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Chitin is an abundant waste product from shrimp and mushroom industries and as such, an appropriate secondary feedstock for biotechnological processes. However, chitin is a crystalline substrate embedded in complex biological matrices, and, therefore, difficult to utilize, requiring an equally complex chitinolytic machinery. Following a bottom-up approach, we here describe the step-wise development of a mutualistic, non-competitive consortium in which a lysine-auxotrophic Escherichia coli substrate converter cleaves the chitin monomer N-acetylglucosamine (GlcNAc) into glucosamine (GlcN) and acetate, but uses only acetate while leaving GlcN for growth of the lysine-secreting Corynebacterium glutamicum producer strain. We first engineered the substrate converter strain for growth on acetate but not GlcN, and the producer strain for growth on GlcN but not acetate. Growth of the two strains in co-culture in the presence of a mixture of GlcN and acetate was stabilized through lysine cross-feeding. Addition of recombinant chitinase to cleave chitin into GlcNAc2, chitin deacetylase to convert GlcNAc2 into GlcN2 and acetate, and glucosaminidase to cleave GlcN2 into GlcN supported growth of the two strains in co-culture in the presence of colloidal chitin as sole carbon source. Substrate converter strains secreting a chitinase or a β-1,4-glucosaminidase degraded chitin to GlcNAc2 or GlcN2 to GlcN, respectively, but required glucose for growth. In contrast, by cleaving GlcNAc into GlcN and acetate, a chitin deacetylase-expressing substrate converter enabled growth of the producer strain in co-culture with GlcNAc as sole carbon source, providing proof-of-principle for a fully integrated co-culture for the biotechnological utilization of chitin.
A brief questionnaire for measuring alarm fatigue in nurses and physicians in intensive care units
(2023)
When exposed to hundreds of medical device alarms per day, intensive care unit (ICU) staff can develop “alarm fatigue” (i.e., desensitisation to alarms). However, no standardised way of quantifying alarm fatigue exists. We aimed to develop a brief questionnaire for measuring alarm fatigue in nurses and physicians. After developing a list of initial items based on a literature review, we conducted 15 cognitive interviews with the target group (13 nurses and two physicians) to ensure that the items are face valid and comprehensible. We then asked 32 experts on alarm fatigue to judge whether the items are suited for measuring alarm fatigue. The resulting 27 items were sent to nurses and physicians from 15 ICUs of a large German hospital. We used exploratory factor analysis to further reduce the number of items and to identify scales. A total of 585 submissions from 707 participants could be analysed (of which 14% were physicians and 64% were nurses). The simple structure of a two-factor model was achieved within three rounds. The final questionnaire (called Charité Alarm Fatigue Questionnaire; CAFQa) consists of nine items along two scales (i.e., the “alarm stress scale” and the “alarm coping scale”). The CAFQa is a brief questionnaire that allows clinical alarm researchers to quantify the alarm fatigue of nurses and physicians. It should not take more than five minutes to administer.
Acute post-operative delirium (POD) and long-term post-operative cognitive dysfunction (POCD) are frequent and associated with increased mortality, dependency on care giving and institutionalization rates. The POCD-related cost burden on the German long-term care insurance provides an indication for the savings potential from risk-adapted treatment schemes. Comprehensive estimates have not been assessed or published so far.
A model-based cost-analysis was designed to estimate POCD-related costs in the long-term care insurance. Comprehensive analysis of inpatient operations and procedures (OPS-codes) served as the base for case number calculations, which were then used as input to the actual cost model. POCD-incidence rates were obtained from the BioCog study. Various sensitivity analyses were performed to assess uncertainty of the model results.
Total POCD related annual costs in the German long-term care insurance account for approximately 1.6 billion EUR according to the base case of our analysis. Total annual costs for all POCD cases depend on surgery numbers, incidence rates, other assumptions, and uncertain input parameters.
The financial burden to the long-term care insurance is substantial, even in a conservative scenario of the cost model. Variability of results stems from uncertain assumptions, POCD-incidence rates and from uncertain patient numbers who are undergoing surgery and are therefore at risk to develop POCD.
Integration of nutritional and sustainable aspects is a complex task tackled by a few scientific concepts. They include multiple dimensions and functions of food systems trying to provide solutions for harmonic co-evolution of humanity and planet Earth. “Nutritional Sustainability” is differentiated from other concepts which combine nutrition and sustainability as it not only sets environmental sustaining capacity as a baseline level for balanced nutrition, but also aims for the search of food system driving nodes. It does not aim for the support of solutions of producing enough or more food for increasing population (sustainable nutrition), neither does it contradict other similar concepts [sustainable nutrition security, nutritional life cycle assessment (LCA)]. However, it calls for more definite estimation of the carrying capacity of the environment on personal, local, and national levels for the development of more efficient solutions of nutrition balanced in the limits of environmental carrying capacity. The review is providing a few examples of advances in nutritional science (personalized nutrition, nutrigenetics), food technology (personalized food processing, food ecodesign), and food complex systems (artificial intelligence and gut microbiome), which have a great potential to progress sustainable food systems with Nutritional Sustainability set as a guiding concept.
The increased consumption of reduced-fat or non-fat products leads to a reduced intake of fat-soluble bioactive substances, such as fat-soluble vitamins. Due to their natural role as transport systems for hydrophobic substances, casein micelles (CM) might depict a viable system. The structure of CM is characterized by a lipophilic core stabilized by an electric double layer-like structure. Modification allows accessibility of the core and, therefore, the inclusion of fat-soluble bioactive substances. Well-known modifications are pH reduction and use of rennet enzyme. A completely new procedure to modify CM structure is offered by pulsed electrical fields (PEF). The principle behind PEF is called electroporation and affects the electric double layer of CM so that it is interrupted. In this way, lipophilic substances can be incorporated into CM. In this work, we evaluated integration of β-carotene into native CM by an industry-compatible process to overcome disadvantages associated with the use of Na-caseinate and avoid great technical effort, e.g., due to treatment with high hydrostatic pressure. Our research has shown that PEF can be used for disintegration of CM and that significant amounts of β-carotene can be incorporated in CM. Furthermore, after disintegration using PEF, a combination of another PEF and thermal treatment was applied to restructure CM and trap significant amounts of β-carotene, permanently, ending up with an encapsulation efficiency of 78%.
Introduction: Patients undergoing revision total hip surgery (RTHS) have a high prevalence of mild and moderate preoperative anemia, associated with adverse outcomes. The aim of this study was to investigate the association of perioperative allogeneic blood transfusions (ABT) and postoperative complications in preoperatively mild compared to moderate anemic patients undergoing RTHS who did not receive a diagnostic anemia workup and treatment before surgery. Methods: We included 1,765 patients between 2007 and 2019 at a university hospital. Patients were categorized according to their severity of anemia using the WHO criteria of mild, moderate, and severe anemia in the first Hb level of the case. Patients were grouped as having received no ABT, 1–2 units of ABT, or more than 2 units of ABT. Need for intraoperative ABT was assessed in accordance with institutional standards. Primary endpoint was the compound incidence of postoperative complications. Secondary outcomes included major/minor complications and length of hospital and ICU stay. Results: Of the 1,765 patients, 31.0% were anemic of any cause before surgery. Transfusion rates were 81% in anemic patients and 41.2% in nonanemic patients. The adjusted risks for compound postoperative complication were significantly higher in patients with moderate anemia (OR 4.88, 95% CI: 1.54–13.15, p = 0.003) but not for patients with mild anemia (OR 1.93, 95% CI: 0.85–3.94, p < 0.090). Perioperative ABT was associated with significantly higher risks for complications in nonanemic patients and showed an increased risk for complications in all anemic patients. In RTHS, perioperative ABT as a treatment for moderate preoperative anemia of any cause was associated with a negative compound effect on postoperative complications, compared to anemia or ABT alone. Discussion: ABT is associated with adverse outcomes of patients with moderate preoperative anemia before RTHS. For this reason, medical treatment of moderate preoperative anemia may be considered.
The relevance of cross-industry innovation has increased in recent decades with a growing number of inter-industry fields emerging on the borderline between formerly distinct industries. The aim of this paper is to analyse industry convergence in four probiotics innovation value chains based on the following indicators: cross-industry relationships along the innovation value chain as well as knowledge, technological, regulatory and competence convergence. In so doing, the study delivers a framework of indicators for scrutinising industry convergence processes. In order to identify industry convergence, we analyse companies in the converging area of foods and drugs based on products containing the four bacteria strains: Lactobacillus caseii DN 114001, Bifidobacterium lactis Bb12, Lactobacillus acidophilus LA5 and Lactobacillus rhamnosus. Hence, the commercial availability of the strains on the market serves as a selection criterion. Altogether 12 companies stemming from four industrial backgrounds, food and agriculture (5), pharmaceutics (5), chemistry (1) and personal care (1), as well as one research organisation are identified. Cross-industry relationships occur along the innovation value chains of the four strains. Clear signs of knowledge and technological convergence are found as companies are not only publishing and patenting in the usual area of their own industrial field but also in the area of other industrial fields. Companies with different industrial backgrounds show activities in obtaining health claims indicating regulatory convergence. Companies' competence bases seem to converge as companies with different industrial backgrounds are involved in acquisitions, licencing agreements and strategic alliances (competence convergence). We contribute to the existing body of literature by assessing industry convergence from an innovation value chain perspective with a set of indicators reflecting the intensity of industry convergence. This framework of indicators stemming from literature has not yet been used in a combined comprehensive analysis. Furthermore, we tried to show the characteristics of strategic types driving industry convergence in probiotics.
