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Catch-cropping as an Agrarian Tool for Continuing Soil Health and Yield increase

Das Projekt "Catch-cropping as an Agrarian Tool for Continuing Soil Health and Yield increase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Agrarpolitik und Marktforschung, Professur für Agrar- und Umweltpolitik durchgeführt.

Partner C

Das Projekt "Partner C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI), Institut für Strategien und Folgenabschätzung durchgeführt. Durch die wachsende Weltbevölkerung erhöht sich der Bedarf nach Nahrung, Futtermitteln und Energie. Dadurch werden die Ertragssteigerung und -stabilität sowie die Verbesserung von Nutzpflanzen zu wichtigen Fragen für Pflanzenzüchtungsstrategien. Diese Strategien können auf Ertragserhöhung, Resistenz gegen Pflanzenkrankheiten oder Trockentoleranz fokussiert sein. Im Allgemeinen weisen Sorten entweder hohe Erträge auf und bedürfen intensiver Fungizidbehandlungen oder sie liefern geringere Erträge und benötigen weniger Behandlungen aufgrund ihrer besseren Resistenzeigenschaften. Eine Ertragssteigerung geht daher häufig mit weniger nachhaltigen Anbauverfahren einher. Die Entscheidung zur Sortenwahl durch den Landwirt ist von der Befallsgefährdung des jeweiligen Standortes unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Kriterien abhängig. Landwirte sind sich jedoch nicht immer der Resistenzeigenschaften bewusst und behandeln dann resistente und nicht-resistente Sorten gleich. Dieses Projekt setzt sich daher zum Ziel, das Wissen zu Kosten und Nutzen unterschiedlicher Züchtungsstrategien für Winterweizen, dem wichtigsten Getreide in Deutschland, zu verbessern und die Entwicklung nachhaltiger und effizienter Getreideanbausysteme zu unterstützen. Es werden Feldversuche an fünf verschiedenen Standorten in Deutschland durchgeführt, um drei unterschiedliche Weizenanbausysteme mit ertragreichen, krankheitsresistenten und trockentoleranten Sorten mit unterschiedlichen Fungizid-Strategien zu vergleichen und zu bewerten. Zusätzlich werden existierende Daten von Langzeit-Feldversuchen in die Bewertung mit einbezogen. Die Analysen werden einerseits auf den Ressourcenbedarf und die ökonomischen Effekte für Erzeuger gerichtet sein, andererseits auf Züchtungsanstrengungen und -forschung und deren Kosten und Nutzen, sowie auf ökologische und sozio-ökonomische Auswirkungen für die gesamte Gesellschaft. Zusätzliche Qualitäts- und Metabolomanalysen an Weizenproben helfen sicherzustellen, dass das Weizenanbauverfahren zu gesunden und sicheren Nahrungs- und Futtermitteln führt. Dieses geradlinige Konzept, Daten in Feldversuchen zu gewinnen und in interdisziplinärer Forschung zu verwerten, stellt eine neue Herangehensweise dar, um unterschiedliche Züchtungsstrategien aus einer ökologischen, gesundheitlichen und sozio-ökonomischen Perspektive zu bewerten. Es macht Vorteile und Kosten evident und erlaubt die Verbesserung des Entscheidungsprozesses für geeignete Züchtungsstrategien. Außerdem soll die praktische und effiziente Anwendung von Sorten gefördert und Einschränkungen in Akzeptanz und Anwendung nachhaltiger Anbauverfahren überwunden werden, um somit die Entwicklung nachhaltiger Strategien für eine gesteigerte Produktion gesunder und sicherer Nahrungsmittel sicherzustellen.

