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Vergleich des Wurzelwachstums von Mais und Sorghum unter geänderten Klimabedingungen

Projekt

Entnahme einer zylindrischen Bodenprobe zur Untersuchung des Wurzelwachstums
Entnahme einer zylindrischen Bodenprobe zur Untersuchung des Wurzelwachstums (© Thünen-Institut/BD)

Experimentelle und modellbasierte Untersuchungen zu den Wechselwirkungen zwischen Sommertrockenheit und erhöhter atmosphärischer CO2-Konzentration auf das Wurzelwachstum von Mais und Hirse

Sorghum-Hirsen können als C4-Pflanzen mit hohen Trockenmasseerträgen zukünftig als Alternative zu Silomais in Bioenergiefruchtfolgen angesehen werden. Unter sich rasch ändernden Klimabedingungen kommt dabei der Trockenstresstoleranz der Hirsen eine entscheidende Bedeutung zu. Die mit dieser Bedeutung verknüpften Charakteristik des Wurzelwachstums und der Wasseraneignung der Sorghum-Hirsen ist unter den Bedingungen Mitteleuropas allerdings kaum untersucht. Es ist außerdem ungeklärt, wie sich in diesem Zusammenhang der Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration auswirkt.

Hintergrund und Zielsetzung

Dieses Projekt beinhaltet eine vergleichende Untersuchung des Wurzelwachstum von Sorghum und Mais bei unterschiedlicher Wasser- und CO2-Versorgung. In einem weiteren Schritt, soll das (Wurzel)Wachstum und die Wasseraufnahme der beiden Pflanzenarten auch mit Modellen abgeschätzt werden.

Vorgehensweise

Sorghum und Mais werden auf dem FACE-Versuchsfeld des Thünen-Instituts bei unterschiedlicher CO2- und Wasserversorgung angebaut. Zusätzlich werden beide Pflanzen am Standort Kiel angebaut, um den Einfluss der Bodentemperatur auf das Wurzelwachstum genauer zu bestimmen.

Daten und Methoden

Das Wurzelwachstum wird destruktiv durch Entnahme von Bodenproben bestimmt und die zeitliche Abfolge durch den Einsatz von Minirhizotronen. Die Daten werden zur Fortentwicklung von Modellen zur Beschreibung des (Wurzel)wachstums von Mais und Sorghum verwendet.

Unsere Forschungsfragen

Gibt es Unterschiede zwischen Mais und Sorghum bezüglich

  • der Temperatursensitivität des Wurzelwachstums
  • der Durchwurzelungstiefe
  • des Sproß/Wurzelverhältnis
  • der Reaktion des Wurzelwachstums auf Trockenheit mit und ohne erhöhter CO2-Konzentration

Ergebnisse

Die verwendeten Sorghumsorten hatten ein deutlich ausgeprägteres, verzweigteres und tieferes Wurzelsystem als die Maissorte. Dies war insbesondere im Unterboden der Fall. Dieser Vorteil besteht auch bei Trockenheit und erhöhter atmosphärischer CO2-Konzentration. Die erhöhte CO2-Konzentration führte zu niedrigeren Wurzellängendichten in den oberen Bodenschichten, während in tieferen Schichten eine Zunahme festgestellt wurde

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Beteiligte externe Thünen-Partner


Geldgeber

  • Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
    (national, öffentlich)

Zeitraum

5.2011 - 4.2014

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektfördernummer: KA 3046/7-1
Projektstatus: abgeschlossen

Publikationen

Anzahl der Datensätze: 0