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FORSCHUNGSBERICHT 1999-2001

INDEX
Prev.:Institut für Agrarpolitik, Marktforschung und Wirtschaftssoziologie, Professur für Ressourcen- und Umweltökonomik
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Up:Landwirtschaftliche Fakultät

Institut für Pflanzenernährung

Allgemeine Angaben:
Karlrobert-Kreiten-Str. 13 (bis 10/99: Meckenheimer Allee 176), 53115 Bonn
Telefon: 0228 / 73-2851
Fax: 0228 / 73-2489
eMail: ipe@uni-bonn.de
WWW: http://www.ipe.uni-bonn.de/

Hauptamtliche Professoren:
Prof. Dr. Mathias Becker Lehrstuhl für Pflanzenernährung in den Tropen und Subtropen; ab WS 1999/2000
Prof. Dr. Heiner E. Goldbach Geschäftsführender Direktor; Lehrstuhl für Pflanzenernährung
Prof. Dr. Dr. h.c. Karl Sommer Isotopentechnik in der Pflanzenernährung, in Ruhestand seit 1998
Prof. Dr. Dr. h.c. Wilfried Werner vormaliger Ordinarius für Pflanzenernährung, in Ruhestand seit 1996

Wissenschaftliches Personal:
Universitätsstellen
Dr. Folkard Asch
Dr.rer.nat. Jürgen Burkhardt
Dr.rer.nat. Joachim Clemens
Dr.rer.nat. Thomas Eichert ab 2001: DFG
apl. Prof. Dr. Heinrich W. Scherer
Dr.rer.nat. Rudolf J. Schneider
Dipl.-Geoökol. Elisabeth Steinke

Drittmittelstellen
Dipl.Biol. Ahmed Aydogan (DFG)
Dipl.-Ing. agr. Martina Becher (BMU/UBA)
Sven Berkau (DFG)
Jean Pierre Bognonkpe (VW)
Dipl. -Ing. agr Andrea Brenner (MUNLV)
Staatl. gepr. Lebensmittelchem. Thorsten Christian (MUNLV, NRW)
M.Sc. Gustave Dagbenonbakin IMPETUS Benin (BMBF)
Dipl. Ing. agr. Kai Domeyer (DFG)
Dipl. Geo-Ök. Steinke Elisabeth (BLE-BMELV)
Dipl.Ing.agr. Frank Gresens IMPETUS-Marokko (BMBF)
Dipl.Ing.agr. Maria Hogrebe (MUNELV-NRW)
Dipl.-Ing. agr Bert Jäger (MUNLV)
Dipl.Ing.agr. Volker Kühnen (MUNELV-NRW und UBA)
Keshab Raj Pande (DFG)
Dipl.Geogr. Christian Russok (ausgeschieden) (DFG)
Li Schlüter (DFG)
Dipl. Ing. agr Svea Schülter (DFG)
Dipl.Met. Michael Schulz IMPETUS-Projekt (ausgeschieden) (BMBF)
Dipl.Ing.agr. Maria Sonntag (Bayer AG)
Dipl.-Ing. agr. Manfred Trimborn (EU)
Dr. Monika Wimmer (DFG)
Dipl.-Geoökol. Sebastian Wulf (DFG)

Stipendiaten
Thuweba Diwani (BMZ)
Dr. Zhou Min (DFG)
Dr. Yu Qin (Humboldt-Stiftg.)
Dr. Min Yu (DFG)

Forschungsschwerpunkte:
Eisen-, Salz- und Trockenstress in Reis
(Asch, Becker)

Stoffflüsse in Wassereinzugsgebieten
(Becker, Asch, Bognonkpe, Diwani, Mahaman)

Boden N Management in Reis-Weizen Rotationen
(Becker, Asch, Pande)

Mikroskopische Blattbenetzung und ihre Bedeutung für die Nährstoffaufnahme, die Transpiration und den Lebensraum Phyllosphäre
(Burkhardt, Eichert, Steinke)

Biogasproduktion
(Clemens)

Biofiltration
(Clemens/ Trimborn)

Spurengase in der Pflanzenproduktion
(Clemens, Wulf, Trimborn)

Einsatz von Sekundärrohstoffdüngern in der Landwirtschaft
(Goldbach, Scherer, Clemens, Werner)

Schwermetallbilanzen in der Landwirtschaft
(Kühnen, Goldbach, Scherer)

Ernährungsphysiologie (Stickstofffixierung von Leguminosen, Schwefelernährung, Funktion und kritische Gehalte von Bor)
(Scherer, Goldbach, Schülter, Wimmer, Eichert)

