
Die Aktivitäten von β-Glucosidase, Phosphatase und Sulphatase waren unter erhöhtem CO2 sowohl im Gesamtboden als auch in den einzelnen Aggregatklassen unverändert. Es traten aber signifikante Veränderungen in den potenziellen Enzymaktivitäten nach Aktivierung durch Glukose- und Nährstoffaddition auf. Dies deutet auf gesteigerte Aktivität der Mikrorganismen und beschleunigten C-Umsatz in den Böden unter erhöhtem CO2. Die Chitinase-Aktivität war im Gesamtboden und in den großen Makroaggregaten unter CO2-Anstieg signifikant höher und belegt einen gestiegenen Anteil von Pilzen an den Umsetzungsprozessen. Zusammenfassend kann postuliert werden, dass quantitative und qualitative Veränderungen im C-Eintrag durch Pflanzen in den Boden unter erhöhtem CO2 auftreten, welche die Funktion, nicht aber die Gesamtmenge der mikrobiellen Gemeinschaft beeinflussen. Künftige Studien sollten daher vermehrt auf Funktionen und Aktivitäten und weniger auf die Pools fokussiert werden.
Steigende CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre haben deutliche Auswirkungen auf qualitative, weniger aber auf quantitative Aspekte der C- und N-Umsätze in Böden von Agrarökosystemen. Physikalische Bodenparameter wie die Aggregation korrelieren stärker mit der biologischen Verfügbarkeit von SOM als die chemischen Eigenschaften des organischen Materials. Die erhöhte mikrobielle Aktivität unter erhöhtem CO2, die vor allem in den für die Konservierung von SOM wichtigen Bodenmikroaggregaten gefunden wurde, beeinträchtigt eine potenzielle C-Sequestrierung in Agrarökosystemen unter steigenden atmosphärischen Kohlendioxidkonzentrationen
C and N in soil organic matter density fractions under elevated atmospheric CO₂: Turnover vs. stabilization
No full textTurnover of C and N in an arable soil under Free Air Carbon Dioxide (FACE) experiment was studied by the use of 13C natural abundance and 15N-labeled fertilizers. Wheat was kept four growing seasons under ambient and elevated CO2 concentrations and fertilized for three growing seasons. Density fractionation of soil organic matter (SOM) allowed to track 13C and 15N in free particulate organic matter (fPOM; 2.0 g cm!3) fractions. Elevated CO2 and N fertilization did not significantly affect C and N contents in the bulk soil. Calculated mean residence time (MRT) of C and N revealed the qualitative differences of SOM density fractions: (i) the shortest MRTC and MRTN in fPOM confirmed high availability of this fraction to decomposition. Larger C/N ratio of fPOM under elevated vs. ambient CO2 indicated an increasing recalcitrance of FACE-derived plant residues. (ii) There was no difference in MRT of C and N between lighter and heavier oPOMs probably due to short turnover time of soil aggregates which led to oPOM mixing. The increase of MRTC and MRTN in both oPOMs during the experiment confirmed the progressive degradation of organic material within aggregates. (iii) Constant turnover rates of C in the mineral fraction neither confirmed nor rejected the assumed stabilization of SOM to take place in the mineral fraction. Moreover, a trend of decreasing of C and N amounts in the Min fraction throughout the experiment was especially pronounced for C under elevated CO2. Hence, along with the progressive increase of CFACE in the Min fraction the overall losses of C under elevated CO2 may occur at the expense of older “pre-FACE” C
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Irrigation methods and management effects on leaf lettuce (Lactuca sative, L.) water use and nitrogen leaching
