Die Pflanzenzüchtung beruht überwiegend auf der Selektion von neuen, vorteilhaften Allelkombinationen um Nutzpflanzen zu verbessern. Neue Allelkombinationen entstehen durch meiotische Rekombination und Fremdbestäubung im Zuge der sexuellen Reproduktion. Rekombination und Fremdbestäubung zählen gleichzeitig zu den wichtigen Mechanismen, welche die Evolution pflanzlicher Populationen ermöglichen. Die Genome vieler Nutzpflanzen (z.B. Roggen, Weizen und Gerste) bestehen aus sehr großen, heterochromatischen Bereichen, in denen die Rekombinationsrate extrem reduziert ist. In diesen genomischen Bereichen befinden sich allerdings ca. 30 % aller Gene, welche dadurch für Pflanzenzüchter unzugänglich sind. In diesen Bereichen befinden sich tendenziell Gene, welche in essentiellen zellulären Prozessen, wie z.B. der Photosynthese, involviert sind. Weiterhin ist die Fremdbestäubung in Arten, welche ihren Pollen über Wind verbreiten, von der Größe der Pollen abhängig.Die meiotische Rekombination und die Pollenentwicklung werden auf molekularbiologischer Ebene durch mehr als 80 bisher bekannte Gene reguliert. Interessanterweise sind beide Prozesse auch stark von Umweltbedingungen abhängig. Diese Umweltabhängigkeit führt zu quantitativen Änderungen in der Ausprägung dieser Merkmale und ermöglicht so Variabilität in der Entstehung neuer Allelkombinationen im Laufe der Evolution.Das Ziel dieses Projektes ist es die genetischen Mechanismen zu verstehen, welche zu Variationen in der Rekombinationsrate, der Pollengröße und der Selektion unter Stressbedingungen führen. Die Erkenntnisse, welche hier erarbeitet werden, können dazu führen Züchtungsmethoden zu verbessern. Dies kann durch eine Erhöhung der effektiven Rekombinationsrate durch meiotische Rekombination und Fremdbestäubung geschehen. Weiterhin besteht die Möglichkeit unser Verständnis über den direkten Einfluss von Rekombination und Fremdbestäubung auf Verschiebungen in der Allelfrequenz durch Selektion zu verbessern.Um dieses Ziel zu erreichen beabsichtigen wir einen Dauerfeldversuch zu nutzen in dem eine Roggenpopulation abiotischem Stress ausgesetzt ist. Das Projekt ist auf drei Schwerpunkte ausgerichtet: (1) der genetischen Kontrolle der Rekombinationsrate unter abiotischem Stress und basierend auf genetischen Unterschieden, (2) der genetischen Grundlage von quantitativen Unterschieden in der Pollengröße unter abiotischem Stress und basierend auf genetischen Unterschieden und (3) der Verschiebung von Allelfrequenzen durch Selektion unter abiotischem Stress und wie diese direkt von Rekombination und Fremdbestäubung beeinflusst werden.Dies wird unser Verständnis über die effektive Entstehung neuer Allelkombinationen durch Rekombination und Fremdbestäubung verbessern. Die hier identifizierten Genvarianten können dann in Züchtungsprogramme integriert werden.