Um die Milchviehhaltung gibt es seit einigen Jahren auch eine öffentliche Tierwohldiskussion. Zwei Aspekte sind dabei immer wieder Gegenstand der Debatte: Die Anbindehaltung und der Weidegang. Auf Basis von qualitativen Interviews mit zivilgesellschaftlichen Verbänden und landwirtschaftlichen Verbänden zum Thema Tierwohl in der Milchviehwirtschaft wurden die Einstellungen und die Argumentationsmuster beider Verbandsgruppen zu den Haltungsformen Weidegang und Anbindehaltung ergründet. Von Interesse ist dieser Vergleich, da im Rahmen öffentlich-medialer Kommunikation die Diskussionsfronten zwischen beiden Verbandsgruppen als verhärtet dargestellt werden. Die Analyse der Aussagen der qualitativen Interviewreihe dieser Studie erlaubt die begründete Annahme, dass beide Verbandsgruppen mit den Themenkomplexen Anbindehaltung und Weidehaltung in einem wissenschaftlich orientierten Kommunikationskontext differenziert umgehen. Eine klare Polarisierung der Einstellungen zwischen beiden Verbandsgruppen war im Rahmen dieser Gesprächsformen nicht wahrnehmbar.
Applications of pulsed electric fields for processing potatoes: Examples and equipment design
(2022)
In the last two decades, pulsed electric fields (PEF) have successfully been introduced into the food industry, as one of the most promising and "game changing" technologies. This review is devoted to the recent applications of pulsed electric fields used in processing potatoes. The potato processing market size was estimated to be ca. USD 24.83 billion (2018) and with an annual growth rate of 5.2%. The physicochemical characteristics of potatoes and the specificity of potato processing lines makes a pulsed electric field very versatile and flexible allowing one to achieve different technological aims by its implementation into technological lines. In this paper, a short analysis of the potato structure and its nutritional properties, applications of moderate electric fields, ohmic heating, and pulsed electric fields are presented. Moreover, the basic electroporation effects, metabolic responses, texture modification and different PEF assisted processes applied to the potato are discussed. Finally, some examples of commercial applications and a brief description of the available equipment for the PEF processing of potatoes are presented.
Die Landwirtschaft ist ein Wirtschaftszweig mit massiven Auswirkungen auf die biologische und agrobiodiverse Vielfalt. Nachhaltige Ernährung ist ein entscheidender politischer Hebel und eine realistische Chance, die Umweltauswirkungen des Agrar- und Ernährungssektors zu verringern und gleichzeitig die menschliche Gesundheit zu verbessern. Auswärts essen ist für viele Verbraucher eine immer häufiger anzutreffende Gewohnheit, und indem sie nachhaltige Gerichte anbieten, können Catering-Unternehmen eine zentrale Rolle spielen. Dazu müssen sie die Nachhaltigkeit ihres Lebensmittelangebots verstehen und richtig einschätzen können, aber es gibt noch keine gut etablierten Bewertungsinstrumente. Im Rahmen des NAHGAST-Projekts, zu dem diese Studie gehörte, wurde ein Instrument zur Bewertung der Nachhaltigkeit für Catering-Unternehmen entwickelt und getestet, das auf konkreten, pro Mahlzeit definierten Zielen basiert. Diese Studie befasst sich mit dem Mangel an Methoden zur Bewertung der Auswirkungen von Lebensmitteln auf die biologische Vielfalt, wobei der Schwerpunkt auf der Agrobiodiversität liegt. Die Arbeit veranschaulicht eine kontextspezifische Anwendung eines erweiterten DPSIR-Modells zur Strukturierung von Informationen und Auswahl von Indikatoren und schlägt eine transdisziplinäre Nutzung bestehender Messgrößen vor. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um wissenschaftlich fundierte Zielwerte oder Nachhaltigkeitsspannen für jeden Indikator pro Mahlzeit zu definieren, damit diese berechnet werden können.
Die Stärken und Grenzen der Studie werden diskutiert.
Diet can influence healthy aging through anti- or proinflammatory effects, partly by modulating the gut microbiome composition. This study investigated the relationships between the Dietary Inflammatory Index (DII), the gut microbiome, and nutritional status in elderly individuals. Methods: This cross-sectional analysis included 114 home-dwelling individuals aged over 70 years. The Energy-adjusted DII (E-DII) was calculated from 3-day food diaries, and blood samples were taken to measure micronutrient status, glucose, and lipid metabolism. Body composition was assessed using bioimpedance, and fecal gut microbiome composition was analyzed through 16S rRNA gene sequencing. The participants were categorized into maintaining an anti-inflammatory diet (AD) and a pro-inflammatory diet (PD) based on the median E-DII score. The associations of E-DII groups with blood markers and microbial diversity and composition were examined using the analysis of covariance, permutational analysis of variance, and multivariate linear models. Results: The AD (n = 57, 76 ± 3.83 years) and PD (n = 57, 75 ± 5.21 years) groups were similar in age but differed in sex distribution, with a higher proportion of females in the AD group (p = 0.02). When compared to the PD group and adjusted for sex, the AD group had a lower body mass index, fat mass, fasting insulin level, HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance), fasting triglycerides, and serum uric acid concentration (all p < 0.05), with higher concentrations of high-density lipoprotein, red-blood-cell folate (RBC), and Omega-3 index (all p < 0.05). While the microbial diversity and composition did not differ between the DII groups, folate concentrations were negatively associated with Agathobacter and positively associated with Bacteroides abundance (both q = 0.23). Lower uric acid concentrations were associated with a higher abundance of Bifidobacterium (q = 0.09) and lower abundance of Phocaeicola (q = 0.11). Discussion: The study suggests that following an anti-inflammatory diet is associated with improved nutritional status in the elderly. Dietary blood markers, rather than E-DII, were found to be associated with the gut microbiome, suggesting a potential link between the microbiome and changes in nutritional markers independent of diet. Further studies are needed to explore the causal relationship between dietary inflammatory potential, gut microbiome, and healthy aging.
Die Entnahme, der Transport und die Wiedereinbringung von Boden und Sedimenten finden in einer Vielzahl von Bau- und Unterhaltungsmaßnahmen statt. Die zu entnehmenden Bodenmassen müssen in der Regel untersucht, klassifiziert und hinsichtlich ihrer weiteren Verwendung eignungsgeprüft werden, um eine gefahrlose und wirtschaftlich sinnvolle Wiederverwendung zu ermöglichen. Insbesondere bei komplexen Fällen, bei denen größere Mengen Bodenmaterial zu behandeln sind, ist ein ökologisch ausgerichtetes und Ökonomisch durchkalkuliertes Bodenmanagement erforderlich.
Mit dieser Thematik beschäftigt sich das diesjährige Diskussionsforum Bodenwissenschaften. Anhand von fünf Fachvorträgen sollen die verschiedenen Facetten des Bodenmanagements vorgestellt und diskutiert werden. Es wird eingangs am Beispiel der Stadt Münster der Frage nachgegangen, wie generell in der Bauleitplanung und bei der Bauausführung mit Bodenmaterial umgegangen wird. Weitere Themenfelder sind die Herausforderungen bei der Suche geeigneter Materialien zur Rekultivierung von Deponiebauwerken sowie der Umgang mit kontaminierten Bodenmassen am Beispiel umfangreicher Bodensanierungsmaßnahmen in einem Osnabrücker Wohngebiet.
Neben dem terrestrischen Bereich wird auch der aquatische Bereich betrachtet. Das Bodenmanagement im Rahmen des ökologischen Gewässerumbaus der Emscher und ihrer Nebenflüsse im Ruhrgebiet sowie im Rahmen der Gewässerunterhaltung am Beispiel der stark erosionsbeeinflussten Fließgewässer im Osnabrücker Raum wird in zwei weiteren Vorträgen detailliert dargestellt.
Seit Ende der 1990er Jahre fanden erhebliche Änderungen hinsichtlich des Bodenschutzrechtes in Deutschland statt. 1999 traten das Bundes- Bodenschutzgesetz BBodSchG und das dazugehörige untergesetzliche Regelwerk, die Bundes-Bodenschutzverordnung in Kraft. In Folge des BBodSchG erließen die Länder nacheinander Landes-Bodenschutzgesetze. Auch im Abfall-und Naturschutzrecht kam es im selben Zeitraum zu Veränderungen, die das Medium Boden berührten. Nachdem nun die rechtlichen Neubestimmungen einige Jahre in Kraft sind, stellt sich die Frage, ob weiterhin Lücken im Bodenschutzrecht auszumachen sind und welche Lösungsansätze hierfür anzudenken sind.
