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Water retention properties of wood fiber based growing media and their impact on irrigation strategy
(2024)
Distribution of water and air in growing media during ebb-and-flow irrigation depends on water storage properties (water retention curve) and water transport properties (hydraulic conductivity) of the materials. Growing media with their high number of coarse pores are known to exhibit strong hysteresis, i.e., differences in the water retention properties during drying and wetting cycles. To account for potential ecological disadvantages of peat, wood fibers are commonly used as substitutes for peat in growing media. However, the wood fibers generally have higher air capacities and hydraulic conductivities and lower water capacities compared to peat which may results in necessary adaptions of the irrigation strategy. Tools to optimize irrigation systems are physically based water transport models, such as HYDRUS-1D, which is commonly used to describe water transport in soils, but not often for growing media. In this study, white peat and pure wood fibers were used to describe differences in their water retention behavior. Water retention curves (drying cycles) and hydraulic conductivities were measured with standard analytical procedures. Hysteresis of the water retention curves was analytically determined based on their capillary rise properties. The results were used with a modified HYDRUS-1D model to test model quality against measured water contents during ebb-and-flow irrigation cycles and to optimize the irrigation strategy for the different materials. The results showed that the model quality was sufficiently good only if the strong hysteresis of the water retention curves was considered during the simulation process. Different strategies were tested to modify ebb-and-flow irrigation (irrigation frequency, irrigation duration and irrigation height) in that way that the water suction in the root zone was similar to that of the peat material. Simulation results showed that significant improvements could only be reached by increasing the flooding depth in ebb-and-flow systems to ensure an optimum water supply of plants in the wood fiber based growing media.
Wasser- und Ufervegetation
(2016)
Wasser dosiert zusetzen
(2021)
Wasser
(2021)
Seit 1996 werden an der Fachhochschule Osnabrück im Rahmen eines grundständigen Studiengangs Bodenwissenschaftler ausgebildet. Die ersten beiden Jahrgänge Absolventinnen und Absolventen haben das Studium bereits beendet und zum überwiegenden Teil adäquate Arbeitsstellen gefunden.
Mit dem Diskussionsforum Bodenwissenschaften, das jährlich am letzten Donnerstag im Oktober an der Fachhochschule Osnabrück durchgeführt wird, soll der Kontakt zwischen den derzeitig Studierenden, den Absolventinnen und Absolventen, den Dozenten des Studiengangs und Fachleuten aus der Praxis intensiviert werden.
Die Diskussionsforen in den Jahren 1999, 2000 und 2001 befassten sich mit dem „Bundesbodenschutzgesetz“, „Pflanzen für den Bodenschutz“ und den Chancen und Problemen bei der Nutzung digitaler bodenkundlicher Daten.
Das Diskussionsforum 2002 hatte den Begriff der „guten fachlichen Praxis“ in der landwirtschaftlichen Bodennutzung zum Inhalt. Dies ist ein Thema, das in Praxis und Wissenschaft schon lange eine große Rolle spielt, aber durch das Bundesbodenschutzgesetz wieder in das Zentrum des Interesses gerückt wurde. Denn es gilt nun, die Vorgaben des Bundesbodenschutzgesetzes, insbesondere von §17 BBodSchG umzusetzen und kontrollierbar zu machen. Bodennutzung hat nachhaltig zu erfolgen. Darin sind sich alle Beteiligten einig, ist doch der Produktionsfaktor Boden im wahrsten Sinne des Wortes Grundlage des Pflanzenbaus und welcher Landwirt verspielt wissentlich seine Produktionsfaktoren.
Heftig diskutiert wird, wie dieser Bodenschutz effektiv und unbürokratisch praktiziert werden kann. Arbeitspapiere, Standpunktpapiere und ein Bund-Länder-Papier wurden in den letzten Jahren verfasst, die die gute fachliche Praxis der Bodennutzung präzisieren. Immer noch gibt es aber offene und kontrovers diskutierte Fragen. In diesem Zusammenhang sei exemplarisch das Thema Bodenschadverdichtungen und diesbezügliche Vermeidungsstrategien genannt.
