Forschung

Die Arbeitsgruppe von Marian Kazda hat sich mit einem breiten Themenspektrum in der Ökosystemdynamik beschäftigt. Dabei spielten Muster der Wurzelraumerschließung, Umsatz und Dynamik der Wurzeln sowie der Sauerstoffeintrag durch aerenchymatische Pflanzen der Feuchtgebiete eine Schlüsselrolle. Über eine Zusammenarbeit mit der Mikrobiologie wurden mikrobielle Assoziationen im Wurzelraum und Fragen der Biogaserzeugung untersucht.

Aktuell beschäftigt sich die Gruppe mit bedarfsgerechter Biogaserzeugung und der Messung des Stoffwechsels von Wasserpflanzen.

Bioabfälle aus der Lebensmittelindustrie, Gastronomie und der Biotonne stellen ein wertvolles energetisches Substrat dar, das zur Produktion von brennbarem Biogas in entsprechenden Anlagen genutzt wird. Die schnelle Verfügbarkeit von Energie kann jedoch die Biochemie des Fermenters an seine Grenzen bringen. Ein stabiler Fermentationsprozess ist daher unabdingbar, um sowohl das Substrat optimal abzubauen als auch die gesamte Anlage ökonomisch rentabel betreiben zu können.

In einer Biogasanlage im Labormaßstab werden neben der Gasbildung der pH-Wert, die Pufferkapazität und der Abbau der organischen Substanz im Fermenter analysiert. Zudem werden in Biogasanlagen in der Umgebung von Ulm Messungen durchgeführt. Dabei soll untersucht werden, in wie weit der Partialdruck von CO2 zur Überwachung der Prozessstabilität verwendet werden kann. Zur Prozessüberwachung wird eine Applikation mit Echtzeit-Feedback und automatisierter Substratzugabe entwickelt.

Wasserpflanzen zeichnen sich durch einen Vielfalt an Anpassungen an ihren Standort aus. Auf Grund der niedrigen Gasverfügbarkeit haben sich insbesondere Mechanismen zur Konzentration der Kohlenstoffspezies ausgebildet.
In der Vergangenheit wurde der Stoffwechsel von submersen Pflanzen durch die Messung der Sauerstoffkonzentration und des pH-Wertes bestimmt. Dies wurde in der Arbeitsgruppe durch die Messung von CO2 ergänzt, sodass simultan und kontinuierlich alle für den Stoffwechsel relevanten Parameter aufgenommen werden können. Nach Messungen im Labor und im Feld soll beurteilt werden, unter welchen Bedingungen Prozesse zusätzlich zu Photosynthese und Zellatmung ablaufen. Des Weiteren wird das Themengebiet für den schulischen Kontext aufgearbeitet.

 

Automatische Überwachung der Prozessstabilität in Biogasreaktoren mittels CO2-Partialdruck innerhalb der Reaktorflüssigkeit. FNR, 2219NR054 (2020-2022)

Optimierung der anaeroben Vergärung von Substratmischungen durch Zuckerrüben (2012-2015); Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe.

„Optimisation of biogas production from industrial wastes“, Gemeinschaftsprojekt mit Dr. Maazuza Othman, RMIT Universität, Melbourne (2012-2014); Australien Technology Network of Universities (ATN) und DAAD

“Nutzung von beimpften Pflanzenoberflächen zur Effizienzsteigerung der Biogasproduktion“ (2008-2011); Förderschwerpunkt der Baden-Württemberg Stiftung zum Thema Energie aus Biomasse. Projekt Bio 06

Projekt SUSTMAN „Introduction of broadleaf species for sustainable forest management”,EU (2002-2005)

Influence of water level fluctuation on littoral macrophyte vegetation and animal habitats of the Kuybyshev water reservoir (Tatarstan Republic, Russia), Volkswagenstiftung (2002-2005)

Dynamik des Feinwurzelsystems von Buche und Fichte bei unterschliedlicher Ozonbelastung, DFG (2001-2004), Begleitprojekt zum SFB

Planungsgrundlage für die Vegetationsveränderung nach Wiedervernässung im Mooswald und angrenzenden Bereichen des Schwäbischen Donaumoos, Regierung von Schwaben, (1999-2001)

Wurzelverteilung und Stabilität, SFB 008 "Waldökosystemsanierung"; Universität für Bodenkultur, Wien; (1997-2001)

Wachstum von Laubholzvoranbau in sekundären Nadelholzbeständen (Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Wien) (1996-1998)

Sustainable Management of Grasslands and Savannas, ALFA-Programm der EU, Koordination (1996-1998)

Anwendung geographischer Informationssysteme in Ökologie und Umweltschutz, Ministerium für Wissenschaft und Forschung Baden-Württemberg (1995-1996)