Lipide haben wahrscheinlich große Bedeutung für die Stabilisierung organischer Substanz in Böden, sie wurden aber bisher mittels moderner strukturchemischer und isotopischer Methoden nur wenig untersucht. Durch die Kombination dieser Methoden sollen erstmals gleichzeitg Aussagen über Herkunft (Pflanzen, Bakterien, Pilze) und Umsatzraten (d13C) der Lipide auf molekularer Ebene ermöglichen. Der Nutzungswechsel von Roggen- (C3-) zu Mais-Monokultur (C4-Pflanze) markierte die zugeführte Biomasse strukturell und isotopisch. Die Nutzung von Rückstellproben ermöglicht eine über vier Jahrzehnte zeitlich aufgelöste Auswertung dieses landwirtschaftlichen Freilandversuchs. Die Lipide sollen mit einer Kombination moderner struktureller, spektroskopischer und isotopischer Analysetechniken der Bodenchemie, organischen Geochemie und Biochemie untersucht werden. Untersuchungen sollen an Gesamtböden und ausgewählten PartikelgrößenFraktionen erfolgen. Die Bodenlipide werden erstmalig über eine automatisierte sequentielle Flüssigkeitschromatographie in folgende Fraktionen getrennt: a) Aliphaten, b) Ketone/Alkohole, c) Fettsäuren, d) Aromaten, e) basische Lipide und f) hochpolare Biopolymere. Diese Fraktionen sollen anschließend strukturell identifiziert (13C NMR, GC-MS) und die Fraktionen a) bis c) gesamt- und komponentenspezifisch (GC-irmMS) d 13C-isotopisch charakterisiert werden.
<p></p><p><p>Umsetzung eines komplexen, multifunktionalen und sukzessionellen Agroforstsystems auf einem 26 ha Ackerschlag im Osten Brandenburgs. Ziel der Anlage ist die Entwicklung eines <strong>silvoagropastoralen Systems</strong>, welches Gehölzstreifen, Ackerbau und Mutterkuhhaltung auf einer Fläche integriert, um Herausforderungen und Synergien in der Zusammenführung dieser Betriebszweige zu erproben. Erkenntnisse aus dieser Anlage sollen praktikable Ansätze zur Skalierung multifunktionaler Landnutzungsmodelle liefern und so einen Beitrag zu Klimaanpassung, gesteigerten Ökosystemleistungen und nachhaltiger Wertschöpfung in der Landwirtschaft leisten.</p><p></p><p>Im Fokus der Anlage stehen drei funktional unterschiedliche <strong>Baumreihentypen</strong>:</p><p>· <strong>Esskastanien-Reihen</strong> zur Nussproduktion und moderaten Beschattung der Fläche</p><p>· <strong>Laubfutter-Hecken</strong> als Witterungsschutz und zur Beweidung durch Rinder</p><p>· <strong>Hochstammobst-Reihen</strong> zur Erzeugung von Wirtschaftsobst</p><p></p><p>Um praxisnahe Erkenntnisse zur Etablierung, Pflege und Leistungsfähigkeit von diversifizierten Produktionssystemen zu gewinnen, wurden <strong>unterschiedliche</strong> <strong>Designs für Hochstammobst-Reihen </strong>angelegt: von Reihen die lediglich Obstbäume enthalten ("Streuobst") bis hin zu syntropischen Reihendesigns, mit vielfältigen Gehölzen und krautigen Pflanzen. </p><p>Für eine potenziell skalierbare Anlage von Gehölzstreifen wurde die mechanisierte<strong> Direktsaat von Hecken</strong> mit einer eigens entwickelten <em>„Agroforst-Drille“ </em>umgesetzt. Eine weitere experimentelle Methode ist die <strong>Saat von Gehölzkulturen: </strong>Esskastanien wurden gesät und vergleichend gepflanzt, sowie Wildbirnen als Unterlagen gesät, welche für den extensiven Obstbau im Feld veredelt werden sollen.