Die Landwirtschaft steht in vielen Teilen Europas vor zwei großen Herausforderungen: Die zunehmende Verknappung des verfügbaren Bodenwassers und eine gleichzeitige Stickstoffreduktion, als Maßnahme die eine Verunreinigung des Grund- und Oberflächenwassers durch Nitrate verhindern soll. Beide Herausforderungen stehen in Wechselwirkung, da eine geringe Verfügbarkeit von Bodenwasser zum einen die Transpiration und die Massenfluss-getriebene Aufnahme von Nährstoffen wie Nitrat (NO3-) und Chlorid (Cl-) verringert. Im Gegenzug hat sich gezeigt, dass die Aufnahme, d. h. das Vorhandensein von NO3- und Cl- im Blatt, die stomatären Bewegungen beeinflussen und somit wiederum einen wichtigen Einfluss auf den Wasserverbrauch der Pflanzen haben. In dem geplanten Projekt soll die Beziehung zwischen dem NO3--zu-Cl--Verhältnis im Boden und der stomatären Bewegung an zwei Kulturpflanzen untersucht werden; der dikotylen Ackerbohne und dem Getreide Gerste. Beide Kulturen unterscheiden sich vermutlich hinsichtlich einer Abhängigkeit von NO3- und Cl- für die Regulierung der stomatären Leitfähigkeit, da der stomatäre Schluss in Gerste von apoplastischem NO3- abhängt, während diese Abhängigkeit bei dikotylen Pflanzen nicht gefunden wurde. Darüber hinaus ist nicht bekannt, ob Gersten- oder Ackerbohnenschließzellen die Aufnahme von NO3- gegenüber Cl- bevorzugen, um die stomatäre Öffnung voranzutreiben. Das Projekt soll den Einfluss des NO3--zu-Cl--Verhältnisses im Boden auf die Stomata in vier Arbeitspaketen (APs) untersuchen, in deren Umfang Versuche auf den Organisationsebenen der Gesamtpflanzen (AP1), von Organ-/Gewebeebene (AP2), auf Einzelzellebene (AP3) und abschließend an individuellen Transportproteinen (AP4) durchgeführt werden sollen. Im AP1 werden verschiedene NO3--zu-Cl--Verhältnisse im Boden mit der Fähigkeit unserer Modellpflanzen, die Stomata sowie die Hydratisierung des Blattes zu regulieren, in Beziehung gesetzt. In AP2 werden wir untersuchen, inwieweit unterschiedliche NO3--zu-Cl--Verhältnissen im Boden die Ionen-, Metaboliten- und Hormonkonzentration (ABA) im Blattapoplasten und im Schließzellsymplasten beeinflussen, während AP3 zeigen soll, in welchem Maße das Anionenangebot (NO3-, Cl-) die stomatären Bewegungen beeinflusst. Im Zuge dessen soll geprüft werden, ob Schließzellen der Ackerbohne und Gerste NO3- oder Cl- für die osmotischen Prozesse bevorzugen, die die stomatären Bewegungen antreiben. Schließlich werden wir uns im WP4 auf die Rolle von NPF-Transportern für der Aufnahme von NO3- und Cl- in Schließzellen sowie auf die Rolle der SLAC1-ähnlichen Anionenkanäle, die diese Anionen wieder aus den Schließzellen herausschleusen können, konzentrieren. Obgleich gezeigt wurde, dass SLAC1-ähnliche Kanäle eine wichtige Rolle bei der Regulation der stomatären Bewegungen spielen, gibt es nur wenige Informationen über die Bedeutung einer NPF-vermittelten Aufnahme von NO3- und Cl- in die Schließzellen.
