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MAGIC-Efficiency

MAGIC-Efficiency

Genetische Analyse der Regulation von Stickstoffeffizienz und Selektion von effizienten Winterweizensorten aus der MAGIC-WHEAT Population WM-800 als Beitrag zum Klimaschutz durch die Landwirtschaft

Projektkoordinator

Prof. Dr. Klaus Pillen,
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle (Saale) 
klaus.pillen@landw.uni-halle.de

Verbundpartner 

Forschungszentrum Jülich GmbH
BASF Belgium Coordination Center Comm.V
Gemeinschaft zur Förderung von Pflanzeninnovation e.V. (GFPi)

Projekthomepage

https://www.unter-2-grad.de/magic-efficiency/

Projektbeschreibung in FISA

Zum Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung (FISA)

Ziel

Das Verbundprojekt MAGIC-Efficiency hat zum Ziel, die genetische Regulation der Stickstoffeffizienz von der Wurzel bis zur Einlagerung ins Korn mittels sensorgestützter Phänotypisierung zu analysieren und stickstoffeffiziente Genotypen aus der kürzlich erstellten multiparentalen Winterweizenpopulation MAGIC-WHEAT WM-800 zu selektieren. 

Langfristig sollen die Methoden der sensorgestützten Phänotypisierung in der praktischen Weizenzüchtung implementiert werden, um den Selektionsprozess zu optimieren und zu beschleunigen und dadurch eine nachhaltige Steigerung der Effizienz der gegenwärtigen Weizenzüchtung zu erreichen.

Ergebnisse

Im ersten Feldversuchsjahr 2019 wurden von 848 Prüfgliedern je Stickstoffdüngungsstufe (N+ Variante 240 kg/ha, N- Variante 100 kg/ha) verschiedene agronomische Merkmale sowie die mittels NIRS erhobenen Parameter Kornprotein-Gehalt, Kornstärke-Gehalt, Feuchtkleber, Hektolitergewicht und Sedimentationswert erhoben.

Weiterhin wurden während der Vegetationsperiode 11 Überflüge mit den beiden DJI-Drohnen Phantom 4Pro (RGB-Kamera, 112,4 Megapixel) und Matrice 600 (Multispektralkamera MCAW, Thermalkamera) durchgeführt.

Die Stickstoffvarianten unterschieden sich in ihrem mittleren Ertrag um ca. 10 dt/ha, einige Genotypen brachten aber auch unter Stickstoffmangel gute Erträge mit einem Maximum von 81,68 dt/ha und lagen damit nur ca. 6 dt/ha unter dem Ertragsmaximum der N+ Variante. Da Halle ein trockener Standort mit mittleren Böden ist, wird der Ertrag zusätzlich reduziert.

Der Proteingehalt im Korn zeigt eine gute Variation und Wiederholbarkeit in beiden Varianten. Die N- Variante zeigt einen höheren Proteingehalt im Korn, dies lässt sich vermutlich durch den Verdünnungseffekt erklären, welcher durch den deutlich höheren Ertrag in der N+ Variante entsteht.

Der Proteinertrag zeigt deutlich, dass die erhöhte Düngung in der N+ Variante einen Einfluss auf den Proteingehalt im Korn hat und widerlegt die negative Beziehung zwischen hoher Düngung und geringem Kornproteingehalt.

Für das Merkmal Ertrag konnten anhand der Drohnendaten durch das RFM-Modell gute Vorhersageergebnisse erzielt werden. Der mittlere Vorhersagefehler (RMSE) lag in beiden Stickstoffstufen bei 4,90 dt/ha in der N- und 5,45 dt/ha in der N+ Variante und einem R²-Wert von 0,70 (N-) bzw. 0,71 (N+).

Für das Merkmal Proteingehalt lag der mittlere Vorhersagefehler bei. 0,75 % (N-) bzw. 0,78% (N+) Proteinkonzentration im Korn und einem R² Wert von 0,63 in der N- und 0,33 in der N+ Variante.

Verwertung

Die Verwertung der Ergebnisse im Rahmen von Publikationen, Sortenanmeldungen und durch die Etablierung der sensorgestützten Phänotypisierung zur Selektion der Nährstoffeffizienz werden erst ab 2021/22 realisiert werden.

Broschüre: Poster MAGIC-Efficiency
Dokumenttyp: PDF Dokumentgröße: 800 KB

Broschüre Beschreibung:

Characterization of agronomic traits under two contrasting nitrogen regimes in the winter wheat MAGIC population WM800