Züchtung für die ökologische Landwirtschaft Biodiversität für die Aufgaben der Zukunft

Ähnliche Dokumente
INSUSFAR. Lorenz Bülow Lothar Frese Stefan Unger. Gunter Backes Sarah Brumlop Detlev Möller Torsten Siegmeier Odette Weedon

Pflanzenzüchtungs-Strategien zur Klimaanpassung

Saatgut-Projekt Äthiopien

SAATGUTBEHANDLUNG MIT BAKTERIEN. Friederike Trognitz

Saatgut-Projekt Äthiopien. Saatgutsektor stärken Lebensmittelversorgung verbessern

InnoPlanta Forum 2010 Grüne Biotechnologie ist weltweit Realität - Die Sicht eines Pflanzenzüchtungsunternehmens

AgrarÖkologische. und. in der durch. Dachverbannd Vielfalt Gunter Backes

Biologischer Abbau (Physiologie)

Züchtung alter Landsorten vs. neuer Elitesorten

Züchtung alter Landsorten vs. neuer Elitesorten. Red Queen Situation. Progressiver Ansatz. Konservierender Ansatz

GenomeEditing. Neues Potential in der konvenpotenzial Landwirtschaft. KWS SAAT SE Dr. Jürgen Schweden KWS SAAT Einbeck, Oktober 2017

Innovationen für die Praxis Beiträge der Hessischen Forschungslandschaft zur Unterstützung der Land-, Forst- & Ernährungswirtschaft

PGREL pflanzengenetischen Ressourcen für Ernährung und Landwirtschaft

Krankheitsresistenz klimaangepasster Gerstensorten

Nutzen von Pflanzenschutzmitteln für die Landwirtschaft

Schadorganismen-Szenarien:

Pflanzenschutz im Ökologischen Landbau

Genetische Hintergründe von Merkmalsbeziehungen unter verschiedenen Umweltbedingungen

Einsatz von Pflanzenschutzmitteln in der Landwirtschaft. BNUR 9. Oktober 2017 Bauernverband Schleswig-Holstein Reinhard Jahnke

Ökologische Pflanzenzüchtung in Ungarn

Trockenheit Herausforderungen für die Züchtung und den Anbau von Getreide

Wie kann ökologische Pflanzenzüchtung finanziert werden? Werner Vogt-Kaute

Anpassung von Nutzpflanzen an den Klimawandel Einsatz moderner Züchtungsmethoden

Populationen eine Antwort auf den Klimawandel?

Zur Variation der abiotischen Resistenz zwischen Klonen und Nachkommenschaften der Pappel, Lärche, Douglasie und Fichte

Qualitätseigenschaften moderner Winterweizensorten. Dr. Reiner Bothe, KWS LOCHOW GMBH in Estenfeld

Pflanzenzüchtung für den ökologischen Landbau (landwirtschaftliche Kulturen) was ist in der Pipeline?

Biologische Vielfalt durch Konsum von Produkten fördern kann das gehen? Dipl. laök L. Voget

Ernährungssouveränität, Agrarökologie und Fairer Handel

Saatgut-Projekte in Peru

ESSEN MACHT KLIMA MACHT ESSEN Oktober 2009 FHNW, Brugg-Windisch

Vom Klimastress zur Genfunktion

Klimawandel & Co. Herausforderungen für die Züchtungsforschung in Deutschland

(Konventionelle) Züchtung für den biologischen Landbau in Österreich

Vorstufenselektion auf Anthraknosetoleranz bei Weisser Lupine

Krankheiten und Schädlinge im Bio-Ackerbau Eindrücke von der 8. Wissenschaftstagung in Kassel Ende der Nische?

