Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung

Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)

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Titel: Verbundprojekt: Weizen in effizienten Fruchtfolgen im Zusammenspiel einer idealen Erschließung von Nährstoffen (WinEffizient) - Teilprojekt 4
Titel (englisch): Collaborative project: Wheat in efficient crop rotations in relation to an idealized acquisition of nutrients (WinEffizient) - subproject 4
Beschreibung (dt.): Der gewählte Ansatz verfolgt simultan zwei bedeutsame Zielbereiche, nämlich die Verbesserung der Nährstoffnutzungseffizienz und die Steigerung der Trockenstresstoleranz. Während die Toleranz an erratisch auftretende Trockenperioden als Strategie zur Anpassung an Folgen klimatischer Veränderungen dient, soll eine höhere Stickstoffnutzungseffizienz einen Beitrag dazu leisten, künftig negative Auswirkungen auf die Umwelt durch Stickstoffverluste aus der landwirtschaftlichen Produktion zu reduzieren. Beides soll durch Weizengenotypen, die ein deutlich gesteigertes Wurzelwachstum aufweisen, und durch Identifizieren von daraufhin optimierten pflanzenbaulichen Produktionstechniken erreicht werden. So soll unteranderem untersucht werden, wie sich Weizengenotypen mit unterschiedlich ausgeprägtem Wurzelsystem in verschiedenen Fruchtfolgesequenzen auf die Aufnahme von Stickstoff auswirken. Daraus soll ein holistischeres Konzept für eine umweltschonendere Weizenproduktion entwickelt werden, das in der praktischen Landwirtschaft dazu führt, mit geringerem Einsatz von Stickstoff und unter trockeneren Wachstumsbedingungen quantitativ und qualitativ hohe (Back-)Weizenerträge zu erreichen.
Beschreibung (engl.): The chosen approach pursues aims to increase nutrient use efficiency and simultaneously enhance drought tolerance in winter wheat. While the increased drought tolerance is a strategy to cope with erratic drought periods, an enhanced nutrient use efficiency provides a considerable contribution to reduction of negative side effects of agricultural production on the environment. Both should be achieved by wheat genotypes with an enlarged root system and by identification of hereupon optimized crop production management systems. Therefore, we plan to investigate how wheat genotypes differing in their root systems affect nitrogen uptake under contrasting crop rotation. As a result, a holistic concept of an environmentally friendly wheat production should be developed that allows farmers to achieve quantitative and qualitatively valuable (bread) wheat yields under a reduced nitrogen input. WinEffizient seeks to use previously identified alleles associated with increased root system in Chinese trait donors in order to create near isogenic lines (NILs) with European elite varieties by marker-assisted back crossing. These should combine the European elite background with the enhanced root growth. Therefore, it is planned to develop KASP marker first to select genotypes of interest without time consuming phenotyping procedures (besides for validation of selected lines). Furthermore, WinEffizient aims to investigate the NILs under controlled conditions in a functional analysis. This will include container experiments on an automated gravimetric system to allow determination of hourly water consumption. Moreover, it is planned to analyze trait donors, NILs and their recurrent parents in multi-location field trials under divergent treatments within a crop rotation sequence in terms of nutrient uptake. In this regard we aim to analyze the effect of previous crops and nitrogen fertilisation strategy in the context of wheat lines with an increased root system.
Ergebnis (dt.): Das Ziel von WinEffizient bestand in der Steigerung der Trockenstresstoleranz sowie der Stickstoffnutzungseffizienz von Winterweizen im optimierten Fruchtfolgesystem. Hierzu wurden in mehreren Schritten zunächst ein Merkmalsträger für ein erhöhtes Wurzelwachstum mit europäischen Elitesorten gekreuzt und die F1-Kreuzungsprodukte anschließend zurückgekreuzt um nah-isogene Linien (NILs) zu erzeugen. Das Ausgangsmaterial wurde in unterschiedlichen Varianten einer Fruchtfolgesequenz hinsichtlich der Wasser- und N-Aufnahme in mehrortigen Feldversuchen und drei Stickstoffdüngestrategien getestet. Weiterhin wurde zum besseren Verständnis der N-Aufnahme unter Trockenstress, das Ausgangsmaterial sowie die NILs in zwei Containerversuchen untersucht. Die gewonnenen Ergebnisse sollen dazu beitragen, mit geringerem Einsatz von Stickstoff und unter trockeneren Wachstumsbedingungen hohe stabile Erträge zu erzielen. Die Ergebnisse tragen zu einem gesamtheitlichen Konzept einer umweltschonenderen Weizenproduktion bei und stellen neue Erkenntnisse zur Züchtung resilienter Linien zur Verfügung.
Ergebnis (engl.): The objective of WinEffizient was to increase drought stress tolerance and nitrogen use efficiency of winter wheat in an optimized crop rotation system. For this purpose, in several steps, a trait donor for increased root growth was first crossed with European elite varieties and the F1 cross products were then backcrossed to generate near-isogenic lines (NILs). The initial material was tested in different variants of a crop rotation sequence with respect to water and N-uptake in multi-site field trials and three nitrogen fertilization strategies. Furthermore, to better understand N-uptake under drought stress, the starting material as well as the NILs were studied within two container trials. The obtained results should help to achieve higher stable yields with lower nitrogen application and under drier growing conditions. The results contribute to an overall concept for a more environmentally friendly wheat production and further provide new knowledge for breeding of resilient lines.
Laufzeit: Beginn: 01.10.2018 / Ende: 31.12.2022
Ausf. Einrichtung: W. von Borries-Eckendorf GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Leopoldshöhe
Themenfelder: Pflanzenzüchtung, plant breeding
Förderprogramme: Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft
Schlagworte: Kulturverfahren, cultivation, Pflanzenernährung, plant nutrition, Ackerbau, crop production, Genetische Ressourcen, genetic resources, Produktqualität, product quality, Weizen, wheat, Pflanzengenetische Ressourcen, plant genetic resources, Abiotischer Stress, abiotic stress, Klimaanpassung, climate change adaptation
Förderkennzeichen: 281B201716
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Weizen Stroh

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Weizen*

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"Kleegras und Grünland"

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