Anbausysteme für eine ressourceneffiziente Pflanzenproduktion

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Pflanze
BAUERNBLATT | 30. Juli 2016 ■
Neue Organismen
entdecken
fen, welchen Beitrag Bodenbearbeitung, Düngung und Pflanzenschutz zur Biodiversität und Aktivität des Bodenmikrobioms leisten.
Von jedem Schlag werden jeweils
mehrere Proben mit dem Bohrstock
(bis zirka 20 cm) und mehrere Proben der Rhizosphäre (an der Wurzel
klebender Boden) gezogen (siehe
Bilder). Aus diesen Proben wird die
genomische DNA (gDNA) von Bodenmikroorganismen isoliert. Diese gDNA dient als Grundlage für
die Sequenzierung. Dazu kann man
Die Identifizierung und Charakterisierung solcher Mikrobiome ist heute durch neue Sequenzierungstechniken, das sogenannte „Next-Generation-Sequencing“
(NGS), möglich. So können in relativ kurzer Zeit genetische Informationen des kompletten Genoms
oder Transkriptoms (Summe aller
Gene) ermittelt werden. Am Institut für Phytopathologie in der Abteilung Molekulare Phytopathologie und Biotechno- Abbildung 2: Projektskizze zur
logie an der CAU werden Erstellung von schleswig-holstein-
solche Methoden schon weiten Übersichtskarten über das
seit Jahren angewendet, Mikrobiom des Bodens
um Wirt-Parasit-Interaktionen zu studieren. Die rasanten Entwicklungen der
Auswahl
NGS-Technologien und die
geeigneter,
stetig wachsenden Datenrepräsentativer
banken ermöglichen heutStandorte in
zutage die günstige IdenSchleswigtifizierung und Analyse
Holstein
der Bodenmikroorganismen und damit die praktische Anwendung. Für die
Isolierung genomischer DNA
Bearbeitung des Projektes
werden zunächst schles„Next Generation“wig-holstein-weit repräSequenzierung
sentative landwirtschaftliche Flächen ausgesucht,
Auswertung, Analyse,
Validierung
die sich zur Beantwortung
der Fragestellung eignen.
Untersucht werden sollen
für Schleswig-Holstein typische Fruchtfolgen und MoErstellung
nokulturen. Sofern mögÜbersichtskarte
lich, sollten diese Kulturen
schleswigjeweils konventionell oder
holstein-weit
ökologisch angebaut worden sein. Auf diese Weise
lassen sich Aussagen tref-
zum Beispiel mithilfe der PCR-Technik über die Artgrenzen hinweg
höchstkonservierte Gene amplifizieren, die in allen Organismen vorkommen, sich jedoch im Detail voneinander unterscheiden. Diese feinen Unterschiede können mit der
NGS entdeckt werden und erlauben es, mithilfe von Datenbanken
den jeweiligen Organismus zu identifizieren, um letztendlich einen Katalog für Bodenmikroorganismen
zu erstellen. Durch die Auswahl
der Standorte mit unterschiedlichem Anbausystem und unterschiedlicher Bewirtschaftungsweise lassen sich solche Organismen
charakterisieren und Rückschlüsse
auf ideale Lebensbedingungen ziehen. Darüber hinaus können völlig
neue, noch unbekannte und eventuell auf die pflanzliche Produktion
positiv wirkende Mikroorganismen
identifiziert werden, die sowohl für
die Grundlagenforschung als auch
für die praktische Anwendung von
großer Bedeutung sind.
Praxisempfehlungen
ableiten
Es ist geplant, dass ausgehend
von den Ergebnissen hinsichtlich
des jeweiligen Anbausystems und
der Bewirtschaftungsform in Abhängigkeit vom Boden schleswig-holstein-weit in einer Karte
über die Gebietskulissen hinaus
Empfehlungen zur Förderung „positiver“ Mikroorganismen ausgesprochen werden können (siehe
Projektskizze, Abbildung 2).
Das Projekt wird von der Stiftung Schleswig-Holsteinische Landschaft gefördert. Bei Interesse an
der Beprobung einer Fläche kann
man sich gerne beim Autor melden.
Benötigt wird dazu eine lückenlose Ackerschlagkartei der vergangenen fünf Jahre.
FAZIT
Über den unumstrittenen
Einfluss des Bodenmikrobioms auf die pflanzliche
Produktivität ist bisher wenig bekannt. Deshalb beschäftigen sich weltweit immer mehr Forschungseinrichtungen mit der Aufklärung
dieser Wechselbeziehungen
zwischen Boden, Mikroorganismen, Pflanze und Anbausystem, um damit ein
nachhaltiges Produktionssystem zu schaffen. Denn nur,
wenn alle Mechanismen, die
Funktionsweise, die Diversität und Zusammensetzung
des Bodenmikrobioms verstanden werden, können Betriebsmittel wie Dünger und
Pflanzenschutzmittel effizient eingesetzt werden. Zudem bietet dieses Projekt
eine hervorragende Grundlage für weitere interdisziplinäre, innovative Forschungsaktivitäten zwischen den
Bereichen Phytopathologie,
Pflanzenbau, Bodenkunde
und Pflanzenernährung.
Dr. Jan Menkhaus
Prof. Dr. Daguang Cai
Christian-Albrechts-Universität
zu Kiel
Tel.: 04 31-8 80 48 81
j.menkhaus@phytomed.
uni-kiel.de
Symposium anlässlich des 80. Geburtstages von Prof. Dr. Herbert Hanus
Anbausysteme für eine ressourceneffiziente Pflanzenproduktion
Prof. Dr. Herbert Hanus, ehemaliger Direktor des Instituts für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der
Christian-Albrechts-Universität zu
Kiel, feierte am 5. Juli seinen 80.
