Aktuell resultieren aus zwei Forschungsprojekten und einem Patent heraus eine Reihe von Erfahrungen und Erkenntnissen bezüglich des erstmaligen Einsatzes von variablen Werkzeuggeometrien in der Bodenbearbeitung und den Wechselwirkungen zwischen Zugkraftbedarf und Arbeitsergebnis. Deutlich zeigte sich in den Labor- und Feldversuchen ein Reduktionspotential des Kraftbedarfs der Zinkenwerkzeuge von bis zu 12,5 % ohne Einschränkungen der Arbeitsqualität, wenn der Anstellwinkel auf die lokalen Bodenbedingungen optimiert wird. Eine Regelungsstrategie des Anstellwinkels wurde entwickelt, umgesetzt und unter Praxisbedingungen initial erprobt, wobei das Reduktionspotential nachgewiesen werden konnte. Das Arbeitsergebnis in Form der Oberflächenstruktur wurde mittels LiDAR Oberflächenvermessung erfasst und bewertet. Dabei wurden nur minimale Unterschiede in Bezug auf Furchentiefe und Rauigkeit festgestellt. Bislang standen die Zinkenwerkzeuge allein im Fokus der Untersuchungen. Im realen Grubbergerät schließen sich weitere Werkzeuge zur Einebnung und Rückverdichtung an, die ebenfalls einen Einfluss auf den Zugkraftbedarf und vor allen Dingen auf das Arbeitsergebnis haben. Der erreichte Erkenntnisstand bietet eine ideale Voraussetzung für eine Weiterarbeit zusammen mit einem Anwender. Ein Erkenntnistransferprojekt bietet sehr gute Erfolgsaussichten, dass Ergebnisse der Grundlagenforschung in Anwendung gebracht werden können. Im Erkenntnistransferprojekt sollen belastbare Aussagen des Reduktionspotentials der Zugkraft für ein breites Spektrum von Bodenparametern (besonders Bodenart und Bodenfeuchte), bei Einhaltung der Arbeitsqualität, ermittelt werden. Auf der Grundlage der bisherigen Erkenntnisse wird ein praxistaugliches 3 bis 5m Versuchsgerät (einschließlich Nachbearbeitungswerkzeuge) entwickelt, auf dessen Basis eine Abschätzung von Aufwand und Nutzen des Reduktionspotentials erfolgt. Als zusätzlicher und neuer Indikator für das Arbeitsergebnis, neben den bereits genannten Parametern, wird mit bildgebenden Verfahren und weitestgehend automatisiert zusätzlich der Pflanzenaufgang für von außen unsichtbare Änderungen der Bodenverhältnisse mit betrachtet. Die weiterführenden Untersuchungen sind zum jetzigen Stand dringend notwendig, um die positiven Potentiale zu validieren und Bedenken von Herstellern und Landwirten gegenüber Änderungen im bestehenden System absichern zu können. Erst dann ist es möglich, die Erkenntnisse von der Grundlagenforschung in die Anwendung zu überführen.
