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Faculty for Biology, Chemistry, and Earth Sciences

Junior Professorship Agroecology - Prof. Dr. Johanna Pausch

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Rhizosphere traits enhancing yield resilience to drought in modern cropping systems

RhizoTraits

From 02/2020 to 01/2024

Principal Investigator: Johanna Pausch
Staff: Andreas Wild, Angelika Mergner

    

Funktionale Merkmale der Rhizosphäre sind von grundlegender Bedeutung, um die Resistenz und Resilienz der Erträge gegenüber zukünftigen Klimaänderungen zu erhöhen. Bislang fanden Rhizosphären-Merkmale jedoch kaum Beachtung bei der Züchtung neuer Sorten. Der interdisziplinäre Forschungsverbund "RhizoTraits" zielt darauf ab, ein systematisches Verständnis der wichtigsten Merkmale der Rhizosphäre zu erlangen und die Mechanismen aufzuklären, die zur Erhöhung der Qualität und Quantität der Ernteerträge beitragen. Wichtige Merkmale sind Wurzelhaarbildung, Wurzelexsudation, Abgabe von Mucilage, Mykorrhizierung und Selektion des Rhizosphären-Mikrobioms. Unsere Arbeitshypothese ist, dass Rhizosphären-Merkmale die Kohlenstoffverteilung, die Bodenstrukturbildung, die Wasser- und Nährstoffnutzungseffizienz sowie die Trockenresistenz wichtiger Kulturen wie Mais und Weizen beeinflussen.

Mit einem vergleichenden Ansatz wird die Leistungsfähigkeit funktionaler Merkmale ermittelt. Dazu werden moderne ertragreiche Sorten und alte Getreidesorten auf unterschiedlichen Böden untersucht. Das durch innovative Analysetechniken gewonnene Prozessverständnis wird zu den Ertragsleistungen, die in einer Phänotypisierungsanlage und in Feldexperimenten ermittelt werden, in Bezug gesetzt. Die in Feld- und Laborstudien gewonnen Erkenntnisse werden mit historischen Daten verknüpft, um Faktoren zu ermitteln, die das räumliche und zeitliche Ertragsmuster zwischen vorindustrieller Zeit und heute bestimmen. Zudem dienen die Ergebnisse der Konzeption eines biogeochemischen Modells zur Ertragsprognose. Das Modell wird zum Upscaling verwendet, um die Auswirkungen einer verbesserten Rhizosphären-Funktionalität auf Trockenresistenz und Erträge unter aktuellen und zukünftigen Klimaszenarien zu bewerten. Ziel des Projekts ist, die gewonnenen Erkenntnisse in Empfehlungen für die landwirtschaftliche Praxis und die Pflanzenzüchtung umzusetzen, zur Sicherung der zukünftigen Erträge unter extremen Klimabedingungen.

            



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