Auf zumindest einige dieser Fragen sollten die Vorträge und die Diskussionsbeiträge Antworten geben. Fachleute von Bundes- und Landesbehörden, Forschungseinrichtungen und Verbänden trugen hierzu ihre Standpunkte vor.
Seit 1996 werden an der Fachhochschule Osnabrück im Rahmen eines grundständigen Studiengangs Bodenwissenschaftler ausgebildet. Die ersten beiden Jahrgänge Absolventinnen und Absolventen haben das Studium bereits beendet und zum überwiegenden Teil adäquate Arbeitsstellen gefunden.
Mit dem Diskussionsforum Bodenwissenschaften, das jährlich am letzten Donnerstag im Oktober an der Fachhochschule Osnabrück durchgeführt wird, soll der Kontakt zwischen den derzeitig Studierenden, den Absolventinnen und Absolventen, den Dozenten des Studiengangs und Fachleuten aus der Praxis intensiviert werden.
Die Diskussionsforen in den Jahren 1999 und 2000 befassten sich mit dem „Bundesbodenschutzgesetz“ und mit „Pflanzen für den Bodenschutz“. Beim dritten Diskussionsforum „Vom Bohrstock zum Bildschirm“ sollen Chancen und Probleme bei der Nutzung digitaler bodenkundlicher Daten erörtert werden.
Fast alle bodenkundlich Tätigen haben schon einmal mit mehr oder weniger großer Kraftanstrengung einen Bohrstock in den Boden geschlagen und unter Rückenschmerzen wieder herausgezogen, um grundlegende Informationen über einen Standort zu bekommen. Können wir nun endlich den Bohrstock in die Ecke verbannen und alle notwendigen Informationen vom Bildschirm abrufen? Welche bodenkundlichen Daten sind verfügbar? Wie verlässlich sind die bunten Karten, die heute mit relativ geringem Aufwand auf den PC-Bildschirm gebracht werden können? Können Informationen für kleinräumige Fragestellungen über schutzwürdige Böden, z.B. für Fragen der Gemeindeentwicklung, überhaupt von digitalen Karten, die zwar am Rechner beliebig vergrößert werden können, im Original aber im Maßstab 1:50.000 erstellt wurden, abgeleitet werden? Wie hat die Entwicklung digitaler Bodenkarten die Tätigkeitsbereiche in bodenkundlich tätigen Ingenieurbüros und Kommunalverwaltungen verändert?
Auf zumindest einige dieser Fragen sollten die Vorträge, die PC-Präsentationen und die Diskussionsbeiträge Antworten geben. Neben Fachleuten von Bundes- und Landesbehörden, Ingenieurbüros und Hochschule/Kommunalverwaltung, die sich als Referenten zur Verfügung gestellt haben, sind wir besonders froh darüber, das auch zwei Vorträge von ehemaligen Studierenden des Studiengangs Bodenwissenschaften gehalten wurden, die Ergebnisse ihrer Diplomarbeiten bzw. anschließender beruflicher Tätigkeiten vorstellten.
Vitamin D für starke Beine
(2023)
Durch die Verbreitung von VR und den möglichen Potenzialen für die Landschaftsarchitektur, gewinnt die Auseinandersetzung mit der Verwendung als Präsentationsmedium an Relevanz. Aufgrund der geringen Anzahl an Fallstudien zu dieser Thematik, war es das Ziel dieser Arbeit, eine vollständige und praxisnahe VR-Erfahrung anhand eines Beispielprojekts zu erstellen. Hierfür wurde das Wohnbauprojekt „Teilerhöfe“ in Hannover ausgewählt.
