Pflanzenzüchtungs-Strategien zur Klimaanpassung

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1 Von Starkregen bis Trockenheit - Anpassungsstrategien für die deutsche Landwirtschaft - Berlin 16. November 2017 Pflanzenzüchtungs-Strategien zur Klimaanpassung Hartmut Spieß Forschung & Züchtung Dottenfelderhof

2 I. Anforderungen Idiotyp (Genom) Winterweizen aus Sicht der Klimaanpassung von Starkregen bis Trockenheit Zielbereiche Produktqualität Pathogene Konkurrenzkraft Morpholog. Eigenschaften Pflanzenlänge Ähreninsertionshöhe Abstand Fahnenblatt - Ähre Abstand Fahnenblatt -F-1 Blatthaltung Wuchsform Deckungsgrad Bestockung Auswuchsfestigkeit Resilienz Winterfestigkeit Zielgrößen Ernährungsqualität Saatgut- und Backqualität/ Klebereigenschaften Mikrobiologischhygenische Qualität Mykotoxinbildung Septoria-/ Fusarium- Ähreninfektion Saatgutbürt. Krankh. Blattkrankheiten/Roste Bewachsung/Cuticulare Penetration Beschattung Unkrautkonkurrenz frühe Unkrautkonkurrenz Ertragsbildung Nährstoffaufnahme/ -effizienz Quelle: verändert n. U. Köpke 2006 Wurzel-Längendichte Wurzeloberfläche Wurzelarchitektur Durchwurzelung N-Effizienz Verwertung Aufnahme Trockenresistenz

3 Anforderungen Idiotyp (Genom) Winterweizen aus Sicht der Klimaanpassung von Starkregen bis Trockenheit Zielbereiche Produktqualität Pathogene Morpholog. Eigenschaften Pflanzenlänge Ähreninsertionshöhe Abstand Fahnenblatt - Ähre Abstand Fahnenblatt -F-1 Auswuchsfestigkeit Resilienz Zielgrößen Ernährungsqualität Saatgut- und Backqualität/ Klebereigenschaften Mikrobiologischhygenische Qualität Mykotoxinbildung Septoria-/ Fusarium- Ähreninfektion Saatgutbürt. Krankh. Blatthaltung Blattkrankheiten/Roste Konkurrenzkraft Wuchsform Bestockung Deckungsgrad Winterfestigkeit Bewachsung/Cuticulare Penetration Beschattung Unkrautkonkurrenz frühe Unkrautkonkurrenz Ertragsbildung Nährstoffaufnahme/ -effizienz Quelle: verändert n. U. Köpke 2006 Wurzel-Längendichte Wurzeloberfläche Wurzelarchitektur Durchwurzelung N-Effizienz Verwertung Aufnahme Trockenresistenz

4 Gelbrost Boniturnote [1-9] Klimaänderung und Gelbrost-Epidemie 9 Ennsio Substance Gelbrost-Befall Sortenprüfung Winterweizen Dfhof Heliaro n = 185 r = -0,54*** y = -0,0928 * x + 10,6012 R² = 29% Linearität alpha < 0,1% Sorten FZD Linien FZD Sorten und Linien anderer Züchter Verrechnungssorten Quantitative (horizontale) Resistenz 2geht vor qualitativer (vertikaler) Resistenz Julius Philaro Butaro Aristaro KWS Milaneco Jularo Capo Tobias HSi Genius HSi HSi Graziaro HSi Bernstein Fakir Ertrag [dt/ha]

5 Klimaänderung und BYDV-Epidemie Grüner Winter 2016 (auch schon 2007) Befall mit Gelbverzwerungsvirus infolge Blattlausübertragung bei Hafer, Weizen und Gerste - Landesssortenversuche Karlsruhe 2016

