Quantifizierung der Effekte der Lichtquantität und des Rot: Tiefrot-Verhältnisses auf die Morphologie und Physiologie von Sojabohne im Mischanbau

Landwirtschaftliche Systeme, die zur selben Zeit mehr als eine Kulturpflanze beinhalten (Mischanbau), werden als ein wichtiger Aspekt innerhalb der globalen Herausforderung einer nachhaltigen Intensivierung der Landwirtschaft betrachtet. Sehr verbreitet ist zum Beispiel der Mischanbau von Mais und Leguminosen. In diesen Systemen werden durch die hohen Maispflanzen die Lichtquantität und auch die Lichtqualität - von besonderem Interesse das Rot-Tiefrot-Verhältnis - für die Leguminose (z.B. Sojabohne) beträchtlich verändert. Die Effekte dieser Veränderungen auf die Produktivität dieser Systeme werden bisher jedoch nur unzureichend verstanden. Durch das Verstehen und der Quantifizierung dieser Effekte wird die Identifizierung relevanter morphologischer und physiologischer Sorten-Charakteristika, verantwortlich für eine hohe Produktivität der Sojabohne, ermöglicht. Um diese Ziele zu erreichen, werden in diesem Projekt die Effekte der Lichtquantität und des Rot-Tiefrot-Verhältnisses auf die Morphologie und Physiologie und final Biomasse und Ertrag der Sojabohne quantifiziert. Ein Feldversuch mit Mais und Sojabohne im Mischanbau wird in breiten Streifen durchgeführt, um einen großen Gradienten der Lichtquantität und des Rot-Tiefrot-Verhältnisses zu schaffen. In diesem Versuch werden Lichtquantität, Rot-Tiefrot-Verhältnis, Pflanzenarchitektur, Photosynthese, Biomasse und Ertrag über den geschaffenen Gradienten erfasst. Daraufhin wird ein kürzlich entwickeltes funktional-strukturelles Pflanzenmodell parametrisiert und kalibriert, um die gemessenen Effekte der Lichtquantität und des Rot-Tiefrot-Verhältnisses abzubilden und die bei der Lichtkonkurrenz beteiligten grundlegenden Prozesse zu verstehen. Auf der Basis des neuen Prozess-Verständnisses und des entwickelten Pflanzenmodells können optimale Sorten-Charakteristika identifiziert werden, die als Anleitung für Züchtungsprogramme dienen. Zudem kann die potentielle Produktivität von Mischanbausystemen von Mais und Sojabohne abgeschätzt werden. Darüber hinaus kann der entwickelte methodische Ansatz auf andere Kulturarten und Mischanbausysteme angewendet werden.

DFG-Verfahren Sachbeihilfen