No full textComparisons between subsurface trickle-(drip) and furrow-irrigated leaf lettuce, scheduled by AZSCHED and by tensiometers were made to evaluate their effects on crop coefficient, crop water use, nitrogen uptake and nitrogen leaching. A field experiment with four treatments and five replications was conducted during the fall-winter 1994-95 growing season at The University of Arizona's Campus Agricultural Center. Results showed that there was no significant difference at 95% confidence level among treatments, with respect to crop coefficients. A Fourier series was fitted to represent the Growing Degree Days (GDD)--Crop coefficient (Kc) relationship that can be recommended for irrigation scheduling of leaf lettuce at any geographical situation and planting date. A table of Kc for "days after thinning" was derived for Tucson-AZ. Marketable yield averaged 25.0 Mg ha⁻¹ with crop water use efficiency of 9.8 Kg of marketable yield per cubic meter of water (including rainfall). The 1994-95 growing season was not typical for Tucson-AZ. There was 181 mm of rainfall compared to the long term average of 91 mm. Based on the studied condition we could also conclude that, for supplementary irrigation, that is typical of humid areas, there is no difference if one irrigate leaf lettuce by short-end-closed furrow or subsurface - trickle irrigation, scheduled either by tension of 20 kPa or AZSCHED software, concerning yield and nitrogen uptake. The risk of nitrogen leaching is higher for furrow irrigation systems than for drip.hydrology collectio
Bestimmung der Aktivierungsenergie nach C. J. Meechan und J. A. Brinkmann und Fehlerabschätzung
No full textRoggen (Secale cereale L.) : agronomische Leistung unter Trockenheit und ertragsphysiologische Mehthoden zur Erfassung der Trockentoleranz von Winterroggen
No full textWinter rye (Secale cereale L.) is predominantly cultivated on light and sandy soils with a low water holding capacity and will therefore be especially affected by drought induced yield losses in Central and Eastern Europe in the future. Drought adaption through breeding is therefore an important task in order to adapt this crop to future climate conditions. In this context, the crop physiology methods canopy temperature depression (CTD = Tair - Tcanopy) and carbon isotope discrimination (delta) were examined for their suitability as selection criterion under drought on a small number of genotypes. Two sets of each 16 genotypes were therefore grown under different drought conditions in rain-out shelters and under well-watered conditions in the years 2011, 2012, and 2013. The CTD was determined several times during the growth period using two infrared (IR) thermometers and an IR camera. delta-analyses were performed on mature flag leaves (delta_leaf) and grains (delta_grains). Furthermore, ash content in mature flag leaves and grains, as well as mineral concentrations in mature flag leaves (Ca, K, Mg, and Si) were examined for their use as surrogates for the expensive and time-consuming delta-analyses. In addition to the evaluation of possible selection criterions, the agronomic performance of rye in the different drought regimes was assessed: Grain-, straw-, and total aboveground biomass yields, the grain yield components spikes m-2, kernels spike-1, and thousand kernel weight (TKW), leaf area index (LAI), and phenological characteristics were examined.
Drought induced grain yield reductions ranged from 14 to 57%, whereas straw yield was generally lesser affected. The growth period was shortened by up to 12 days under drought conditions compared to optimal water supply. Grain yield was positively associated to straw yield, LAI, spikes m-2, and kernels spike-1 under water deficit. High number of grains per area land seemed to be especially important for high grain yields under drought. Furthermore, the results suggest a strong importance of pre-anthesis reserves for the reallocation of assimilates for grain filling under drought in rye.
