Freilanduntersuchungen zu Prozessen der Interaktion variierender Stickstoffdüngung mit einer erhöhten atmosphärischen CO2-Konzentration im Hinblick auf Protein-Konzentration und -Zusammensetzung im Weizenkorn

• Antragsteller: Dr. Remigius Manderscheid; Professor Dr. Christian Zörb
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik ; Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 260113066

Der Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration ([CO2]) fördert das Pflanzenwachstum und den Kornertrag bei Weizen. Gleichzeitig sinkt jedoch die Kornproteinkonzentration (PN%), wobei dies primär die Klebereiweiße betrifft und damit Einfluss auf die Backqualität nimmt. Die Ursachen für die verminderte Korn-PN% sind nicht völlig geklärt. Man vermutet einen Verdünnungseffekt durch eine größere Zunahme der Kornmasse im Vergleich zur N-Aufnahme unter erhöhter [CO2]. Es wird jedoch auch diskutiert, dass eine CO2-Anreicherung die N-Aufnahme beeinträchtigt. Den größten Anteil des Korn-PN liefert die Remobilisierung des bis zur Anthese in Blatt und Halm akkumulierten organischen N. Ein weiterer Teil stammt aus der Translokation des zwischen Blüte und Kornreife assimilierten mineralischen N. Im Rahmen dieses Projektantrags sollen in einem zweijährigen Feldversuch unter Verwendung der FACE-Technik die Effekte unterschiedlicher CO2-Konzentrationen [CO2] (395 und 550 ppm) bei drei N-Düngestufen (60-350 kg N ha-1) auf die N-Remobilisierung und Translokation sowie die Proteinkonzentration und Zusammensetzung im Weizenkorn analysiert werden. Zur Abschätzung der N-Remobilisierung sollen die Trockenmassen von Blatt und Halm sowie die N-Konzentration zur Blüte und zur Kornreife herangezogen werden. Es soll weiterhin geprüft werden, ob die höhere [CO2] bei gleichzeitig niedriger N-Düngung die N-Remobilisierung reduziert. Dies könnte dann z.B. auf eine Erhöhung des Halmanteils an der Gesamtbiomasse und Reduktion der Blatt-N-Konzentration zurückschließen. Mit einem 15N-Düngermarkierungsversuchs zur Anthese soll weiterhin untersucht werden, ob eine höhere [CO2] die N-Translokation beeinträchtigt, insbesondere bei hohem N-Angebot. Außerdem soll geprüft werden, ob die Beeinträchtigung der Korn-NP% durch die erhöhte [CO2] durch stark erhöhte N-Düngung aufgehoben werden kann. In einer weiteren Variante soll die praxisübliche N-Menge nicht in Mischform aus Ammonium- und Nitrat-N, sondern nur als Nitrat appliziert werden, um zu prüfen, ob dies die CO2-Effekte beeinflusst. Während der Versuche werden neben den Wachstumsparametern auch die relevanten Umweltbedingungen erfasst, um eine spätere Verwendung der Daten für die Modellierung des Pflanzenwachstums und der Kornqualität unter dem Einfluss des Klimawandels zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Hans-Joachim Weigel