Partner B

Das Projekt "Partner B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenproduktion und Agrarökologie in den Tropen und Subtropen durchgeführt. Schaffung einer harmonisierten multiskalaren Datenbank, deren hauptsächlicher Fokus auf Boden-, Wasser- & Klimaressourcen liegt und Beurteilung der Auswirkung von Klimawandel auf Agrarökosysteme zulässt. Ein fundierter partizipatorischer Ansatz wird zum Validieren von Verbesserungsstrategien zur Erhöhung der Systembelastbarkeit unter sich änderndem Klima eingesetzt. Die Strategien umfassen die Anpassung ausgewählter Vor- und Nachernteprozesse in den Bereichen Wasser-, Energiemanagement, sowie der Reduzierung von Nachernteverlusten und der Erhöhung des Nährwertes der Grunddiät. Eine Web-GIS Anwendung wird partizipativ entwickelt und die in der Analyse der Ausgangssituation erarbeiteten Daten der biophysischen und sozioökonomischen Umwelt als Grundgerüst integriert. Die von der Anwendung identifizierten Strategien für die Erhaltung von Boden- und Wasserressourcen werden, mit Fokus auf die Fruchtwahl und Technologietransfer, in enger Zusammenarbeit mit der Bevölkerung getestet. Der Mikronährstoffgehalt von Grundnahrungsmitteln der Zielregion wird analysiert und mit Alternativen vergleichen, um Potentiale zur Verbesserung des Nährwertes zu identifizieren. Das Dreschen, Trocknen & Lagern (Getreide, Körnerleguminosen), sowie die Sortierung, Verpackung & der Transport (Obst, Gemüse) wird auf Verluste, Produktqualität und Arbeitskraft- & Energiebedarf hin untersucht. Die Auswirkungen der Strategien auf das Agroökosystem werden kontinuierlich durch Life Cycle Assessment ermittelt.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Saaten-Union Biotec GmbH durchgeführt. Um die wachsende Weltbevölkerung in den nächsten Jahrzehnten mit ausreichend Nahrung versorgen zu können und gleichzeitig die Basis für eine auf Pflanzen beruhende Bio-Ökonomie zu legen, sind drastische Ertragssteigerungen weltweit erforderlich. Da nicht mehr Ackerfläche zur Verfügung stehen wird, kann die Produktion pflanzlicher Nahrungsmittel nur über eine Erhöhung der Erträge pro Ackerfläche erreicht werden. Der Ertrag von Nutzpflanzen wird (1) durch die verfügbare Sonnenstrahlung, (2) durch die Effizienz, mit der die Sonnenstrahlung von der Pflanze aufgenommen wird, (3) durch die Effizienz, mit der die Sonnenenergie in der Pflanzen umgewandelt wird und (4) durch den Ernteindex, d.h. wie viel der Gesamt-Biomasse einer Nutzpflanze sich im Erntegut wiederfindet, bestimmt. Quantitative Studien und Modellierungen haben ergeben, dass die photosynthetische Umwandlungseffizienz der Faktor mit dem größten Steigerungspotential ist. Daher zielt dieses Vorhaben mit seinen vier komplementären Teilprojekten darauf ab, die Photosyntheseeffizienz von Pflanzen zu verbessern.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung durchgeführt. Um die wachsende Weltbevölkerung in den nächsten Jahrzehnten mit ausreichend Nahrung versorgen zu können und gleichzeitig die Basis für eine auf Pflanzen beruhende Bio-Ökonomie zu legen, sind drastische Ertragssteigerungen weltweit erforderlich. Da nicht mehr Ackerfläche zur Verfügung stehen wird, kann die Produktion pflanzlicher Nahrungsmittel nur über eine Erhöhung der Erträge pro Ackerfläche erreicht werden. Der Ertrag von Nutzpflanzen wird (1) durch die verfügbare Sonnenstrahlung, (2) durch die Effizienz, mit der die Sonnenstrahlung von der Pflanze aufgenommen wird, (3) durch die Effizienz, mit der die Sonnenenergie in der Pflanzen umgewandelt wird und (4) durch den Ernteindex, d.h. wie viel der Gesamt-Biomasse einer Nutzpflanze sich im Erntegut wiederfindet, bestimmt. Quantitative Studien und Modellierungen haben ergeben, dass die photosynthetische Umwandlungseffizienz der Faktor mit dem größten Steigerungspotential ist. Daher zielt dieses Vorhaben mit seinen vier komplementären Teilprojekten darauf ab, die Photosyntheseeffizienz von Pflanzen zu verbessern.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-2: Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Um die wachsende Weltbevölkerung in den nächsten Jahrzehnten mit ausreichend Nahrung versorgen zu können und gleichzeitig die Basis für eine auf Pflanzen beruhende Bio-Ökonomie zu legen, sind drastische Ertragssteigerungen weltweit erforderlich. Da nicht mehr Ackerfläche zur Verfügung stehen wird, kann die Produktion pflanzlicher Nahrungsmittel nur über eine Erhöhung der Erträge pro Ackerfläche erreicht werden. Der Ertrag von Nutzpflanzen wird (1) durch die verfügbare Sonnenstrahlung, (2) durch die Effizienz, mit der die Sonnenstrahlung von der Pflanze aufgenommen wird, (3) durch die Effizienz, mit der die Sonnenenergie in der Pflanzen umgewandelt wird und (4) durch den Ernteindex, d.h. wie viel der Gesamt-Biomasse einer Nutzpflanze sich im Erntegut wiederfindet, bestimmt. Quantitative Studien und Modellierungen haben ergeben, dass die photosynthetische Umwandlungseffizienz der Faktor mit dem größten Steigerungspotential ist. Daher zielt dieses Vorhaben mit seinen vier komplementären Teilprojekten darauf ab, die Photosyntheseeffizienz von Pflanzen zu verbessern.