</p><p>Durch die beschriebene Vielfalt und Komplexität wird das angelegte Agroforstsystems in erster Linie als <strong>Praxisforschungsobjekt und nicht als direkt übertragbares Produktionssystem</strong> betrachtet.</p><p></p></p><p>Kategorie: Agrosilvopastorales System (Gehölze/ Ackerkulturen und Nutzvieh)</p><p>Größe der agroforstlich genutzten Fläche(n) (in ha): 26</p><p>Flächenanteil der Agroforstgehölze (in %): 18</p><p>Beginn der Flächenanlage (Datum): 31.10.2024</p><p>Standörtliche Besonderheiten: <ul><li>Trockenheit / geringe Wasserhaltefähigkeit</li><li>geringe Bodenfruchtbarkeit</li><li>Strukturarme Landschaft</li></ul></p><p>Betriebszweige: <ul><li>Ackerbau</li><li>Futterbau</li><li>Viehhaltung</li><li>Obstbau</li></ul></p><p>Baumarten: <ul><li>Apfel (Kultursorte) (<i>Malus domestica</i>)</li><li>Wildbirne (<i>Pyrus communis subsp. communis</i>)</li><li>Korbweide (<i>Salix viminalis</i>)</li><li>Flatterulme (<i>Ulmus laevis</i>)</li><li>Hängebirke (<i>Betula pendula</i>)</li><li>Hybridpappel (Schwarz-Pappel x Maximowicz' Pappel) (<i>Populus nigra x populus maximowiczii</i>)</li><li>Zitter-Pappel/Espe (<i>Populus tremula</i>)</li><li>Feldahorn (<i>Acer campestre</i>)</li><li>Berg-Ahorn (<i>Acer pseudoplatanus</i>)</li><li>Spitzahorn (<i>Acer platanoides</i>)</li><li>Stiel-Eiche (<i>Quercus robur</i>)</li><li>Gewöhnliche Baum-Hasel (<i>Corylus colurna</i>)</li><li>Hainbuche (<i>Carpinus betulus</i>)</li><li>Esskastanie / Edel-Kastanie (<i>Castanea sativa</i>)</li></ul></p><p>(Angestrebte) Nutzung der Bäume: <ul><li>Nahrungsproduktion (z.B. Obst-/ Nussproduktion)</li><li>Ökologische Wirkung (inkl. Kohlenstoffspeicherung/ Windschutz/ Tierwohl/ Biodiversität)</li></ul></p><p>Straucharten: <ul><li>Haselnuss (<i>Corylus avellana</i>)</li><li>Kornelkirsche (<i>Cornus mas</i>)</li><li>Korallen-Ölweide (<i>Elaeagnus umbellata</i>)</li><li>Sanddorn (<i>Hippophae rhamnoides</i>)</li><li>Erbsenstrauch (<i>Caragana arborescens</i>)</li><li>Sal-Weide (<i>Salix caprea</i>)</li><li>Weißdorn (<i>Crataegus spp.</i>)</li><li>Schlehdorn / Schwarzdorn (<i>Prunus spinosa</i>)</li><li>Schwarzer Holunder (<i>Sambucus nigra</i>)</li></ul></p><p>(Angestrebte) Nutzung der Sträucher: <ul><li>Ökologische Wirkung (inkl. Kohlenstoffspeicherung/ Windschutz/ Tierwohl/ Biodiversität)</li></ul></p><p>Nutztierarten im Agroforstsystem: <ul><li>Rinder</li></ul></p><p>Hauptfruchtarten im Agroforstsystem: <ul><li>Ackergras</li><li>Gerste</li><li>Hafer</li><li>Lupine</li><li>Mais</li><li>Roggen</li><li>Sonnenblume</li><li>Weizen</li><li>Dinkel</li></ul></p><p>Motivation / Gründe für die Anlage des Agroforstsystems: <ul><li>ökologisches Gleichgewicht herstellen</li><li>Erosionsschutz</li><li>Schutzwirkung für Vieh</li></ul></p><p>Interesse an Produktabnahme / -vermarktung: Ja</p>