Im Rahmen der Arbeit konnte ein Arbeitsablauf für die Erstellung einer VR-Erfahrung aufgestellt und erfolgreich durchgeführt werden. Das Ergebnis bildet eine auf der Unreal Engine basierende virtuelle Echtzeit-Umgebung, die durch ein VR-Headset erkundet werden kann. Trotz einiger notwendiger Kompromisse konnten alle Inhalte des Entwurfs angemessen dargestellt werden. Auf dieser Basis werden mögliche Potenziale und Grenzen für den Einsatz in der Landschaftsarchitektur diskutiert. Hieraus resultiert die Erkenntnis, das VREs einen erheblichen Mehrwert bieten können, aber mit Bedacht eingesetzt werden sollten.
Lahmheiten bilden bei Sauen und wachsenden Schweinen ein ernstzunehmendes Gesundheits- und Tierwohlproblem. Die Studie zeigte, dass der diätetische Einsatz von 25-Hydroxycholecalciferol im Austausch zum Vitamin D3 zu einer Reduktion von Bewegungsproblemen bei Sauen und wachsenden Schweinen geführt hat.
Im Rahmen des durch die EU geförderten LIFE-Projekts „Lippeaue“ wurden
künstliche Binnendünen angelegt, die Standorte für an Trockenheit und Nährstoffarmut angepasste Pflanzenarten bieten können. Im Jahr 2012 wurde eine Erfolgskontrolle der Vegetationsentwicklung auf den in den Jahren 2008 und 2009 neu geschaffenen Binnendünen durchgeführt.
Die meisten der neu angelegten Dünen in der Lippeaue bei Hamm waren im Jahr 2012 durch Grünlandvegetation auf sandigen und schluffigen Böden gekennzeichnet. Die Gesamtstickstoff-, Humus- und Wassergehalte des Bodens lagen an der oberen Grenze des Bereiches, der für Magerrasenentwicklung günstig ist. Da sich keine Magerrasenbestände in der Nähe befinden, ist eine Etablierung von Magerrasen ohne die gezielte Übertragung von Mahd- oder Rechgut nicht zu erreichen. Die im LIFE-Projekt angelegten Dünen sind daher nur bedingt in einzelnen Fällen für die Magerrasenentwicklung geeignet.
Die ökologische Wertigkeit von Binnendünen ergibt sich aus ihrer Eigenschaft als vegetationsökologisch bedeutsamer Sonderstandort innerhalb des durch Feuchtigkeit geprägten ökosystemaren Wirkungsgefüges der Aue. Wo sich Weidengebüsche auf den Dünen ausbreiten, müssen die Ziele der Auwaldentwicklung durch Sukzession und der Entwicklung von Magerrasen auch durch stärkere Beweidung gegeneinander abgewogen werden.
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit dem Thema der Darstellung von Vegetation im Kontext des Building Information Modeling (BIM) und hierbei insbesondere mit der Entwicklung eines Datenmodells für ausgewählte Baumarten.
Die Anwendung der BIM-Methode wird in der Landschaftsarchitektur zunehmend gefordert. Zurzeit sind die Integration und die Arbeit mit der BIM-Methode noch mit großen Herausforderungen verbunden. Für die Landschaftsarchitektur fehlen definierte Objekte im internationalen, herstellerneutralen Austauschformat Industry Foundation Classes (IFC). Es fehlen neben den Objekten des Freiraums die Workflows zur Modellierung der Objekte, die beschreibenden Informationen und die Zuordnung zu den Detaillierungsgraden.