Entwicklung, Optimierung und Validierung von Immunoassays für die Umweltanalytik
(Schneider)

Verbleib von Xenobiotica in der Umwelt (Boden, Pflanze, Wasser), und deren Eintrag in Oberflächengewässer
(Schneider)

Ammoniumdepot-Düngung: "CULTAN"-Verfahren
(Sommer, Jäger, Hogrebe)

Besondere Forschungsförderung:
Anbau von Gewächshauskulturen nach der Becher-Depottechnik des "CULTAN"-Verfahrens
(Sommer, Schumacher (LWK Rheinland, Straelen), Hogrebe, MUNLV, Landwirtschaftkammer Rheinland, Bonn)

AROMIS - Assessment and Reduction of Heavy Metal Input into Agro-Ecosystems
(Kühnen, Goldbach, EU Concerted Action QLK5_2000-00670)

Aufbereitung und Verwertung von Komposten als Torfersatz in gärtnerischen Substraten: Optimierung der Substrateigenschaften
(Goldbach, Scherer, Clemens, MURL-NRW)

Bekämpfung von Eisenmangelchlorosen bei Pfirsichen nach dem "CULTAN" Cropping System in der Region Bursa, Türkei
(Sommer, K, VW-Stiftung, Hannover)

Beziehungen zwischen Bodenwasserhaushaltsdynamik und Stickstoffumsatz
(Werner, Trimborn, DFG)

dezentrale Wasserentsorgung/ Lambertsmühle
(Clemens, MUNLV)

Dynamik organischer Schwefelverbindungen in der Rhizosphäre
(Scherer HW, Knauff U, DFG)

Entwicklung und Validierung eines automatisierten Instrumentes zur Bestimmung des endokrinen Disruptors 17ß-Östradiol im Wasserkreislauf
(Schneider, EU (im Rahmen von Life III-Umwelt) seit 15.12. 2001)

Erfassung von Schwermetallströmen in landwirtschaftlichen Tierproduktionsbetrieben
(Kühnen, Goldbach, UBA 299 72 104 und MUNLV-NRW / USL 55027)

Ermittlung des Wasserhaushalts von Pflanzen auf Einzelpflanzen- und Bestandesniveau, Beeinflussung der Wassernutzungseffizienz (IMPETUS-Projekt)
(Burkhardt, Goldbach, Gresens, Dagbenonbakin, Schulz, BMBF-GLOWA (IMPETUS))

Greenhouse Gas Mitigation for Organic and Convential Dairy Production (MIDAIR, bis 2004)
(Trimborn, Clemens, EU (EVK2-CT-2000-00096 (MIDAIR)))

Isolierung von Borsäure-/Borat-bindenden Fraktionen aus dem Apoplasten und Identifikation der beteiligten Liganden - Bestimmung der apoplastischen Konzentrationen an freier und gebundener Borsäure und ihre Bedeutung für die Austausch-kapazität, Ca2+-Aktivität im Apoplasten und Auftreten früher Mangelreaktionen. [Kurztitel: Bor-Apoplast]
(Wimmer, Goldbach, DFG - Schwerpunkt 717: Der Apoplast der höheren Pflanze: Speicher-, Transport- und Reaktionsraum Go 415/15-3)

Management von nativem Boden-N in Reis-Weizen Rotationen Nepals
(Pande, Becker, DFG/BMZ)

Management von nativem Boden-N in Wassereeinzugsgebieten in Westafrika
(Bognonkpe, Becker, VW Stiftung)

Methodenentwicklung zur Bestimmung von Ammoniakemissionen von gedüngten landwirtschaftlichen Flächen und Lagerbehältern von flüssigen Wirtschaftsdüngern
(Schlüter, Berkau, Clemens, DFG (CL 180/2))

Modellentwicklung zur regionalen Vorhersage der N2O-Emissionen aus bodenchemischen und bodenphysikalischen Parametern unter spezieller Berücksichtigung des oberflächennahen N2=-Gehaltes in Böden (bis 2002)
(Russok, Clemens, DFG (CL180/1))

Nährstoffflüsse in peri-urbanen Feuchtgebieten Westafrikas
(Diwani, Becker, BMZ)

Reduktion der Ammoniakausgasung aus Kofermentationssubstraten und Gülle während der Lagerung und Ausbringung (bis 2003)
(Clemens, Jaeger, MUNLV (33113))

