Aanpassingen aan het model SWATRE t.b.v. de simulatie van het gedrag van zwellende en krimpende kleigronden

Alhoewel kleigronden vaak gunstige chemische eigenschappen bezitten, geven de fysische eigenschappen vaak aanleiding tot problemen. Met name de lage doorlatendheden en daardoor de lage infiltratiecapaciteit vooral in natte perioden zorgen ervoor dat de gronden vaak moeilijk en laat bewerkbaar zijn, dat er veelvuldig plasvorming optreedt en dat vaak versmering van de zode plaatsvindt. In hellende gebieden treedt gemakkelijk bodemerosie op, hetgeen echter in Nederland niet of nauwelijks voorkomt. Teneinde inzicht te krijgen in de bodemfysische en hydrologische processen met als doel oplossingen te ereeren voor de genoemde problemen, is het noodzakelijk om naast de uitvoering van veldonderzoek tevens het gedrag van de bodem te simuleren met behulp van modellen. Door middel van simulaties kan niet alleen het gedrag van de grond beter verklaard worden, het gedrag kan binnen zekere grenzen ook voorspeld worden

Zuivering van drainwater in een beekbegeleidend rietmoeras

In Noord-Limburg liggen intensieve landbouwgebieden met een hoge belasting van het oppervlaktewater met fosfor. In 2006 is in één van die gebieden een rietmoeras aangelegd om de zuiveringsefficientie van fosfor uit drainwater in de praktijk te testen. Het moeras ligt aan de Eeuwelsche Loop in de buurt van Ospel. De Eeuwselsche Loop stroomt vanuit een landbouwgebied door het natuurgebied de Groote Peel naar de Aa in Brabant. De inrichting van het moeras is opgezet om een maximale hoeveelheid fosfor te verwijderen. De eerste resultaten zijn veelbelovend. Van het aangevoerde stikstof bedraagt de zuiveringsefficiëntie circa 30 procent en voor fosfor 50 procent. De rietgroei kwam moeizaam op gang en heeft nog niet zijn maximale productie bereikt. Het oppervlaktebeslag is twee procent en door de ligging aan de Eeuwelsche Loop biedt het ook ruimte voor waterberging en biodiversiteit van natte systemen. Mogelijkheden voor hergebruik van het maaisel en het ijzergruis kan de aanleg van meer rietmoerassen wellicht stimuleren

Draineren tegen verdroging en voor een beter milieu: paradox of werkelijkheid?

Alterra heeft samen met Waterschap Peel en Maasvallei de werking van een speciale variant van peilgestuurde drainage (het systeem Van Iersel) onderzocht. Dit is een drainagesysteem waarbij de drains niet uitkomen op een verzamelsloot, maar worden aangesloten op een verzameldrain die uitmondt in een pvc-koker en waarbij de hoogte van de ontwateringsbasis kan worden gevarieerd: peilgestuurde samengestelde drainage. Het onderzoek vond plaats naar aanleiding van claims van boeren die betoogden dat het juist toepassen van drainage de verdroging tegengaat en de waterkwaliteit verbetert. De belangrijkste conclusie uit dit literatuur- en modelonderzoek is dat peilgestuurde drainage inderdaad kan zorgen voor een structurele verhoging van de grondwaterstand zonder dat de landbouwkundige gebruiksfuncties daaronder te leiden hebben. Voorwaarde is wel dat tegelijkertijd de drainagebasis wordt verhoog

Hoogwaterreductie vanuit regionale stroomgebieden: samenhang of tegenstellingen?

In het kader van hoogwatermanagement spelen berging en veerkracht van watersystemen een steeds grotere rol. In dit artikel een afvoerhydrologische analyse op stroomgebied-niveau: de complexe relaties tussen neerslagpieken, berging in verschillende reservoirs (bodem, maaivelddepressies, oppervlaktewater), ontwatering/afwatering, en resulterende afvoerpieke

Using SuperClomeleon to measure changes in intracellular chloride during development and after early life stress