An dieser Stelle setzte das Bodenforum des Studiengangs Bodenwissenschaften der Fachhochschule Osnabrück bei der diesjährigen Tagung an. Namhafte Vertreter aus Verwaltung und Praxis informierten über Lücken im bestehenden Bodenschutzrecht und zeigten ihrerseits innovative Ansätze zu deren Behebung auf. Diese betrafen einerseits Themengebiete, die im Bodenschutzrecht generell zu kurz gekommen sind wie die ökotoxikologischen Bewertungsansätze und die Einbeziehung der Lebensraumfunktion in die Bodenbewertung. Darüber hinaus wurden im Bodenschutzrecht unzureichend beantwortete Fragestellungen, die den Umgang mit belasteten Bodensubstraten oder Standorten betreffen, nämlich die Frage nach den Möglichkeiten des Auf- und Einbringens von Materialien sowie neu zu definierende Sanierungszielwerte im Rahmen der Bauleitplanung, thematisiert. Schließlich wurde der Umgang mit der heutigen Bodenschutzpraxis am Beispiel der Niederlande beleuchtet.
Boden und Bauen
(2010)
Das diesjährige Diskussionsforum Bodenwissenschaften an der Hochschule Osnabrück beschäftigt sich mit dem Thema „Boden und Bauen“.
Im ersten Block stehen der Umgang mit Bodenmaterial sowie Bodenschutz in den Betrieben des Garten- und Landschaftsbaus und die zunehmend an Bedeutung gewinnende Umweltbaubegleitung und Bodenkundliche Baubegleitung auf dem Programm. Zu diesen Themen wird sowohl über den Status Quo berichtet als auch die zukünftige Entwicklung beleuchtet.
Der zweite Schwerpunkt hat die sich ändernden Anforderungen an Bodenmaterialien und Abfälle bzw. Ersatzbaustoffe im Fokus, deren Einbau und Verwertung bislang durch die LAGA Mitteilung 20 sowie § 12 BBodSchV (nicht vollständig) geregelt sind. Die künftige Er-satzbaustoff-Verordnung, ein neuer § 12a BBodSchV und neue Bewertungsgrundlagen, u.a. aus Sicht des Grundwasserschutzes, werden vorgestellt. Diese Vorträge berichten über den aktuellen Diskussions-/Entwurfsstand der geplanten Verordnungen und ermöglichen einen Aus-Blick auf Entwicklungen, die bald in dieser (oder ähnlicher) Form Verbindlichkeit erlangen werden.
Das Diskussionsforum Bodenwissenschaften 2011 trägt den Titel „Boden und Messverfahren – aktuelle Entwicklungen“.
In nahezu allen Bereichen der Bodenkunde entwickeln sich die Feld- und Labormessverfahren ständig weiter. Neue, präzisere und häufig auch leichter anwendbare Techniken werden erfunden, in Testreihen erprobt und anschließend, wenn sie Marktreife erhalten haben, von Fachleuten ingenieurtechnischer und wissenschaftlicher Einrichtungen eingesetzt.
Das diesjährige Bodenforum will einige dieser Weiterentwicklungen in der Breite der unterschiedlichen bodenkundlichen Handlungsfelder vorstellen und diskutieren. Beispielhaft sollen mit Schwerpunkt auf die landwirtschaftliche Bodenforschung die Nah-Infrarot-Spektroskopie und online Messverfahren zu Leitfähigkeit und pH-Wert vorgestellt werden. Weiterentwickelte Schnell-Testverfahren für Nähr- und Schadstoffe in Boden und Grundwasser, die in allen Bereichen von Bedeutung sind, sollen ebenso präsentiert werden. Verfeinerte Sensortechniken aus dem Bereich der Bodenhydrologie sowie in-situ-Sensortechniken, die auf dem Feld der Grundwassersanierung angewendet werden, bilden einen weiteren Schwerpunkt des Bodenforums.
Über die Vorträge, für die wir Referenten aus namhaften Einrichtungen gewinnen konnten, hinaus werden im Rahmen des Forums die unterschiedlichen Verfahren, Techniken und Geräte demonstriert, so dass sich die Teilnehmer direkt vor Ort davon ein Bild machen können und mit den Anbietern bzw. Anwendern Kontakt aufnehmen können.
Der Bodenschutz im Rahmen von Bauvorhaben wird aus ökologischen und ökonomischen Gründen immer wichtiger. Sowohl im urbanen als auch im ländlichen Raum sind durch Bautätigkeiten große Bodenflächen betroffen. Eine Bodenkundliche Baubegleitung (BBB) zusätzlich zu einer ökologischen Baubegleitung wird inzwischen von vielen Seiten eingefordert. Einige Bundesländer haben bereits entsprechende Merkblätter verfasst. In der vom Bundeskabinett im Mai 2017 verabschiedeten Mantelverordnung ist die Möglichkeit der Anordnung einer Bodenkundlichen Baubegleitung vorgesehen. Auch die im Tief- und Landschaftsbau maßgeblichen DIN-Vorschriften betonen die Notwendigkeit einer BBB. Somit wächst der Bedarf an einer fachlich qualifizierten Baubegleitung. Die Folgen von Fehlern bei der Planung und Zulassung von Baustellen sowie der Bauausführung sind häufig teuer und für den Boden meist irreversibel.
Insbesondere bei Bauvorhaben im Zuge der Energiewende, wie z.B. der Errichtung von
Windenergieanlagen oder der Verlegung von Erdkabeltrassen, besteht akuter Handlungsbedarf zum Schutz des Bodens und des Grundwassers. Auch die späteren Bodengefährdungen und Nachteile etwa bei der landwirtschaftlichen Nutzung der Flächen, die nach Errichtung der Anlagen und Trassen auftreten können, werden häufig noch nicht ansatzweise berücksichtigt. Vorbild für Deutschland ist die BBB in der Schweiz, wo sie seit vielen Jahren etabliert ist.
Der steigende Bedarf an der BBB ist auch im Rahmen der Tagung zur Bodenkundlichen
Baubegleitung im Oktober 2017 in Osnabrück deutlich geworden. In den Vorträgen und
Diskussionen wurde betont, dass eine BBB schon von Beginn an bei der Planung
berücksichtigt werden muss. Daher spielt die Schulung der für die Vergabe der
Baumaßnahmen in den zuständigen Behörden Verantwortlichen eine große Rolle neben der fundierten Weiterbildung zum zertifizierten Baubegleiter bzw. zur Baubegleiterin, die
in der Regel in Ingenieurbüros tätig sind. Vor Ort auf der Baustelle ist aber nicht nur
fachliche Kompetenz, sondern auch Kommunikationskompetenz gefordert, um den Schutz des Bodens in das Bewusstsein aller beteiligten Akteure zu rücken. Ein weiterer, bisher vernachlässigter Punkt ist in der Diskussion ebenfalls sehr deutlich geworden. Der in Zukunft vermehrt notwendig werdende Rückbau, z.B. von Windkraftanlagen, stellt die
BBB vor weitere Herausforderungen, um den Boden und seine Funktionen zu erhalten.
Knapp die Hälfte eines guten Bodens besteht aus Poren, also Hohlräumen. Mit der steigenden Mechanisierung in der Land- und Forstwirtschaft steigt die Wahrscheinlichkeit von Bodenverdichtungen. Diese nehmen das Ausmaß von Schadverdichtungen an, wenn die Störung des Porensystems zu einer Beeinträchtigung der ökologischen Bodenfunktionen führt.
In der Tagung soll nach einer Bestandsaufnahme des Ausmaßes problematischer Bodenverdichtungen in landwirtschaftlichen Böden und im Wald der Frage nachgegangen werden, ob und wie Bodenverdichtungen wieder rückgängig gemacht werden können. Schließlich sollen Wege zur Vermeidung von Bodenschadverdichtungen aufgezeigt werden. Dabei werden landwirtschaftliche Böden und Waldböden gleichermaßen betrachtet.
Bodenschutz im Wald
(2015)
„Bodenschutz im Wald“ – ist das nicht ein exotisches Thema für die heute mit Bodenschutz befassten Personen und Institutionen?
Tatsächlich lässt sich der Standpunkt vertreten, das Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) nehme den Wald aus seinem Zuständigkeitsbereich heraus, weil in §3 des BBodSchG auf die Waldgesetze des Bundes und der Länder als übergeordnete Regelungen verwiesen werde. Aber Wälder machen knapp ein Drittel der Fläche Deutschlands aus. Und: Wer die 1980er Jahre erlebt hat weiß, dass die Sorge um den Bodenzustand der Wälder eine wesentliche Triebkraft der vorsorgenden Umweltpolitik, der Bodenforschung und der Bemühungen um einen systematischen Bodenschutz in Deutschland war.
