Archive - Okt 21, 2009

Soja düngt sich selbst

Erstmals wird die Fähigkeit von Sojapflanzen, Stickstoff aus der Luft aufzunehmen, in Trockengebieten Ostösterreichs exakt bestimmt. Hauptziel des vom Wissenschaftsfonds FWF unterstützten Projektes ist es, Methoden zur Bestimmung der Stickstofffixierleistung und deren Anwendbarkeit bei Trockenstress zu vergleichen. <% image name="Sojaprojekt" %> <small> Tag des offenen Feldes: Die Fähigkeit von Sojapflanzen, Stickstoff aus der Luft aufzunehmen, stößt bei Österreichs Biolandlandwirten auf großes Interesse. ©Bernhard Kromp</small> Besonders interessant sind diese Methoden für den biologischen Landbau, in dem Soja eine zunehmend wichtigere Rolle spielt. Im Rahmen eines "Tags des offenen Feldes" wurden vor Kurzem erste Ergebnisse präsentiert und diskutiert. Die Sojapflanze ist nicht auf Kunstdünger angewiesen - im Gegenteil. Sie düngt sich sozusagen selbst. Denn Soja kann aufgrund einer Lebensgemeinschaft mit speziellen Bodenbakterien den Stickstoff in der Luft nutzen, wo er - im Gegensatz zum Boden - reichlich vorhanden ist. Tatsächlich kann diese Bindung von Stickstoff aus der Luft auch zur Verbesserung der Bodenqualität beitragen - sogar ohne Zufuhr von Dünger. Damit ist Soja insbesondere für den biologischen Landbau interessant. Der Anbau von Soja in Österreich würde zudem mithelfen, die Abhängigkeit von Eiweißfuttermittelimporten zu reduzieren. Gründe genug also, um die Stickstofffixierung von Soja genauer zu erforschen. Doch die zur Verfügung stehenden Methoden zur Messung dieser Stickstofffixierung unterliegen gewissen Beschränkungen. <b>Feldforschung bei Wassermangel</b> Im ostösterreichischen Trockengebiet testen Wissenschaftler der Bio Forschung Austria nun verschiedene Methoden zur Bestimmung der Stickstofffixierung. Dabei wird vor allem die Zuverlässigkeit der verschiedenen Methoden bei unterschiedlicher Verfügbarkeit von Wasser untersucht. Denn in den Sojaanbaugebieten Ostösterreichs ist Wasser ein knappes Gut. Dieser Wassermangel führt bei so mancher Messmethode zu Problemen. Daher wird jede der Messmethoden unter zwei verschiedenen Bedingungen geprüft: bei ausreichender Wasserzufuhr und bei Wassermangel. Dazu Bernhard Kromp, Institutsleiter der Bio Forschung Austria: „Bisher rätselte man darüber, ob es bei Wassermangel zu einer Verfälschung der Messwerte kommt oder nicht. Unser Methodenvergleich wird Stärken und Schwächen der einzelnen Methoden aufzeigen. Wir hoffen dann geeignete Methoden in der Hand zu haben, um die Stickstofffixierleistung von Soja im ostösterreichischen Klimabereich exakt bestimmen zu können." Im Detail arbeiten die Wissenschaftler einerseits mit Methoden, die auf der sogenannten Isotopentechnik basieren. Eine andere Methode, mit der sich das Forscherteam beschäftigt, misst die Konzentration bestimmter Stoffe im Pflanzensaft; nämlich die besonders stickstoffreichen Ureide. Diese werden bei der Stickstofffixierung gebildet und erlauben damit einen unmittelbaren Rückschluss auf die Menge an fixiertem Stickstoff. „Wir wollen nun die Frage klären, ob diese Methode auch bei Wassermangel anwendbar ist, wenn der Pflanzensaft sozusagen eingedickt ist.“ Die durch den Methodenvergleich gewonnenen Erkenntnisse dienen als Grundlage für die Klärung weiterer grundlegender Fragen. Soja düngt sich selbst

Neuer Effekt auf Beweglichkeit von Flüssigkeitsteilchen entdeckt

<a href=http://tph.tuwien.ac.at/smt>Physiker der TU Wien</a> studierten das Verhalten zäher Flüssigkeiten in porösen Systemen und stießen dabei auf einen überraschenden Effekt: unter bestimmten Bedingungen kann die Beweglichkeit der Teilchen durch die Zugabe poröser Materialien erhöht werden. Neuer Effekt auf Beweglichkeit von Flüssigkeitsteilchen entdeckt <% image name="TUPhysiker" %> <small>Jan Kurzidim (inks) und Daniele Coslovich (rechts) vom Institut für theoretische Physik haben eine Publikation in den renommierten Phys. Rev. Letters untergebracht. ©TU Wien </small> Bringt man eine Flüssigkeit in Kontakt mit poröser, z.B. schwammartiger Materie, so ändern sich ihre physikalischen Eigenschaften grundlegend. In den vergangenen Jahren wurde in diesem Bereich intensiv geforscht, da diese Phänomene etwa in der Erdölförderung oder in der chemischen Katalyse eine zentrale Rolle spielt. Jan Kurzidim und Daniele Coslovich, zwei junge Mitarbeiter aus der Gruppe „Theorie der weichen Materie“ (Arbeitsgruppe Gerhard Kahl am Institut für Theoretische Physik) haben in einem vom FWF geförderten Projekt mit Hilfe von aufwändigen Computersimulationen untersucht, wie ein komplexes Netzwerk aus Poren die Bewegung von Flüssigkeiten hoher Dichte beeinflusst. Dabei konnten sie neue, unerwartete Erkenntnisse gewinnen, die sie vor kurzem in den "Physical Review Letters", einer hoch angesehenen Physikzeitschrift, veröffentlichten. <b>Zähe Flüssigkeiten und Poröse Matetrialien</b> Kurz zusammengefasst gelang es den Forschern zu zeigen, dass bei der Ausbreitung der Flüssigkeit durch das System zwei Effekte konkurrieren. Einerseits behindern sich die Flüssigkeitsteilchen gegenseitig, wenn ihre Dichte ausreichend hoch ist - ein Phänomen, das in glasartigen Strukturen wohlbekannt ist. Bringt man jedoch andererseits poröse Materie ins Spiel, so fällt den Poren eine wichtige Rolle zu. Je kleiner und je weniger vernetzt diese sind, desto stärker wird die Bewegung der Flüssigkeit eingeschränkt. Darüber hinaus konnten die Forscher kürzlich zeigen, dass sich die beiden Effekte unter bestimmten Bedingungen der Intuition zuwider laufend nicht verstärken, sondern kompensieren. Konkret bedeutet dies: Arbeiten wir mit sehr zähen Flüssigkeiten, so kann deren Beweglichkeit durch die Zugabe poröser Materialien erhöht werden. Mögliche technologische Anwendungen dieses Phänomens, etwa in der Erdölverarbeitung, liegen auf der Hand. <b>Leitwerk für Teilchen</b> Wie lässt sich dieses neue Phänomen erklären? In den an der TU durchgeführten Simulationen konnten die Forscher ganze Ketten von Flüssigkeitsteilchen identifizieren, die sich weitgehend ungehindert und ähnlich wie auf einer Hochschaubahn durch die umgebende poröse Struktur bewegen. Da sich Flüssigkeitsteilchen im Normalfall ungeordnet bewegen, stellt die Porenstruktur offensichtlich eine Art „Schienennetzwerk“ dar, das die Bewegung der Flüssigkeit koordiniert und somit erleichtert. http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.103.138303