<p> <p>Menschengemachte Chemikalien finden sich überall in der Umwelt. Keine Stoffgruppe wird dabei so gezielt und großflächig ausgebracht wie Pflanzenschutzmittel. Sie dienen dem Schutz der Kulturpflanzen, schädigen aber weitere Pflanzen und Tiere. Während der Absatz von Pflanzenschutzmitteln auf hohem Niveau bleibt, nimmt die Biodiversität in der Agrarlandschaft weiter ab.</p> </p><p>Menschengemachte Chemikalien finden sich überall in der Umwelt. Keine Stoffgruppe wird dabei so gezielt und großflächig ausgebracht wie Pflanzenschutzmittel. Sie dienen dem Schutz der Kulturpflanzen, schädigen aber weitere Pflanzen und Tiere. Während der Absatz von Pflanzenschutzmitteln auf hohem Niveau bleibt, nimmt die Biodiversität in der Agrarlandschaft weiter ab.</p><p> Anzahl zugelassener Pflanzenschutzmittel und Wirkstoffe <p>2024 waren in Deutschland 1.112 Pflanzenschutzmittel mit 278 verschiedenen Wirkstoffen zugelassen (siehe Abb. "Anzahl zugelassener Pflanzenschutzmittel und Wirkstoffe“). Die Zulassung von Pflanzenschutzmitteln erfolgt in zwei Stufen. Zuerst müssen die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/wissenswertes-ueber-pflanzenschutzmittel/europaeisches-genehmigungsverfahren-fuer-wirkstoffe#undefined">Wirkstoffe für Pflanzenschutzmittel auf EU-Ebene genehmigt</a> werden. Danach entscheiden die einzelnen Mitgliedsstaaten über eine <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/wissenswertes-ueber-pflanzenschutzmittel/zonales-zulassungsverfahren-fuer">nationale Zulassung der Pflanzenschutzmittel</a> mit den genehmigten Wirkstoffen und eventuellen Beistoffen. An diesem Verfahren sind verschiedene Behörden beteiligt. Aufgabe des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> ist, die Risiken dieser Stoffe für die Umwelt zu bewerten.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Zahl-zugel-PM-Wirkstoffe_2026-03-12.png"> </a> <strong> Anzahl zugelassener Pflanzenschutzmittel und Wirkstoffe </strong> Quelle: Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Zahl-zugel-PM-Wirkstoffe_2026-03-12.pdf">Diagramm als PDF (135,89 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Zahl-zugel-PM-Wirkstoffe_2026-03-12.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (35,24 kB)</a></li> </ul> </p><p> Absatz von Pflanzenschutzmitteln und Wirkstoffen <p>2024 wurden 87.022 Tonnen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pflanzenschutzmittel">Pflanzenschutzmittel</a> verkauft (ohne die ausschließlich im Vorratsschutz eingesetzten inerten Gase). Die Menge der darin enthaltenen Wirkstoffe lag bei 28.639 Tonnen. Das ist ein Anstieg um 13,2 % im Vergleich zum Vorjahr. Nachdem 2021/2022 erhebliche Preisanstiege und global eingeschränkte Verfügbarkeiten für Agrochemikalien zu einer stark erhöhten Nachfrage geführt hatten, war der Inlandsabsatz 2023 im Vergleich zum Drei-Jahres-Mittelwert (2020-2022) um 15 % gesunken. 2024 glich sich der Inlandsabsatz dann wieder an das vorherige Niveau an (siehe Abb. „Inlandsabsatz einzelner Wirkstoffgruppen in Pflanzenschutzmitteln“). </p> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/herbizide">Herbizide</a> sind die am meisten verkauften Pflanzenschutzmittel. 2024 betrug ihr Anteil an der verkauften Wirkstoffmenge 32 %. Insbesondere der Absatz von <em>Glyphosat</em> erhöhte sich im Vergleich zum Vorjahr um 75 %. Der Anteil von Fungiziden an der verkauften Wirkstoffmenge betrug 24 %. Die Menge der verkauften Insektizide ist relativ dazu eher gering, dafür sind diese Stoffe oftmals schon in geringer Konzentration hochgiftig. Der Absatz des Insektizides <em>Acetamiprid</em> hat sich seit 2018 verdoppelt. Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/stoff">Stoff</a> wird als Ersatz für die seit 2018 verbotenen Neonicotinoide <em>Imidacloprid</em>, <em>Clothianidin</em> und <em>Thiamethoxam</em> verwendet. Diese Stoffe sind toxisch für Hummeln und Wildbienen. Der Ersatzstoff hat jedoch ähnliche Eigenschaften und steht im Verdacht, ebenfalls Wildbienen zu schädigen.