Reduktion von klimawirksamen Spurengasen in der Abluft von Biofiltern auf Bioabfallbehandlungsanlagen (bis 2002)
(Trimborn, DBU (15052))

Schwermetalldynamik in der Rhizosphäre
(Scherer, Goldbach , Domeyer, Welp (Inst. Bodenkunde), DFG)

Transstomatäre Wasserfilme
(Burkhardt, Goldbach, DFG (Bu1099/3-1))

Untersuchungen der Emission direkt und indirekt klimawirksamer Spurengase (NH3, N2O, und CH4) während der Lagerung undnach Ausbringung von Kofermentationsrückständen sowie Entwicklung von Verminderungsstrategien [Projektkoordination, bis 2002]
(Clemens, Wulf, Trimborn, Deutsche Bundesstiftung Umwelt (8912))

Untersuchungen zum Einfluß von Borsäure/Borat auf Turgor und Zellwandelastizität(Durchführung an der Universität Bayreuth)
(Goldbach, Findeklee, DFG Go 415/13-2)

Untersuchungen zum Eintrag von Antibiotika und natürlichen endokrinen Disruptoren nach Gülleausbringung in Gewässer Nordrhein-Westfalens
(Schneider, Ministerium für Umwelt, Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, NRW; seit 7/2001)

Validierung neuer kostengünstiger Nachweisverfahren (Immunoassay) für Pestizide
(Schneider, Bundesumweltministerium/Umweltbundesamt; 1999/2000)

Vergleich der Stoffflüsse mit ökologischer Bilanzierung von zwei Kofermentationsanlagen (bis 2004)
(Brenner, Clemens, MUNLV (33111))

Veröffentlichungen:

Akanvou R, Bastiaans L, Kropff MJ, Goudriaan J, Becker M
Characterization of growth, nitrogen accumulation and competitive ability of six tropical legumes for potential use in intercropping systems
J. Agron Crop Sci 187:111-120

Akanvou R , Becker M , Bastiaans L , Kropff M
Effects of sowing dates on cover legumes-upland rice intercropping systems in West Africa
Biol. Fertil. Soils 33: 15-21

Akanvou R , Becker M, Chano M , Johnson DE , Gbaka-Tcheche H , Toure A
Fallow residue management effects on upland rice in three agro-ecological zones of West Africa
Biol. Fertil. Soils 31:501-507

Akanvou R , Becker M, Kropff M , Bastiaans L , Dea G
Optimum rice yield under short-term cover crop fallow systems
In: Horst, W. et al. (eds.) Plant Nutrition: Food security and sustainability of agro-ecosystems. Kluwer Academic Publishers, The Netherlands. pp. 1000-1001

Asch F, Andersen MN , Jensen CR, Mogensen VO
Ovary abscisic acid concentration does not induce kernel abortion in field-grown maize subjected to drought
European Journal of Agronomy 15, 119-129

Asch F , Wopereis MSC
Responses of field-grown irrigated rice cultivars to varying levels of floodwater salinity in a semi-arid environment
Field Crops Research 70, 127-137

Asgedom H , Becker M
Effects of seed priming with nutrient solutions on germination, seedling growth and weed competitiveness of cereals in Eritrea
In: Proc. Deutscher Tropentag 2001, University of Bonn and ATSAF (ed) Margraf Publishers Press, Weickersheim. pp. 282

Bahrun A, JensenCR, Asch F, Mogensen VO
Drought-induced changes of xylem pH, ionic composition, and [ABA] act as early signals in field-grown maize (Zea mays L.).
Journal of Experimental Botany, 53, 251-263

Becker M
Potential and limitations of green manure technology in lowland rice
J. Agric. Trop. Subtrop. 102(2): 91-108

Becker M , Johnson DE
Rice yield and productivity gaps in irrigated systems of the forest zone of Côte d'Ivoire
Field Crops Res. 60:201-208

Becker M , Johnson DE
Cropping intensity effects on upland rice yield and sustainability in West Africa
Nutr. Cycl. Agroecosys. 59, 107-117

Becker M , Johnson DE
Improved water control and crop management effects on lowland rice productivity in West Africa
Nutr. Cycl. Agroecosys. 59, 119-127

Becker M , Johnson DE , Dalton TJ
Cover legumes increase productivity of upland rice under intensified land use in West Africa
In: Proc. Deutscher Tropentag 2000. International Agricultural Research: A contribution to crisis prevention. University of Hohenheim, Stuttgart, Germany. pp.152-153