Nach Umsetzung der Luftreinhaltemaßnahmen ist die Aufmerksamkeit für den Schutz der Waldböden abgeklungen. Aber vor dem Hintergrund von Klimawandel und Energiehunger entstehen neue Herausforderungen für den Umgang mit unseren Wäldern und neue Fragen zur Belastbarkeit unserer Waldböden.
Das diesjährige Forum Boden – Gewässer - Altlasten widmet sich diesen Fragen mit Vorträgen namhafter Experten aus dem In- und Ausland in den Themenfeldern „Belastungen von Waldböden“, „Maßnahmen zum Schutz und zur Wiederherstellung von Waldböden“ sowie „Ökosystemmangement und Waldfunktionen“.
Background
We explore the association between bone T-scores, used in osteoporosis diagnosis, and functional status since we hypothesized that bone health can impact elderly functional status and indirectly independence.
Methods
In a cross-sectional study (2005–2006) on community dwelling elderly (> = 75 years) from Herne, Germany we measured bone T-scores with Dual-energy X-ray Absorptiometry, and functional status indexed by five geriatric tests: activities of daily living, instrumental activities of daily living, test of dementia, geriatric depression score and the timed-up-and-go test, and two pooled indexes: raw and standardized. Generalized linear regression was used to determine the relationship between T-scores and functional status.
Results
From 3243 addresses, only 632 (19%) completed a clinical visit, of which only 440 (male∶female, 243∶197) could be included in analysis. T-scores (−0.99, 95% confidence interval [CI], −1.1–0.9) predicted activities of daily living (95.3 CI, 94.5–96.2), instrumental activities of daily living (7.3 CI, 94.5–96.2), and timed-up-and-go test (10.7 CI, 10.0–11.3) (P< = 0.05). Pooled data showed that a unit improvement in T-score improved standardized pooled functional status (15 CI, 14.7–15.3) by 0.41 and the raw (99.4 CI, 97.8–101.0) by 2.27 units. These results were limited due to pooling of different scoring directions, selection bias, and a need to follow-up with evidence testing.
Conclusions
T-scores associated with lower functional status in community-dwelling elderly. Regular screening of osteoporosis as a preventive strategy might help maintain life quality with aging.
Advances in high-throughput DNA sequencing have propelled research into the human microbiome and its link to metabolic health. We explore microbiome analysis methods, specifically emphasizing metabolomics, how dietary choices impact the production of microbial metabolites, providing an overview of studies examining the connection between enterotypes and diet, and thus, improvement of personalized dietary recommendations. Acetate, propionate, and butyrate constitute more than 95% of the collective pool of short-chain fatty acids. Conflicting data on acetate’s effects may result from its dynamic signaling, which can vary depending on physiological conditions and metabolic phenotypes. Human studies suggest that propionate has overall anti-obesity effects due to its well-documented chemistry, cellular signaling mechanisms, and various clinical benefits. Butyrate, similar to propionate, has the ability to reduce obesity by stimulating the release of appetite-suppressing hormones and promoting the synthesis of leptin. Tryptophan affects systemic hormone secretion, with indole stimulating the release of GLP-1, which impacts insulin secretion, appetite suppression, and gastric emptying. Bile acids, synthesized from cholesterol in the liver and subsequently modified by gut bacteria, play an essential role in the digestion and absorption of dietary fats and fat-soluble vitamins, but they also interact directly with intestinal microbiota and their metabolites. One study using statistical methods identified primarily two groupings of enterotypes Bacteroides and Ruminococcus. The Prevotella-dominated enterotype, P-type, in humans correlates with vegetarians, high-fiber and carbohydrate-rich diets, and traditional diets. Conversely, individuals who consume diets rich in animal fats and proteins, typical in Western-style diets, often exhibit the Bacteroides-dominated, B-type, enterotype. The P-type showcases efficient hydrolytic enzymes for plant fiber degradation but has limited lipid and protein fermentation capacity. Conversely, the B-type features specialized enzymes tailored for the degradation of animal-derived carbohydrates and proteins, showcasing an enhanced saccharolytic and proteolytic potential. Generally, models excel at predictions but often struggle to fully elucidate why certain substances yield varied responses. These studies provide valuable insights into the potential for personalized dietary recommendations based on enterotypes
Grasslands are ubiquitous globally, and their conservation and restoration are critical to combat both the biodiversity and climate crises. There is increasing interest in implementing effective multifunctional grassland restoration to restore biodiversity concomitant with above- and belowground carbon sequestration, delivery of carbon credits and/or integration with land dedicated to solar panels. Other common multifunctional restoration considerations include improved forage value, erosion control, water management, pollinator services, and wildlife habitat provisioning. In addition, many grasslands are global biodiversity hotspots. Nonetheless, relative to their impact, and as compared to forests, the importance of preservation, conservation, and restoration of grasslands has been widely overlooked due to their subtle physiognomy and underappreciated contributions to human and planetary well-being. Ultimately, the global success of carbon sequestration will depend on more complete and effective grassland ecosystem restoration. In this review, supported by examples from across the Western world, we call for more strenuous and unified development of best practices for grassland restoration in three areas of concern: initial site conditions and site preparation; implementation of restoration measures and management; and social context and sustainability. For each area, we identify the primary challenges to grassland restoration and highlight case studies with proven results to derive successful and generalizable solutions.
Background
To detect changes in biological processes, samples are often studied at several time points. We examined expression data measured at different developmental stages, or more broadly, historical data. Hence, the main assumption of our proposed methodology was the independence between the examined samples over time. In addition, however, the examinations were clustered at each time point by measuring littermates from relatively few mother mice at each developmental stage. As each examination was lethal, we had an independent data structure over the entire history, but a dependent data structure at a particular time point. Over the course of these historical data, we wanted to identify abrupt changes in the parameter of interest - change points.
Results
In this study, we demonstrated the application of generalized hypothesis testing using a linear mixed effects model as a possible method to detect change points. The coefficients from the linear mixed model were used in multiple contrast tests and the effect estimates were visualized with their respective simultaneous confidence intervals. The latter were used to determine the change point(s). In small simulation studies, we modelled different courses with abrupt changes and compared the influence of different contrast matrices. We found two contrasts, both capable of answering different research questions in change point detection: The Sequen contrast to detect individual change points and the McDermott contrast to find change points due to overall progression. We provide the R code for direct use with provided examples. The applicability of those tests for real experimental data was shown with in-vivo data from a preclinical study.
Conclusion
Simultaneous confidence intervals estimated by multiple contrast tests using the model fit from a linear mixed model were capable to determine change points in clustered expression data. The confidence intervals directly delivered interpretable effect estimates representing the strength of the potential change point. Hence, scientists can define biologically relevant threshold of effect strength depending on their research question. We found two rarely used contrasts best fitted for detection of a possible change point: the Sequen and McDermott contrasts.
To investigate the influence of two dietary sources of vitamin D on the vitamin D status, bone metabolism, welfare and birth progress of gestating and lactating sows, forty-nine multiparous sows were randomly assigned to one of two diets: “CON” (n = 25; 50 μg vitamin D3/kg feed) and “HYD” (n = 24; 50 μg 25-hydroxycholecalciferol/kg feed). The basal diets were protein- and phosphorus-reduced. The trial started on day 3 ante insemination of the sows and ended with weaning of the piglets on day 28 postpartum. Dietary supplementation of 25-hydroxycholecalciferol resulted in improved maternal vitamin D status (p < 0.001), fewer gait changes (p < 0.01) and longer standing time after feeding (day 5 ante partum; p < 0.05) compared to vitamin D3. However, the bone markers CrossLaps and osteocalcin were not affected. Overall, the present results suggest that sows fed 25-hydroxycholecalciferol instead of vitamin D3 showed improved locomotion and stance strength. However, this outcome is probably not related to altered bone metabolism. The underlying mechanisms must be investigated in further studies.
Jede Ernährung hat Auswirkungen auf den Gesundheitszustand des Einzelnen, auf die Umwelt und auf soziale Belange. Eine wachsende Zahl von Mahlzeiten wird in der Außer-Haus-Verpflegung eingenommen, in der eine systematische Nachhaltigkeitsbewertung nicht zur gängigen Praxis gehört. Um diese Lücke zu schließen, wurde im Rahmen des NAHGAST-Projekts ein Instrument entwickelt. Nach mehr als einem Jahr des Einsatzes des NAHGAST-Online-Tools soll nun überprüft werden, welche positiven Umwelteinflüsse durch den Einsatz des Instruments realisiert werden können. Aus diesem Grund befasst sich dieser Artikel mit der Frage, ob ein Online-Tool Akteure aus dem Bereich des Außer-Haus-Verzehrs in die Lage versetzen kann, ihre Mahlzeiten im Hinblick auf Aspekte einer nachhaltigen Ernährung zu überarbeiten. Darüber hinaus wird die Frage beantwortet, wie sich konkrete Rezeptüberarbeitungen der beliebtesten Mittagsgerichte auf den materiellen Fußabdruck sowie auf den Carbon Footprint auswirken.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Online-Tool individuelle Nachhaltigkeitspfade für Akteure im und ermöglicht eine eigenständige Rezeptüberarbeitung für bereits bestehende Gerichte. Mahlzeiten. Die Ergebnisse zeigen, dass bereits geringfügige Änderungen in den Rezepten zu Einsparungen von bis zu einem Drittel führen können beim CO2-Fußabdruck sowie beim Materialfußabdruck führen können. Bezogen auf den Außer-Haus-Verzehr Außer-Haus-Verzehr ergibt sich daraus das Potenzial für erhebliche Multiplikationseffekte, die den Weg für die Verbreitung von nachhaltiger Ernährung ebnen.