Die GS Blankenese blickt auf eine langjährige und reiche Erfahrung mit Nord-Süd-Schulpartnerschaften zurück, am intensivsten haben wir bisher sicherlich mit verschiedenen Bildungsorganisationen der nicaraguanischen Stadt Leon (unter anderem Universität UNAN), Technik-Schule La Salle) zusammengearbeitet. Unser gemeinsames Thema ist seit nunmehr drei Jahren die solargestützte Feldbewässerung. Die Festlegung auf dieses Thema folgte einer Anregung des Universitätspräsidenten von Leon, Dr. Ernesto Medina. Seit Jahren kann man an der Pazifikküste Nicaraguas eine dramatische Verkürzung der Regenzeit beobachten, in manchen Jahren von sechs auf drei Monate. Für den landwirtschaftlichen Anbau in Nicaragua wird die künstliche Bewässerung zur Überlebensfrage. Das Agrarinstitut der UNAN arbeitet eng an den Fragen des Landes und verfügt über landwirtschaftliche Versuchsfelder. Es lag also nahe, die Bedingungen der solargestützten Feldbewässerung auf ihre Tauglichkeit für die landwirtschaftliche Produktion zu untersuchen. Im Jahr 2002 machte ein Physikkurs des 11. Jahrgangs nach reiflicher Diskussion mit den nicaraguanischen Partnern den Anfang. Er installierte auf dem Gelände der Universität von Leon eine Demonstrations- und Versuchsanlage mit solarbetriebenen Wasserpumpen - gemeinsam mit nicaraguanischen Studierenden und Wissenschaftlern. Im Mai 2003 folgte der nächste Kurs. Ziel dieses Kurses bestand in dem Aufbau zweier solargestützter Pumpen zu Feldbewässerung, die direkt auf Bauernhöfen zum Einsatz kamen. Ein Jahr später wurden die vierte Pumpe in dem Dorf San Pedro installiert, inzwischen hatten sich uns als weitere Kooperationspartner Schüler und Lehrer der Tecnico La Salle angeschlossen. Die Pumpsysteme der Jahre 2003 und 2004 dienen unmittelbar der Produktivitätssteigerung - Ernten sind nunmehr auch während der Trockenzeit möglich, alle fünf Systeme sind mit einer Messstrecke ausgestattet, um ihre Leistungsfähigkeit fortlaufend untersuchen und bewerten zu können, sie dienen somit auch der wissenschaftlichen Betrachtung. Als Physikkurs steht man vor scheinbar unlösbaren Problemen, wenn die Grenzen des Fachgebiets überschritten werden. Gerade solche Projekte, wie wir sie realisieren, treiben immer über ihre ursprüngliche Fragestellung hinaus und treffen auf Nahtstellen zu anderen Disziplinen (in unserem Fall handelt es sich um Ökonomie, Klimageographie und vor allem Biologie). In solchen Fällen ist es oft unausweichlich, kluge Geister zu Rate zu ziehen, die mit Ihrem Spezialwissen unsere Lernprozesse außerordentlich bereichern. Wir bedanken uns in diesem Zusammenhang bei Herrn Dr. Sorell, Mitarbeiter der Forschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL) in Braunschweig, der uns für einen Tag in sein Institut eingeladen hat, um uns mit dem aktuellen Stand der Bewässerungstechnik und mit der Methodik der Wasserbedarfsberechnung vertraut gemacht hat. usw.
Das bessere Verständnis der städtischen und ländlichen Entwicklung erfordert Kenntnisse über die bebaute Umwelt und ihre Interaktion mit menschlichen Aktivitäten auf der Landschaftsebene, die durch das Konzept der Rurbanität beschrieben werden. Das Projekt C01 zielt darauf ab, skalenübergreifend eine Reihe von Indikatoren zu entwickeln, mit denen das Phänomen der Rurbanität in Raum und Zeit quantitativ und qualitativ beschrieben werden kann, wobei Informationen über die bebaute Umwelt aus der Erdbeobachtung, Modellierungsergebnisse und weitere frei verfügbare Geodaten verwendet werden. C01 wird Zensus- und Erdbeobachtungsdaten mit Erkenntnissen aus anderen FOR5903-Projekten kombinieren, um Rurbanitätsindikatoren zu entwickeln und daraus durch Integration einen Rurbanitätsindex abzuleiten. Fallstudien werden durchgeführt um zu zeigen, dass das neue Konzept in der Lage ist, die Verflechtungen zwischen urbanen und ländlichen Räumen umfassender zu beschreiben als bisher verwendete Methoden, die auf Nachbarschaftsbeziehungen zwischen als urban oder rural klassifizierten Bildpunkten beruhen. Die Skalierbarkeit des Indexes von der regionalen zur globalen Ebene wird untersucht, wobei die entwickelten Rurbanitätsindikatoren angepasst werden um Unterschiede in der Datenverfügbarkeit zu berücksichtigen. Wir stellen die Hypothesen auf, dass (i) mit dem neu entwickelten Ansatz der „Grad“ der Rurbanität einer Landschaft generell bestimmt werden kann, unabhängig vom fallspezifischen Kontext, sowie dass (ii) die Rurbanität in den meisten Regionen als Folge von Globalisierung, Spezialisierung, erhöhter Mobilität und stark gestiegenem Informationsaustausch zugenommen hat. Konkret wird C01 Fernerkundungsmethoden, Modellierungsergebnisse und Zensusdaten nutzen, um empirische Belege und Indikatoren zur Spezifizierung raumzeitlicher Veränderungen der Rurbanität im regionalen Untersuchungsgebiet (zunächst Marokko) zu generieren. Eine Netzwerkanalyse wird den Rurbanitätsindex aller Gemeindeflächen innerhalb des Netzwerks modellieren. C01 wird die Ergebnisse aus den Clustern A und B in einer GIS-basierten Synthese zusammenführen. Marokkanische Partner mit Fachkenntnissen in der Fernerkundung und Zugang zu Regionaldaten werden an der Entwicklung der Methodik, ihrer Anwendung zur Erstellung detaillierter regionaler Rurbanitätsdatensätze sowie der Validierung des im Projekt entwickelten großskaligen Rurbanitätsdatensatzes beteiligt sein.