Geburtstag. Aus diesem Anlass lud
die Agrar- und Ernährungswissenschaftliche Fakultät Mitte Juli zu einem Symposium ein, um das Wirken und Schaffen von Prof. Hanus
gebührlich zu würdigen. Über 60
ehemalige Mitarbeiterinnen und
Mitarbeiter, Weggefährten sowie
Mitglieder der A&E-Fakultät fanden
den Weg in den Emil-Lang-Hörsaal.
Im Rahmen des Symposiums würdigten die Redner die verschiedenen Schwerpunkte des wissenschaftlichen Wirkens von Prof. Hanus. Zunächst erläuterte Prof. Dr.
Olaf Christen, Institut für Agrarund Ernährungswissenschaften
der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, in seinem Vortrag
über die „Vielfalt in der Fruchtfolge“ die möglichen Ursachen für
vorfruchtbedingte Ertragsreaktionen und deren Interaktionen mit
Produktionstechnik und Standort.
Prof. Christen verwies auf noch of-
fene Fragen wie zum Beispiel die
Schwierigkeiten bei der Modellierung der Ursachen, und zeigte sich
besorgt über die Sicherung der experimentellen Basis pflanzenbaulicher Forschung in der Zukunft.
Dr. Klaus Sieling, Institut für
Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der CAU Kiel, zeigte in seinem
Vortrag anhand von verschiedenen
(Dauer-)Versuchen vom Versuchsgut Hohenschulen, wie sich die
Zielsetzung der Versuchstätigkeit
zur N-Düngung im Laufe der Zeit
von der Ertragserhöhung hin zu
ökologischen Aspekten der landwirtschaftlichen Produktion wie
N-Auswaschung verschob.
Ausgehend von den Arbeiten
von Prof. Hanus zur Ertragsprognose verwies Prof. Dr. Henning Kage,
Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der CAU Kiel, auf die
Möglichkeiten und Grenzen der
Nutzung von „Daten und Wissen
als Grundlage für Entscheidungen
in der Pflanzenproduktion“. Neben empirischen Ansätzen bieten
dabei Pflanzenwachstumsmodelle
vielversprechende Möglichkeiten,
■ BAUERNBLATT | 30. Juli 2016
ERFOLG
SICHERN!
Über 60 Gäste waren der Einladung zur akademischen Feier aus Anlass des 80. Geburtstags von Prof.
Hanus gefolgt.
Fotos: Dr. Klaus Sieling
um beispielsweise die N-Düngung zu Winterweizen zu optimieren und so den N-Bilanzrest
zu verringern und aus heute vielfältig verfügbaren Sensordaten entscheidungsrelevante Informationen zu gewinnen.
Prodekan Prof. Eberhard Hartung (li.) überreicht
Prof. Hanus ein Präsent der A&E-Fakultät.
Die Relevanz der Versuchstätigkeiten zur
Ertragsbildung von Weizen betonte Dr. Hansgeorg Schönberger, N. U. Agrar GmbH Schackenthal, in seinem Vortrag „Hohenschulen –
,Hohe Schule‘ für die Bestandesführung“. Basierend auf den Ergebnissen verschiedener
Projekte wurde in der Wirkungszeit von Prof.
Hanus auf Hohenschulen ein neues, Schule
machendes Konzept zur Bestandesführung
entwickelt.
Danach erinnerte Prof. Dr. Josef-Alexander
Verreet, Institut für Phytopathologie der CAU
Kiel, an den Beitrag von Prof. Hanus, die landwirtschaftliche Produktion in der Oblast Kaliningrad zu verbessern. Zum Abschluss konnten sich die Gäste bei einem Empfang über die
„alten“ Zeiten ausgiebig austauschen.
Dr. Klaus Sieling
hristian-Albrechts-Universität zu Kiel
C
Tel.: 04 31-880-34 44
[email protected]
INFO
Herbert Hanus wurde am 5. Juli 1936 in Jansdorf im Sudetenland geboren und fand nach
der Vertreibung 1945 in Döhren (Kreis Haldensleben) in der damaligen DDR ein erstes neues Zuhause. Nach seiner Flucht im
April 1958 legte er in Niedersachsen seine
landwirtschaftliche Gehilfenprüfung ab und
nahm danach in Bonn sein bereits in Ostberlin begonnenes Landwirtschaftsstudium
wieder auf. Während seiner anschließenden
Zeit als Doktorand bei Prof. Ernst Klapp bearbeitete er das Thema „Wurzelprofil und
Wasserversorgung der Grasnarbe bei verschiedenen Grundwasserständen“ (Promotion 1962). In der Folgezeit arbeitete Herbert
Hanus als wissenschaftlicher Mitarbeiter beziehungsweise Assistent am gleichen Institut
und habilitierte sich 1969 mit Arbeiten zu
den „Beziehungen zwischen Witterungsverlauf und Ertragsleistung einiger Feldfrüchte sowie Möglichkeiten für eine frühzeitige Ertragsprognose“. Nach einem gut vierjährigen Intermezzo als wissenschaftlicher
Rat für Ackerbau am Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der Technischen
Universität (TU) München erhielt er 1973 einen Ruf auf den Lehrstuhl für Allgemeinen
Pflanzenbau an die Christian-Albrechts-Universität (CAU) zu Kiel, den er bis zu seiner
Emeritierung 2001 innehatte. In dieser Zeit
betreute er 36 Promotionen sowie fast 190
Diplomarbeiten. Unter seiner Ägide entstanden mehr als 350 Publikationen, wobei insbesondere der Transfer wissenschaftlicher
Erkenntnisse in die Praxis einen Schwerpunkt darstellte.
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