Hovedfags/mastergradsoppgaver ved faggruppe grøntmiljø de siste årene
BACHELOR- OG MASTEROPPGAVER INNEN JORD – BIOGEOKJEMI – PLANTEERNÆRING 2010
Langt de fleste oppgavene er i utgangspunktet beskrevet til å passe som en 30 eller 60 studiepoengs masteroppgave. De fleste av disse temaene kan også tilpasses mindre bachelor-oppgaver. Oppgavene som er beskrevet som 15 studiepoengs bacheloroppgave er markert.
Oppgavene er plassert under studieprogrammene Plantevitenskap og Miljø og naturressurser.
Noen oppgaver kan passe under begge studieprogrammene og er derfor tatt med begge steder.
Det kan være at du har et tema du vil jobbe med som ikke er foreslått av oss. I så fall, ikke nøl, ta kontakt så kan vi diskutere det.
TA KONTAKT MED JORDGRUPPA SOM HOLDER TIL I 1. og 2. ETASJE I JORDFAGBYGGET
Langtids økologiske effekter av sauebeiting i alpine økosystemer (Hol, Buskerud)
Stølsdrift har minsket betydelig i mange subalpine områder av Sør-Norge. Dette har hatt en stor effekt på vegetasjonsstrukturen og ført til bl.a. gjengroing, økt utbredelse av fjellbjørkeskog, økning av tregrense og akkumulering av humus og næringsstoffer (for eksempel nitrogen og fosfor) i jord. I andre områder har beiteintensitet av sau økt, noe som har ført til en sterkere jordpakking og økt overflateavrenning av næringsstoffer og patogene organismer til vassdrag.
Forvaltningen av nedbørfelt er derfor av stor betydning for den fysisk-kjemiske og
økologiske kvaliteten av både jord og vann i subalpine områder i Sør-Norge.
I samarbeid med Universitetet i Oslo og
Vitenskapsmuseet i Trondheim er vi involvert i et langtidsbeiteforsøk i Hol (Buskerud).
Prosjektet har som hovedmål å gi en vitenskapelig basis for å relatere
forvaltningsalternativer (ulik sauetetthet) til spesifikke langtidseffekter av beiting i alpine økosystemer. Vår gruppe har et spesielt ansvar for effektstudier på jord og vann.
Hovedoppgave som kan være aktuell:
1. Endret næringsdynamikk i grashabitat som følge av fysisk og kjemisk påvirkning av sau. Områder dominert av urter og gress er prefererte beiteområder for sauen. Sauen
38
oppholder seg relativt mye i disse områdene til tross for at de utgjør en relativt liten del av det totale arealet sauen kan bruke til beiting. Dette medfører at grashabitat blir utsatt for stor påvirkning av sau; både fysisk (tramping) og kjemisk (tilførsel av urin og fekalier).
Masteroppgaven vil fokusere på hvordan dette påvirker omsetning av karbon, nitrogen og fosfor. Metodisk vil det være aktuelt å utføre et manipuleringsforsøk hvor det tilføres syntetisk (eller ekte) saueurin (kjemisk påvirkning) i tillegg til tråkking (fysisk påvirkning).
Det kan tas prøver av jord og jordvann, i tillegg til planter. Det kan også være aktuelt å bruke stabile isotoper for å spore næringsstoffenes fordeling i systemet. For å studere potensielle effekter på nedbrytning av organisk materiale (respirasjon i jord), er det mulig å måle CO2
emisjon. Oppgaven vil bestå av feltforsøk, analyser på lab og dataanalyse.
Kontaktpersoner:
Jan Mulder (5568)
Vegard Martinsen (5577)
N2
In the last few decades south-east Asia has seen pronounced increases in long-range transported air pollutants, in particular SO
O emissiona from nitrogen-saturated forest at TieShanPing, Chongqing city, southern China.
2, NOx and NH3
We offer a MS theses project focusing on various factors affecting potential rates of nitrification and denitrification rates in the laboratory. Thesis work is flexible and may include various aspects depending on the interest of the student. Much of the work will be done in Norway.