Nachhaltige Intensivierung Komplexität und Voraussetzungen

Inge Broer, Universität Rostock, Fachbereich Agrarökologie und FINAB. Ökologische Begleitforschung: Einfluss transgener Pflanzen auf Mikroorganismen

(Konventionelle) Züchtung für den biologischen Landbau in Österreich

Ökologischer Landbau - Rechtliche Rahmenbedingungen, Umsetzung und Förderpolitik Erfahrungen aus Deutschland

Sehr geehrter Herr Präsident, meine sehr geehrten Kolleginnen und Kollegen,

LEITBETRIEBE ÖKOLOGISCHER LANDBAU IN NORDRHEIN-WESTFALEN

Saatguthandelstag am 03./04. Mai 2012

Inde Sattler Apel:gut, ökologische Obstzüchtung im Saat:gut e.v.

Evolutionsfaktoren. = Gesamtheit der Gene aller Individuen einer Population bleibt nach dem HARDY-WEINBERG-Gesetz unter folgenden Bedingungen

Nachhaltigkeit aus der Perspektive der Biowissenschaften Leben seit 3,5 Mrd. Jahren

Weizen: Perspektiven für Züchtungsfortschritt und Wettbewerbsfähigkeit DBV-Pflanzenzüchtungstagung in Berlin, 30. September 2009

Optimising Subsidiary Crop Applications in Rotations OSCAR Ausgewählte Ergebnisse

110 Jahre Züchtungsforschung in Bayern

Züchtung für den ökologischen Landbau Dr. Karl-Josef Müller

Verarbeitungsqualität von Weizen für technische Anwendungen aus Sicht der Züchtung. Erhard Ebmeyer und Reiner Bothe, Lochow-Petkus GmbH

Ackerbaustrategie des BMEL Stand der Erarbeitung. Stefan Hüsch, Referat 711: Pflanzenbau, Grünland

Beitrag der Züchtung zur nachhaltigen Intensivierung

Wirksamkeit von verschiedenen organischen Düngern und Bodenverbesserungsmitteln

Agrobiodiversität und Welternährungssicherung

Bundesverband Deutscher Pflanzenzüchter e.v. Situation der Saatgutzüchtung in Deutschland

Auswirkungen des KlimawandelsIS

Saatgut. Kulturgut des Lebens

Selektion. Allgemeines. Selektion bei Selbstbefruchtern. Einführende Beispiele Grundlagen Natürliche Selektion

Neue Strategien der Fruchtfolgeplanung und Düngung bei Leguminosen

Können wir Populationen helfen, die unter Druck stehen? Prof. Dr. Jukka Jokela, Dr. Kirstin Kopp

Zukunft der Saatgutzüchtung in Deutschland

Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft. Georg Nelius MdL Agrarpolitischer Sprecher der SPD-Landtagsfraktion. März 2019

Forward-Looking Statements

Einsatz hydroponischer Systeme zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung (HypoWave)

Der Biolandbau nachhaltig für das Klima und. Dr. Urs Niggli

Saatgut und Lebensmittel: Zunehmende Monopolisierung durch Patente und Marktkonzentration.

Emmer und Einkorn. Stephanie Franck. PZO Pflanzenzucht Oberlimpurg

Saatgut-Projekte in Peru. Saatgutsektor stärken Ernährungssicherheit erhöhen

Agrobiodiversität und Klimawandel

Klimaanpassung in der Landwirtschaft. Dr. Wolfgang Zornbach, Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft

im Winterweizen Lena Ulber (JKI), Sebastian Klimek (vti) & Horst Steinmann (Uni Göttingen)

Die Zukunft der ökologischen Pflanzenzüchtung auf dem Feld oder im Labor?

Vergleich einer Herbst- und Frühjahrssaat bei Sommerweizen

SeedSpor. Ein biologischer Multisorten-Wachstumsverbesserer

Wem gehört das Saatgut? Wer kümmert sich darum?

Saatgutfonds biol. Züchtungsforschung u. Saatgutentwicklung

Übersicht. Lamarck und Darwin Variation natürliche Selektion, sexuelle, künstliche Gendrift Artbildung adaptive Radiation

Ökologische Getreidezüchtung in Dänemark

Agrobiodiversität Bonusversicherung gegen Extremereignisse?

Alte Tiroler Getreidesorten - Forschungs- und Innovationsbedarf?