Weltweit wird mit Anstieg der Temperaturen und abnehmendem Wasserangebot gerechnet, was Depressionen in der Pflanzenproduktivität zur Folge hat. Im Feld treten beide Stressoren gleichzeitig auf, jedoch ist über ihren kombinierten Einfluss auf Pflanzen bisher wenig bekannt. Das Kornertragspotential von Weizen, einer relativ Hitze-empfindlichen Pflanze, wird durch drei Parameter bestimmt: Anzahl ährentragender Halme pro Pflanze bzw. pro Fläche, Kornzahl pro Ähre und Einzelkorngewicht. Diese Parameter werden zu den folgenden Wachstumsstadien spezifisch beeinflusst: Bestockung, Schossen, Blüte und Kornfüllung. Somit müssen verschiedene Phasen der Weizenentwicklung untersucht werden, um die entscheidenden Determinanten für die Kornertragsbildung unter Stress zu identifizieren. Bisher konzentrierten sich die meisten Studien auf die Kornfüllungsphase, Untersuchungen zu einzelnen und insbesondere kombinierten Effekten von Hitze- und Trockenstress während des vegetativen Wachstums und zur Blüte sind rar. Unsere vorausgegangene Studie zeigte, dass unter kontinuierlichem Hitzestress die Anzahl an ährentragenden Halmen pro Weizenpflanze stark zunahm. Dieses Potential zur Ertragsstabilisierung konnte nur teilweise ausgeschöpft werden, da der Kornansatz stark reduziert war. Die angelegten Körner zeigten jedoch eine gute Kornfüllung. Source-Limitierung trat nicht auf, aber die Sinkkapazität war reduziert (weniger und kleinere Körner) und vermutlich auch die Sinkaktivität. Dies erfordert weitere Untersuchungen der beteiligten Enzyme, insbesondere der Sauren Invertase, der Plasmalemma H+-ATPase, und der Stärke-Synthase. Im beantragten Projekt wird individueller oder kombinierter Hitze- und Trockenstress zu zwei Weizensorten entweder während des vegetativen Wachstums, zur Blüte oder während der Kornfüllung appliziert. Außerdem werden die Einflüsse von kurzzeitigem Trockenstress während des vegetativen Wachstums auf die Kornertragsentwicklung von während der Blüte gestressten Pflanzen untersucht, und die Fähigkeit der Weizenpflanzen sich nach Stress zu erholen wird ausgewertet. Source- und Sinkstärke werden durch die Untersuchung zahlreicher Parameter charakterisiert, entweder durch Messungen an lebenden Pflanzen oder durch Analysen verschiedener Pflanzenorgane, die in Ernten zum Stadium der Kornfüllung oder zur Vollreife gewonnen werden. Dieses Projekt adressiert die wichtige Frage: welches ist der limitierende Faktor für die Kornertragsbildung, wenn Pflanzen während verschiedener Wachstumsstadien Stress ausgesetzt sind. Diese Kenntnis trägt dazu bei, Merkmale der Resistenz gegen Hitze bzw. Dürre zu identifizieren und kann in Züchtungsprogrammen zur Erhöhung der Ertragsstabilität unter Stress genutzt werden. Die Wasser- und Nährstoffnutzungseffizienzen können verbessert werden, was dem Schutz begrenzter Ressourcen dient und eine nachhaltige Weizenproduktion fördert.