, due to increased energy
consumption and intensification of agricultural production. Current emission and deposition levels represent a threat to both terrestrial and aquatic ecosystems in this region. In
collaboration with Chinese partners (Tsinghua University, Beijing and Research center for Eco_Environmental Studies-CAS), the Department of Plant and Environmental Sciences, UMB, conducts research on the effect of nitrogen deposition on soils and water in forests in south China. Atmospheric nitrogen deposition levels are high in south China, similar to values found in central Europe, and higher than those reported for North America. In sub-tropical Chinese forest, little of the deposited nitrogen is assimilated and so far, a minor fraction of the deposited nitrogen leaches from soils and enters surface waters. By contrast to Europe and North America, much of the deposited nitrogen in south China may be leaving in a gaseous form, due to denitrification, e.g. as N2O, a potent greenhouse gas
For more information contact: Jan Mulder.
39
Work on climate change with UMB Nitrogen group at IPM
Vi tilbyr fortløpende masteroppgaver (både på 30 og 60 vekters) på spennende temaer innen klimaforandring, nitrogen omsetninger og klimagassutslipp i ulike landøkosystemer. Vi har prosjekter i klimasoner som spenner fra subtropisk (Kina, Indonesia), boreal (både landbruks- og naturlige systemer) til arktiske strøk (Siberia).
Various master’s thesis positions (both 30 and 60 points) are available during 2011. Topics are related to climate change, nitrogen dynamics and greenhouse gas emissions in terrestrial ecosystems ranging from subtropical China and Indonesia, via agricultural and boreal wetland ecosystems to Siberian tundra.
For more information contact: Peter Dörsch
Hanna Silvennoinen
Hogst eller vern – hva gir størst karbonlagring i jord?
I Karlshaugen naturreservat med omkringliggende arealer i Oslo Nordmark har vi sammen med Institutt for Skog og landskap et prosjekt hvor vi studerer om det er hogst eller vern som gir størst karbonlagring i jord. Prosjektet går ut på å studere karbonlagringen i jord hvor skogen ikke har vært hogd sammenlignet med sammenlignbar jord hvor det har vært vanlig hogst. Oppgaven vil bestå i feltarbeid kombinert med lab og GIS arbeid.
Kontaktpersoner: Line Tau Strand
Arne Stuanes
Carbon sequestering in soils in long-term fertility experiments in different ecological regions of Norway
Soil carbon sequestration implies enhancing the C pool in soil, which is affected to a greater extent by soil and climatic conditions as well as by the management practices adopted. In Norway we have several long-term experiments located in different ecological regions. The main objective will be to quantify soil carbon pools under different fertility managements and its association to soil aggregates and soil particles. The study will involve both field and laboratory investigations and a part of the laboratory study can be carried out at the Ohio State University, USA with our cooperative partners at this university.
In coperation with Ohio State University-USA
Kontaktperson: Bal Ram Singh
Jordarbeiding – betydning for karbonlagring i jord
Jordbruksarealene i Norge er små og endringer i arealbruk og driftsformer i landbruket vil i sum ikke ha den store innvirkningen på de totale karbonlagrene i jorda. Dette er imidlertid en viktig problemstilling i mange land og behovet for å få dokumentert hvordan ulik
jordarbeiding påvirker karbonlagringen under ulike klimaregimer er stort. Institutt for plante- og miljøvitenskap har forsøksfelt hvor vi har studert effektene av ulik jordarbeiding på jordegenskapene i en årrekke og vi ønsker nå å se nærmere på om disse forsøkene ka gi oss informasjon om hvordan og om karbonlagrene er blitt påvirket av jordarbeidingssystemet.
40
Oppgaven kan tilpasses både 30 og 60 studiepoengs masteroppgave.
Kvalifikasjoner:
Vi ønsker oss en student med:
jordfaglig/agronomisk bakgrunn
minimum jordlære grunnkurs og kurset i jordfysikk og jordarbeiding, samt relevant laboratoriekurs
interesse for og anledning til felt- og laboratoriearbeid Vi tilbyr:
interessante forsøksfelt på Ås og Øsaker interesserte og tilgjengelige veiledere
mulighet for medforfatterskap på vitenskapelig artikkel
Kontaktperson: Line Tau Strand
Tilpassing av feltmetode for identifikasjon av skiftende redoks forhold ei jord (Bachelor-oppgave).