Regarding the suitability of possible selection criterions, CTD was significantly positively related to grain yield under drought. Significant correlations between CTD and grain yield were, however, only observed when the measurements were carried out on days with optimal weather conditions. Optimal conditions turned out to be days with a clear sky, a solar irradiation >700 W m-2, an air temperature of at least 20°C, as well as wind speeds <3 m s-1. Furthermore, the results showed that also rather inexpensive IR instruments are suitable to assess the CTD. Regarding the carbon isotope discrimination, delta_leaf was significantly positively related to grain yield under water deficit, but the correlation was weaker than between CTD and grain yield. Delta_grains was not related to grain yield at all. Ash content and mineral concentrations were significantly related to grain yield under drought, but the correlations were quite inconsistent between the two experimental years. Because of the weak or missing relationship with grain yield, carbon isotope discrimination and its potential surrogates ash content and mineral concentration cannot be recommended for their use as selection criterions under German climate conditions at present. A general limitation of the preset work was, however, the low genetic variability of the genotypes, which may have reduced the significance of the results. The results should therefore be validated with a more diverse set of genotypes. However, especially the CTD seemed to be a promising selection criterion which may help to develop drought tolerant rye genotypes, if this method can be successfully integrated into the breeding process.Winterroggen (Secale cereale L.) wird vorwiegend auf leichten und sandigen Böden mit niedriger Wasserhaltekapazität angebaut, und wird dadurch besonders von zukünftigen trockenstressinduzierten Ertragseinbußen in Mittel- und Osteuropa betroffen sein. Die Zucht auf Trockentoleranz ist daher eine wichtige Aufgabe, um Roggen an zukünftige Klimabedingungen anzupassen. In diesem Zusammenhang wurden die ertragsphysiologischen Methoden „Canopy temperature depression“ (CTD = TLuft – TBestand) und Kohlenstoffisotopendiskriminierung (Delta) an einer kleinen Anzahl von Genotypen auf ihre Eignung als Selektionskriterium unter Trockenstress hin undersucht. 2 x 16 Genotypen wurden hierfür unter verschiedenen Trockenstressvarianten in Rain-out Sheltern sowie unter optimal bewässerten Bedingungen in den Jahren 2011, 2012 und 2013 angebaut. Die CTD wurde im Laufe der Vegetationsperiode mehrmals mithilfe zweier Infrarot (IR) -Thermometer und einer Thermokamera gemessen. Delta-Analysen wurden an Fahnenblättern und Körnern durchgeführt. Desweiteren wurden der Aschegehalt in Fahnenblättern und Körnern sowie Einzelelementkonzentrationen im Fahnenblatt (Ca, K, Mg, Si) auf ihre Eignung als Surrogate für die teuren und aufwendigen Delta-Analysen geprüft. Ergänzend wurde die agronomische Leistung von Winterroggen unter verschiedenen Trockenstressvarianten untersucht: hierfür wurden Korn-, Stroh- und gesamter oberirdischer Biomasseertrag, die Ertragskomponenten Ähren m-2, Körner Ähre-1 und Tausendkorngewicht (TKW), der Blattflächenindex (LAI) sowie phänologische Charakteristika untersucht.
Trockenstressinduzierte Kornertragsreduktionen lagen zwischen 14 und 57%, während der Strohertrag generell geringer reduziert wurde. Unter Trockenstress wurde die Vollreife im Vergleich zu optimal bewässerten Bedingungen um bis zu 12 Tagen früher erreicht. Der Kornertrag war unter Trockenstress positive mit Strohertrag, LAI, Ähren m-2 und Körner Ähre-1 korreliert. Eine hohe Kornanzahl war besonders wichtig für einen hohen Kornertrag unter Trockenstress. Ferner deuteten die Ergebnisse auf eine besondere Bedeutung vegetativer Reservepools als Assimilatquelle für die Kornfüllung hin.