Mechanismen der Evolution. Übersicht. Lamarck und Darwin Variation natürliche Selektion, sexuelle, künstliche Gendrift Artbildung adaptive Radiation

Die Wetterextreme nehmen zu Welche Perspektiven hat Hybridroggen?

Sortenentwicklung und Erhaltungszüchtung bei Erbsen. Werner Vogt-Kaute

Chancen der Pflanzenbiotechnologie für den ökologischen Landbau

Grüne Biotechnologie Deutschland am Scheideweg?

Bewertung landwirtschaftlich relevanter Parameter von Blühstreifen und Ackerrandstreifen im produktiv genutzten Agrarraum auf Flächen der TLPVG GmbH

Auswirkungen des Klimawandels auf die deutsche Landwirtschaft Herausforderungen und Perspektiven

Die Herausforderungen des Klimawandels

Bodenverbesserer eine neue Produktegruppe von Stähler

Dorfbewohner. Dorfbewohner. Dorfbewohner. Dorfbewohner. Dorfbewohner. Dorfbewohner. Dorfbewohner. Dorfbewohner. Besser auf Impfstoffe setzen

Landwirtschaft: Blühstreifen für Bestäuber und andere Nützlinge

Nordsaat Saatzuchtgesellschaft mbh

Kirgisische Agraruniversität Lehrstuhl Pflanzenbau und Pflanzenschutz

Klimaänderung und die Schweiz Landwirtschaft

N 2 -Fixierung von Winterkörnerleguminosen:

Ertrag und Resistenzzüchtung bei Winterraps - Möglichkeiten und Grenzen

Transkript:

Züchtung für die ökologische Landwirtschaft Biodiversität für die Aufgaben der Zukunft Maria R. Finckh Ökologischer Pflanzenschutz Ökologische Agrarwissenschaften Universität Kassel

1. Warum Biodiversität and welche Biodiversität? 2. Wieso ist das vor allem für die ökologische Landwirtschaft relevant? 3. Wie kann Züchtung zur Biodiversität und auch zum Erhalt der Biodiversität beitragen? 4. Beispiel: das europäische Weizen Composite Cross Projekt

Warum Vielfalt und welche Vielfalt? Genotyp-Umwelt Interaktionen und Vielfalt Diversität kann gegen biotischen und abiotischen Stress puffern: Krankheitserreger, Insekten, Beikräuter Kälte, Hitze, Trockenheit, Bodenvariabilität Erosionsschutz Ertragsstabilität Qualität Diversität, die für diese Ziele eingesetzt wird ist Funktionelle Diversität

Genotyp-Umwelt-Interaktionen öko versus konventionell Umweltvariation soweit wie möglich reduzieren oder flexibler Umgang damit? Umweltfaktor Konventionell Ökologisch Boden Düngemittel aller Art Organische Dünger Schaderreger Prävention Pestizide aller Art Prävention Wenige nicht-systemische Mittel Klima Züchtung Züchtung

Abpufferung von Stress durch funktionelle Diversität Ertragsstabilität von sieben Reinbeständen von Gerste an sieben Standorten Rangfolge aus 42 Varianten 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Kos88 Rad88 Bak89 Kos89 Rad89 Bak87 Bak88 Ap Ar Bi De Ko Lo Ro

Abpufferung von Stress durch funktionelle Diversität Ertragsstabilität einiger Mischungen Rangfolge aus 42 Varianten 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Kos88 Rad88 Bak89 Kos89 Rad89 Bak87 Bak88 ApArDe ApBiDe ApBiLo ApDeRo ApLoRo BiDeRo DeLoRo

Befall und Ertrag in Reinbeständen und Mischungen: Weizen und Gelbrost Abpufferung von Stress durch funktionelle Diversität Ertrag relativ zur Gesundvariante Ertrag relativ zur Gesundvariante Ertrag relativ zur Gesundvariante 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Reinbestände Mischungen y = -0,0056x + 1,0322 R 2 = 0,7219** 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Trendlinie nicht signifikant Ertragserw artung basierend auf den befallenen Reinbeständen 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Finckh et al. 2000. Agronomie 20, 813-837 % befallene Blattfläche

Abpufferung von Stress durch funktionelle Diversität Mischungen und Qualität Mischeffekt Weniger Krankheit Kompensation Einfluss auf Qualität meist bessere Qualität Standortbedingte Variabilität kann reduziert werden Qualitätsmankos einer Komponente können durch andere Komponenten ausgeglichen werden (Hochertragssorte mit niedrigem Proteingehalt kann mit weniger ertragreicher Sorte mit hohem Proteingehalt gemischt werden, z.b.)