Das Wachstum und die Erträge von Weizen sind durch eine Veränderung der Dürre- und Hitzewellen, infolge des Klimawandels, beeinträchtigt. Eine Kombination aus Hitze- und Trockenstress kann sich zusätzlich auf die höheren Durchschnittstemperaturen direkt negativ auf die Phänologie der Pflanzen auswirken. Es werden keine alten und modernen Weizensorten auf das Vorhandensein oder das Potenzial von phänologischer Plastizität (PP) untersucht, um Überschneidungen zwischen den sensiblen Phasen und den extremen Hitze und Trockenheit zu vermeiden. Zudem gibt es nur wenige Informationen darüber, a. Ob die phänologische Plastizität (PP) als Escape-Mechanismus in alten Winterweizensorten, die in Deutschland unter Trocken- und Hitzestress angebaut werden, vorhanden sind oder ob es sich um eine neue Eigenschaft handelt b. Ob die Pflanzenmodelle die langfristigen Raum und zeitliche Variabilität des Weizenertrags erfassen können, indem der PP-Mechanismus als neues Modellierungsmodul implementiert wird c. Ob die Änderung der Sorte, der Aussaattermine integraler Bestandteile und die Anpassung an dem Klimawandel für die Weizenproduktion in Deutschland sein könnten. Diese Wissenslücken werden durch eine Reihe von Experimenten im Feld und in der Wachstumskammer (Hitze- und Trockenstress), durch langfristige Datenverarbeitung, Modellentwicklung und Experimente zur Modellierung von Kulturen geschlossen. Winterweizensorten (alte und moderne) werden den Feld- und Kammerversuchen unterzogen, um die Mechanismen zu entschlüsseln, die an ihrer phänologischen Reaktion auf den kombinierten Hitze- und Trockenheitsstress beteiligt sind. Auf der Grundlage der Ergebnisse wird eine neue Erntemodellierungsroutine entwickelt, die Hitze-/Trockenstress berücksichtigt. Die Validierung des Erntemodells wird anhand von Feldversuchen erfolgen. In dem deutschlandweiten Simulationsexperiment werden wir die neue Modellierungsroutine nutzen, um die Variabilität der Phänologie und des Ertrags von Winterweizen zu erfassen. Die Daten werden mit den langfristigen Phänologie Beobachtungen und Ertragsstatistiken verglichen. Daraus wird die Eignung langfristiger Änderungen von Sorten und Aussaatterminen als Anpassungsstrategie an den Klimawandel anhand von acht Modellrekonstruktionen getestet. Die Kombinationen aus historischem/aktuellem Klima - alten/modernen Sorten - historischem/modernerem Aussaattermin von Winterweizen enthalten.
Motivation: Die Landwirtschaft muss sich an die Klimaveränderungen anpassen. In der Pflanzenproduktion ist hierfür die reduzierte Bodenbearbeitung und Direktsaat in Kombination mit Mulchschichten aus Pflanzenresten eine Möglichkeit. Darüber hinaus wird gefordert, chemische Pflanzenschutzmittel zu reduzieren, u.a. in der Unkrautbekämpfung. Die mechanische Unkrautbekämpfung gewinnt daher an Bedeutung, ist aber häufig nicht kompatibel mit einer reduzierten Bodenbearbeitung mit großen Mulchauflagen. In der Regel ist auch der Einfluss des Bodenbearbeitungssystems auf den Leistungsbedarf der Geräte ungeklärt. Zukünftig werden mehr Unkrautbekämpfungsverfahren benötigt, die unabhängig von den Bodeneigenschaften sind. Obwohl die Landwirtschaft Leidtragende der Klimaveränderung ist, trägt sie gleichzeitig dazu bei. Unter anderem Traktoren und Landmaschinen emittieren klimaschädliches CO2. Diese direkten Emissionen könnten für die Leistungsklasse <70 kW durch den Einsatz batterieelektrischer Traktoren entfallen, welche besonders für den Antrieb nicht-chemischer Unkrautbekämpfungsgeräte geeignet sind. Ziele/Mehrwert: Es sollen technologische und arbeitswirtschaftliche Daten in der chemiefreien Unkrautbekämpfung im Zusammenhang mit batterieelektrischen und verbrennungsmotorischen Traktoren ermittelt und bewertet werden. Der Einfluss einer nicht-wendenden im Vergleich zu einer wendenden Bodenbearbeitung auf die Fahrbahnbedingungen und damit auf die Zugleistungsübertragung des Traktors sowie auf die Leistungsanforderungen der Geräte bei der Unkrautbekämpfung soll ermittelt werden. Zusätzlich werden die Einsatzbedingungen auf Dauergrünland berücksichtigt. Mit diesen Daten sollen schließlich Einsatzszenarien simuliert werden können, um