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Metamechanismen für eine stabile Bestandesentwicklung zur Erreichung von Ertragsstabilität in Winterweizen

Metamechanismen für eine stabile Bestandesentwicklung zur Erreichung von Ertragsstabilität in Winterweizen

Leaders:  Dr. Tsu-Wei Chen
Email:  chen@gem.uni-hannover.de
Team:  Tien-Cheng Wang Dr. Tsu-Wei Chen
Year:  2019
Sponsors:  DFG
Lifespan:  2019 - 2021

Die Ertragsstabilität von Winterweizen ist eine wichtige Sorteneigenschaft für die deutschen Landwirte. Unser Wissen über die physiologischen Mechanismen, die zur Ertragsstabilität führen, ist bis heute sehr begrenzt, da die Einschätzung der Ertragsstabilität eines Genotyps ein zeitaufwendiges und arbeitsintensives Verfahren ist und Feldversuche über mehrere Jahre, Standorte, Anbauverfahren und Vergleiche mit anderen Genotypen erfordert. In diesem Antrag geht es darum, die Ertragsstabilität mithilfe eines probabilistischen Ansatzes in Kombination mit Phänomik und großmaßstäblicher Modellierung neu zu betrachten. Dies sollte den bis heute sehr begrenzten Wissensstand der "Metamechanismen" für Ertragsstabilität erweitern. Wir stellen zusätzlich die Hypothese auf, dass die Weizenorten, die während der vegetativen Phase ihren Pflanzenbestand stabiler entwickeln können, auch stabiler im Ertrag sind, da Stickstoff und wasserlöslicher Kohlenstoff in den vegetativen Organen für die Kornfüllung gespeichert werden können. Mit sechs Weizensorten, die ein ähnliches Ertragsniveau aber unterschiedliche Ertragsstabilität gezeigt haben, wird ein mechanistisches funktional-strukturelles Pflanzenmodell parametrisiert und evaluiert. Dieses Modell konzentriert sich auf die Metamechanismen der Phänologie, der Bestandesentwicklung, -architektur und -photosynthese und wird verwendet, um virtuelle Genotypen zu kreieren. Die Bestandesentwicklung und der Ertrag dieser virtuellen Genotypen werden mit einer großen Anzahl von Umweltszenarien simuliert. Die Modelloutputs werden verwendet, um zu identifizieren, welche Kombinationen von physiologischen Mechanismen die Ertragsstabilität bestimmen.