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Phaenokopter

Projekt

Logo Phaenokopter

 

Fernerkundliche Beurteilung der Trocken- und Hitzetoleranz von Weizengenotypen auf Selektionsstandorten mit begleitenden Untersuchungen zu Durchwurzelungstiefe, Wurzelmorphologie und Wasserhaushalt

Versuchsfläche Weizen

Welche Kriterien können bei der Züchtung trockentoleranter Sorten helfen? Lassen sich solche Kriterien mit UAV-gestützter Fernerkundung bestimmen? Zeichnen sich trockentolerante Genotypen durch besondere Eigenschaften des Wurzelwerks aus? Im Rahmen einer Kooperation des Thünen Instituts für Agrartechnologie, dem Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde des Julius Kühn-Instituts sowie Strube Research suchen wir im Projekt "Phaenokopter" darauf Antworten.

Zeitraum

10.2014 - 5.2018

Projektbeschreibung

Ziel des Projekts sind neue Erkenntnisse und Verfahren für die Züchtung leistungsfähiger Weizensorten mit einer verbesserten Anpassung an Trocken- und Hitzestress. In dem Projekt wird untersucht, wie zuverlässig sich die Trocken- und Hitzetoleranz von Genotypen mit Hilfe Multikopter-gestützter Sensortechniken im Hochdurchsatz beurteilen lässt. Das Projekt sucht des Weiteren nach Antworten auf die Frage, ob bestimmte genetische Strukturen oder charakteristische Phänologien eine erhöhte Disposition für Trocken- und/oder Hitzetoleranz aufweisen und inwieweit genotypische Unterschiede auf eine unterschiedliche Tiefe und Intensität der Durchwurzelung hinweisen.

Teilvorhaben 1

Auf drei Selektionsstandorten mit unterschiedlicher Neigung zu Trockenstress werden ca. 250 Weizengenotypen internationaler Herkunft angebaut. Die Flächen werden mit einem Oktokopter beflogen, der mit einer Thermo-, einer Farb- und einer Nahinfrarotkamera ausgestattet ist. Die Multikopter-gestützte Hochdurchsatzphänotypisierung wird auch in einer Rain-out Shelter Anlage angewandt, mit der sich Trockenstresssituationen hinsichtlich Zeitpunkt, Dauer und Intensität simulieren und weitgehend reproduzieren lassen.

Teilvorhaben 2

Begleitend werden umfangreiche Untersuchungen der Wurzelentwicklung unter laufender Beobachtung des Bodenwassergehaltes durchgeführt. Sofern im Projekt signifikante Zusammenhänge zwischen der Wurzelentwicklung und oberirdisch gemessenen Pflanzeneigenschaften gefunden werden, können sich daraus neue Möglichkeiten zur indirekten Selektion auf Wurzeleigenschaften ergeben.

Teilvorhaben 3

In einem weiteren Versuch wird die Hitzetoleranz von Weizengenotypen untersucht. Dazu wird in einem Folientunnel mit temperaturgesteuerter Lüftung ein mäßiger Hitzestress erzeugt und gleichzeitig eine ausreichende Wasserversorgung sicher gestellt, um die Hitzestresseffekte ohne überlagerte Trockenstresseffekte untersuchen zu können.

Projektteam und Aufgaben

Gruppenfoto Projektteam
Gruppenfoto Projektteam (© Thünen-Institut)

Die folgenden Partner sind an der Durchführung des Projektes beteiligt:

v.l.n.r. Dr. Siegfried Schittenhelm (JKI), Katja Matschiner (Strube), Thomas Dietze (Strube), Heiko Neeland (TI), Lorenz Kottmann (JKI), Paul Martin Küpper (BLE), Tina Langkamp (TI) und Martin Kraft (TI)

 

Thünen-Institut für Agrartechnologie 
Kraft, Martin

Hochdurchsatz-Screening mittels Multikopter, Integration verschiedener Kamerasysteme zur Erfassung der spektralen Reflexion und der Bestandstemperatur
Langkamp, Tina
Neeland, Heiko
JKI, Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde  
Kottmann, Dr. Lorenz

Untersuchung von Durchwurzelungstiefe, Wurzelmorphologie und Wasserhaushalt sowie weiterer phänologischer, physiologischer und chemischer Pflanzenmerkmale

Schittenhelm, Dr. Siegfried
Schroetter, Dr. Susanne
Strube Research GmbH & Co. KG.
Matschiner, Katja

Bereitstellung des Saatgutes, Anlage und Pflege der Versuchsparzellen sowie Erfassung phänologischer Pflanzenmerkmale, des Ertrages und der Erntequalität

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