Adaptationsstrategien an sich ändernde Klimabedingungen

Innovativer und integrierter Ansatz um multiple und kombinierte Stresstoleranz in Pflanzen zu erhöhen, am Beispiel Tomate (TOMRES)

Tomate ist eine wichtige Kulturpflanze innerhalb der EU, die überall in Europa im Freiland und im geschützten Anbau kultiviert wird. Dadurch repräsentiert der Tomatenanbau ein ideales biologisches und agronomisches Modellsystem. Kombinierter Wasser- und Nährstoffmangelstress ist ein wichtiges Problem für Tomatenproduzenten und Lösungen sind notwendig, um Ernteerträge zu erhalten und gleichzeitig die Umwelt zu schützen. Mithilfe von innovativen Screeningverfahren werden im TOMRES-Projekt aus über 10,000 möglichen Linien Wurzelstock und Pfropfmaterial selektiert werden, das kombinierten Stress toleriert und zugleich Fruchtqualität und Ertrag erhält. Neue Eigenschaften, insbesondere im Wurzelbereich, werden dabei mit berücksichtigt. Auch die Rolle von ausgewählten Pflanzenhormonen (Strigolactonen und Brassinosteroiden) wird erforscht werden um weitere Toleranzeigenschaften zu identifizieren.

TOMRES wird nachhaltige Anbausysteme testen und optimieren, z.B. Zwischenkulturen mit Leguminosen im Freiland, Präzisionsdüngung und –Bewässerung, Einsatz von symbiotischen Mikroorganismen und von besser an Wasser- und Nährstoffmangel angepassten Wurzelstöcken. Neue Genotyp x Management Strategien werden entwickelt mit dem Ziel N und P Einbringung um mindestens 20% und den Wasserbedarf um 40% zu reduzieren, wobei auf die Nachhaltigkeit und die Wirtschaftlichkeit der Lösungen geachtet wird.

Die Untersuchungen werden mit einer Analyse der Umweltaspekte (Gewächshausemissionen, Wasserqualität) sowie der sozioökonomische Auswirkungen verbunden. Die so erhobenen Daten werden in ein im Projekt zu entwickelndes Entscheidungshilfemodell eingespeist.
Disseminationsaktivitäten und Öffentlichkeitsarbeit werden das gesamte Projekt begleiten und die Ergebnisse auf weitere Systeme weiterleiten. Dadurch wird eine Verbreitung der Erkenntnisse innerhalb des EU Wirtschaftsraums ermöglicht.

Ein transdisziplinärer Wissenstransfer zwischen Produzenten, Züchtern, verarbeitender Industrie, Verbänden und Wissenschaftlern ist durch den stabilen Multi-Aktor-Ansatz des Projekts schon seit der Planungsphase gegeben.

Die beiden deutschen Partner Universität Bonn und Betrieb Neurather Gärtner arbeiten in diesem Projekt eng in Forschung und Praxisanwendung zusammen. Im Mittelpunkt der Forschung von Dr. Simone Schmittgen im INRES Gartenbauwissenschaft steht die frühzeitige Erkennung von Trocken- oder Nährstoffstress mit optische Sensoren. Diese sind dem menschlichen Auge überlegen und stellen so ein wichtiges Frühwarn-System dar. Mit diesen Methoden sollen aus der Vielzahl zur Verfügung stehenden Linien die gewünschten Tomaten-Genotypen gefunden werden. Frau Dr. Schmittgen erhält hierbei tatkräftige Unterstützung von Jan Ellenberger, der in diesem Projekt promovieren wird sowie von Matheus Kuska aus dem INRES Phytomedizin in Vertretung von Frau PD Ann-Kathrin Mahlein. Prof. Dr. Andreas Schieber und Dr. Fabian Weber von der Molekularen Lebensmitteltechnologie der Universität Bonn untersuchen die Inhaltsstoffe der Tomaten und gehen der Frage nach, welche Varianten besonders wohlschmeckend und gesund sind. Dr. Hannah Jaenicke vom KoGa leitet die Disseminationsaktivitäten des Gesamtprojekts.

Partner:

  • Universität Turin (Leitung)
  • Universität Bonn (KoGa sowie INRES Gartenbau und Lebensmitteltechnologie)
  • Neurather Gärtner
  • 22 weitere Partner aus Italien, Spanien, Griechenland, Frankreich, Israel, Slowenien, Rumänien, Großbritannien, Belgien


Laufzeit: 1.6.2017 – 30.11.2020

Finanzierung: EU Horizont 2020

Projektwebseite: www.tomres.eu

Kontakt: Dr. Hannah Jaenicke (h.jaenicke(at)uni-bonn.de), Dr. Simone Schmittgen (s.schmittgen(at)uni-bonn.de)