Das Ziel der vorliegenden Masterarbeit besteht darin, eine Methode zum Generieren von parametrischen Baummodellen zu entwickeln. Es werden individuelle Baummodelle in der CAD/BIM-Software Autodesk Revit modelliert. Die Baummodelle sollen den Lebenszyklus einer Pflanze abbilden. Das in dieser Arbeit erstellte Baummodell ermöglicht die Abbildung einer Vielzahl von Kronen- und Wurzelformen. Die generierten Baummodelle beinhalten Wachstumsfunktionen mit spezifischen Parametern für die Gesamthöhe, die lichte Stammhöhe, den größten Kronendurchmesser, die Höhe des größten Kronendurchmessers sowie Länge und Tiefe der Wurzel. Zusätzlich zur Geometrie des Modells werden relevante Informationen als konsistenter Parametersatz definiert. Die Informationen können den BIM-Anwendungsfällen zugeordnet werden. Die Parametersätze für das Erscheinungsbild der Modelle und die Informationen zu den Eigenschaften werden über Dynamo gesteuert. Das ermöglicht den direkten Austausch der Modelle und der zugehörigen Informationen.
Ein erläuterndes Video (HAVERLAND 2022) zur Vorgehensweise und den Ergebnissen findet sich unter https://youtu.be/Azx3mPMu3Ng
Iron deficiency is still widespread as a major health problem even in countries with adequate food supply. It mainly affects women but also vegans, vegetarians, and athletes and can lead to various clinical pictures. Biofortification of vitamin C-rich vegetables with iron may be one new approach to face this nutritional challenge. However, so far, little is known about the consumer acceptance of iron-biofortified vegetables, particularly in developed countries. To address this issue, a quantitative survey of 1000 consumers in Germany was conducted. The results showed that depending on the type of vegetable, between 54% and 79% of the respondents were interested in iron-biofortified vegetables. Regression analysis showed a relationship between product acceptance, gender, and area of residence. In addition, relationships were found between consumer preferences for enjoyment, sustainability, and naturalness. Compared to functional food and dietary supplements, 77% of respondents would prefer fresh iron-rich vegetables to improve their iron intake. For a market launch, those iron-rich vegetables appear especially promising, which can additionally be advertised with claims for being rich in vitamin C and cultivated in an environmentally friendly way. Consumers were willing to pay EUR 0.10 to EUR 0.20 more for the iron-biofortified vegetables.
The development of base metal electrodes that can act as active and stable oxygen generating electrodes in water electrolysis systems, especially at low pH levels, remains a challenge. The use of suspensions as electrolytes for water splitting has until recently been limited to photoelectrocatalytic approaches. A high current density (j=30 mA/cm2) for water electrolysis has been achieved at a very low oxygen evolution reaction (OER) potential (E=1.36 V vs. RHE) using a SnO2/H2SO4 suspension-based electrolyte in combination with a steel anode. More importantly, the high charge-to-oxygen conversion rate (Faraday efficiency of 88% for OER at j=10 mA/cm2 current density). Since cyclic voltammetry (CV) experiments show that oxygen evolution starts at a low, but not exceptionally low, potential, the reason for the low potential in chronoamperometry (CP) tests is an increase in the active electrode area, which has been confirmed by various experiments. For the first time, the addition of a relatively small amount of solids to a clear electrolyte has been shown to significantly reduce the overpotential of the OER in water electrolysis down to the 100 mV region, resulting in a remarkable reduction in anode wear while maintaining a high current density.
Ursachen von Kotwasser
(2021)
Das Forschungsprojekt „Urbane Interventionen“ war ein Pilotprojekt im Rahmen der Nationalen Stadtentwicklungspolitik und zielte darauf ab, Impulse für eine bürgergetragene Stadtentwicklung in den Stadtteilen Haste, Dodesheide und Wüste zu setzen. Dabei wurden die StadtteilbewohnerInnen aktiv in den Prozess involviert und bekamen Möglichkeitsräume angeboten, im eigenen Umfeld aktiv zu werden. Das interdisziplinäre Projektteam der Hochschule Osnabrück arbeitete mit der Stadt Osnabrück sowie lokalen Vereinen und Organisationen zusammen.