<p></p><p><p>Agroforstsystem mit Werthölzern und Begleitarten. Insgesamt 8 Streifen mit je einer Reihe und 60 m Abstand zueinander.</p></p><p></p><p>Kategorie: Agrosilvopastorales System (Gehölze/ Ackerkulturen und Nutzvieh)</p><p>Größe der agroforstlich genutzten Fläche(n) (in ha): 22</p><p>Flächenanteil der Agroforstgehölze (in %): 7,3</p><p>Beginn der Flächenanlage (Datum): 27.11.2025</p><p>Standörtliche Besonderheiten: <ul><li>Trockenheit / geringe Wasserhaltefähigkeit</li><li>Erosionsanfälligkeit</li><li>Strukturarme Landschaft</li></ul></p><p>Betriebszweige: <ul><li>Ackerbau</li><li>Futterbau</li><li>Viehhaltung</li><li>Direktvermarktung</li></ul></p><p>Baumarten: <ul><li>Berg-Ahorn (<i>Acer pseudoplatanus</i>)</li><li>Mispel (<i>Crataegus germanica</i>)</li><li>Herzblättrige Erle (<i>Alnus cordata</i>)</li><li>Esskastanie / Edel-Kastanie (<i>Castanea sativa</i>)</li><li>Gewöhnliche Baum-Hasel (<i>Corylus colurna</i>)</li><li>Amerikanischer Lederhülsenbaum (<i>Gleditsia triacanthos</i>)</li><li>Hybrid-Walnuss / Zwischenform (<i>Juglans hybride / intermedia</i>)</li><li>Kirsche / Vogel-Kirsche (<i>Prunus avium</i>)</li><li>Birne (Kultursorte) (<i>Pyrus communis</i>)</li><li>Speierling (<i>Cormus domestica</i>)</li><li>Elsbeere (<i>Sorbus torminalis / Torminalis glaberrima</i>)</li><li>Weide (<i>Salix spp.</i>)</li><li>Eberesche / Vogelbeere (<i>Sorbus aucuparia</i>)</li></ul></p><p>(Angestrebte) Nutzung der Bäume: <ul><li>Stammholz</li><li>Ökologische Wirkung (inkl. Kohlenstoffspeicherung/ Windschutz/ Tierwohl/ Biodiversität)</li></ul></p><p>Straucharten: <ul><li>Gewöhnliche Felsenbirne (<i>Amelanchier ovalis</i>)</li><li>Sauerdorn (<i>Berberis vulgaris</i>)</li><li>Kornelkirsche (<i>Cornus mas</i>)</li><li>Haselnuss (<i>Corylus avellana</i>)</li><li>Eingriffliger Weißdorn (<i>Crataegus monogyna</i>)</li><li>Pfaffenhütchen (<i>Euonymus europaeus</i>)</li><li>Gewöhnlicher Liguster (<i>Ligustrum vulgare</i>)</li><li>Heckenkirsche (<i>Lonicera xylosteum</i>)</li><li>Purgier-Kreuzdorn (<i>Rhamnus cathartica</i>)</li><li>Johannisbeeren (rot/ weiß/ schwarz) (<i>Ribes spp.</i>)</li><li>Hundsrose / Hagebutte (<i>Rosa canina</i>)</li><li>Schwarzer Holunder (<i>Sambucus nigra</i>)</li><li>Wolliger Schneeball (<i>Viburnum lantana</i>)</li><li>Gewöhnlicher Schneeball (<i>Viburnum opulus</i>)</li></ul></p><p>Andere Strauchgewächse: <ul><li>Gelber Blasenstrauch (<i>Colutea arborescens</i>)</li></ul></p><p>(Angestrebte) Nutzung der Sträucher: <ul><li>Ökologische Wirkung (inkl. Kohlenstoffspeicherung/ Windschutz/ Tierwohl/ Biodiversität)</li></ul></p><p>Nutztierarten im Agroforstsystem: <ul><li>Rinder</li></ul></p><p>Hauptfruchtarten im Agroforstsystem: <ul><li>Ackergras</li><li>Gerste</li><li>Hafer</li><li>Körnererbsen</li><li>Lupine</li><li>Luzerne</li><li>Roggen</li><li>Weizen</li><li>Klee</li></ul></p><p>Motivation / Gründe für die Anlage des Agroforstsystems: <ul><li>ökologisches Gleichgewicht herstellen</li><li>Höhere Produktivität</li><li>Erosionsschutz</li><li>Beitrag zum Klimaschutz / Klimaresilienz</li><li>Schutzwirkung für Vieh</li></ul></p>