SP6

Das Projekt "SP6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Saatveredelung AG durchgeführt. Das Hauptziel dieses Projekts ist es, Zwischenfrüchte einzusetzen, um innovative Anbausysteme sowie Bodenmanagement-Strategien zu entwickeln und so zur Bodenfruchtbarkeit beizutragen. Diese Strategie soll eine nachhaltige Bodennutzung verbessern, die Ertragssicherheit erhöhen und auf marginalen Böden zu Ertragssteigerungen führen. Daher richtet sich der Fokus von CATCHY auf die Integration von Zwischenfrüchten in Fruchtfolgen als wesentlicher Bestandteil eines integrierten Gesamtkonzepts. Ziel ist es, nicht nur ein verbessertes Boden- und Fruchtfolgemanagement unter Anwendung verschiedener Saatgutmischungen von Zwischenfrüchten zu entwickeln, sondern auch ein besseres kausales Verständnis zu erzielen, wie Bodenfruchtbarkeit über die biologischen Wirkungen von Zwischenfrüchten und deren Interaktionen mit Kulturpflanzen und Mikroorganismen im Boden verbessert werden kann. Diese funktionellen Analysen werden durch agronomische und ökonomische Studien komplementiert. Im Detail hat CATCHY die folgenden Ziele: - eine Dauer-Feldversuchsreihe aufzubauen, um verschiedene Fruchtfolgen mit diversen Zwischenfruchtmischungen zu testen; - die Auswirkung von Zwischenfruchtmischungen und deren Komponenten auf die Ertragsbildung der Hauptkulturen zu erfassen, auf argonomische und Bodenparameter wie Größe und Verfügbarkeit des Nährstoffpools, auf Nährstoffflüsse, Kohlenstoffsequestrierung in Böden, Bodenstruktur sowie auf Funktion und Diversität von Pflanzen- und Bodenmikrobiomen; - ein besseres Verständnis von Bodenmikroorganismen-Gemeinschaften und ihren Interaktionen mit Nutzpflanzen zu erlangen; - letztendlich einen Beitrag zu einer optimierten Bodenmanagement-Praxis zu leisten, um so produktive und fruchtbare Böden für eine hohe Ertragsstabilität zu erhalten; - neue Zwischenfruchtkonzepte in nutzerorientierten Kosten-Nutzen Kalkulationen zu implementieren, um ein Decision-Support-Tool für Zwischenfruchtnutzung zu entwickeln; - Wissens- und Strategietransfer'.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Entwicklungs- und Molekularbiologie der Pflanzen durchgeführt. Um die wachsende Weltbevölkerung in den nächsten Jahrzehnten mit ausreichend Nahrung versorgen zu können und gleichzeitig die Basis für eine auf Pflanzen beruhende Bio-Ökonomie zu legen, sind drastische Ertragssteigerungen weltweit erforderlich. Da nicht mehr Ackerfläche zur Verfügung stehen wird, kann die Produktion pflanzlicher Nahrungsmittel nur über eine Erhöhung der Erträge pro Ackerfläche erreicht werden. Der Ertrag von Nutzpflanzen wird (1) durch die verfügbare Sonnenstrahlung, (2) durch die Effizienz, mit der die Sonnenstrahlung von der Pflanze aufgenommen wird, (3) durch die Effizienz, mit der die Sonnenenergie in der Pflanzen umgewandelt wird und (4) durch den Ernteindex, d.h. wie viel der Gesamt-Biomasse einer Nutzpflanze sich im Erntegut wiederfindet, bestimmt. Quantitative Studien und Modellierungen haben ergeben, dass die photosynthetische Umwandlungseffizienz der Faktor mit dem größten Steigerungspotential ist. Daher zielt dieses Vorhaben mit seinen vier komplementären Teilprojekten darauf ab, die Photosyntheseeffizienz von Pflanzen zu verbessern.