Nicht erst seit dem wiederholten und massiven Fischsterben im zweitgrößten See Niedersachsens in den vergangenen Jahren ist der Dümmer auch überregional in aller Munde. Seit Jahrzehnten gelangen aus seinem überwiegend intensiv landwirtschaftlich genutzten Einzugsgebiet erhebliche Nährstofffrachten in den ausgesprochenen Flachsee.
Diese lange und massive Nährstoffzufuhr führte - verstärkt durch die künstliche Eindeichung
des Sees im Jahre 1953 - zur rasanten Eutrophierung dieses ehemaligen Auengewässers,
die zahlreiche ökologische, aber auch wirtschaftliche Folgen nicht nur für das Gewässer
selbst, sondern sein gesamtes Umfeld hatte und hat. In den letzten Jahren besonders sichtbar wurde dieses Übermaß an Nährstoffen im Dümmer z. B. durch die saisonale Massenentwicklung und Dominanz bestimmter Blau-Algen mit entsprechenden Folgen für andere Biozönosen des Sees. So werden diese Algen aufgrund ihrer Größe kaum durch Zooplankter gefressen und erreichen entsprechende Biomassen in kürzester Zeit. Nach ihrem Absterben kam es wiederholt infolge des rasch einsetzenden mikrobiellen Abbaus sehr schnell zur enormen Sauerstoffzehrung im See, die mehrfach zu Fischsterben und massiven und zum Teil langen Geruchsbelästigungen nicht nur für Erholungssuchende am See und in seinen Abflüssen führte. Gleichzeitig sind auch aufgrund des gestörten Lichtklimas die Bestände von derartige Flachseen – so auch den Dümmer – eigentlich prägender Unterwasservegetation stark zurück gegangen bzw. weitgehend verschwunden. Parallel ist seit Jahren ein Rückgang der Schilfröhrichte zu beobachten, Binseninseln sind sogar ganz verschwunden.
Neben der ökologischen hat der Dümmer auch eine enorme Bedeutung für vielfältige touristische Aktivitäten. Entsprechend sind zahlreiche Freizeitnutzungen am Dümmer wie z.B. das Segeln oder auch Surfen von diesen Entwicklungen insbesondere in den letzten Jahren stark betroffen. Dennoch ist der See mit weiten Teilen seiner Verlandungszonen und -moore gegenwärtig aufgrund der auch heute in Teilen noch hohen ökologischen Bedeutung für Flora und Fauna als NSG ausgewiesen, steht teilweise auch unter europäischem Schutzstatus (FFH, IBA) oder wurde in der Vergangenheit sogar in Gänze in die Unesco-Liste der Feuchtgebiete internationaler Bedeutung (FIB) aufgenommen.
Gleichzeitig liegt diese ökologisch sensible und nach wie vor wertvolle Dümmer-Niederung
jedoch inmitten einer der am stärksten mit Nährstoffen überversorgten und belasteten Intensiv-Agrarregionen Europas, in denen insbesondere die Viehbesatzdichten sehr hoch sind. Entsprechende hohe Nährstoffaufkommen und –frachten im Einzugsgebiet des Dümmers sind eine Folge. Dieses komplexe Spannungs- bzw. Konfliktfeld bildet den Hintergrund für das diesjährige Forum in Osnabrück.
Die Direktvermarktung von landwirtschaftlichen Erzeugnissen spielt in Niedersachsen eine bedeutende Rolle zur Einkommensaufwertung der landwirtschaftlichen Betriebe. Das Internet ist dabei mittlerweile ein entscheidendes Medium zur Kundenansprache. Diese Studie hat daher die Zielstellung, die Bildkommunikation der landwirtschaftlichen Direktvermarkter in Niedersachsen im Rahmen der klassischen Homepage zu untersuchen. Entsprechendes Bildmaterial der Erstansicht der Homepages von Direktvermarktungsbetrieben wurde dafür einer qualitativen und quantitativen Analyse unterzogen. 258 Homepages von niedersächsischen Direktvermarktern wurden in die Auswertung einbezogen. Die Auswertung zeigt: Mehr als jeder zweite niedersächsische Direktvermarkter stellt Gebäude auf der Erstansicht seiner Webseite dar. Es handelt sich hierbei überwiegend um historisch aussehende Gebäude. Weiterhin konnte ermittelt werden, dass neben Gebäuden auch Personen, Tiere, Obst, Gemüse, Pflanzen, Produkte sowie Landschaften auf den Erstansichten der Webseiten dargestellt werden.
Hintergrund
Die Anämie hat eine hohe Prävalenz bei Patienten vor Hüftgelenkrevisionsoperation und ist mit einer erhöhten Komplikationsrate assoziiert. Die vorliegende Arbeit untersucht erstmals den Zusammenhang von Kosten, realen DRG-Erlösen und Falldeckung der präoperativen Anämie bei elektiven Hüftgelenkrevisionsoperationen.
Methoden
Für alle Patienten, die sich von 2010 bis 2017 an 2 Campi der Charité – Universitätsmedizin Berlin einer Hüftgelenkrevisionsoperation unterzogen, wurden Daten zu Patienten sowie Transfusionen, Kosten und Erlösen gesammelt. Subgruppen- und lineare Regressionsanalysen untersuchten die Falldeckung anämischer und nichtanämischer Patienten.
Ergebnisse
Von 1187 eingeschlossenen Patienten waren 354 (29,8 %) präoperativ anämisch. Insgesamt wurden 565 (47,6 %) Patienten, mit einem deutlichen Überwiegen anämischer Patienten (72,6 % vs. 37,0 %, p < 0,001), transfundiert. Kosten (12.318 € [9027;20.044 €] vs. 8948 € [7501;11.339 €], p < 0,001) und Erlöse (11.788 € [8992;16.298 €] vs. 9611 € [8332;10.719 €], p < 0,001) waren für anämische Patienten höher, die Fallkostendeckung defizitär (−1170 € [−4467;1238 €] vs. 591 € [−1441;2103 €] €, p < 0,001). Bei anämischen Patienten nahm die Falldeckung mit zunehmender Transfusionsrate ab (p ≤ 0,001). Komorbiditäten hatten keinen signifikanten ökonomischen Einfluss.
Schlussfolgerung
Die präoperative Anämie und perioperative Transfusionen bei Hüftgelenkrevisionsoperationen sind mit erhöhten Behandlungskosten und einer finanziellen Unterdeckung für Kostenträger im Gesundheitswesen verbunden. Konzepte zur Behandlung der präoperativen Anämie (z. B. Patient Blood Management) könnten mittelfristig Behandlungskosten senken.
Hintergrund
Die Anämie hat eine hohe Prävalenz bei Patienten vor Hüftgelenkrevisionsoperation und ist mit einer erhöhten Komplikationsrate assoziiert. Die vorliegende Arbeit untersucht erstmals den Zusammenhang von Kosten, realen DRG-Erlösen und Falldeckung der präoperativen Anämie bei elektiven Hüftgelenkrevisionsoperationen.
Methoden
Für alle Patienten, die sich von 2010 bis 2017 an 2 Campi der Charité – Universitätsmedizin Berlin einer Hüftgelenkrevisionsoperation unterzogen, wurden Daten zu Patienten sowie Transfusionen, Kosten und Erlösen gesammelt. Subgruppen- und lineare Regressionsanalysen untersuchten die Falldeckung anämischer und nichtanämischer Patienten.
Ergebnisse
Von 1187 eingeschlossenen Patienten waren 354 (29,8 %) präoperativ anämisch. Insgesamt wurden 565 (47,6 %) Patienten, mit einem deutlichen Überwiegen anämischer Patienten (72,6 % vs. 37,0 %, p < 0,001), transfundiert. Kosten (12.318 € [9027;20.044 €] vs. 8948 € [7501;11.339 €], p < 0,001) und Erlöse (11.788 € [8992;16.298 €] vs. 9611 € [8332;10.719 €], p < 0,001) waren für anämische Patienten höher, die Fallkostendeckung defizitär (−1170 € [−4467;1238 €] vs. 591 € [−1441;2103 €] €, p < 0,001). Bei anämischen Patienten nahm die Falldeckung mit zunehmender Transfusionsrate ab (p ≤ 0,001). Komorbiditäten hatten keinen signifikanten ökonomischen Einfluss.
