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Funktionelle Regulation der Stickstoffverteilung in heterogenen Pflanzenbeständen

Funktionelle Regulation der Stickstoffverteilung in heterogenen Pflanzenbeständen

Leaders:  Prof. Dr. Hartmut Stützel / Dr. Tsu-Wei Chen
Email:  pao@gem.uni-hannover.de
Team:  M.Sc. Yi-Chen Pao
Year:  2019
Sponsors:  DFG
Lifespan:  2018 - 2021

Um die Lichtenergie bestmöglich photosynthetisch zu nutzen, passen Pflanzen kontinuierlich ihre Blatteigenschaften an die wechselnden Lichtverhältnisse in den Pflanzenbeständen an. Zu beobachten sind diese Anpassungserscheinungen hinsichtlich des Blattstickstoffgehalts und seiner funktionalen Partitionierung für die verschiedenen Teilprozesse der Photosynthese, sowie des Verhältnisses von Blattfläche zu Blattmasse. Mit Modellansätzen kann gezeigt werden, dass die Photosyntheseleistung auf Bestandesebene maximal ist, wenn die Verteilung des photosynthetischen Blattstickstoffs dem (vertikalen) Lichtgradienten folgt. Diese Ansätze berücksichtigen jedoch nicht die räumliche Heterogenität der Bestandesstruktur in horizontaler Richtung, welche die Realität insbesondere in vielen Kulturen des intensiven Pflanzenbaus darstellt. Durch das Vorhaben soll mit Hilfe einer explizit räumlichen Darstellung von Bestandesarchitektur und Lichtverteilung in einem funktional-strukturellen Pflanzenmodell (FSPM) das Verständnis der Stickstoffverteilung in heterogenen Pflanzenbeständen verbessert werden. Damit sollen die Grundlagen für die Quantifizierung der funktionalen und räumlichen Stickstoffverteilung in Pflanzenbeständen in Abhängigkeit von Lichtverteilung, Stickstoffverfügbarkeit und Genotyp erarbeitet werden. Die ermittelten quantitativen Beziehungen sollen dazu dienen, pflanzenbauliche Maßnahmen wie die Stickstoffdüngung, Zusatzbelichtung, Pflanzenverteilung oder Aufleitsysteme auf wissenschaftlicher Grundlage, und die Sortenwahl in Abhängigkeit der zu erwartenden Lichtbedingungen durchzuführen.