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Optimierung der Hybridgerstenzüchtung für die energetische Nutzung als Ganzpflanzensilage (GPS) unter Berücksichtigung des Stay-Green Effekts (HybGPS)

Projekt

Produktionsverfahren

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Produktionsverfahren


Förderkennzeichen: JKI-RS-08-3368
Laufzeit: 01.09.2013 - 31.08.2016
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Im Rahmen des Verbundprojektes wurde die Züchtung von Hybridwintergerste zur Nutzung als Ganzpflanzensilage (GPS) für die Verwendung in Biogasanlagen verfolgt. Zu klären war, ob eine simultane Züchtung auf die beiden Nutzungsrichtungen GPS und Kornertrag, erfolgsversprechend ist. Außerdem wurde bislang nicht untersucht, inwieweit Gerstenhybriden den konventionellen Linienmaterial bei Nutzung als Ganzpflanzensilage überlegen sind. Bei der Verwendung der Gerste als GPS sollte weiterhin der in anderen Kulturarten bereits beschriebene „Stay-Green“-Effekt untersucht und für die Hybridgerstenzüchtung nutzbar gemacht werden. Im Sinne der Anpassung an den Klimawandel und gleichzeitig zur Erweiterung der genetischen Basis bei der Gerste sollten außerdem neue, an Trockenstress angepasste, Zuchtstämme identifiziert werden. Zur Erreichung der Projektziele wurden Zuchtstämme und Testhybriden in Feldversuchen zur GPS- und Kornnutzung, sowie unter Trockenstress-Bedingungen evaluiert. Diese Versuche dienen der Charakterisierung des Pflanzenmaterials, sowie der Feststellung der Heterosis im Hinblick auf die Nutzungsrichtung. Die Ergebnisse aus den Feld- und Trockenstressversuchen können direkt im Anschluss an dieses Projekt in die Entwicklung von Trockenstress toleranten Hybrid-Gerstensorten einfließen. Ergeben die biostatistischen Auswertungen zudem eine positive Relation der agronomischen Merkmale von GPS und Kornertrag, so ermöglicht dies zukünftig eine effizientere Züchtung simultan auf beide Nutzungsrichtungen. Das JKI war an der Evaluierung der Elternkomponenten (Core-Set) und Testhybriden (Factorial-Set) unter Trockenstressbedingungen in klimatisierten Gewächshauskabinen beteiligt. Es wurden jeweils zwei Trockenstressarten beginnend ab dem Ährenschiebens und ab dem Ende der Bestockungsphase untersucht. Die Gefäßversuche zum Core-Set erfolgten im ersten Projektjahr, zum Factorial Set zweijährig in den Projektjahren 2 und 3. Neben Ertragsparametern wie Biomasse, Kornertrag, Tausendkorngewicht, Harvest Index und Relativerträge wurden die phänologischen Merkmale Zeitpunkt der Blüte und Abreife, die Qualitätsmerkmale Protein- und Stärkegehalt sowie die physiologischen Merkmale Chlorophyllgehalt, Akkumulation von freiem Prolin und löslicher Zucker und Osmolalität im Zellsaft erfasst. Alle zu erhebenden Merkmale für Core- und Factorial-Set wurden statistisch verrechnet. In diesen Untersuchungen konnten für die meisten Merkmale signifikante Unterschiede zwischen den Varianten und z.T. auch zwischen den getesteten Genotypen festgestellt werden. Die im Factorial-Set untersuchten Testhybriden zeigten für einige Merkmale wie Biomasse auch signifkante Unterschiede zu ihren Elternkomponenten. Zusätzlich erfolgte an ausgewählten Testhybriden ein Versuch zur Bestimmung des Einflusses eines frühen Trockenstresses auf das Wurzelwachstum. Nach einem 2- und 4-wöchigen Trockenstress wurden Wurzellänge und Wurzelmasse sowie zusätzlich die oberirdische Biomasse bestimmt. Neben signifikanten Unterschieden zwischen den Varianten, konnten für Biomasse und Wurzelmasse nach einem 4-wöchigen Trockenstress auch signifikante Unterschiede zwischen Trockenstress-toleranten- und anfälligen Hybriden nachgewiesen werden.

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