Schlussfolgerung
Die präoperative Anämie und perioperative Transfusionen bei Hüftgelenkrevisionsoperationen sind mit erhöhten Behandlungskosten und einer finanziellen Unterdeckung für Kostenträger im Gesundheitswesen verbunden. Konzepte zur Behandlung der präoperativen Anämie (z. B. Patient Blood Management) könnten mittelfristig Behandlungskosten senken.
25-hydroxycholecalciferol (25-OHD3) formed via hepatic hydroxylation from vitamin D, cholecalciferol, represents the precursor of the biologically active vitamin D hormone, 1,25-dihydroxyvitamin D. Due to a higher absorption rate and the omission of one hydroxylation, dietary supplementation of 25-OHD3 instead of vitamin D3 is considered to be more efficient as plasma concentrations of 25-OHD3 are increased more pronounced. The present review summarises studies investigating potential beneficial effects on mineral homeostasis, bone metabolism, health status and performance in sows, piglets and fattening pigs. Results are inconsistent. While most studies could not demonstrate any or only a slight impact of partial or total replacement of vitamin D3 by 25-OHD3, some experiments indicated that 25-OHD3 might alter physiological processes when animals are challenged, for example, by a restricted mineral supply.
The BBI is a first step toward putting biodiversity conservation into practice in the OHC context. The results are consistent with studies related to nutrition However, the results also show that there is room for improvement and that there are further areas to be addressed. It is also clear that commercial kitchens currently have only limited room for maneuver. If OHC is to become more biodiversity-friendly, greater transparency is needed in terms of origin labels and species/variety identifiers, and a wide range of options will also be required in terms of procurement. That being the case, it is essential to focus on the entire value chain. Furthermore, in addition to the initial recommendations, much more knowledge is required about the impacts of farming methods and heritage varieties and species, as well as about the use of fish, other marine animals and game meat. In principle, however, the BBI can already be implemented in commercial kitchens by identifying recipe optimizations that kitchens can feasibly implement, that align with their budgets, and that maintain acceptance among patrons. In addition, this approach has the potential to be integrated into the assessment framework of the NAHGAST calculator, making it readily accessible and free for OHC facilities to use. In the OHC context in particular, this could be leveraged to drive sustainable change in the food system.
Die Verschwendung von Lebensmitteln im Haushalt wird durch eine komplexe Reihe von routinemäßigen Verhaltensweisen bestimmt, und eine Unterbrechung dieser Routinen könnte zu einer Verringerung dieser enormen Menge an Lebensmittelabfällen führen. In der vorliegenden Studie wird eine solche Unterbrechung der Haushaltsroutinen untersucht: die Essensbox.
Das Potenzial von Essensboxen zur Verringerung verschiedener Arten von Lebensmittelabfällen in Haushalten wird zum ersten Mal in verschiedenen Ländern untersucht. Nachdem wir einen Rahmen für den Vergleich der Auswirkungen verschiedener Mahlzeitentypen auf die Lebensmittelverschwendung geschaffen haben, untersuchen wir anschließend die Auswirkungen einer abonnementbasierten Lebensmittelversorgung (d. h. Mahlzeitendosen) auf die gesamte Lebensmittelverschwendung sowie auf die verschiedenen Arten der Lebensmittelverschwendung: Zubereitung, Kochen und Tellerabfälle. Unser Datensatz enthält 8747 Beobachtungen von Mahlzeiten aus 955 Haushalten in sechs Ländern. Die Ergebnisse eines Bayes'schen Mehrebenen-Hurdle-Lognormal-Modells mit zufälligem Intercept zeigen, dass Essensboxen im Vergleich zu traditionell gekochten Mahlzeiten insgesamt zu einer Verringerung der gesamten Essensabfälle führen (38 % weniger). Mahlzeitendosen verringern vor allem das Auftreten und die Menge der verschwendeten Pfannen- und Topfgerichte (d. h. Kochabfälle) sowie die Menge der Mahlzeitenzubereitungsabfälle, führen jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Mahlzeiten zu einem höheren Aufkommen von Zubereitungs- und Tellerabfällen. Dies zeigt, wie sich die Unterschiede zwischen den einzelnen Mahlzeiten auf die Lebensmittelabfälle in den Haushalten auswirken, ein Aspekt, der bisher in der Forschung wenig Beachtung gefunden hat. Während sich die meisten früheren Untersuchungen auf die gesamte Lebensmittelverschwendung in Haushalten konzentrierten, zeigt unsere Studie, dass die Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten von Lebensmittelabfällen in Haushalten wichtige neue Erkenntnisse liefern kann.
The aim of the study was to examine different pH parameters, such as variations throughout the day, depending on differing concentrate feed proportions. Moreover, special attention was payed to individual variation in microbial efficiencies (microbial crude protein/fermented organic matter) and their relation to ruminal pH, nutrient flows and digestibilities. For this, cows were grouped according to microbial efficiency (more, n = 5, vs. less efficient cows, n = 4). After calving, thirteen ruminally cannulated pluriparous cows, including nine duodenally cannulated animals, were divided into groups offered rations with a lower (35% on dry matter basis, n = 7) or a higher (60% on dry matter basis, n = 6) concentrate feed proportion. Ruminal pH parameters were assessed continuously by using intraruminal probes. Nutrient flows, nutrient digestibility and microbial efficiency were determined for duodenally cannulated cows. For most ruminal pH parameters it seemed that individual variability was higher than the treatment effect. However, a positive relationship between actual concentrate intake and diurnal pH fluctuations was found. Besides, the effect of individually different microbial efficiencies was assessed. Again, there were no group differences for pH parameters. However, nutrient flows were significantly higher in more efficient cows, whereas digestibilities were lower in in more efficient cows.
Das Ziel des Projektes bestand darin, die Eignung männlicher Legehybriden zur Mast, unter den Bedingungen der Ökologischen Landwirtschaft, zu untersuchen. Dafür wurden 256 Lohmann Brown (LB) und 254 Lohmann Brown plus (LB+) als Eintagsküken und als Mischherde in einem modifizierten Mobilstall für Legehennen („Hümo 225“, Weiland) nach ökologischen Richtlinien aufgestallt und 70 Tage unter intensiver Nutzung eines Grünauslaufes gemästet. Die LB+ Tiere wurden bei Einstallung mittels Flügelmarke markiert. Die Tiere erhielten Zugang zu Futter und Wasser ad libitum. Während der Mastperiode erfolgte wöchentlich eine Wägung von 120 zufällig ausgewählten Tieren / Herkunft. Weiterhin wurde durch Ein- und Auswaage des Futters der Futterverbrauch ermittelt. Die gesamte Kohorte wurde nach 70-tägiger Mast geschlachtet und je 30 zufällig ausgewählte Tiere / Genetik einer Zerlegung zugeführt. Während des Prozesses erfolgte die Erfassung der Schlachtgewichte sowie der Gewichte und Anteile der Teilstücke. Die intakten Schlachtkörper wurden zum Abschluss im Rahmen eines 7-Gänge Menüs in der gehobenen Gastronomie verköstigt, um die Qualität und die sensorischen Eigenschaften des Fleisches und das Potential der männlichen Legehybriden zur Vermarktung als Delikatesse in einem Nischenmarkt einzuschätzen. Die Herkünfte LB und LB+ zeigten, über die gesamte Mastperiode hinweg, eine ähnliche Gewichtsentwicklung, wobei die Herkunft LB+ in der Tendenz und an drei Terminen signifikant (p ≤ 0,05; ANOVA) höhere Körpergewichte aufwiesen. Das mittlere Lebendgewicht der LB+ bzw. LB betrug am 49. Tag 752 bzw. 734 g (p = 0,0270), am 60. Tag 1082 bzw. 1074 g (p = 0,0301) und zum Ende der Mast (Tag 70) 1357 bzw. 1328 g (p = 0,0082). Über den 10-wöchigen Versuchszeitraum hinweg wiesen die Tiere der Herkunft LB+ mittlere tägliche Zunahme von 18,9 g und die Tiere der Herkunft LB von 18,4 g auf. Die LB+ Tiere wiesen ein etwas höheres Schlachtgewicht auf als die Herkunft LB (816 vs. 793 g). Auch bei den Gewichten und den prozentualen Anteilen der wertvollen Teilstücke (Brustfilets, Keulen) hinsichtlich der Schlachtkörperzusammensetzung war die Herkunft LB+ der Herkunft LB, in der Tendenz, überlegen. Eine ökonomische Betrachtung (Vollkostenrechnung) zeigte, dass das Kilogramm Schlachtkörper für ca. 10 Euro produziert werden kann. Wesentliche Mehrkosten verursachen die erhöhten Futterkosten aufgrund einer schlechten Futterverwertung und die hohen Investitionskosten pro Mastplatz für den Mobilstall. Der notwendige Preisaufschlag, um die gegenüber einer konventionellen Masthähnchenproduktion erhöhten Produktionskosten (Faktor 5) zu decken, kann vermutlich über eine direkte Vermarktung erzielt werden. Es zeichnet sich ab, dass es förderlich ist, die regionale, ökologische Produktionsweise in Kombination mit dem Tierschutzaspekt, als Gesamtkonzept mit dem Verbraucher bzw. potentiellen Kunden zu kommunizieren.