</p> <p>Das Säulendiagramm zeigt den Inlandsabsatz einzelner Wirkstoffgruppen. Im Jahr 2024 lag der Absatz aller Wirkstoffe (ohne die im Vorratsschutz verwendeten inerten Gase) bei 28.639 Tonnen.</p> <strong> Inlandsabsatz einzelner Wirkstoffgruppen in Pflanzenschutzmitteln </strong> <p>___<br> * zum Beispiel Kohlendioxid; inert = wenig reaktionsfreudig; Einsatz in geschlossenen Räumen/Lagerungsbehältern</p> Quelle: <p>Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL): Absatz an Pflanzenschutzmitteln in der Bundesrepublik Deutschland. Ergebnisse der Meldungen gemäß § 64 (früher § 19) Pflanzenschutzgesetz</p> Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Inlandsabsatz-einz-WSG-PSM_2026-03-12.pdf">Diagramm als PDF (139,05 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Inlandsabsatz-einz-WSG-PSM_2026-03-12.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (36,99 kB)</a></li> </ul> </p><p> Einsatz von Pflanzenschutzmitteln <p>Am intensivsten werden <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pflanzenschutzmittel">Pflanzenschutzmittel</a> in Dauerkulturen wie zum Beispiel Obst, Wein und Hopfen eingesetzt. Aber auch im Ackerbau kommen viele Pflanzenschutzmittel zur Anwendung. Im Grünland werden sie dagegen selten eingesetzt.</p> <p>Die Absatzdaten zeigen nur die Summe der verkauften Menge. Welche und wie viele Pflanzenschutzmittel in den einzelnen Kulturen und Regionen tatsächlich eingesetzt werden, wird bisher weder in Deutschland noch in der EU systematisch erfasst. Landwirt*innen müssen den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zwar dokumentieren und ihre Aufzeichnungen bei Vor-Ort-Kontrollen vorlegen. Die Daten verbleiben aber in den Betrieben und sind bisher nicht für Behörden und Wissenschaftler*innen zugänglich. Welche Angaben Landwirt*innen dokumentieren müssen, konkretisiert die europäische Verordnung zu Statistiken von landwirtschaftlichen Betriebsmitteln (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32022R2379">SAIO</a>), zuletzt geändert 2022. Neu ist unter anderem, dass die Aufzeichnung künftig in digitaler Form erfolgen muss. Landwirt*innen in Deutschland müssen diese Maßgabe ab 2027 umsetzen.</p> <p>Das Julius Kühn-Institut (JKI) erhebt seit 2011 beispielhaft Daten zur Anwendung von Pflanzenschutzmitteln. Dies erfolgt in wenigen ausgewählten Betrieben für die neun wichtigsten Kulturarten (Winterweizen, Wintergerste, Winterroggen, Mais, Kartoffeln, Zuckerrüben, Tafelapfel, Hopfen und Wein). Zusammenfassungen dieser Auswertungen werden über das „Panel Pflanzenschutzmittel-Anwendungen“ (<a href="https://papa.julius-kuehn.de/">PAPA</a>) veröffentlicht. </p> </p><p> Funde von Pflanzenschutzwirkstoffen in der Umwelt <p>Kaum ein Wirkstoff wird sofort in der Umwelt abgebaut. Einige Stoffe werden durch die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/pflanzenschutzmittel-vom-winde-verweht">Luft</a> über weite Strecken transportiert. Rückstände verbleiben zum Teil langfristig im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/bodenlebewesen-werden-durch-pflanzenschutzmittel">Boden</a>, in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/auswirkungen-von-pflanzenschutzmitteln-auf">Gewässern</a> und im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/auswirkungen-von-pflanzenschutzmitteln-auf-grund">Grundwasser</a>. Während für Grundwasser und Oberflächengewässer