Die CTD stand unter Trockenstress signifikant mit dem Kornertrag in Beziehung. Signifikante Korrelationen zwischen CTD und Kornertrag wurden jedoch ausschließlich an Tagen mit optimalen Wetterbedingungen gefunden. Optimale Bedingungen für die Messung der CTD fanden sich an Tagen mit einem wolkenlosen Himmel, einer Globalstrahlung >700 W m-2, einer Lufttemperatur >20°C sowie einer Windgeschwindigkeit <3 m s-1. Ferner zeigten die Ergebnisse, das auch verhältnismäßig günstige IR-Geräte für die CTD-Messungen geeignet sind. Bei der Kohlenstoffisotopendiskriminierung war Delta(Fahnenblatt) signifikant positiv mit dem Kornertrag korreliert, die Korrelation war jedoch deutlich schwächer als die zwischen CTD und Kornertrag. Delta(Korn) war nicht mit dem Kornertrag korreliert. Aschegehalten und Einzelelementkonzentrationen standen zwar mit dem Kornertrag in Beziehung, die Korrelationen schwankten innerhalb der Jahre jedoch stark. Aufgrund der schwachen, beziehungsweise fehlenden Korrelationen können die Kohlenstoffisotopendiskriminierung sowie deren Surrogate zum jetzigen Zeitpunkt nicht für den Einsatz als Selektionskriterium unter den vorliegenden Klimabedingungen empfohlen werden. Eine generelle Einschränkung dieser Arbeit war jedoch die geringe genetische Variabilität der untersuchten Genotypen, welche die Aussagekraft der Ergebnisse abgeschwächt haben könnte. Aufgrund dessen sollten die Ergebnisse mit einem vielfältigeren genetischen Material überprüft werden. Die CTD jedoch scheint geeignet zu sein, um als Selektionskriterium verwendet werden zu können. Diese Methode könnte die Entwicklung trockentoleranter Roggengenotypen beschleunigen, wenn sie erfolgreich in den Züchtungsprozess eingebunden werden kann
Reactions of a plant community consisting of wheat and weeds on elevated CO2 in a FACE experiment: proteomics, physiology and plant development
No full textThe enhancement of the atmospheric carbon dioxide concentration in the last 150 years due to human activities is one of the main components of global change. For the future, different scenarios predict a steadily increase of carbon dioxide in our atmosphere. As carbon dioxide is the most important carbon source for plants, higher CO2 concentrations have the potential to cause direct effects on plant metabolism and vegetation development. Until now almost all of the studies concerning the effects of elevated CO2 on plants were carried out under controlled conditions, whereas the effects under natural conditions are in-vestigated at only 33 sites worldwide. The aims of this study were to investigate the effects of elevated carbon dioxide on a plant community under natural conditions with regard of (i) the plant proteome, (ii) the plant physiology, (iii) the vegetation development and (iv) the potential interactions between these criteria. Therefore a Mini-FACE system was used to expose a plant community composed of wheat and weeds to two different treatments: (a) Ambient (ambient CO2 concentration, circa 380 ppm) and (b) FACE (Ambient + 150 ppm CO2). The study mainly focussed on the bio-chemical and physiological reactions of spring wheat (Triticum aestivum cv. Triso) as a crop species and wild mustard (Sinapis arvensis L.) as a weed species on carbon dioxide enrich-ment. The SELDI-TOF-MS technology was applied for the first time in the topic of carbon dioxide impacts on plants. The technology provides the opportunity to quantitatively and qualitatively investigate low molecular weight proteins with low abundances, which has been difficult to realise with the standardized methodology in proteomics until now. In addition to the biochemical and physiological analysis, the vegetation development was investigated continuously during the vegetation period using non-destructive methods. This included the assessment of species phenology and species dominance. The results of the performed study show that the carbon dioxide enrichment affects the protein profiles of both species wheat and wild mustard. Interestingly, many alterations in the protein concentrations were found, but no protein could be detected to be exclusively ex-pressed under CO2 treatment. The degree of modification in both species was influenced by their developmental stage. Particularly the protein profile of wheat leaves was strongly in-fluenced during generative plant development, therefore the plants seems to be highly sensitive to environmental changes during this developmental stage. Altogether three proteins were identified which were affected by CO2 treatment. The first protein, the