Abpufferung von Stress durch funktionelle Diversität Backvolumen von Weizenmischungen an acht Standorten 2003 300 Backvolumen (ml) 280 260 240 Arina Mix Capo 220 220 230 240 250 260 270 280 Standortpotential Backvolumen (ml) Sorte Steigung R 2 Arina 0.88 0.53 Capo 0.64 0.37 Mix 1.47 0.72 Mischungen konnten das Standortpotential besser in Backvolumen umsetzen

Züchtung und Biodiversität Genetische Ressourcen und Selektionsstrategien Breite genetische Basis: Effiziente Methoden zur Identifikation wichtiger Eigenschaften notwendig (MAS, hierarchische Selektion, etc.) Wahl der richtigen Umwelten für die Identifikation von Eigenschaften (welche und wieviele?) Beitrag der Ökologischen Landwirtschaft: Umweltvariationen im ÖL sind höher Nährstoffarten und Inputlevels Schaderregerdruck Biodiversität

Umweltvariationen im ÖL: Nährstoffe

Umweltvariationen im ÖL: Schaderreger

Umweltvariationen im ÖL: Beikräuter

Umweltvariationen im ÖL: Diversität Konventionell

Umweltvariationen im ÖL: Diversität Ökologisch

Zucht und Vielfalt: Welche genetische Struktur? Adaptation an variable Umweltbedingungen: Wie? Reduktion von Umweltvariabilität erhöht die Heritabilität Klimaverhältnisse werden variabler! Populationen mit funktioneller Vielfalt können auf variable Umweltbedingungen besser reagieren als genetisch einheitliche.

Aufgaben der Zukunft: Klimawandel Wärmere Winter Weniger Frostgare Besseres Überleben vieler Schadorganismen Vermehrter Humusabbau (aber auch Erntereste) Längere Vegetationsperioden Ansiedlung (Invasionen) neuer Arten Aussterben von Arten Unvorhersagbarkeit des Klimas: Genotyp-Umwelt-Interaktionen werden massiv zunehmen

Aufgaben der Zukunft: Pflanzenschutz im System Zuchtziele bisher: Resistenzen und Toleranz Zuchtziele der Zukunft: Assoziation mit nützlichen Mikroorganismen Unkrautunterdrückung Induzierbarkeit von Resistenz Ist dies in genetisch einheitlichen Pflanzenpopulationen sinnvoll?

Assoziierte Mikroorganismen bei Weizen % of fluorescent Pseudomonads 70 60 50 40 30 20 10 0 a b b b c b Control Penawawa 95 C Eltan Hill-81 Lewjain Madsen Penawawa b a b a ab P. putida btp A P. putida btp B P. fluorescens bv. III a a b b a a a a b a

Assoziierte Mikroorganismen Die Stärke der Rhizoctonia solani Infektionen bei Äpfeln nach Weizen hängt von der Weizensorte ab % Infection w. R. solani 50 40 30 20 10 0 b Control Penawawa 95 C c Eltan b Hill-81 b a Lewjain Madsen b Penawawa a These results demonstrate the importance of host genotype in modification of indigenous saprophytic microbial communities and suggest an important role for host genotype in the success of biological control. (Mazzola and Gu, 2002, Phytopathology 92:1300-1307) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass es hier einen einzigen besten Genotypen geben wird?

Induzierte Resistenz Induzierte Resistenz durch Vielfalt oder durch Zucht? In vielfältigen Pflanzenpopulationen kommen mehr Pathogenarten und Rassen vor. Dies führt zu einer effizienteren Induzierung von Resistenzen als in einheitlichen Populationen.