Kältebedürfnis (Chilling) bei Obstgehölzen

In einem Kooperationsprojekt der Universität Bonn (INRES Gartenbauwissenschaft und Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF)), dem DLR und Partnern aus dem World Agroforestry Centre (ICRAF), Nairobi, Kenia werden die pflanzenphysiologischen Grundlagen des Kältebedürfnisses bei Obstgehölzen untersucht. Das Kältebedürfnis wurde mithilfe von drei am meisten verbreiteten Modellen ermittelt: Chilling Hours (CH) nach Weinberger 1950, Chill Units (CU) nach Richardson et al. 1974 und Chill Portions (CP) nach Erez et al. 1987.
Mithilfe von 160 Containerbäumen und drei Süßkirschsorten wurden 8 Klimaszenarien untersucht, da in unseren gemäßigten Zonen Kirschen vom Klimawandel mit seinen wärmeren Wintern mit am stärksten betroffen sind. Die weit verbreitete Sorte „Schneiders späte Knorpelkirsche“ weist mit 1.500 CH ein hohes Kältebedürfnis auf. Die drei Sorten wurden nach ihrem spezifischen Kältebedürfnis ausgesucht (wenig -500CH-, mittel -1.000 CH-, hohes -1.500 CH- Kältebedürfnis). Um den rezenten Klimawandel mit einer Temperaturerhöhung von maximal 2°C zu simulieren wird ein Teil der Containerbäume in einem nicht beheizten Folienhaus aufgestellt.

Bearbeitung: Heiko Kaufmann, Universität Bonn (INRES - Gartenbauwissenschaft)

Kooperationspartner: Martin Balmer (DLR), Dr. Eike Lüdeling (ICRAF, Kenia), Prof.  Dr. Jens Gebauer (Hochschule Rhein Waal)


Laufzeit: 2012-2017

Kontakt: Dr. Michael Blanke, E-Mail: mmblanke(at)uni-bonn.de

NutriHAF-Afrika

… ist ein Kooperationsprojekt, in dem das KoGa neben dem Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF), GlobalHort und elf weiteren Partnern aus Deutschland und Afrika tätig ist. Das Forschungs- und Fortbildungsprojekt untersucht und integriert geeignetes Obst und Gemüse in mehrstöckige Anbausysteme, um die Landwirtschaft in Äthiopien und Madagaskar zu intensivieren, zu diversifizieren und die (Mikro)-Ernährungssicherung zu verbessern sowie letztlich hierdurch den Druck auf natürliche Habitate in Biodiversitätsbrennpunkten zu reduzieren. Durch die Verwendung eines Gender-sensitiven und partizipativen Aktionsforschungs-Ansatz wird das Projekt sicherstellen, dass die Bedürfnisse und Vorlieben armer Kleinbauern und –Bäuerinnen berücksichtigt werden und somit das Annahmepotential verbessert wird.


In Äthiopien haben mehr als die Hälfte aller Haushalte keinen Zugang zu ausreichend Nahrung; in Madagaskar sind es 35%. Ein weit größerer Anteil der Bevölkerung leidet an Mikronährstoffmangel. Sowohl Madagaskar, als auch Teile Äthiopiens liegen in sogenannten Biodiversitätsbrennpunkten, die besonders reich an endemischen (ausschließlich in diesen Gebieten vorkommende) Arten, aber auch besonders bedroht durch menschliche Aktivität sind. Die Wechselwirkungen zwischen Armut, Ernährung, Biodiversität und extremem Verlust des Lebensraumes sind hoch komplex und benötigen Maßnahmen, die Ernährungssicherheit (food and nutrition security) mit dem Schutz von Biodiversität vereinen. Artenreichere landwirtschaftliche Systeme, die zusätzlich zu den üblichen Grundnahrungsmitteln auch Obst, Gemüse, Hülsenfrüchte, und Wurzel- und Knollenfrüchte beinhalten, können zu einer ausgewogenen Ernährung und Umweltresilienz, sowie zur Effizienz und Produktivität eines bestimmten Gebietes beitragen.
Um eine nachhaltig diversifizierte Landwirtschaft und ausgewogene Ernährung für Männer, Frauen und Kinder zu erreichen, integriert das Projekt drei Komponenten: (i) eine Gemüse und Anbausystem Komponente, (ii) eine sozio-ökonomische Komponente, und (iii) eine Fortbildungs- und Wissenstransfer-Komponente. Hierbei liegt eine starke Betonung auf Inter- und Transdisziplinarität, sowie gemeinsamem Lernen.

KoGa und ECFF (Environment and Coffee Forest Forum) werden gemeinsam NutriHAFs “Work Package” 2 “Identifizierung geeigneter Gemüsesorten und –Anbaumethoden, Nährstoffgehalt von Produkten, und Nacherntetechnologien” koordinieren.

 

Bearbeitung: Universität Bonn (INRES Gartenbauwissenschaft) mit 14 weiteren Partnern


Laufzeit: 2015-2018


Finanzierung: BMEL


Kontakt: Dr. Simone Kriesemer, E-Mail: sk.kriesemer@ko-ga.eu