Identifying spatial and temporal drought stress variability using canopy temperature measurements and simulation modelling
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt wurden in Feldversuchen unter natürlichen und teilkontrollierten Bedingungen mit induziertem Trockenstress Messungen der Bestandestemperatur, des Blattwasserpotentials, des Stomatawiderstandes und der Bestandesdynamik sowie Ertragsbildung an Winterweizenbeständen durchgeführt. Die Bestandestemperatur von Winterweizenbeständen übersteigt insbesondere unter Trockenstressbedingungen diejenige der Luft, wodurch es zu einem deutlich verstärkten Hitzestress kommen kann. Die gewonnenen Daten wurden genutzt, um folgende Modellkomponenten für Winterweizen zu entwickeln, zu parametrisieren und zu validieren: Ein neues Stomatawiderstandsmodell, dass auf eine sonst übliche Rückkoppelung zur Photosynthese verzichtet; ein zeitlich hochaufgelöstes Bestandestemperaturmodell, welches aus dem Stomatawiderstandsmodell und weiteren gekoppelten Komponenten besteht; ein vereinfachtes Bestestandestemperaturmodell, das für die Implementierung in Ertragsbildungsmodellen mit Tageszeitschrittweite geeignet ist. Mit Hilfe dieser Modellkomponenten ist es möglich, für verschiedene Anwendungen genauer die Grenzflächentemperaturen von Winterweizenbeständen zu prognostizieren. Hieraus kann ein Beitrag zu einer verbesserten Prognose von Hitzestress bei der Ertragsbildung von Winterweizen erwartet werden. Weiterhin sind die erstellten Modelle wahrscheinlich geeignet, Rückschlüsse aus gemessenen Bestandestemperaturen im Hinblick auf räumlich variierendes Bodenwasserangebot sowie genotypische Unterschiede im Sinne einer Phänotypisierung zu ziehen. Zur Prüfung dieser Thesen sind jedoch noch weitere Arbeiten notwendig.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2010): Zum Zusammenhang von Blattwasserpotenzial und stomatärer Leitfähigkeit bei Winterweizen. Mitt. Ges. Pflanzenbauwiss. 22, 243-244
Neukam, D., Böttcher, U., Kage, H.
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(2011): Modellierung der Bestandestemperaturen von Winterweizen. Mitt. Ges. Pflanzenbauwiss. 23, 110-111
Neukam, D., Böttcher, U. und Kage, H.
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(2012): A new approach for calculating stomata resistance of wheat as a step towards dynamic simulation of canopy temperature. Proceedings of the 12th Congress of the European Socienty of Agronomy Helsinki, 20-24. August 2012, p. 131.3
Neukam, D., Böttcher, U. und Kage, H.
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(2012): Ein neuer Ansatz zur Berechnung des Stomatawiderstandes für die dynamische Modellierung der Bestandestemperatur von Winterweizen. Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften, 24, 176-177
Neukam, D., Böttcher, U. und Kage, H.
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2013. Is mutual shading a decisive factor for differences in overall canopy specific leaf area of winter wheat crops? Field Crop. Res. 149, 338-346
Ratjen, A.M., Kage, H.
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2014. An analysis of factors determining spatial variable grain yield of winter wheat. European Journal of Agronomy 52, 297-306
Johnen, T., Boettcher, U., Kage, H.
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(2015): Incorporation of wheat canopy temperatures into agroecosystem models by using a meta-model, Agriculture and Climate Change Adapting Crops to Increased Uncertainty, 15 - 17 February 2015, Amsterdam, The Netherlands
Luig, A., Ahrends, H.E., Neukam, D. , Böttcher, U., Kage, H.
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2015. Forecasting yield via reference- and scenario calculations. Comput. Electron. Agric. 114, 212-220
Ratjen, A.M., Kage, H.
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2015. Modelling Wheat Stomatal Resistance in Hourly Time Steps from Micrometeorological Variables and Soil Water Status. Journal of Agronomy and Crop Science
Neukam, D., Böttcher, U., Kage, H.