neue Erkenntnisse hinsichtlich der Anpassung von Arbeitsabläufen, der zeitlichen und räumlichen Energiebereitstellung und der Dimensionierung von Elektrotraktoren und deren Energiespeichern zu gewinnen. Methodik: Die Versuchsobjekte sind ein dieselmotorischer und ein elektrischer Traktor mit Wechselbatterien. Hinzu kommen vier Unkrautbekämpfungsgeräte für Ackerkulturen und Grünland, welche je nach Gerätetyp den Traktor über den Fahrantrieb, die Zapfwelle oder die Hydraulik bzw. in einer Kombination davon belasten. Die Art des Produktionsverfahrens (wendende, nichtwendende Bodenbearbeitung und Grünland) ist der Einflussfaktor. Zunächst wird die Leistungscharakteristik beider Traktoren untersucht. Dann wird der Leistungsbedarf der Geräte untersucht und auf die Arbeitsbreite bzw. Arbeitseinheit normiert. Für die arbeitswirtschaftliche Untersuchung werden zwei Gruppen gebildet. Gruppe eins stellt der batterieelektrische Traktor und Gruppe zwei der Referenztraktor jeweils mit den Geräten dar. Beide Gruppen werden unter realen und simulierten landwirtschaftlichen Bedingungen arbeitswirtschaftlich untersucht. Das Vorhaben nutzt eigene Geräte und Versuchsflächen.
Eine Substitution fossiler durch biogene Rohstoffe für stoffliche Anwendungen ist ein maßgeblicher Schritt zur Reduktion der anthropogenen CO2 Emissionen. Dabei sollte Biomasse im Sinne der Bioökonomie möglichst ganzheitlich und effizient genutzt werden, um die Flächeneffizient und den Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels zu maximieren. Die hochwertige Verwendung von bisher kaum genutzten landwirtschaftlichen Reststoffen ist eine vielversprechende Methode zur Effizienzsteigerung. Die stoffliche Nutzung von Agrarreststoffen ist allerdings problematisch. Biogene Stoffe haben stets eine schwankenden Produktqualität. Deshalb ist eine Vorbehandlung und Auftrennung der Reststoffe auf verwertbare Bestandteile notwendig und ein entscheidender Schritt für die Weiternutzung. Deutschland und Taiwan stellen zwei Technologieführer mit hohem Umweltbewusstsein in ihrer jeweiligen Klimazone dar. Deutschland befindet sich in der gemäßigten Klimazone, während Taiwan sich in der (sub-)tropischen Klimazone befindet. Besonders vielversprechende landwirtschaftliche Reststoffe, die sich für eine stofflich Nutzung eignen und daher untersucht werden sollen, sind in der gemäßigten Klimazone Getreidestroh und in der (sub-)tropischen Klimazone Kakao- und Bananenschalen, sowie Reisstroh. Zudem fallen Tomatenpflanzenreste in beiden Klimazonen an. Im angestrebten Projekt wird der landwirtschaftliche Reststoff zunächst in einem hydrothermalen Aufbereitungsverfahren aufgeschlossen, um die anaerob kaum abzubauenden Fasern von den sehr gutvergärbaren Bestandteilen zu trennen. Dies wird in Deutschland mittels Thermodruckhydrolyse realisiert und in Taiwan mittel Überkritischer Wassermethode. Anschließend folgt eine Auftrennung in einem Flüssig/Fest-Separator. Der faserreiche Feststoff soll als Torfersatzprodukt und als Substrat zur mikrobiellen Zelluloseproduktion genutzt werden. Torf findet insbesondere im Gartenbau Anwendung, da er diverse Vorteile besitzt. Allerdings bildet sich Torf in Mooren nur sehr langsam und zur Gewinnung müssen die CO2-bindende Moore entwässert werden. Im Projekt soll untersucht werden in wie weit die produzierten Fasern Torf ersetzen können. Ein zweiter zu untersuchender Ansatz im Projekt ist es die Feststofffraktion als Nährmedium für Bakterienkulturen zu verwenden, die gezielt mikrobielle Zellulose produzieren. Die Flüssigkeit soll mithilfe innovativer zweistufiger Biogasanlage energetisch genutzt werden soll. Die Nutzung der Organik zur Biogasproduktion soll die Prozessenergie der energieintensiven Aufbereitung bereitstellen. Der TS-Gehalt der flüssigen Fraktion ist sehr gering, was bei herkömmlichen volldurchmischten Reaktoren eine lange Verweilzeit und somit ein sehr großes Reaktorvolumen verursacht. Um diese Nachteile zu reduzieren, sollen im Projekt zweistufige Reaktorsysteme untersucht werden. Während in Taiwan beide Fermenter volldurchmischt betrieben werden, wird in Deutschland der Methanreaktor als Festbettfermenter ausgeführt.