Vi ønsker å tilpasse en feltmetode for identifiasjon av skiftende reduserende og oksiderende forhold i jord til norske jordforhold og i den forbindelse trenger vi å prøve ut metoden og skrive en norsk brukermanual. Det vil være nødvendig å prøve ut utstyr og metoden i laboratoriet / potteforsøk.
Kontaktperson: Line Tau Strand
Undersøking av akkumulering av tungmetall, særlig kadmium, i jord og planter i økologisk dyrket områder
Økologisk dyrking har økt i stor omfang i siste årene over hele landet og mange av disse gårdene finnes også i områder med alunskifer som er kjent å innholde høyere mengder av tungmetaller. Vi vet lite om hvordan økologisk dyrking påvirker tilgjengelighet av
tungmetaller i jord og opptak i planter. Innen metallene er det kadmium (Cd) som er mest løselig i jord og er også mest skadelig for mennesker og dyr. Oppgaven vil omfatte
undersøkelser om metallinnhold i jord og planter (korn, gras, og poteter)fra økologisk dyrket områder med forskjellige jordtyper og dyrkingsform (med og uten husdyr). Oppgaven vil omfatte felt og laboratoriearbeid
Kontaktperson: Bal Ram Singh
Organic foreign compounds effect on growth and development on selected plant species.
Background: In a on-going research project reduced growth and development on certain plant species after exposure of emerging organic compounds have been seen. All selected emerging compounds that are known or expected to be exposed for food plants. Certain medicines did show significant negative effects on plant biomass. It was big differences between species in uptake and translocation of these compounds. More knowledge about plant effects and uptake and translocation is important; both for the farmers and for the authority and their risk assessments of food safety of emerging compounds. A thesis will be related to important crop species and phytotoxic effects of emerging compounds.
41
Aim of the thesis: To investigate negative effect of emerging compounds on growth of important crop species and to investigate if there are any relationship between effect and uptake and translocation.
Eksperimental design: Growth experiments will be performed at Bioforsk Vest Særheim in greenhouses/climate rooms and selected growth- and stress parameters will be analyzed for.
In addition uptake and translocation of test compounds will be analyzed for. Reponsible person at Bioforsk is Trine Eggen.
Contact person at IPM: Arne Stuanes
Fosfor i jord og vann. En integrert studie av et samspill som er viktig for eutrofieringen av vassdrag i jordbruksområder.
Temaet passer for 2 oppgaver som vinkles mot henholdsvis fosfor i jord og effekten av fosfor i jord på eutrofieringen av vann:
Fosforfraksjoner i jord.
Planter og andre organismer i jord er i stor grad avhengig av at P finnes i lett tilgjengelig form. Fosfor er vekstbegrensende for alger i vann og konsentrasjonen av P i vann er bl.a. styrt av P-nivået og bindingsstyrken til P i jorda som vannet passerer. Vi har imidlertid liten
oversikt over likevektskonsentrasjonen av P i jordvæska både i dyrka og naturlig jord under ulike betingelser selv om dette er en viktig parameter både med hensyn til plantevekst og forurensning. Det vil også bli utarbeid relasjoner mellom kjemiske parametre i jorda og biotilgjengelig P for planter og alger. Oppgaven vil omfatte felt og laboratoriearbeid.
Ønsket bakgrunn: Gode basiskunnskaper i jordkjemi, jordanalyser og vannforurensning.
Kontaktperson: Tore Krogstad
Intergrert jord og vannovervåkning. Biotilgjengelig fosfor i jord og vann.
Avrenning av fosfor fra landbruket påvirker i stor grad eutrofieringen av våre vassdrag.