saccharose-H+-symporter protein, was detected in the grain of spring wheat and is associated with the plant?s primary metabolism. This protein plays an important role in controlling the import of saccharose in developing grain. Consequently, elevated CO2 seems to regulate the allocation of assimilates in an active way by influencing the saccharose-H+-symporter concentration in the grain of spring wheat. Furthermore, the remaining two proteins, the PR4 protein localized in the grains and the LRR-kinase protein accumulated in the leaves of spring wheat, are associated with the secondary plant metabolism and they also responded to the elevated CO2 concentrations. These proteins are linked with defense reactions of the plants against patho-gens. The elevated CO2 concentrations caused a decrease in defense recognition in the vege-tative tissue. If the plant is infected by pathogens this down-regulation could result in a ne-gative impact. The concentration of soluble proteins and of total nitrogen decreased in the leaves of spring wheat whereas the C/N ratio increased. Despite this the relative concentration of Chlorophyll a was not affected and therefore an accelerated growth of the plants due to the carbon dioxide enrichment can be excluded. Thus the detected pattern of responses suggests an enhanced nitrogen use efficiency under increased CO2 concentrations. The biomass of single spring wheat plants was unaltered during the vegetation period whereas other investi-gations in parallel showed an enhanced growth and a greater yield of spring wheat at the end of the vegetation period. Species dominance of wheat and weeds was neither influenced in the first nor the second year of investigation with regard to CO2 enrichment. The results indicate that annual crop systems under natural conditions indeed exhibit strong reactions concerning proteomics and physiology, but not concerning the plant development probably due to a relative short time of exposition. Based on long term considerations the detected reactions of the plant proteome may play an important role in the breeding of optimal adapted plants.Der Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration aufgrund anthropogener Einflüsse der letzten 150 Jahre stellt die wichtigste Komponente des globalen Klimawandels dar. Die meisten bislang durchgeführten experimentellen Studien zur CO2-Wirkungsforschung wurden unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt, während weltweit nur circa 30 Anlagen existieren, in denen Experimente unter Freilandbedingungen durchgeführt werden. Vor diesem Hintergrund waren die Ziele dieser Arbeit, die Auswirkungen erhöhter CO2-Konzentrationen auf eine Pflanzen-Gemeinschaft hinsichtlich (i) des Pflanzenproteoms, (ii) der Physiologie, (iii) der Bestandesentwicklung sowie (iv) der potentiellen Beziehungen zwischen diesen Wirkungskriterien unter Freilandbedingungen zu untersuchen. Dazu wurde eine Weizen-Wildkraut-Gemeinschaft mittels der Mini-FACE-Technologie zwei unterschiedlichen Behandlungen ausgesetzt: (a) Ambient (CO2-Konzentration der Umgebungsluft, circa 380 ppm) und (b) FACE (Ambient + 150 ppm CO2). Im Fokus der Untersuchungen standen die Kulturart Sommerweizen (Triticum aestivum cv. Triso) und die Wildkrautart Ackersenf (Sinapis arvensis L.) hinsichtlich ihrer biochemischen und physiologischen Reaktionen auf die CO2-Behandlung. Der erstmalige Einsatz der SELDI-TOF-MS-Technologie auf dem Gebiet der CO2-Wirkungsforschung ermöglichte die quantitative und qualitative Analyse niedermolekularer Proteine mit sehr geringen Konzentrationen, was mit den bisherigen Standardmethoden der Proteomik nur bedingt möglich war. Zusätzlich zu den biochemischen und physiologischen Analysen wurde während der Vegetationsperiode die Bestandesentwicklung mittels kontinuierlicher Bestimmung der phänologischen Stadien und der Deckungsgrade untersucht. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Proteinmuster des Sommerweizens und des Ackersenfs aufgrund der CO2-Exposition beeinflusst wurden. Dabei zeigte sich, dass kein spezifisches Protein neu gebildet wurde, sondern Veränderungen der relativen Konzentrationen mehrerer Proteine auftraten. Das Ausmaß dieser Veränderungen war hierbei in beiden Arten vom Entwicklungszustand abhängig, in dem sich die Pflanzen zum Zeitpunkt der Beprobung befanden. Das Proteinmuster der Blätter des Weizens wurde hauptsächlich während der generativen Pflanzenentwicklung beeinflusst. Demnach scheint dieser Zeitpunkt eine Phase besonderer Sensibilität gegenüber Umweltveränderungen zu sein.