Intraneuronal chloride concentrations ([Cl- ]i) decrease during development resulting in a shift from depolarizing to hyperpolarizing γ-aminobutyric acid (GABA) responses via chloride-permeable GABAA receptors. This GABA shift plays a pivotal role in postnatal brain development, and can be strongly influenced by early life experience. Here, we assessed the applicability of the recently developed fluorescent SuperClomeleon (SClm) sensor to examine changes in [Cl- ]i using two-photon microscopy in brain slices. We used SClm mice of both sexes to monitor the developmental decrease in neuronal chloride levels in organotypic hippocampal cultures. We could discern a clear reduction in [Cl-]i between DIV3 and DIV9 (equivalent to the second postnatal week in vivo) and a further decrease in some cells until DIV22. In addition, we assessed alterations in [Cl- ]i in the medial prefrontal cortex (mPFC) of P9 male SClm mouse pups after early life stress (ELS). ELS was induced by limiting nesting material between P2 and P9. ELS induced a shift towards higher (i.e. immature) chloride levels in layer 2/3 cells in the mPFC. Although conversion from SClm fluorescence to absolute chloride concentrations proved difficult, our study underscores that the SClm sensor is a powerful tool to measure physiological changes in [Cl- ]i in brain slices

Knock-in models related to Alzheimer’s disease: synaptic transmission, plaques and the role of microglia

Background: Microglia are active modulators of Alzheimer’s disease but their role in relation to amyloid plaques and synaptic changes due to rising amyloid beta is unclear. We add novel findings concerning these relationships and investigate which of our previously reported results from transgenic mice can be validated in knock-in mice, in which overexpression and other artefacts of transgenic technology are avoided. Methods: AppNL-F and AppNL-G-F knock-in mice expressing humanised amyloid beta with mutations in App that cause familial Alzheimer’s disease were compared to wild type mice throughout life. In vitro approaches were used to understand microglial alterations at the genetic and protein levels and synaptic function and plasticity in CA1 hippocampal neurones, each in relationship to both age and stage of amyloid beta pathology. The contribution of microglia to neuronal function was further investigated by ablating microglia with CSF1R inhibitor PLX5622. Results: Both App knock-in lines showed increased glutamate release probability prior to detection of plaques. Consistent with results in transgenic mice, this persisted throughout life in AppNL-F mice but was not evident in AppNL-G-F with sparse plaques. Unlike transgenic mice, loss of spontaneous excitatory activity only occurred at the latest stages, while no change could be detected in spontaneous inhibitory synaptic transmission or magnitude of long-term potentiation. Also, in contrast to transgenic mice, the microglial response in both App knock-in lines was delayed until a moderate plaque load developed. Surviving PLX5266-depleted microglia tended to be CD68-positive. Partial microglial ablation led to aged but not young wild type animals mimicking the increased glutamate release probability in App knock-ins and exacerbated the App knock-in phenotype. Complete ablation was less effective in altering synaptic function, while neither treatment altered plaque load. Conclusions: Increased glutamate release probability is similar across knock-in and transgenic mouse models of Alzheimer’s disease, likely reflecting acute physiological effects of soluble amyloid beta. Microglia respond later to increased amyloid beta levels by proliferating and upregulating Cd68 and Trem2. Partial depletion of microglia suggests that, in wild type mice, alteration of surviving phagocytic microglia, rather than microglial loss, drives age-dependent effects on glutamate release that become exacerbated in Alzheimer’s disease

Meer water met regelbare drainage?

Dit rapport geeft aan de hand van resultaten van vijf Nederlandse praktijkproeven inzicht in de mogelijkheden van regelbare of peilgestuurde drainage. Deze vorm van drainage - waarbij boeren de grondwaterstand op hun percelen flexibel kunnen regelen - houdt in tegenstelling tot conventionele drainage veel beter rekening met de uiteenlopende wensen en behoeften vanuit de landbouw, natuur, milieu en waterbeheer. Dit kan de realisatie van waterkwaliteits- en waterkwantiteitsdoelstellingen door waterschappen bevorderen en tegelijkertijd de bedrijfsvoering van agrariërs verbeteren

The postnatal GABA shift: A developmental perspective

GABA is the major inhibitory neurotransmitter that counterbalances excitation in the mature brain. The inhibitory action of GABA relies on the inflow of chloride ions (Cl−), which hyperpolarizes the neuron. In early development, GABA signaling induces outward Cl− currents and is depolarizing. The postnatal shift from depolarizing to hyperpolarizing GABA is a pivotal event in brain development and its timing affects brain function throughout life. Altered timing of the postnatal GABA shift is associated with several neurodevelopmental disorders. Here, we argue that the postnatal shift from depolarizing to hyperpolarizing GABA represents the final shift in a sequence of GABA shifts, regulating proliferation, migration, differentiation, and finally plasticity of developing neurons. Each developmental GABA shift ensures that the instructive role of GABA matches the circumstances of the developing network. Sensory input may be a crucial factor in determining proper timing of the postnatal GABA shift. A developmental perspective is necessary to interpret the full consequences of a mismatch between connectivity, activity and GABA signaling during brain development