Das funktionelle Ionom einer Pflanze beschreibt ihre elementare Zusammensetzung hinsichtlich der essentiellen Pflanzennährstoffe. Funktionelle Ionome von Pflanzen werden durch Umweltfaktoren, einschließlich Nährstoffmangel und Wasserversorgung, beeinflusst und sind artenspezifisch. Dies ist auf die artenspezifische Aufnahme, Speicherung und Remobilisierung von Nährstoffen zurückzuführen. Die Charakterisierung funktioneller Ionome bildet die Grundlage für diagnostische Anwendungen in der Jugendentwicklung der Pflanzen, sowohl im Pflanzenbau als auch in der Pflanzenzüchtung. Obwohl kürzlich für einige Kulturarten funktionelle Ionome für spezifische Nährstoffmängel etabliert wurden, ist wenig über die Auswirkung von zeitgleichem Trockenstress bekannt. Diese Wissenslücke ist zunehmend relevant, da der Einsatz von Mineraldüngern in der Pflanzenproduktion zunehmend beschränkt wird und durch den Klimawandel häufiger Trockenperioden auftreten. Es wurden noch keine diagnostischen Ionome von Roggen (Secale cereale L.) charakterisiert, obwohl Roggen häufig auf Böden mit geringer Verfügbarkeit von Wasser und von Nährstoffen, wie Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K), angebaut wird. Das Ziel des hier vorgeschlagenen Projekts ist es, diese Lücken zu schließen. In diesem Projekt werden für Roggen erstmals diagnostische Ionome für die Nährstoffmängel N, P und K unter gegensätzlicher Wasserversorgung definiert. Durch chemische Analysen einzelner Pflanzenorgane und die hochauflösende, räumliche Quantifizierung von Nährstoffen in verschiedenen Blattgeweben wird unser Verständnis über die zugrundeliegenden Prozesse, die zu charakteristischen Ionomen führen, grundlegend erweitert. Dafür werden zunächst Versuche unter kontrollierten Umweltbedingungen durchgeführt. Die Grundlagenkenntnisse werden anschließend unter Feldbedingungen validiert. Es wurden vier Dauerfeldversuche auf der Thyrower Versuchsstation der Humboldt-Universität zu Berlin identifiziert, in denen durch jahrzehntelange differenzierte Düngung spezifische Nährstoffmängel induziert wurden. Die vier Dauerfeldversuche können durch gemeinsame Prüfglieder versuchsübergreifend statistisch ausgewertet werden. Neben chemischen Pflanzenanalysen sind in den Feldversuchen detaillierte Bodenuntersuchungen geplant. Dies ermöglichet die Validierung der neu etablierten diagnostischen Ionome mit und ohne begleitenden Trockenstress. Zusammenfassend wird dieses Projekt unser Grundlagenverständnis hinsichtlich der Aufnahme, Speicherung und Remobilisierung von Nährstoffen unter verschiedenen Umweltbedingungen anhand einer unterforschten aber zukunftsrelevanten Kulturart erweitern. Die neu gewonnenen, mechanistischen Erkenntnisse werden anschließend validiert und bilden somit eine solide Grundlage für Anwendungen im Pflanzenbau und in der Pflanzenzüchtung.