Insgesamt konnten drei Proteine identifiziert werden, die signifikant von erhöhten CO2-Konzentrationen beeinflusst wurden. Hierbei handelt es sich um ein Protein aus dem Primärstoffwechsel der Pflanzen, den Saccharose-H+-Symporter aus den Körnern des Weizens. Dieses Protein stellt eine wichtige Kontrollstelle für den Saccharose-Import in die sich entwickelnden Körner dar. Die erhöhten Kohlendioxid-Konzentrationen scheinen folglich über eine Regulation der Saccharose-H+-Symporter aktiv in die Assimilatverteilung der Pflanzen einzugreifen. Darüber hinaus reagierten auch Proteine des Sekundärstoffwechsels auf die CO2-Begasung. Hier konnten das PR4-Protein in den Körnern und die LRR-Kinase in den Blättern identifiziert werden. Beide Proteine stehen in engem Zusammenhang mit der Abwehrreaktion der Pflanze gegenüber Pathogenen. Erhöhtes CO2 bewirkte in den vegetativen Organen eine Erniedrigung der Abwehrerkennung, was bei einem Befall von Pathogenen negative Auswirkungen auf die Pflanze haben kann. Der Konzentration an löslichen Proteinen sowie des Gesamt-N wurden in den Blättern des Sommerweizens verringert, während das C/N-Verhältnis der Blätter anstieg. Demgegenüber wurde die relative Chlorophyll a-Konzentration und die Entwicklung des Sommerweizens nicht beeinflusst, wodurch ein beschleunigtes Wachstum der Pflanzen unter erhöhtem CO2 ausgeschlossen werden kann. Das vorliegende Reaktionsmuster weist demzu-folge auf eine verbesserte N-Nutzungs-Effizienz der Pflanzen unter erhöhten Kohlendioxid-Konzentrationen hin. Es kam nicht zu einer Förderung der Biomasseentwicklung einzelner Sommerweizenpflanzen während der Vegetationsperiode; parallele Untersuchungen weisen jedoch auf ein erhöhtes Wachstum und einen höheren Ertrag der Pflanzen am Ende der Vegetationsperiode hin. Die Deckungsgrade des Weizens und der Wildkräuter wurden in keinem der beiden Untersuchungsjahre aufgrund erhöhter CO2-Konzentrationen verändert. Die Resultate lassen den Schluss zu, dass einjährige ackerbaulich genutzte Systeme unter Freilandbedingungen zwar hinsichtlich der Proteomik und Physiologie starke Veränderungen zeigen, die Bestandesentwicklung jedoch aufgrund einer relativ kurzen Expositionsdauer nicht beeinflusst wurde. Die in dieser Studie nachgewiesenen Reaktionen auf Proteomebene könnten langfristig bei der Züchtung optimal angepasster Pflanzen eine bedeutende Rolle spielen
COMPUTERIZED WATER DISTRIBUTION MANAGEMENT FOR THE UPPER PAMPANGA RIVER PROJECT, PHILIPPINES
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Biomonitoring von Ammoniakdepositionen mittels höherer Pflanzen
No full textAtmospheric nitrogen deposition emanating from oxidized or reduced nitrogen sources has been influenced immensely by human activities. This is as a result of the need to improve and meet the ever changing demands of an increasing growth in global population. The benefits accrued from such activities however, have not been without some negative effects on several ecosystems, plants, air quality and human health. This is due to the emission of reactive nitrogen species and its contribution to the level of atmospheric nitrogen pollution in the environment as well as nitrogen deposition afterwards. Atmospheric ammonia (NH3) arguably is an important source of nitrogen deposition. Its major source is from agricultural activities involving various aspects of crop production including, fertilizer and manure applications among others and also importantly from livestock management. It is pertinent therefore, to conduct continuous monitoring studies in order to ascertain the prevailing ambient NH3 concentration in an area, so as to identify periods when threshold values are exceeded and also to determine how certain plants would respond when exposed to NH3 pollution.
This necessitated the need to investigate in this thesis, through active biomonitoring, the interaction of NH3 pollution on selected indicator species namely, Italian ryegrass (Lolium multiflorum L.), barnyard grass (Echinochloa crus-galli L.), stinging nettle (Urtica dioica L.) and common lambsquarters (Chenopodium album L.). The influence of nitrogen deposition, arising from NH3 pollution on the selected indicator species were examined by the responses of the free amino acids and above ground biomass accumulation of the various plants studied, as an indicator of nitrogen accumulation. In order to execute plant and atmospheric NH3 interactions, two different experiments were conducted.