Forurensningen av Vannsjø i Østfold er et eksempel på hvor alvorlig dette er når
drikkevannskilden og rekreasjonsområdet for svært mange personer blir ødelagt. Oppgaven vil kunne bruke vannovervåkningsdata fra områder på Østlandet og sammenligne disse dataene med målte verdier for fosfor i jord og sedimenter i de samme områdene. Oppgaven vil inngå i utviklingen av et system for intergrert jord- og vannovervåkning basert på jord- og vannparametre, og vil være et middel til mer miljøvennlig arealplanlegging i jordbruket.
Ønsket bakgrunn: Gode basiskunnskaper i jordkjemi, jordanalyser og vannforurensning.
Kontaktperson: Tore Krogstad
Fosfordynamikken i dyrka jord
Ved IPM har vi flere langtidsforsøk hvor ulike vekster har vært dyrket under kontrollert tilgang på gjødsel over en periode på mer enn 50 år. Disse forsøkene egner seg til å studere balansen mellom opptak av P og det som er tilført, og å se hvordan dette påvirker dynamikken av P i jorda. Det vil si hvordan endrer innholdet av plantetilgjengelig P seg over tid. Ved hvilke nivå av P i jorda er det likevekt mellom det som tas opp og det som tilføres? Disse
42
opplysningene er viktige for å tilpasse gjødslingen til et miljømessig nivå samtidig som avlingene holdes på et agronomisk akseptabelt nivå.
Ønsket bakgrunn: Gode basiskunnskaper i planteernæring og jordkjemi/jordanalyser.
Kontaktperson: Tore Krogstad
Grøfteavrenning - kilde og betydning for fosforavrenning i landbruket
Målinger i små avrenningsfelt og i lysimetre tyder på at grøfteavrenning er en vesentlig kilde for fosfor til vassdragene. Vi mangler imidlertid gode målinger tatt direkte på utløp fra jorder til å kunne bekrefte viktigheten av dette. Oppgaven vil bestå i å ta vannprøver i grøfteutløp i kummer på jorder rundt om i Follo etter først å ha identifisert avrenningsområdene på
grøftekart eller i samtale med gårdbrukerne. Prøvene analyseres på laboratoriet og resultatene vurderes opp mot jordart, vekst som dyrkes, gjødslingsnivå og fosfornivå i jorda i området.
Ønsket bakgrunn: Gode basiskunnskaper i jordkjemi/jordanalyser/vannanalyser og vannforurensning.
Kontaktperson: Tore Krogstad
Sivhøsting som tiltak for å redusere fosforinnholdet i sedimenter
I flere innsjøer, f.eks Vansjø, er det kraftig sivvegetasjon i litoralsonen. Målinger viser at sivet kan inneholde betydelige mengder fosfor og dersom det blir høstet kan det bidra til en
vesentlig uttapping av fosfor fra sjøen. Oppgaven går ut på å ta sivprøver fra ulike lokaliteter i Vansjø eller en annen innsjø og analysere fosforinnholdet i disse og gjøre estimater for hva høstingen kan bety for bedret vannkvalitet på sikt. Det tas også sedimentprøver på stedene hvor sivet høstes og disse analyseres for P-innhold og korreleres mot innholdet i sivet.
Positive og negative sider med sivhøsting som tiltak for bedre vannkvalitet vurderes opp mot tradisjonelle tiltak i landbruket på land.
Ønsket bakgrunn: Gode basiskunnskaper i planteernæring, jordkjemi/jordanalyser og vannforurensning.
Kontaktperson: Tore Krogstad
En laboratoriestudie over pH-måling i jord og hvordan forbehandling, saltkonsentrasjon og jord:væske-forholdet virker inn
pH er en sentral parameter for å vurdere surhet i jord og tilgjengelighet for
plantenæringsstoffer. Det finnes imidlertid mange ulike metoder for å bestemme denne. Vi har begrensede kunnskaper om metodene er sammenlignbare og hvilke som helst bør brukes i ulike situasjoner. Oppgaven vil omfatte felt og laboratoriearbeid.
Ønsket bakgrunn: Gode basiskunnskaper i jord- eller vannanalyser og jordkjemi.