bereits Daten zur Verfügung stehen, fehlen bisher Monitoringdaten für den Boden und die Luft. </p> </p><p> Wirkstoffe und deren Abbauprodukte im Grundwasser <p>Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und deren Abbauprodukte (Metaboliten) werden, trotz inzwischen abnehmender Tendenzen, immer noch häufig im Grundwasser gefunden. Die Bund-/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) gibt in mehrjährigen Abständen Berichte zur Grundwasserbeschaffenheit und der Belastung mit Wirkstoffen und Metaboliten heraus (siehe Abb. „Häufigkeitsverteilung der Funde von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen und ihren relevanten Metaboliten“).</p> <p>Der aktuelle Bericht <a href="https://www.lawa.de/documents/psm-bericht-2023-12-22-barrierearm-final_2_1728974845.pdf">(LAWA 2024)</a> zeichnet folgendes Bild: </p> <ul> <li>Zwischen 2017 und 2021 überschritten noch etwa 3,6 % der Proben im oberflächennahen Grundwasser den jeweiligen gesetzlichen Grenzwert (0,1 Mikrogramm pro Liter) für Wirkstoffe und relevante Metaboliten. Der Rückgang der Grundwasserbelastungen ist dabei wesentlich auf abnehmende Fundhäufigkeiten von <em>Atrazin</em>, <em>Desethylatrazin</em> und einigen wenigen anderen Wirkstoffen sowie deren Metaboliten zurückzuführen, deren Anwendung bereits seit vielen Jahren verboten ist.</li> <li>Zu den am häufigsten gefundenen Substanzen gehören neun Pflanzenschutzmittelwirkstoffe, die im Berichtszeitraum Bestandteil von zugelassenen Pflanzenschutzmitteln waren.</li> <li>Bei den Abbauprodukten wird in relevante und nicht relevante Metaboliten unterteilt. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/362/dokumente/uba_factsheet_nrm.pdf">Nicht relevante Metaboliten</a> (nrM) wurden in den letzten Jahren immer häufiger im Grundwasser gefunden. Trotz dieser Bezeichnung können sie sich schädlich auf Ökosysteme auswirken. Zwischen 2017 und 2021 wurden an 72 % aller Grundwassermessstellen solche Metaboliten nachgewiesen (im vorherigen Berichtszeitraum 2013 bis 2016 waren es 58 %). Dabei lagen die Konzentrationen teilweise oberhalb der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/80570">gesundheitlichen Orientierungswerte</a>. Vor allem die nrM der Wirkstoffe <em>Metazachlor</em>, <em>S-Metolachlor</em>, <em>Chlorthalonil</em> und <em>Dimethachlor</em> sind aufgrund ihrer relativ hohen Fundhäufigkeit für das Grundwasser von Bedeutung.</li> <li>Zudem wurde der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/stoff">Stoff</a> <em>Trifluoracetat</em> (TFA), der seit 2024 aufgrund seiner fortpflanzungsschädigenden Eigenschaften als relevanter Metabolit bewertet wird, nahezu flächendeckend im Grundwasser von Deutschland nachgewiesen.</li> </ul> <p>Die Entwicklung zeigt, dass die Anstrengungen zum Grundwasserschutz fortgeführt werden müssen. Insbesondere viele der nicht relevanten Metaboliten werden bisher nicht standardmäßig bestimmt, da verbindliche Regelungen fehlen. </p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Abb_Haeufigkeitsverteilung-psm_2026-03-12.png"> </a> <strong> Häufigkeitsverteilung der Funde von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen und ihren relevanten Metaboliten </strong> Quelle: Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Haeufigkeitsverteilung-psm_2026-03-12.pdf">Diagramm als PDF (126,41 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Haeufigkeitsverteilung-psm_2026-03-12.