Besides yield reduction weeds have positive effects, like enhancing biodiversity or reducing soil erosion. The aim of the work is to enhance biodiversity without yield losses. In growing season 2021/22 a field experiment with winter triticale was conducted to experience the impact of mechanical weed control, sowing date and sowing rate. Especially hoeing had a positive impact on vegetative growth and grain yield while weed growth was inhibited but weed biodiversity stayed equal or increased. A lower seed rate or an earlier sowing date made in general no difference at flowering or harvesting stage.
Gebäude beanspruchen Ressourcen und verändern die Umwelt. Die Landwirtschaft benötigt oftmals großvolumige Gebäude. Eine nachhaltigere landwirtschaftliche Baukultur wäre deshalb begrüßenswert. Für das agrarische Bauen könnte eine verstärkte Verwendung des Rohstoffs Holz eine Perspektive darstellen. Holz überzeugt durch zahlreiche ökologische Vorteile wie die langfristige Kohlenstoffbindung oder eine einfache Recycelbarkeit. In Deutschland spielt Holz beim landwirtschaftlichen Bauen allerdings eine immer geringere Rolle. Diese Studie stellt Meinungsbilder deutscher LandwirtInnen zum Holzeinsatz beim Stallbau zusammen. Es wurden zehn Gruppendiskussionen zum Themenfeld landwirtschaftliche Baukultur in verschiedenen deutschen Schwerpunktregionen der Rinderhaltung gestaltet. Die Auswertungen zeigen, dass die LandwirtInnen weitestgehend die optische Wirkung von Holz schätzen, aber häufig an der Dauerhaftigkeit von Holzställen zweifeln.
When the ECLAS Conference took place in 1972 western societies were undergoing profound change: They transformed from industrial to postindustrial societies – the so-called service societies. 50 years later, the knowledge society is emerging: Knowledge is considered the key resource of this era. Digitalization and widespread dissemination of ICT allow information to be obtained anywhere anytime. This has severe implications for individual lifestyles and everyday practices. Different aspects of living, learning and working are no longer bound to physical limitations but can be enhanced by or even transferred to the virtual space. So being on the move today means travelling in hybrid spaces. We call this the space and practice “en route”.
At the University of Applied Sciences Osnabrück we explore the following questions:
What does “en route” mean and look like in landscapes of higher education?
How is it perceived individually?
(How) can landscape architecture shape it?
Our transdisciplinary research project EN ROUTE aims to meet current challenges at universities (e.g. digitalisation, sustainable development) with a comprehensive understanding of space and practices “en route”. In a transdisciplinary process, researchers from various disciplines – landscape architecture, geography, urban planning, business administrations and marketing, energy technology and computer science – develop concepts and strategies for sustainable and digital mobility in the higher education sector. New “EN ROUTE” types provide insights into the individual production and utilization of spaces “en route”.
The campuses of the University of Applied Science Osnabrück as well as the virtual and physical space network of its members serve as research example. Initial findings will be presented at the conference. While the ECLAS conference in 1972 focused on physical scales, landscape architecture has to reflect them critically and ask: What could be an innovative understanding of spaces “en route”?
Das Thema Building Information Modeling (BIM) hat sich in den letzten Jahren zu einem immer bedeutenderen Thema für die Infrastrukturplanung in Deutschland entwickelt. Die BIM-Methode wird hier bereits seit 2015 anhand von Pilotprojekten umgesetzt und erprobt. Die in enger Verbindung stehende Landschafts- und Umweltplanung findet bisher jedoch weiterhin in 2D statt und wird nicht in die BIM-basierte Arbeitsweise integriert. Potenzielle Vorteile einer Integration der Landschafts- und Umweltplanung können daher aktuell nicht genutzt werden.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die exemplarische Integration der Landschafts- und Umwelt-planung in ein mit BIM umgesetztes Straßenbauprojekt. Untersuchungsgegenstand ist das BIM-Pilotprojekt Verfügbarkeitsmodell A10/A24. Entwickelt wurde ein Fachmodell Land-schaft_Freianlage. Dieses dient der Einbindung der festgelegten und vordefinierten Um-weltbelange und landschaftspflegerischen Maßnahmen in die vorhandene Struktur des Ko-ordinationsmodells A10/A24.
Die Bearbeitung richtet sich insbesondere auf die Umsetzung der landschaftspflegerischen Begleitplanung (LBP) in die landschaftspflegerische Ausführungsplanung (LAP) sowie das Betreiben. Aufbauend auf allgemeine BIM-Ziele werden 3 spezifische Anwendungsfälle for-muliert. Hieraus lassen sich 3 Teil-Fachmodelle und die jeweils erforderlichen BIM-Klassen und zugeordnete Eigenschaften ableiten. Die erarbeiteten Datenstrukturen werden durch die Fachgruppe BIM in der Landschaftsarchitektur als Beitrag zum Katalog 'BIM-Klassen der Verkehrswege' (buildingSMART 2022) weiterentwickelt und können zur nationalen BIM-(Vor-)Standardisierung beitragen.
Die praktische Umsetzung erfolgt mit Hilfe der CAD-BIM-Software Autodesk Civil 3D und der BIM-Management-Software DESITE md pro. Die Teilmodelle werden in das IFC-Format exportiert. In der BIM-Management-Software erfolgt die weitere Anreicherung mit Informa-tionen, die Integration in das gewerkeübergreifende Koordinationsmodell des Verfügbar-keitsmodells A10/A24 sowie die weitere Auswertung.
Besonders eindrucksvoll zeigt eine 4D-Bauablaufvisualisierung die Potenziale der Integra-tion der Landschafts- und Umweltplanung. Die Informationen zu den zu beachtenden Maß-nahmen der Landschafts- und Umweltplanung stehen für alle Baubeteiligten während des gesamten Prozesses benutzerfreundlich zur Verfügung. Dies kann zur Vermeidung von Umweltschäden beitragen und wird als großer Gewinn insbesondere für die Umweltbaube-gleitung angesehen, aber auch für die lange Phase des Betreibens, in der Informationen zu umzusetzenden Umweltmaßnahmen weiterhin zur Verfügung stehen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem BIM-basierten (Building Information Modeling) Bauantrag und der Frage, welche Anforderungen hierfür bei BIM-Modellen der Außenanlagenplanung zu berücksichtigen sind.
Das Baugenehmigungsverfahren, wie man es heute kennt, ist zeit-, kosten- und personalintensiv sowie von langen Laufzeiten geprägt. Im Hinblick auf aktuelle Herausforderungen für die Planungs- und Baubranche wie Klimaanpassung, Verkehrswende und Wohnungsnot bei gleichzeitig immer komplexer werdenden bauordnungs- und bauplanungsrechtlichen Anforderungen ist eine Modernisierung des Bauantragsverfahrens unabdingbar. Mit dem Standardisierungsprojekt ,Austauschstandards im Bau- und Planungsbereich‘ des IT-Planungsrates wird daher seit einigen Jahren die Digitalisierung des Baugenehmigungsverfahrens vorangetrieben. So soll der Austausch von Daten und Informationen zwischen allen Beteiligten (planende Stelle, Genehmigungsstelle Antragsteller*innen usw.) zukünftig digital und unter bundesweit verbindlichen, herstellerneutralen, offenen Datenstandards erfolgen. Gleichzeitig ermöglicht die Einführung des digitalen Baugenehmigungsverfahrens auch die Einbindung von BIM-Modellen. Wie diese im digitalen Bauantragsverfahren genutzt werden können, welche Anforderungen diese erfüllen müssen und welche Chancen und Mehrwerte dadurch entstehen (z. B. durch die teilautomatisierte Regelprüfung von bauordnungs- und bauplanungsrechtlichen Anforderungen) wurde bereits im Forschungsprojekt ‚BIM-basierter Bauantrag‘ im Rahmen der Forschungsinitiative ‚Zukunft Bau‘ untersucht. Hierbei wurden allerdings insbesondere Gebäudemodelle betrachtet.
Zunehmend wird die Anwendung der BIM-Methode jedoch auch von der Landschaftsarchitektur gefordert. Aufgrund bisher nicht definierter Objekte im internationalen, herstellerneutralen Austauschstandard von BIM-Modellen IFC (Industry Foundation Classes) für den Bereich Landschaft, ist die Teilhabe an BIM-Prozessen zurzeit noch eine große Herausforderung für die Landschaftsarchitektur. So fehlen neben Objekten des Freiraums Standards sowohl hinsichtlich der Modellierung als auch für die zu beschreibenden Attribute in den erforderlichen Detaillierungsgraden.