Becker M , Wopereis MSC , Johnson DE
The role of N nutrition on rice yields along an agroecological gradient in West Africa
In: Horst, W. et al. (eds.) Plant Nutrition: Food security and sustainability of agro-ecosystems. Kluwer Academic Publishers, The Netherlands. pp. 970-971

Bognonkpe JPI , Becker M
Native soil N dynamics and use efficiency by lowland rice as a function of slope management
In: Proc. Deutscher Tropentag 2000. International Agricultural Research: A contribution to crisis prevention. University of Hohenheim, Stuttgart, Germany. pp.197-199

Burkhardt, J., Kaiser, H., Goldbach, H.E., Kappen, L.
Measurements of electrical leaf sur-face conductance reveal re-condensation of transpired water vapour on leaf surfaces.
Plant, Cell Environ. 22, 189 - 196

Burkhardt J, Eichert T
Stomatal uptake as an important factor in foliar nutrition
Proceedings of the XIV International Plant Nutrition Colloquium, Hannover, Germany, 1046-1047

Burkhardt J, Kaiser H, Kappen L, Goldbach HE
The possible role of aerosols on stomatal conductivity for water vapour
Basic and Applied Ecology, 2, 351-364

Burkhardt J , Koch K, Kaiser H
Deliquescence of deposited atmospheric particles on leaf surfaces
Water, Air and Soil Pollution: Focus, 1, 313-321

Carsky RJ , Becker M, Hauser S
Mucuna cover crop fallow systems: Potential and limitations
In: Carsky et al. (eds) Sustaining soil fertility in West Africa. SSSA Special Publication No. 58. pp. 111-135

Clemens, J., Schillinger, M.P., Goldbach H.E., Huwe, B.
Spatial variability of N2O emissions and soil parameters of an arable silt loam - a field study.
Biol. Fertil. Soils 28, 403-406

CLEMENS J., AHLGRIM HJ.
Greenhouse Gases from Animal Husbandry, Nutrient Cycling in Agroecosystems
Nutrient Cycling in Agroecosystems, 60, 287-300

CLEMENS J., BERGMANN S., VANDRÉ R.
Reduced Ammonia Emissions from Slurry after Self-Acidification with Organic Supplements
Environmental Technology, 29, 429-435

CLEMENS J., HUSCHKA A.
The Effect of Biological Oxygen Demand of Cattle Slurry and Soil Moisture on Nitrous Oxide Emissions
Nutrient Cycling in Agroecosystems, 59:193-198

Edelmann, H.G., Wimmer, M.A., Goldbach, H.E.
Immunogold-labelling of boric acid-binding sites by immunoreaction to the FITC-moiety of FITC-boronic acid: first results.
J. Trace and Microprobe Techniques 18 (3), 451-460

Eichert, T., Goldbach H.E. and Burkhardt, J :
Evidence for the uptake of large anions through stomatal pores.
Bot Acta 111, 461-466

Eichert T , Burkhardt J
Quantification of stomatal uptake of ionic solutes using a new model system
Journal of Experimental Botany, 52, 771-781

Frost, M., Scherer, H.W.
Einfluß der Mykorrhiza (Glomus mosseae) auf die Freisetzung spezifisch gebundenen NH4+ in einer Gley-Braunerde
Ökophysiologie des Wurzelraumes 9, 131-136,

Goldbach, H.E., Wimmer, M.A., Findeklee, P.
Discussion paper: boron - how can the critical level be defined?
J. PLant Nutr. Soil. SCi. 162, 115-121

Goldbach, H.E., Rerkasem, B., Wimmer, M., Brown, P., Thellier, M, Bell, R.W., (eds.)
Boron in Plant and Animal Nutrition
Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, ISBN 0-306-47243-0

Goldbach HE, Yu Q, Wingender R, Schulz M, Wimmer M, Findeklee P and Baluška F
Rapid response reactions of roots to boron deprivation.
J Plant Nutr Soil Sci 161, 173-181

Kent R, Johnson DE, Becker M
The influence of cropping system on weed communities of rice in Côte d’Ivoire, West Africa
Agric. Ecosyst. Environ. 87, 299-307

Knauff, U., Scherer, H.W.
Beziehungen zwischen pH-Wert, Sulfat- und Nitratkonzentrationen und der Arylsulfatase-Aktivität in der Rhizosphäre
Ökophysiologie des Wurzelraumes 9, 83-90,

Lehmann, J., Weigl, D., Peter, I., Droppelmann, K., Gebauer, G., Goldbach, H.E., Zech, W.
Nutrient interactions of alley cropped Sorghum bicolor and Acacia saligna in a runoff irrigation sy-stem in Northern Kenya
Plant Soil 210, 249 - 262

