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GRK 2366: Anpassung von Mais-basierten landwirtschaftlichen Produktionssystemen zu Nahrungsmittel-, Futter- und Biomasseerzeugung an begrenzte Phosphatvorräte

Projekt

Klimawandel

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Klimawandel


Förderkennzeichen: DFG-328017493
Laufzeit: 01.01.2018 - 31.12.2020
Forschungszweck: Experimentelle Forschung

Phosphat gelangt über Düngung und Futter in den landwirtschaftlichen Stoffkreislauf und hier über verschiedene Schritte von der Primärproduktion über Futter, Nahrung und Biomassekonversion in tierische Ausscheidungen, Abwasser und organische Abfälle. Auf diesem Weg wird Phosphat teils ungenutzt in Böden angereichert, während große Anteile durch Erosion sowie über die Abfall- und Abwasserströme den landwirtschaftlichen Stoffkreislauf in die Umwelt verlassen. Phosphat ist ein begrenzter, essentieller Nährstoff (Reichweite ca. 350 Jahre). Auswirkungen der Limitierung eines essentiellen Nährstoffs und des damit verbundenen ökonomischen Drucks sind weitgehend unbekannt. Das Schließen des Phosphatkreislaufs und die Senkung des Verbrauchs primärerer Phosphate sind grundlegende Herausforderungen. Mais ist eine der bedeutendsten Kulturpflanzen mit hohen Phosphatansprüchen besonders in der Jugendentwicklung und so ideal zur Untersuchung der Auswirkungen einer Phosphatlimitierung geeignet. Zusammen repräsentieren China und Deutschland die gesamte Breite maisbasierter Produktionsketten in weiten Klimabereichen. Forschung basiert hier auf der übergeordneten Hypothese, dass hohe Produktivität und hohe Phosphatnutzungseffizienz unter phosphatlimitierten Bedingungen gleichzeitig erreicht werden können indem der Phosphatkreislauf geschlossen und an die vielseitigen Bedürfnisse maisbasierter Produktionssysteme angepasst wird. Interdisziplinär untersuchen wir (1) das genetische Potential von Maispopulationen zur Anpassung an eine Phosphatlimitierung, (2) Anpassungsmöglichkeiten von Maisanbausystemen an Phosphatlimitierung, (3) mechanistische Interaktionen der Produkte mit einer weiteren Verwertung in der Human- und Tierernährung sowie Phosphatgewinnung durch Biomassekonversion. (4) Eine ökonomische Evaluierung erfolgt auf verschiedenen Skalen. Feldversuche in China und Deutschland ermöglichen ergänzende und vergleichende Analysen. Genetische und molekulare Methoden, moderne Spektroskopie, ökonomische Untersuchungen sowie Modellierung sind Eckpunkte des weiten Methodenspektrums. Basierend auf Betreuungsverträgen werden die Doktoranden/innen von individuellen Betreuergruppen begleitet. Hinzu kommen eingeladene Experten, Mitglieder des Advisory Boards sowie Mitarbeiter/innen der Biometrie und der Ökonometrie. Das Ausbildungsprogramm umfasst regelmäßige Blockseminare in China und Deutschland, thematische Exkursionen, Methodenkurse, Konferenzen und interkulturelles Training.

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Fachgebiete

Ausführende Einrichtung

Universität Hohenheim (UH)

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