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftsbiogeochemie durchgeführt. StaPlaRes entwickelt neuartige Technologien im Rahmen der Harnstoff-Düngung mit dem Ziel größtmöglicher Ressourceneffizienz und Umweltschonung. Geprüft werden zwei innovative Verfahren: (1) Stabilisierung: Die kombinierten N-Stabilisierung mit Urease- und Nitrifikationshemmern soll eine signifikante Minderung von N-Verlusten bewirken. (2) Injektion: Durch ein spezielles Side-Dressing, bei dem Harnstoff auch in stehenden Beständen platziert werden kann, sollen NH3-Verluste gemindert werden. Begleitend erfolgen Versuche zum verlustmindernden und ertragssteigenden Potenzial der innovativen Technologien im Gewächshaus. Zentrales Ziel aller Maßnahmen ist die signifikante Erhöhung der N-Effizienz und eine deutliche Senkung der Dünger-N-Verluste. Die Bewertung der Verfahren erfolgt über mittels Ökobilanzen / Ökoeffizienzanalysen. Es wurden sechs Arbeitspakete (AP) definiert. Das zentrale Versuchsmodul ist ein dreigliedriger Fruchtfolgeversuch (AP 1). Außerdem werden gasförmige N-Verluste in Form von NH3 (AP 2) und N2O (AP 3) gemessen. In begleitenden Gewächshaus-, Labor- und Lysimeterversuchen werden Effekte der Stabilisierung und Injektion auf N-Umsatzprozesse untersucht (AP 4). Eine weiterführende Bewertung erfolgt durch Ökobilanzen / Ökoeffizienzanalysen (AP 5). Der Verbund beinhaltet den zeitnahen Transfer der Erkenntnisse in die landwirtschaftliche Praxis (AP 6). In Teilprojekt 5 werden AP 3 und AP 4 bearbeitet. Schwerpunkte sind die Koordination der Messungen und Berechnungen von N2O-Verlusten sowie Modellversuche zur Denitrifikation.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KWS SAAT AG, Institut für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Der Bedarf nach erneuerbaren Energien steigt ständig. Deutschland ist dabei führend in der Produktion von Biogas aus pflanzlicher Biomasse und KWS SAAT AG hat das weltweit erste Züchtungsprogramm für Spezialsorten zur Energieproduktion. Das Ziel von GABI-ENERGY ist es, Genomik-basierte Methoden für die Züchtung von Maispflanzen hoher Biomasse zu erarbeiten. Hierfür werden zwei sich ergänzende Ansätze verfolgt. Im Teilprojekt A wird die genetische Basis der für die Biomasseproduktion wichtigen Merkmale Spätreife und Kühletoleranz untersucht, um daraus eine Genomik-basierte Züchtungsstrategie zu entwickeln. Teilprojekt B untersucht die biochemischen und physiologischen Grundlagen der Biomassebildung von Mais mit einem systemorientierten Ansatz. Um das Ziel des Projektes zu erreichen, wurde ein Konsortium von wissenschaftlichen Partnern aus Industrie und Akademischen Instituten gefunden, bei dem die Partner sich in ihrer Expertise gut ergänzen und bereits langjährige Erfahrungen in der Zusammenarbeit haben. Die Nutzung der Ergebnisse aus dem grundlagen-orientierten Teilprojekt B wird unterstützt durch die enge Zusammenarbeit mit praktischen Maiszüchtern der KWS SAAT AG.

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