6 Anforderungen Idiotyp (Genom) Winterweizen aus Sicht der Klimaanpassung von Starkregen bis Trockenheit Zielbereiche Produktqualität Pathogene Morpholog. Eigenschaften Pflanzenlänge Ähreninsertionshöhe Abstand Fahnenblatt - Ähre Abstand Fahnenblatt -F-1 Auswuchsfestigkeit Resilienz Zielgrößen Ernährungsqualität Saatgut- und Backqualität/ Klebereigenschaften Mikrobiologischhygenische Qualität Mykotoxinbildung Septoria-/ Fusarium- Ähreninfektion Saatgutbürt. Krankh. Blatthaltung Blattkrankheiten/Roste Konkurrenzkraft Wuchsform Bestockung Deckungsgrad Winterfestigkeit Bewachsung/Cuticulare Penetration Beschattung Unkrautkonkurrenz frühe Unkrautkonkurrenz Ertragsbildung Nährstoffaufnahme/ -effizienz Quelle: verändert n. U. Köpke 2006 Wurzel-Längendichte Wurzeloberfläche Wurzelarchitektur Durchwurzelung N-Effizienz Verwertung Aufnahme Trockenresistenz

7 II: Klimaanpassung durch Sortenvielfalt Biodiversität z.b. Züchtung regional angepasster Sorten wie - Erhaltungssorten - Populationen

8 III: Klimaanpassung durch genetisch diverse Populationen

9 H. Spieß Forschung & Züchtung Dottenfelderhof Regelungen zu pflanzlichen Populationen EU-Verordnung 2014/150 im Rahmen der Förderung der Biodiversität: Befristetes Experiment bis ermöglicht Inverkehrbringen von Saatgut von Populationen ( Heterogenes Material ) der Arten Weizen, Gerste, Hafer und Mais Beteiligte Länder: UK (1 WW), DK (1 WW, 1 WS, 1 HAW), NL (2 WS), DE (7 WW, 8 WS, 5 M)

10 H. Spieß Forschung & Züchtung Dottenfelderhof Begriffsbestimmung: Population BGB Jg Teil I Nr. 32, Bonn 31. Juli 2015 Eine Population im Sinne dieser Verordnung ist eine Pflanzengruppe, die 1. aus einer bestimmten Kombination von Genotypen entstanden ist, 2. nach Anpassung an spezifische agroklimatische Bedingungen eines bestimmten Erzeugungsgebiets dort unverändert reproduziert werden kann, und 3. durch eine der folgenden Züchtungsmethoden erzeugt worden ist:

11 Ziele zur Entwicklung/Bereitstellung von Populationen Beitrag zur Steigerung der Biodiversität Strategie zur Bewältigung der Folgen des Klimawandels (Witterungsextreme) Entwicklung angepasster regionaler / Hof-Sorten im Rahmen Partizipativer Pflanzenzüchtung Erhöhung der Ertragsstabilität Verbesserung des Pflanzengesundheitsstatus Steigerung der Resilienz Verstetigung der Populations-Verordnung H. Spieß Forschung & Züchtung Dottenfelderhof

12 H. Spieß Forschung & Züchtung Dottenfelderhof Resilienz durch Vielfalt Monopol Populationen Elternlinien Finckh et al. 2017

13 H. Spieß Forschung & Züchtung Dottenfelderhof Ergebnisse der Winterweizen-Leistungsprüfungen von Populationen gegenüber Liniensorten. Dfhof, Mittel 2016, 2017 Sorten, Zuchtlinien und Populationen Mittel über bis zu 9 Orte Ertrag NNA [dt/ha] [%] [ml] [s] [ml] [%] [1-9] Julius* ,6 1 Genius* ,05 2 Butaro* ,07 2 Mittelwert VRS abs. 51,6 27, Gelbrost Bonitur Liocharls Population ,00 2 Brandex Population ,00 2 *Verrechnungssorten (VRS) **Verrechnungssorte Capo Feuchtkleber Glutenindex Sedi.- Wert SDS Fallzahl Backvolumen ** Steinbrand Befall

14 Ökologisch nachhaltige Landbewirtschaftung ist die beste Form, dem Klimawandel vorzubeugen und seinen Folgen zu begegnen! H. Spieß Forschung & Züchtung Dottenfelderhof