Den Auftakt bildeten die Stadtteilwerkstätten in den Stadtteilen Haste und Wüste. Während dieser wurde für je eine Woche ein Begegnungs- und Handlungsort geschaffen. Die Stadtteilwerkstatt gab bestehenden Initiativen und Vereinen sowie interessierten StadtteilbewohnerInnen Raum und Gelegenheit, Ideen für die lebenswerte Gestaltung ihres Umfelds einzureichen. Die Vorschläge wurden öffentlich vorgestellt und gemeinsam diskutiert, um solche Ideen auszuloten, die im nächsten Jahr umgesetzt werden sollten. Dazu war es auch wichtig, engagierte Menschen zu finden, die bereit waren sich an der Umsetzung zu beteiligen.
Die vorliegende Veröffentlichung informiert über die Ziele und die Vorgehensweise des Hochschulprojekts „Urbane Interventionen“ und dokumentiert die Ideen und Ergebnisse der Stadtteilwerkstätten.
Das Forschungsprojekt „Urbane Interventionen“ war ein Pilotprojekt im Rahmen der Nationalen Stadtentwicklungspolitik und zielte darauf ab, Impulse für eine bürgergetragene Stadtentwicklung in den Stadtteilen Haste, Dodesheide und Wüste zu setzen. Dabei wurden die StadtteilbewohnerInnen aktiv in den Prozess involviert und bekamen Möglichkeitsräume angeboten, im eigenen Umfeld aktiv zu werden. Das interdisziplinäre Projektteam der Hochschule Osnabrück arbeitete mit der Stadt Osnabrück sowie lokalen Vereinen und Organisationen zusammen.
Den Auftakt bildeten zwei Stadtteilwerkstätten in den Stadtteilen Haste und Wüste. Im Stadtteil Dodesheide begannen die Aktivitäten 2016 mit einem „Stadtteilcafé“. Im Rahmen eines eintägigen Workshops sammelte das Hochschulteam gemeinsam mit den TeilnehmerInnen Ideen für eine soziale und lebenswerte Stadtteilentwicklung. Die vorliegende Dokumentation stellt die Ideen und Ergebnisse des Ideenworkshops dar und informiert über die Ziele des Hochschulprojekts „Urbane Interventionen“.
Der Wassergehalt beeinflusst die technologischen, mikrobiologischen und sensorischen Eigenschaften von Lebensmitteln. Für die Bestimmung des Wassergehalts in Lebensmitteln stehen verschiede Verfahren zur Verfügung, welche allerdings auch aufwendig und zeitintensiv sein können. Die Wassergehaltbestimmung mittels Mikrowellenresonanz zeichnet sich durch eine sehr kurze Messzeit, zerstörungsfreie Messung und hohe Eindringtiefe in die zu messende Substanz aus.
Ziel dieser Arbeit war es, unter Einsatz von pulverförmigen Lebensmittel die Genauigkeit der Wassergehaltsbestimmung mittels der Mikrowellenresonanz zu ermitteln und messbestimmende Einflussgrößen zu identifizieren. Mit den Untersuchungen sollte die mögliche Einsetzbarkeit des Verfahrens in der Praxis überprüft werden.
Die notwendigen Referenzmaterialien mit unterschiedlichen Feuchten wurden mit Hilfe einer feuchten Atmosphäre im Klimaschrank befeuchtet oder mit einer kontrollierten Trocknung im Trockenschrank hergestellt. Diese wurden genutzt um produktspezifische Kalibrierungen zu erstellen. Als Referenzverfahren wurde das Trockenschrankverfahren verwendet.