The first experiment was a field study carried out around a livestock farm as a source of NH3 pollution and nitrogen deposition. Plant materials were exposed alongside passive diffusion tube samplers at three selected distances from the stable along a transect of 804m. The three different sites were selected with increasing distance from the stable, in order to enable a comparison between the plants exposed in close proximity to the source NH3 emission and those further away. The ambient NH3 concentration at each site was measured with the passive diffusion tube samplers exposed at each location. This measurement was conducted with a view to determine the ambient NH3 concentration exposed to the plant materials at each site and also to observe the influence of increasing distance on NH3 pollution and its exposure on the plants, from a point source of NH3 pollution. Furthermore, two fumigation experiments were conducted under controlled greenhouse conditions. In the fumigation study, only Lolium multiflorum and Echinochloa crus-galli, plants were used for this experiment and exposed to three treatment levels of gaseous NH3 fumigations in different growth chambers. The plants were exposed to the following treatments, non-filtered air (NFA), non-filtered air with low NH3 concentration (NFA+) and non-filtered air with high NH3 concentration (NFA++) in both fumigation experiments.
In the field experiment, the ambient NH3 concentration measured at each location from the stable, decreased with increasing distance from the point of NH3 emission. This decrease in concentration of NH3 clearly demonstrates the impact of livestock management as a source of NH3 pollution. The free amino acid concentrations and compositions investigated in the various plants studied in the field experiments showed a significant response to NH3 exposure. Several fold increases in the free amino acid concentrations and changes in composition were observed in plant materials exposed to increasing NH3 concentrations at closer proximity to the stable. Observations made from this study showed that an increase in NH3 concentration with closer distance to the source of NH3 pollution influenced remarkably, the percentage increases of low carbon to nitrogen compounds such as Glutamine (Gln) in Lolium multiflorum and Chenopodium album, Asparagine (Asn) in Echinochloa crus-galli and Arginine (Arg) in Urtica dioica. The increases and alterations observed in the free amino acid compositions of the plants studied, demonstrates the uptake and sensitivity of the various plants to NH3 pollution and nitrogen deposition by inducing changes in its free amino acid metabolism. The effects of nitrogen deposition on the above ground biomass of the plants in the field study, indicated a significant effect of the ambient NH3 concentrations on Lolium multiflorum, Echinochloa crus-galli and Urtica dioica. These findings demonstrate a positive influence of NH3 pollution as a nitrogen source on growth and biomass accumulation in the plants.
Considering the results obtained in this study based on the responses of the plants to atmospheric NH3 pollution in the field and in the fumigation studies, it is obvious NH3 had an influence over the growth and metabolism of the plants studied. This influence indicates the plants were able to detect changes in the ambient NH3 concentrations in the environment and responded by exhibiting changes in biomass production and alterations in free amino acid compositions, thus indicating they have good potentials as biomonitors of ammonia deposition.Die Stickstoffdeposition aus der Atmosphäre hat sich durch menschliches Handeln deutlich erhöht, dies betrifft sowohl oxidierte als auch reduzierte Stickstoffverbindungen. Grund für den Anstieg des globalen Stickstoffumsatzes ist die steigende Weltbevölkerung und deren Nachfrage nach Nahrung, industriellen Produkten und Transportleistungen. Die Emission und Luftbelastung mit reaktiven Stickstoffverbindungen hat negative Auswirkungen auf verschiedene Ökosysteme, die Vegetation und auf die Luftqualität im Hinblick auf die menschliche Gesundheit. Ammoniak (NH3) in der Atmosphäre stellt eine bedeutende Quelle für die Stickstoffdeposition dar. Hauptquelle für NH3-Emissionen ist die Landwirtschaft mit den wichtigsten Sektoren Viehhaltung, Gülle-Ausbringung und mineralischer Düngung. Im Gegensatz zu anderen Luftschadstoffen existiert für NH3 kein flächendeckendes Immissionsmessnetz. Gleichwohl ist es wichtig, die NH3-Belastung zu erfassen, Grenzwertüberschreitungen zu erkennen und zu untersuchen, wie die Vegetation auf NH3-Deposition reagiert.
