Nina Buchmann: Katalogdaten im Herbstsemester 2023 |
| Name | Frau Prof. Dr. Nina Buchmann |
| Lehrgebiet | Graslandwissenschaften |
| Adresse | Professur Graslandwissenschaften ETH Zürich, LFW C 56 Universitätstrasse 2 8092 Zürich SWITZERLAND |
| Telefon | +41 44 632 39 59 |
| nina.buchmann@usys.ethz.ch | |
| Departement | Umweltsystemwissenschaften |
| Beziehung | Ordentliche Professorin |
| Nummer | Titel | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||
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| 751-0206-00L | Agrarwissenschaftliches Labor- und Methodenpraktikum  Die Lehrveranstaltung ist obligatorisch für Studierende im 5. Semester BSc Agrarwissenschaften. | 3 KP | 3P | G. Broggini, N. Buchmann, I. Feigenwinter, M. Hartmann, C. Lorrain, S. Neuenschwander, L. P. Schönholzer, B. Studer, S. Yates | |||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Lehrveranstaltung ist zweiteilig aus einem Laborpraktikum und einem angewandten Methodentraining aufgebaut. Im Laborpraktikum werden an 6 Kurstagen die wichtigsten Techniken der Molekularbiologie gelehrt. Das folgende Methodentraining findet an 5 Kurstagen im Block in einer der beteiligten Forschungsgruppen statt, um die wichtigsten Methoden aus dem jeweiligen Fachgebiet praxisnah anzuwenden. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | - Aneignung von guter Laborpraxis (Sicherheit, Effizienz, Qualität und Dokumentation) - Erlernen der wichtigsten Labor- und Feldmethoden in den Agrarwissenschaften sowie deren korrekte und sichere Anwendung - Vertieftes Verständnis von molekularen, physiologischen und biochemischen Prozessen in aktuellen agrarwissenschaftlichen Themenbereichen - Aneignung von Kompetenzen für zukünftige Bachelor-, Master-, und Doktorarbeiten - Kritische Beurteilung der angewandten Methoden für verantwortungsvolle Forschung | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Molekularbiologisches Laborpraktikum: DNA Extraktion, DNA Quantifizierung, PCR, Molekulare Marker, Gelelektrophorese, DNA Sequenzierung, Bioinformatik, qPCR Angewandtes Methodentraining: Inhalte definiert durch die jeweiligen Arbeitsgruppen Folgende angewandte Module werden angeboten: 1. Plant Pathology; 2. Plant Nutrition; 3. Grassland Sciences; 4. Molecular Plant Breeding; 5. Sustainable Agroecosystems; 6. Animal Physiology | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Laborjournal | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Wird einsprechend den Kursinhalten abgegeben. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
Kompetenzen |
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| 751-3700-00L | Ökophysiologie | 2 KP | 2V | N. Buchmann, A. Walter | |||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | In diesem Kurs wird der Einfluss von Umweltfaktoren (z. B. Licht, Temperatur, Feuchte, CO2-Konzentrationen, etc.) auf die Physiologie der Pflanzen behandelt: Wasseraufnahme und -Transport, Transpiration, CO2-Gaswechsel von Pflanzen (Photosynthese, Atmung), Wachstum und C-Allokation, Ertrag und Produktion, Stressphysiologie. Der Umgang mit Messdaten und Jupyter Notebooks runden dieses Programm ab. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden werden verstehen, wie pflanzenphysiologische Prozesse auf Umweltfaktoren reagieren. Sie lernen damit die theoretischen Grundlagen und Fachbegriffe der Ökophysiologie kennen, die zur Analyse von Ertragspotentialen einsetzen werden. Klassische und aktuelle ökophysiologische Forschung wird vorgestellt. Anhang von Messdaten überprüfen die Studierenden ihr Wissen und setzen ihr Verständnis der Prozesse um. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Das Ziel vieler landwirtschaftlicher Managemententscheidungen, d. h., das Erhöhen der Produktivität und des Ertrages, basiert häufig auf Reaktionen der Pflanzen auf Umweltfaktoren, z. B. Nährstoff- und Wasserangebot, Licht, etc. Daher werden in diesem Kurs der Einfluss von Umweltfaktoren auf die pflanzliche Physiologie behandelt, z. B. auf den Gaswechsel von Pflanzen (Photosynthese, Atmung, Transpiration), auf die Nährstoff- und Wasseraufnahme und den -Transport in Pflanzen, auf das Wachstum, den Ertrag und die C-Allokation, auf die Produktion und Qualität der produzierten Biomasse. Anhand der wichtigsten Pflanzenarten in Schweizer Graslandökosystemen werden diese theoretischen Kenntnisse vertieft und Aspekte der Bewirtschaftung (Schnitt, Düngung, etc.) angesprochen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Handouts stehen online. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Larcher 1994, Lambers et al. 2008, Schulze et al. 2019 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Dieser Kurs basiert auf Grundlagen der Pflanzenbestimmung und der Pflanzenphysiologie. Er ist Basis für die Veranstaltungen Pflanzenbau, Teil Futterbau und Graslandsysteme. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 751-4003-01L | Current Topics in Grassland Sciences (autumn) | 2 KP | 2S | N. Buchmann | |||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Research results in agro- and forest ecosystem sciences will be presented by experienced researchers as well as by doctoral and graduate students. Citation classics as well as recent research results will be discussed. Topics will range from plant ecophysiology, biodiversity and biogeochemistry to management aspects in agro- and forest ecosystems. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Students will be able to understand and evaluate experimental design and data interpretation of on-going studies, be able to critically analyze published research results, practice to present and discuss results in the public, and gain a broad knowledge of recent research and current topics in agro- and forest ecosystem sciences. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Research results in agro- and forest ecosystem sciences will be presented by experienced researchers as well as by doctoral and graduate students. Citation classics as well as recent research results will be discussed. Topics will range from plant ecophysiology, biodiversity and biogeochemistry to management aspects in agro- and forest ecosystems. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | none | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Prerequisites: Basic knowledge of plant ecophysiology, terrestrial ecology and management of agro- and forest ecosystems. Course will be taught in English. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 751-4107-AAL | Introduction to Crop and Forage Production Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben. Alle anderen Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen. | 2 KP | 4R | A. Walter, N. Buchmann | |||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | This course provides an introduction into crop and forage sciences - with a focus on sustainable management methods in Switzerland and Europe. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden kennen die grundlegenden Prozesse und Bewirtschaftungsmethoden des Acker- und Futterbaus in der Schweiz und in Mitteleuropa. Sie kennen die wichtigsten ackerbaulichen Kulturpflanzen. Die Studierenden können den Einfluss von Umweltfaktoren und Bewirtschaftung nicht nur auf Einzelpflanzen, sondern auch auf Wiesen- und Weidebestände und auf ihre Erträge beurteilen. Sie verstehen die Relevanz von Fruchtfolgemassnahmen und können Empfehlungen zur Etablierung von Landbewirtschaftungsmethoden geben. Den Studierenden sind nachhaltige, klimafreundliche und die Biodiversität erhaltende oder fördernde Bewirtschaftungsmassnahmen bekannt, und sie verstehen den Wert einer artenreichen Vegetation für die Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Die Vorlesung ist in zwei inhaltliche Teile untergliedert: Ackerbau und Futterbau. Diese Teile werden durch unterschiedliche Dozierende unterrichtet bzw. betreut Der Teil ‘Ackerbau’ befasst sich mit den wichtigsten Kulturpflanzen und grundlegenden Schritten des ackerbaulichen Feldmanagements wie Bodenbearbeitung, Aussaat und Pflanzenschutz. Einwirkungen auf die Bodenstruktur, unterschiedliche Bearbeitungsmassnahmen für unterschiedliche Kulturen sowie Unterschiede in der Intensität des Eingriffes im Vergleich einer konventionellen und einer bodenschonenden Bearbeitung (z.B. Direktsaat) werden erklärt. Ebenso werden die wichtigsten Unterschiede konventioneller, integrierter und biologischer Produktion angesprochen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Etablierung von Fruchtfolgen unter Berücksichtigung der betrieblichen Gegebenheiten. Im Teil ‘Futterbau’ werden die wichtigsten Pflanzengruppen und deren Vertreter sowie die verschiedenen Typen des Futterbaus und die wichtigsten Mischungen, aber auch natürliche Pflanzengemeinschaften in Mitteleuropa vorgestellt (Bestandesbeurteilung). Basierend auf der Ökophysiologie von Einzelpflanzen werden die Reaktionen von Pflanzenbeständen auf sich ändernde Umweltbedingungen erarbeitet. Es werden verschiedene Arten der Bewirtschaftung vorgestellt (z. B. Bestandeslenkung durch Düngung, Beweidung, Schnitttermine) und ihre Auswirkungen auf die Bestandeszusammensetzung und auf die Erträge diskutiert. Feedback-Mechanismen zwischen Umwelt und Futterbausystemen werden angesprochen. Die Rolle von Biodiversität von Graslandsystemen wird thematisiert. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Auf moodle verfügbar | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 751-5005-00L | Agroecology | 2 KP | 2G | N. Buchmann, S. Keller, M. Sonnevelt | |||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Agroecology is a discipline, an agricultural practice, and a political-social movement. Students will attend public lectures by experts from different fields and will reflect on agroecology and its principles. Moreover, students will expand their knowledge with case studies and discuss about the role of agroecology to support sustainable agriculture and food systems. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Students know the thirteen principles of the High-Level Panel of Experts (HLPE) of the Committee on World Food Security as well as the ten elements of agroecology suggested by FAO and can critically reflect on the important properties as well as benefits and trade-offs of agroecological systems and approaches. Students will be able to transfer their disciplinary and interdisciplinary knowledge about the thirteen principles as guiding principles for policymakers, practitioners, and other stakeholders across the food system in planning, managing, and evaluating agroecological transformation. Students are part of small groups focusing on selected principles of the HLPE. During the course, students discus the potential and limitations of agroecology and learn about scientific contributions to agroecology. Students form an opinion on the role of agroecology, reflect and argue on the different facets and develop recommendations for real-world applications of agroecology in supporting a transition towards sustainable food systems. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | The course is designed as a combination of public lectures/webinars on "Agroecology and the Transformation to Sustainable Food Systems” delivered by national and international experts and scientists as well as sessions in which students reflect on the topics addressed in the lecture series in a group work format. The public lectures bring different perspectives to the discussion and are intended as inputs for the students’ sessions. In the student sessions, the student groups deepen their knowledge of the 13 principles of agroecology proposed by the High-Level Panel of Experts (HLPE) of the Committee on World Food Security. They identify “unknows” and link to other closely related principles. The groups also work out the perspective of a chosen stakeholder. Finally, the groups will take part in a scientific discussion representing their stakeholder perspective. All groups will synthesize their discussions in a short report. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Handouts will be available on the webpage of the course. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | http://www.fao.org/agroecology/en/ Report of HLPE on agroecology: http://www.fao.org/3/ca5602en/ca5602en.pdf | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | This course is based on fundamental knowledge about plant ecophysiology, soil science, biogeochemistry, crop and forage science, and ecology in general. The course will be taught in English. The course is only offered in fall. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 751-5101-00L | Biogeochemistry and Sustainable Management | 2 KP | 2G | I. Feigenwinter, N. Buchmann | |||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | This course focuses on the interactions between ecology, biogeochemistry and management of agro- and forest ecosystems, thus, coupled human-environmental systems. Students learn how human impacts on ecosystems via management or global change are mainly driven by effects on biogeochemical cycles and thus ecosystem functioning, but also about feedback mechanisms of terrestrial ecosystems. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Students will analyse and understand the complex and interacting processes of ecology, biogeochemistry and management of agroecosystems, set up a small weather station and program a data logger to collect meteorological variables, analyze large meteorological and flux data sets, and evaluate the impacts of weather events and management practices, based on real-life data. Thus, students will expand their computational competences. Moreover, students will be able to coordinate and work successfully in small (interdisciplinary) teams. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Agroecosystems play a major role in all landscapes, either for production purposes, ecological areas or for recreation. The human impact of any management on the environment is mainly driven by effects on biogeochemical cycles. Effects of global change impacts will also act via biogeochemistry at the soil-biosphere-atmosphere-interface. Thus, ecosystem functioning, i.e., the interactions between ecology, biogeochemistry and management of terrestrial systems, is the science topic for this course. Students will gain profound knowledge about biogeochemical cycles and greenhouse gas fluxes in managed grassland and/or cropland ecosystems as well as expand their computational competences. Responses of agroecosystems to the environment, i.e., to climate and weather events, but also to management will be studied. Campbell dataloggers will be programmed and a small weather station will be set up. Different meteorological and greenhouse gas flux data will be analysed (using R) and assessed in terms of production, greenhouse gas budgets and carbon sequestration. Thus, students will learn how to collect, analyse and interpret data about the complex interactions of a coupled human-environmental system. Students will work in groups (3-4 persons per group) with real-life data from a small weather station (dedicated to the course) and from the long-term measurement network Swiss FluxNet. Data from the intensively managed grassland site Chamau will be used to investigate the biosphere-atmosphere exchange of CO2, H2O, N2O and CH4. Functional relationships will be identified, greenhouse gas budgets will be calculated for different time periods and in relation to management over the course of a year. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Handouts will be available in moodle. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Prerequisites: Attendance of introductory courses in plant ecophysiology, ecology, and grassland or forest sciences. Knowledge of data analyses in R and statistics. Course will be taught in English. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 751-5125-00L | Stable Isotope Ecology of Terrestrial Ecosystems | 2 KP | 2G | R. A. Werner, N. Buchmann, A. Gessler, M. Lehmann | |||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | This course provides an overview about the applicability of stable isotopes (carbon 13C, nitrogen 15N, oxygen 18O and hydrogen 2H) to process-oriented ecological research. Topics focus on stable isotopes as indicators for the origin of pools and fluxes, partitioning of composite fluxes as well as to trace and integrate processes. In addition, students carry out a small project during lab sessions. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Students will be familiar with basic and advanced applications of stable isotopes in studies on plants, soils, water and trace gases, know the relevant approaches, concepts and recent results in stable isotope ecology, know how to combine classical and modern techniques to solve ecophysiological or ecological problems, learn to design, carry out and interpret a small IsoProject, practice to search and analyze literature as well as to give an oral presentation. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | The analyses of stable isotopes often provide insights into ecophysiological and ecological processes that otherwise would not be available with classical methods only. Stable isotopes proved useful to determine origin of pools and fluxes in ecosystems, to partition composite fluxes and to integrate processes spatially and temporally. This course will provide an introduction to the applicability of stable isotopes to ecological research questions. Topics will focus on carbon (13C), nitrogen (15N), oxygen (18O) and hydrogen (2H) at natural isotope abundance and tracer levels. Lectures will be supplemented by intensive laboratory sessions, short presentations by students and computer exercises. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Handouts will be available on the webpage of the course. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Will be discussed in class. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | This course is based on fundamental knowledge about plant ecophysiology, soil science, and ecology in general. Course will be taught in English. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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