Als mögliche Einflussgrößen wurden die Probentemperaturen, Schüttdichten, Füllhöhen, sowie das Referenzverfahren anhand der Weizenstärke, des Magermilchpulvers und Hühnereiweißpulvers untersucht. Folgende Ergebnisse wurden ermittelt:
Die Probentemperatur hat einen Einfluss auf die ausgegebenen Messwerte der untersuchten Lebensmittel. Mit zunehmender Temperatur steigen die ausgegebenen Messwerte. Der Temperatureinfluss wird mit zunehmenden Wassergehalt größer und ist zwischen den Substanzen spezifisch
Bei dem Magermilchpulver konnte bei zunehmender Verdichtung kein nennenswerter Dichteeinfluss festgestellt werden. Dagegen zeigten sich ein Dichteeinfluss bei der Weizenstärke und dem Hühnereiweißpulver ab einer 10-fachen-Aufklopfung des Materials mit maximalen absoluten Veränderungen zwischen 0,16 % (m/m) bis 0,18 % (m/m). Der Grad des Dichteeinflusses kann durch den Verdichtungstest der Messgerät-Software beeinflusst werden.
Bei einer Abnahme der Füllhöhe von 100 % auf bis zu 40 % zeigten sich keine ausgeprägten Veränderungen in den Messwerten. Ab einer Proben-Füllhöhe von 20 % wurde ein starker Einfluss der Probenhöhe festgestellt. Es traten bei allen Lebensmitteln Veränderungen der Messwerte von bis zu 1,81 % (m/m) auf
Mit der Thermowaage und dem Wärmestrom-Kalorimeter wurden Temperaturen bestimmt, welche das Ende der Wasserverdampfung markieren. Die Trocknung an der Grenze zu diesen Temperaturen ergab tendenziell höhere Massenverluste als im Trockenschrankverfahren. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass durch die Verwendung der Trockenschrankverfahren-Vorgaben nicht das gesamte Wasser detektiert wird.
Die Untersuchungen zur Genauigkeit des Mikrowellenresonanzverfahrens wurden am Beispiel der Weizenstärke mit der zugrunde liegenden Kalibrierung mit einer Korrelation von r = 0,998 und einer Reststandardabweichung von 0,235 % (m/m) durchgeführt. Der Arbeitsbereich lag zwischen 2,03 % (m/m) bis 14,77 % (m/m). Die Messwerte wurden unter Wiederholbedingungen gewonnen.
Die Variationskoeffizienten der Messpräzision und Methodenpräzision befanden sich über den gesamten untersuchten Wassergehalt-Bereich innerhalb der zulässigen Grenzen. In der Messpräzision wurde eine maximale Wiederholstandardabweichung von 0,060 % (m/m) beobachtet. Bei der Untersuchung der Methodenpräzion wurde eine maximale Wiederholstandardabweichung von 0,232 % (m/m) festgestellt. Das Mikrowellenresonanzverfahren kann sehr präzise Messwerte liefern
Die statistische Auswertung der Richtigkeit wurde mit dem Sollwert-t-Test durchgeführt. Über einen Feuchtebereich von 2,03 % (m/m) bis 14,77 % (m/m) wiesen, bei einer Wahrscheinlichkeit von 95 %, von den 8 der untersuchten Proben 7 einen signifikanten Unterschied zu den mittels Trockenschrank ermittelten Messwerten auf. Die größte festgestellte systematische Abweichung von 1,00 % (m/m) lag bei einer Referenzfeuchte von 2,03 % (m/m). Im Feuchte-Bereich von 4,81 % (m/m) bis 14,77 % lag die größte festgestellte systematische Messabweichung bei 0,51 % (m/m) vom Referenzwert
Die Fütterung von Zuchtstuten ist ein wichtiger Faktor, der für die Geburt eines gesunden und voll entwickelten Fohlens und für die Fruchtbarkeit der Stute verantwortlich ist. Die Versorgung der Stuten ist aufgrund der Schwankungen in der Futteraufnahme rund um die Geburt durch den Einsatz von hochwertigen Futtermitteln zu sichern.
Die bedarfsgerechte Versorgung von Legehennen mit Futterstruktur und Aminosäuren ist essentiell. Die Studie zeigte, dass auf Praxisbetrieben im ökologischen Landbau sowohl Abweichungen von den Bedarfswerten als auch Veränderungen der Futterzusammensetzungen im Verlauf von der Herstellung bis zum Trog vorlagen.