Der Mikronährstoff Bor ist essentiell für das Wachstum von Pflanzen und wird vor allem in der reproduktiven Phase von Pflanzen benötigt. Ein Mangel dieses Nährstoffs wirkt sich folglich negativ auf viele Wachstumsparameter aus, unter anderem auf den Ertrag vieler Nutzpflanzen, inklusive Mais. Die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen der Borhomöostase in Mais sind bislang nicht vollständig geklärt. Mittels genom-weiter Assoziationsstudien und Mutantenanalysen, konnten wir eine genetische Variation des Bor-Gehalts in Kolbenblättern mit dem Benzoxazinoid-Biosynthese Pathway in Mais korrelieren. Benzoxazinoide sind spezialisierte Metabolite, die gegen ein breites Spektrum von Pflanzenschädlingen wirken. Der Benzoxazinoid-Biosynthese Pathway ist in Mais vollständig aufgeklärt, wurde aber bisher nicht mit Bor assoziiert. Das vorgeschlagene Projekt beschäftigt sich mit der Aufklärung des funktionellen Mechanismus der zugrundeliegenden Assoziation. Dazu wird zum einen gezielt der Einfluss spezifischer Benzoxazinoid-Pathway Gene und Intermediate auf Bortransportprozesse untersucht. Des Weiteren werden ungerichtete Transkriptomstudien durchgeführt. Zusätzlich wird evaluiert, ob der Benzoxazinoid-Biosynthese Pathway genutzt werden kann, um Maiswachstum und -ertrag unter Bormangelbedingungen zu erhalten.
Die Präzisionslandwirtschaft und die damit verbundenen digitalen Technologien bergen viele Potenziale für eine nachhaltige Transformation des Agrarsektors und bilden die Grundlage für ressourcenschonende Produktivitätssteigerungen im Sinne der „sustainable intensification.“ Digitale Technologien aus anderen Sektoren finden somit zunehmend Anwendung in der Pflanzenproduktion. In der Konsequenz lässt sich ein Zusammenwachsen, d. h. eine Konvergenz, zwischen der digitalen Ökonomie und dem Agrarsektor beobachten. Diese Konvergenz führt zu einer Transformation hin zu einer Präzisionslandwirtschaft, die als komplexes Phänomen mit zahlreichen Wechselwirkungen zu beschreiben ist. Um dieser Komplexität gerecht zu werden, ist ein holistischer Ansatz zur Erfassung der Zusammenhänge erforderlich. Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist daher die Untersuchung der grundlegenden strukturellen Veränderungen, die durch das Aufkommen autonomer, datengesteuerter Technologien ausgelöst werden, sowie der Folgen und Chancen für die beteiligten Akteure. Dies erfolgt im Rahmen einer Mehrebenenanalyse auf Ökosystem, Organisations- und Individualebene. Die vorliegende Untersuchung wird die Konvergenz ehemals getrennter Ökosysteme (WP1), die Auswirkungen auf die Identität von etablierten Unternehmen im Bereich der Landmaschinentechnik (WP2) sowie die kognitiven Mechanismen von Managern bei der Erkennung unternehmerischer Chancen in dem Konvergenzfeld Präzisionslandwirtschaft (WP3) analysieren. Die hier angestrebte Mehrebenenanalyse wird das Verständnis der Transformation von Agrarproduktionssystemen vertiefen, die zunehmend von physischen Produkten zu digitalen Produkt-Service-Systemen übergehen. Die Integration der Ergebnisse aller drei Untersuchungsebenen dient der Erweiterung der Forschung zu Ökosystemen und Konvergenz sowie der Beantwortung der entscheidenden Frage, welche Akteure in dem sich wandelnden und zunehmend komplexen Ökosystem der Landwirtschaft eine dominante oder einflussreiche Rolle einnehmen werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 612 |
| Kommune | 2 |
| Land | 46 |
| Weitere | 2 |
| Wissenschaft | 205 |
| Zivilgesellschaft | 17 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 609 |
| Text | 21 |
| Umweltprüfung | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 21 |
| Offen | 611 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 598 |
| Englisch | 188 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 2 |
| Dokument | 27 |
| Keine | 310 |
| Unbekannt | 2 |
| Webseite | 308 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 489 |
| Lebewesen und Lebensräume | 632 |
| Luft | 347 |
| Mensch und Umwelt | 632 |
| Wasser | 344 |
| Weitere | 628 |