Ziel dieser Arbeit war, die Reaktion ausgewählter Pflanzenarten auf Ammoniak zu untersuchen und zu testen, ob diese Arten als Bioindikatoren für NH3-Deposition geeignet sind. Als Testarten wurden Italienisches Weidelgras (Lolium multiflorum Lema), Hühnerhirse (Echinochloa crus-galli L.), Brennessel (Urtica dioica L.) und Weißer Gänsefuß (Chenopodium album L.) ausgewählt. Als Wirkungskriterien für die Ammoniakdeposition wurden das Wachstum und der Gehalt an freien Aminosäuren herangezogen. Die mögliche Eignung der Testarten wurde in zwei unterschiedlichen Ansätzen untersucht.
Beim ersten Ansatz handelte es sich um eine Freilandstudie entlang eines NH3-Gradienten mit einem Tierstall als Punktemittenten. Testpflanzen und Passivsammler zur NH3-Konzentrationsmessung wurden entlang einesTransekts von 804 m Länge exponiert und nachfolgend die Beziehung zwischen NH3-Exposition und Pflanzenreaktion ermittelt. In einem weiteren Ansatz wurden Expositionskammern in einem Gewächshaus errichtet, in denen Atmosphären mit verschiedenen NH3-Konzentrationen hergestellt werden konnten. In diesen Gewächshauskammern fanden zwei Versuchsreihen statt, in denen zwei der Testarten aus dem Freiland, nämlich Lolium multiflorum und Echinochloa crus-galli, in ungefilterter Luft (NF), ungefilterter Luft mit geringer NH3-Konzentration (NF+) und ungefilteter Luft mit hoher NH3-Konzentration (NF++) angezogen wurden.
Im Freilandexperiment sanken die NH3-Konzentrationen erwartungsgemäß mit zunehmendem Abstand vom Tierstall. Die ausgebrachten Testpflanzen reagierten deutlich auf die unterschiedlichen NH3-Konzentrationen. Die Gehalte einiger freier Aminosäuren stiegen in Stallnähe auf ein Mehrfaches der Kontrollwerte an; ebenso veränderte sich das anteilige Spektrum der Aminosäurezusammensetzung. Die Gehalte an Aminosäuren mit engem Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff (C/N) stiegen stärker an als die Gehalte freier Aminosären allgemein; im Speziellen betraf dies Glutamin (Gln) in Lolium multiflorum und Chenopodium album, Asparagin (Asn) in Echinochloa crus-galli und Arginin (Arg) in Urtica dioica. Dieser Befund belegt eindeutig die Aufnahme von luftbürtigem Ammoniak durch die exponierten Testpflanzen und die dadurch hervorgerufenen Veränderungen im Aminosäure-Metabolismus. Die Wuchsleistung, gemessen als oberirdische Biomasse, stieg in den Testarten mit zunehmender NH3-Konzentration ebenfalls an.
In den kontrollierten Begasungsversuchen in den Gewächshauskammern gab es ebenfalls positive Effekte auf die oberirdische Biomasse der beiden Testarten Lolium multiflorum und Echinochloa crus-galli, die allerdings nur hinsichtlich der Blattmasse von Lolium multiflorum in derersten Versuchsreihe statistisch absicherbar waren. Hinsichtlich der Effekte auf die Gehalte an freien Aminosäuren waren die Befunde aus der Freilandexposition nachzuvollziehen: auch im Gewächshausexperiment stiegen die Gehalte an freien Aminosäuren, insbesondere an solchen mit niedrigem C/N-Verhältnis wie Asn, Gln und Alanin (Ala), aber auch Glutaminsäure (Glu).
Die Ergebnisse zeigen, dass eine Ammoniak-Aufnahme aus der Atmosphäre stattfand und Wuchsverhalten und Aminosäure-Metabolismus signifikant beeinflusste. Mit den gewählten Messgrößen, insbesondere dem Gehalt und der Zusammensetzung freier Aminosäuren, besteht ein großes Potenzial, pflanzliche Reaktionen als Bioindikationsmethode für Ammoniak-Deposition zu verwenden
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