Loria, L.G., Jimémnez, R., Badilla, M., Lhuissier, F., Goldbach, H.E., Thellier, M.
Neutron-capture-radiography study of the distribution of boron in the leaves of coffee plants grown in the field.
J. Trace Microprobe Techniques 17(1), 91-99

Pande KR , Becker M
Managing seasonal soil N-dynamics in rice-wheat cropping systems of Nepal
In: Proc. Deutscher Tropentag 2001, University of Bonn and ATSAF (ed) Margraf Publishers Press, Weickersheim. pp. 35

Scherer, H.W.
Anwendung silikatischer Gesteinsmehle: Ergebnisse zehnjähriger Untersuchungen im Ahrenbergschen Forstamt Eifel/Schleiden
Die Naturstein-Industrie 1, 114-21,

Scherer, H.W.
Sulphur in crop production - invited paper
Eur. J. Agron. 14, 81-111,

Scherer, H.W., Zhang, Y.
Studies on the mechanism of release and fixation of ammonium in paddy soils. I. Effect of iron oxides on ammonium fixation in paddy soils
J. Plant Nutr. Soil Sci. 162, 593-597,

Schneider RJ, Goldbach HE, Uhlig S, Becher M
Validierung neuer kostengünstiger Nachweisverfahren (Immunoassay) für Pestizide
UBA-Texte 41/01, ISSN 0722-186X

Toure A, Chano M , Becker M, Johnson DE
Une approche diagnostique pour mieux cibler les interventions culturales dans les bas-fonds rizicoles de Côte d’Ivoire
Aron. Afric. Numero Special (2):239-249

Wimmer, M.A. und Goldbach, H.E.
Influence of Ca2+ and pH on the stability of different boron fractions in intact roots of Vicia faba L.
Plant biol. 1, 623-627

Wimmer MA , Goldbach HE
A minaturized curcumin method for the determination of boron in solutions and biological samples.
J. Plant Nutr. Soil Sci. (Z.Pflanzenernähr. Bodenkunde) 162(1), 15 - 18

WULF S., MAETING M., BERGMANN S., CLEMENS J.
Simultaneous Measurement of NH3, N2O, and CH4 to assess efficiency of trace gas emission abatement after slurry application
Phyton, 41, 119-130

WULF S., MAETING M., CLEMENS J.
Effect of application technique on the emission of trace gases (NH3, CH4, N2O) after spreading co-fermented slurry on arable and grassland; Part I: Ammonia volatilization
Journal of Environmental Quality, accepted.

WULF S., MAETING M., CLEMENS J.
Effect of application technique on the emission of trace gases (NH3, N2O, CH4) after spreading co-fermented slurry on arable and grassland; Part II: Greenhouse gas emissions
Journal of Environmental Quality, accepted

Yu Q, Baluška F, Jasper F, Menzel D, Volkmann D and Goldbach HE
Short-term boron depri-vation enhances levels of cytoskeletal proteins and their polymerization in maize, but not zucchini, root apices.
Plant Physiology, accepted

Yu Q, Baluška F, Matoh T, Volkmann D and Goldbach HE
Responses of cell wall pectins and cytoskeleton to short-term boron deprivation in plant root apices.
Proceedings of 9th Cell Wall Meeting, Toulouse, France

Yu Q, Wingender R, Schule M, Baluška F and Goldbach HE
Short-term boron deprivation induces increased levels of cytoskeletal proteins in Arabidopsis roots.
Plant Biol 6:1-6

Yu Q, Wingender R, Schulz M, Baluska F and Goldbach H
Short-term boron deprivation induces increased levels of cytoskeleton proteins in Arabidopsis roots.
Proceedings of the XIV In-ternational Plant Nutrition Colloquium, Hannover, Germany, 160-161.

Yu Q, Baluska F, Volkmann D , Goldbach HE
Rapid responses of cytoskeleton to short-term boron deprivation in maize and zucchini root apices.
Proceedings of the XIV International Plant Nutrition Colloquium, Hannover, Germany, 158-159.

Zhang, Y., Scherer, H.W.
Investigations on the mechanism of ammonium fixation by clay minerals in different layers of tow paddy soils after flooding
Biol Fertil Soils 29, 152-156,

Zhang, Y., Scherer, H.W.
Mechanism of release and fixation of ammonium in paddy soils after flooding. II.Effect of transformation of nitrogen forms on ammonium fixation.
Biol Fertil Soils 31, 517-521, 2000


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