Ziel dieser Arbeit ist es daher, Anforderungen an Außenanlagenmodelle für den BIM-basierten Bauantrag zu untersuchen und in eine Modellierungsrichtlinie umzusetzen. Ein weiteres Ziel ist es, mögliche Chancen der teilautomatisierten Regelprüfung von Bauvorschriften für Außenanlagen aufzuzeigen. Hierfür erfolgt zunächst eine Dokumentenanalyse von verschiedenen Bauvorlagenverordnungen. Des Weiteren werden auch die Vorgaben für den Detaillierungsgrad LOD200 (Level of Detail) untersucht. Die Umsetzung der Modellierungsrichtlinie erfolgt exemplarisch am Beispiel der Außenanlagenplanung des Bauvorhabens ‚Elbtower‘ in Hamburg. An diesem Beispiel werden die für den Bauantrag relevanten Objekte des Freiraums und deren geometrischen und semantischen Anforderungen identifiziert. Für Objekte, die bisher nicht im IFC-Standard klassifiziert sind, werden zudem Klassifizierungsvorschläge gemacht, um eine mögliche Aufnahme in die IFC zu forcieren. Die Umsetzbarkeit der Modellierungsrichtlinie wird beispielhaft mit der BIM-Software ‚Autodesk Revit´ verifiziert. Abschließend werden die Möglichkeiten der teilautomatisierten Regelprüfung von bauordnungs- und bauplanungsrechtlichen Anforderungen an Außenanlagenmodelle anhand exemplarisch ausgewählter Prüffälle untersucht.
1. Flower strips are a fundamental part of agri-environment schemes (AESs) introduced by the European Union to counteract the loss of biodiversity and related ecosystem services in agricultural landscapes. Although vegetation composition of the strips is essential for most fauna groups, comprehensive studies analysing vegetation development and influencing factors are rare.
2. From 2017 to 2019, we investigated the vegetation composition of 40 perennial wildflower strips (WFSs) implemented in 2015 or 2016, and 20 cereal fields without WFS across Saxony-Anhalt, Germany. We analysed environmental factors on plot (cover of grasses, shading, soil fertility) and four landscape-scale levels (habitat diversity, proportion of WFS and open habitats). The provision of nectar and pollen resources was estimated by the newly developed Pollinator Feeding Index (PFI). All strips had been implemented by farmers as AES with species- rich seed mixtures comprising 30 native forbs.
3. In all study years, forb species richness, cover and related nectar and pollen supply were much higher on WFSs than on controls, confirming the effectiveness of this AES. Although sown native forbs contributed the most to the high PFI values, spontaneously established forbs expanded the total range of species considerably, especially in winter and spring. While sown forb communities remained similar over time, spontaneous forbs showed a higher species turnover. Altogether, shading and grass cover had the greatest negative effect on the performance of the sown forbs. Landscape variables had only minor effects and were inconsistent in their importance across scale levels and years.
4. Synthesis and applications. Successfully established perennial wildflower strips (WFSs) sown with species-rich native seed mixtures provided a forb-rich and diverse vegetation throughout the AES funding period of 5 years. By supplying feeding resources for pollinators under various landscape situations, WFSs have significant potential to promote farmland biodiversity and related ecosyste services. We recommend the mandatory use of species-rich wildflower mixtures for perennial flower strips and to avoid their creation in heavily shaded field edges. Advisory services for farmers are necessary to prevent failures in WFS implementation and management and to improve their ecological effectiveness.
In this paper, we evaluate the application of Bayesian Optimization (BO) to discrete event simulation (DES) models. In a first step, we create a simple model, for which we know the optimal set of parameter values in advance. We implement the model in SimPy, a framework for DES written in Python. We then interpret the simulation model as a black box function subject to optimization. We show that it is possible to find the optimal set of parameter values using the open source library GPyOpt. To enhance our evaluation, we create a second and more complex model. To better handle the complexity of the model, and to add a visual component, we build the second model in Simio, a commercial off-the-shelf simulation modeling tool. To apply BO to a model in Simio, we use the Simio API to write an extension for optimization plug-ins. This extension encapsulates the logic of the BO algorithm, which we deployed as a web service in the cloud.
The fact that simulation models are black box functions with regard to their behavior and the influence of their input parameters makes them an apparent candidate for Bayesian Optimization (BO). Simulation models are multivariable and stochastic, and their behavior is to a large extent unpredictable. In particular, we do not know for sure which input parameters to adjust to maximize (or minimize) the model’s outcome. In addition, the complex models can take a substantial amount of time to run.
Bayesian Optimization is a sequential and self-learning algorithm to optimize black box functions similar to as we find them in simulation models: they contain a set of parameters for which we want to identify the optimal set, they are expensive to evaluate, and they exhibit stochastic noise. BO has proven to efficiently optimize black box functions from varius disciplines. Among those, and most notably, it is successfully applied in machine learning algorithms to optimize hyperparameters.
Easy and inexpensive methods for measuring ammonia emissions in multi-plot field trials allow the comparison of several treatments with liquid manure application. One approach that might be suitable under these conditions is the dynamic tube method (DTM). Applying the DTM, a mobile chamber system is placed on the soil surface, and the air volume within is exchanged at a constant rate for approx. 90 s. with an automated pump. This procedure is assumed to achieve an equilibrium ammonia concentration within the system. Subsequently, a measurement is performed using an ammonia-sensitive detector tube. Ammonia fluxes are calculated based on an empirical model that also takes into account the background ammonia concentration measured on unfertilized control plots. Between measurements on different plots, the chamber system is flushed with ambient air and cleaned with paper towels to minimize contamination with ammonia. The aim of this study was to determine important prerequisites and boundary conditions for the application of the DTM.
We conducted a laboratory experiment to test if the ammonia concentration remains stable while performing a measurement. Furthermore, we investigated the cleaning procedure and the effect of potential ammonia carryover on cumulated emissions under field conditions following liquid manure application. The laboratory experiment indicated that the premeasurement phase to ensure a constant ammonia concentration is not sufficient. The concentration only stabilized after performing more than 100 pump strokes, with 20 pump strokes (lasting approximately 90 s) being the recommendation.
However, the duration of performing a measurement can vary substantially, and linear conversion accounts for those differences, so a stable concentration is mandatory. Further experiments showed that the cleaning procedure is not sufficient under field conditions. Thirty minutes after performing measurements on high emitting plots, which resulted in an ammonia concentration of approx.
10 ppm in the chamber, we detected a residual concentration of 2 ppm. This contamination may affect measurements on plots with liquid manure application as well as on untreated control plots. In a field experiment with trailing hose application of liquid manure, we subsequently demonstrated that the calculation of cumulative ammonia emissions can vary by a factor of three, depending on the degree of chamber system contamination when measuring control plots. When the ammoni background values were determined by an uncontaminated chamber system that was used to measure only control plots, cumulative ammonia emissions were approximately 9 kg NH3-N ha1.
However, when ammonia background values were determined using the contaminated chamber system that was also used to measure on plots with liquid manure application, the calculation of cumulative ammonia losses indicated approximately 3 kg NH3-N ha1. Based on these results, it can be concluded that a new empirical DTM calibration is needed for multi-plot field experiments with high-emitting treatments.
Da urbane Räume besonders von den Folgen des Klimawandels wie Hitzewellen und Starkregen betroffen sind, gibt es vielerorts einen steigenden Bedarf an grüner Infrastruktur bei gleichzeitiger Verringerung des Anteils an Grünflächen durch Bebauung. Extensive Dachbegrünungen können bei fachgerechter Ausführung einen Beitrag zur Verbesserung des Stadtklimas leisten. Werden Dächer mit gebietseigenen Wildpflanzenarten begrünt, so können sie auch zur Förderung regionaltypischer Pflanzen- und Tierarten beitragen. Diese Art der Dachbegrünung ist bislang jedoch wenig erprobt. Dieser auf Ergebnissen des EFRE-Projekts RooBi (Roofs for Biodiversity) basierende Leitfaden für extensive Dachbegrünungen mit gebietseigenen Wildpflanzen soll Impulse für die Realisierung und weitere Erprobung dieser Form der Dachbegrünung geben. Vegetationstechnische Anforderungen, die Auswahl geeigneter Wildpflanzen für Dächer in Nordwestdeutschland und deren Pflege auf dem Dach werden beschrieben ebenso wie Hinweise zu Fördermöglichkeiten. Anhand von Praxisbeispielen wird aufgezeigt, mit welchen Methoden und Materialien sich extensive Dachbegrünungen mit Pflanzenarten nordwestdeutscher Sandmagerrasen umsetzen lassen und wie sich die Vegetation in den ersten Jahren entwickelt.
Der Leitfaden richtet sich an Menschen aus Wissenschaft und Praxis der Stadt- und Landschaftsplanung sowie des Garten- und Landschaftsbaus und des Naturschutzes.