Kontaktperson: Tore Krogstad
43
En laboratoriestudie over kationbyttekapasitetsmålinger i jord
Jordas ionebytteegenskaper er meget viktig bl.a. i forbindelse med vurderinger over jordas mulighet for å binde forurensningskomponenter og til å forsyne plantene med næring. Det brukes imidlertid mange ulike metoder for å bestemme ionebytteegenskapene der både ekstraksjonsløsningens sammensetning og mengde i forhold til jord varierer. Hypotesen er at dagens metoder kan forenkles vesentlig. Oppgaven går ut på å sammenligne eksisterende metoder med nye metoder på ulike jordarter med varierende innhold av organisk materiale.
Ønsket bakgrunn: Gode basiskunnskaper i jordkjemi og jordanalyser.
Kontaktperson: Tore Krogstad
Utvikle en metode til å vurdere kvaliteten på organisk materiale i jord ved bruk av MIR (mid infrared spectroscopy)
MIR er en ikke-destruktiv og rask metode til å studere kjemiske strukturer og bindinger i organisk materiale. Teknikken kan brukes til å vurdere kvaliteten på det organiske materiale og til å identifisere opphavet til materialet. Ved bruk av et stort antall jordprøver (eksisterende materiale) tatt under ulike vegetasjonstyper ønsker vi å gjøre en studie hvor vi sammenligner topper i MIR-spektrene med kjemiske målinger av de samme prøvene, først og fremst C, N og pH. På basis av dette kan en modell utvikles som brukes til å identifisere organisk materiale i jord med ulike kvaliteter.
Ønsket bakgrunn: Gode basiskunnskaper i jordfag og statistikk.
Kontaktpersoner: Tore Krogstad
Line Tau Strand
Infiltrasjon og rensing av avløpsvann i jordrenseanlegg.
Naturbaserte rensemetoder for avløpsvann er gode alternativer for rensing av fosfor
sammenlignet med konvensjonelle rensemetoder. Det finnes i dag store jordrenseanlegg her i landet som har vært i drift i omkring 20 år. Slike anlegg egner seg godt til å studere hvordan fosfor har bundet seg og hvor langt unna kilden det har beveget seg sammenlignet med opprinnelige beregninger basert på bindingsstudier på laboratoriet. Hvor godt har anleggene fungert, har utformingen og dimensjoneringen vært god? Resultatene vil være viktige for bedre å forstå bindingsprosessene i slike anlegg og for fremtidig utforminger og
dimensjoneringer av naturbaserte anlegg. Felt- og laboratoriearbeid.
Kontaktperson: Petter D. Jenssen
Finne følsomhetskriterier eller fare-indekser for salt i ulike jordtyper for ulike naturtyper og vegetasjon.
Bakgrunn:
I forbindelse med Etatsprosjektet Salt SMART er det utarbeidet en litteraturgjennomgang.
Litteraturgjennomgangen ser på miljøkonsekvensene ved salting av veger. Et av målene er:
Finne tålegrenser for salt og nedbrytbare kjemikalier i overflatevann, grunnvann og vegetasjon for ulike områder og naturtyper. For å vurdere dette må jordtype og salt også vurderes. I litteraturgjennomgangen konkluderes det med at man per i dag ikke har nok kunnskap til å lage tålegrenser for kjemisk eller fysisk sammensetning av jord.
44
Bachloroppgavens problemstilling tar utgangspunkt i litteraturgjennomgangens konklusjon:
For jord er det mer relevant å lage følsomhetskriterier eller fare-indekser i stedet for
tålegrenser. I slike sammenhenger er det nødvendig å forstå sammenhengen mellom jordtyper langs veg, egenskaper ved disse (f. eks leirinnhold) og eventuelt endringer i sammensetningen over tid. Et eksempel på dette er hazard indeks (SHI)(Environment Canada 1999) definert som; SHI=ESR (exchangeable sodium ratio) x leirinnhold i jord (%).
