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deutschMischanbau mit neuartigen Genotypen für eine verbesserte nachhaltige Landnutzung
Koordinator: Herr Prof. Dr. Johannes Isselstein – ()
Projektbeschreibung
IMPAC³ verbindet innovative Pflanzenzüchtung mit der Verbesserung der Diversität in der Agrarlandschaft. Eine erhöhte Diversität der angebauten Kulturpflanzen hat das Potenzial, Erträge zu erhöhen und die Ausnutzung der Ressourcen zu verbessern. Dazu entwickelt ein Konsortium aus Wissenschaftlern und Unternehmen der Pflanzenzüchtung ein Feldexperiment mit assoziierten Versuchs- und Demonstrationsflächen für eine detaillierte Kausal-Analyse zum Mehrertrag von Mischkulturen. Für die drei Landnutzungen Ackerland, Grünland und Gehölzkulturen werden unterschiedliche Genotypen im Rein- und Mischanbau kultiviert. Die zentrale Hypothese von IMPAC³ besagt, dass der Erfolg von Mischanbausystemen von bestimmten Eigenschaften der verwendeten Genotypen abhängt und dass eine ideale Kombination der Mischungspartner die Produktivität und Stabilität der Produktionssysteme verbessert. Die Forschungsthemen befassen sich mit der pflanzenbaulichen Analyse verschiedener Genotypen und ihrer Eigenschaften im Rein- und Mischanbau sowie der zugrundeliegenden Prozesse. Auf dieser Basis erfolgt eine Modellierung der Pflanzenbestände und es werden Auswertungen über die drei Landnutzungen hinweg angestellt, die eine Systematisierung der Analyse ermöglichen. Agrarökologische Untersuchungen bewerten die Ökosystem-Dienstleistungen der Mischanbausysteme. Inwieweit diese Leistungen auch gesellschaftlich und betriebswirtschaftlich In-Wert gesetzt werden können, zeigen sozioökonomische Studien.
Novel genotypes for mixed cropping allow for IMProved sustainable land use ACross arable land, grassland and woodland
Coordinator: Herr Prof. Dr. Johannes Isselstein – (Institut)
Project description
Plant breeding innovations and their utilization in cropping systems is seen as a major pathway to a sustainable intensification of plant production. Increasing crop diversity in mixed cropping systems has the potential to enhance production while maintaining or reducing resource consumption. IMPAC³ combines these two approaches, breeding and diversity. Novel genotypes, provided by recent breeding activities, are be examined for their potential to increase biomass production in mixed cropping systems across three domains of farming practice: arable land, grassland, and woodland.
The overall hypothesis is that novel genotypes that possess traits advantageous for multi-species systems are more productive and use resources more efficiently than genotypes not possessing such traits. A central experiment hosting the three domains using the same experimental design was established at two sites of differing soil fertility and environmental conditions. Leguminous/non-leguminous species will be combined in each domain with one focal species per domain receiving particular attention with regard to plant traits that control mixture performance and the genetic background of the traits. The research is arranged in five workpackages (WPs): (I) Establishing experiments that express mixture effects, (II) Understanding traits and processes, (III) Analysing ecological impact, (IV) Realising socio-economic benefits, and
(V) Coordinating workflow, quality control and dissemination.
Well established as well as cutting edge research methodology will be employed in all WPs including advanced molecular genetics techniques, isotopic signature techniques, thermal infrared sensing, species specific root mass quantification via FTIR-ATR spectroscopy, characterization of bacterial communities, advanced crop-soil process modelling using the APSIM framework, and simulation techniques for economic risk assessments. Results of the project will substantially advance our understanding of plant features and their genetic background that facilitate mixture benefits. The results will thus form the basis for more targeted, trait orientated plant breeding, they will enhance our knowledge of integrating novel genotypes into multi-species annual and perennial systems and will provide socio-economic tools and knowledge for an efficient technology transfer into the farming practice.