Resistenz hängt von den Anbaubedingungen ab AUDPC (log) 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 a a Expt 1 Expt 2 Chemical Horn meal Biofeed BioIlsa b b Düngemittel und Pflanzenstärkungsmittel können Resistenzen induzieren (Sharma et al. 2008).

Ansätze, funktionelle Vielfalt zu erreichen für die Aufgaben der Zukunft Sortenmischungen und Vielliniensorten Müssen immer neu gemischt werden Vielliniensorten sehr teuer Nachbau nur bedingt sinnvoll rechtliche Probleme Keine Ko-Evolution Zucht für Diversität Ziel ist die Ko-evolution

Zucht für Diversität Evolutionsramsche (Composite Crosses) Top Crosses Beimischung von Linien oder Sorten zu Landrassen Dies funktioniert nur im landwirtschaftlichen System (z.b. participatory breeding) und wird in lokal angepassten Populationen resultieren. Beispiele: CIMMYT Weizenprogramm Indien/Nepal (Dubin), CIAT Ruanda, Bohnen (Trutmann and Pyndji)

Zucht für Diversität Moderne Landrassen Populationen einheitlich für wichtige Eigenschaften (Hochertrag, Qualität, Mechanisierbarkeit, etc.) aber mit vielfältigem genetischem Hintergrund werden partizipativ lokal selektiert. (Murphy et al. 2005, Ren.Agric. Food Systems 20, 48-55)

Zucht für Diversität Europäische Kooperation: Weizen Composite Crosses (Martin Wolfe, UK) 20 der wichtigsten Weizensorten der letzte 50 Jahre in allen Kombinationen gekreuzt Populationen in UK, F, HU, DK, NL, CH, D, öko und konventionell 2008-2009: F8

Variabilität in der F7: Farbe, Weizen Composite Crosses Höhe, Blattstellung, Begrannung, etc.

TKG : 74 g TKG : 46 g

Weizen Composite Crosses Variable Resistenzreaktionen in Einzelkornnachkommenschaften in der F5. 22 von 23 Nachkommenschaften waren nicht einheitlich

Wheat CC F8 Reinbestand Bussard 29. Juni 2009: 14.8% Befall 40.3% Befall

Breitsaat unterdrückte Beikräuter so gut wie das Hacken in weiter Reihe

Zucht und Vielfalt: Weizen Composite Crosses Mögliche Selektionsziele Fusarium Resistenz Konkurrenzfähigkeit (Frühentwicklung, Allelopathie) Low-Input Ertrag Qualität??? Umweltvariation

Umweltvariation: DK TUM HU UK INRA 2008: Beginn des Kreislaufes (Darzau) Wag FiBL (Key) Witz

Zucht für Diversität: Konsequenzen? Sortenschutz und Gesetzgebung Voraussetzungen für die Zulassung Distinguishability (Unterscheidbarkeit) Uniformity (Einheitlichkeit) Stability Wozu? Verbraucherschutz (historisch) Marketing und Urheberschutz (inkl. Patentrecht)

Biodiversität und die Zukunft Ein paar Thesen Die Zukunft wird variabler Biodiversität ist eine Möglichkeit, mit Variabilität umzugehen Nur durch Nutzung kann Biodiversität erhalten und weiter entwickelt werden Viele positive Systemeigenschaften hängen mit Vielfalt zusammen Eine effektive Nutzung der Biodiversität geht nur im System in Zusammenarbeit von Landwirten und anderen Stakeholdern Die Nutzung der Biodiversität in der Landwirtschaft ist derzeit massiv durch Sortenschutzgesetzte behindert

Viele wirken mit an der Arbeit mit Composite Crosses, u.a.: Witzenhausen: Kenneth Stange (MSc) Philipp Stefan (MSc) Sarah Brumlop (BSc, MSc, WB) Meike Grosse (BSc, MSc) International: Martin Wolfe, Scott Phillipps, John Snape u.v.m. (UK) Isabelle Goldringer, Julie Dawson u.v.m. (F) Geza Kovacs (Hu) Kollegen aus NL, DK, CH, USA