Forslag til gjennomføring / innhold av oppgaven:
Litteraturgjennomgang: Kjent litteratur innen problemstillingen belyses. Rapporten til Environment Canada 1999, Road Salts eksempel hazard indeks (SHI)(Environment Canada 1999) definert som; SHI=ESR (exchangeable sodium ratio) x leirinnhold i jord (%) belyses og eventuelt legges til grunn for metodikken.
Jordprøver: Det tas et antall (hvor mange må avklares) jordprøver langs en vegstrekning med
”normalt” saltforbruk og barvegstrategi. Jordprøvene skal tas på ulik jordtyper valgt ut fra ulike naturtyper eventuelt vegetasjon som: myr, barskog, løvskog, alle/trerekke, nyetablert grøntanlegg, blomstereng, jordbruksareal, skrinn skjæring m.m. Det fokuseres på leirinnhold og innhold av organisk materiale i jord. Prøvene tas primært i toppjorden i rotsonen.
Analysere jordprøvene: Resultatene analyseres opp mot hazard indeks (SHI). I jordprøvene vil det være aktuelt å analysere utbyttbart natrium og jordas ledningsevne, samt andre viktige kationer i jorda(Kalsiun, Magnesium m.m).
Oppgaven er foreslått av Statens vegvesen v/Astrid Skrindo og vil bli gjennomført sammen med henne.
Kontaktperson IPM: Arne Stuanes
Planternæring opp mot avlingspotensiale, matvarekvalitet og miljømessige konsekvenser
Instituttet har i mange år hatt et nært forskningssamarbeide med Norsk HYDRO Agri, nå YARA, hvor det er samlet inn et stor mengde data som påviser ulike sammenhenger mellom jordas næringsinnhold, næringstilførsel og plantenes vekst og næringsinnhold. Dette
datamaterialet kan brukes som basis til å se nærmere på ulike problemstillinger som retter seg mot avlingspotensiale, plantenes næringsinnhold, samt miljømessige konsekvenser.
Eksempler på noen problemstillinger som kan være aktuelle å belyse v.hj.a. det ovefornevnte datamatrialet:
Hvordan påvirker N-formen i gjødsla planterøttenes opptak av andre næringsstoffer?
Optimal P-gjødsling på jord med ulike PAL-tall .
Kalsium og potetkvalitet. Utvikling av gjødslingsstrategi for optimal kalsiumforsyning til knollene.
Betydningen av riktig svoveltilførsel (også N og B) for avlingsmengde og kvalitet i oljevekster.
Vurdering av parametre og metoder for plantetilgjengelig svovel i jord.
Vurdering av svovelbehov i veksttida på bakgrunn av kornets nitrogen- og svovelinnhold, for å oppnå optimal protein- og bakekvalitet.
Bor-behov i potet eller rybs. Betydning for avlingsmengde og kvalitet.
Effekten av sinkgjødsling for å forebygge mangel i jord med potensiell sinkmangel.
Effekten av mangangjødsling for å forebygge mangel i jord med potensiell manganmangel.
I tillegg ligger det et potensiale i dette datamaterialet til å se nærmere på sammenheng mellom gjødsling og plantenes næringsinnhold videre mot fór- og matvarekvalitet. Da vil det
organiserer supplerende veiledning fra forskere ved andre fagrupper ved IPM, alternativt IHA.
Kontaktperson: Bal Ram Singh
45
Tolerance to high aluminium (Al) and low phosphorus (P) concentration by plant species and varieties grown in tropical soils
High Al and low P are one of the biggest constraints for crop growth in highly weathered and low fertility tropical soils. Plant species and varieties vary greatly in their tolerance to high Al concentration and some species and varieties have also shown acquisition of P from low P soils through morphological changes in their root system. The International Institute of Soil Biology and Fertility of Soils (CIAT) in Colombia, with whom we have had very close cooperation for the last 10 years, have initiated a program to assess the potential of various species (grasses, beans etc) and their varieties in acquiring P from low P soils. The proposed study will be connected to this program and will be carried out at this centre. The study will involve both field or greenhouse and laboratory work.
In cooperation with International Institute CIAT in Colombia)
Kontaktperson: Bal Ram Singh
Kontaktperson: Bal Ram Singh