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (33,51 kB)</a></li> </ul> </p><p> Rückstände von Wirkstoffen in oberirdischen Gewässern <p>Normalerweise wird die Belastung der Oberflächengewässer mit Chemikalien im Rahmen des Monitorings der Bundesländer zur Umsetzung der <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:02000L0060-20141120&from=DE">Wasserrahmenrichtline</a> erfasst. Dieses <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/monitoring">Monitoring</a> findet jedoch überwiegend an größeren Gewässern statt. Die zahlreichen Kleingewässer, die oftmals inmitten landwirtschaftlicher Nutzflächen liegen und Pflanzenschutzmitteln besonders ausgesetzt sind, werden dabei nicht ausreichend berücksichtigt. Zudem werden beim Monitoring der Bundesländer nur wenige <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pflanzenschutzmittel">Pflanzenschutzmittel</a> erfasst. Die Bundesländer sind zwar gemäß <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/ogewv_2016/BJNR137310016.html">Oberflächengewässerverordnung</a> verpflichtet, bestimmte Pflanzenschutzmittel in Gewässern zu untersuchen. Doch viele der zu untersuchenden Stoffe sind aktuell gar nicht mehr zugelassen. Dagegen werden viele der tatsächlich oft verwendeten Stoffe nicht untersucht. </p> <p>Am Beispiel der für Wasserorganismen hochtoxischen Stoffgruppe der <a href="https://link.springer.com/article/10.1186/s12302-025-01249-9">Pyrethroide</a> wird die Problematik eines unzureichenden Monitorings deutlich: die routinemäßig angewendeten Analysemethoden der Bundesländer sind nicht sensitiv genug für diese Wirkstoffe. Bei Anwendung geeigneter Analysemethoden (wie z.B. in der Schweiz) könnten jedoch mehrere Stoffe aus der Pyrethroid-Gruppe nachgewiesen werden. Dabei zeigen sich häufig Überschreitungen der zulässigen Werte.</p> <p>Im Forschungsprojekt „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/auswirkungen-von-pflanzenschutzmitteln-auf/kleingewaessermonitoring">Kleingewässermonitoring</a>“ des Umweltbundesamtes (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>) und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) wurden 2018/19 gezielt kleine Gewässer untersucht. Es zeigte sich, dass die, nach heutigem Wissensstand im Zulassungsverfahren als akzeptabel eingeschätzten Konzentrationen (Regulatorisch Akzeptable Konzentration, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/rak">RAK</a>) in kleinen Gewässern vielfach überschritten werden. Insbesondere nach Regenfällen werden Pflanzenschutzmittel in hohen Konzentrationen in angrenzende Bäche gespült. An über 80 % aller untersuchten Gewässerabschnitte wurden die RAK-Werte von mindestens einem Wirkstoff überschritten, an gut zwei Dritteln der Standorte sogar von mehreren Stoffen. Die Ergebnisse zeigen auch, dass in über 60 % aller Proben, die nach Regenfällen entnommen wurden, die RAK-Werte überschritten wurden. Bei den üblichen Messungen durch die Behörden werden wetterunabhängige, sogenannte Schöpfproben, genommen. Das Kleingewässermonitoring zeigt jedoch, dass mit dieser Methode lediglich in 25 % aller Proben Überschreitungen nachweisbar sind. Belastungsspitzen nach Regenereignissen werden demnach bei der wetterunabhängigen Probennahme übersehen (siehe Abb. “Kleingewässermonitoring: Häufigkeit der RAK-Überschreitungen in Kleingewässern“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/3662/bilder/abb1_kgm_final.jpg"> </a> <strong> Kleingewässermonitoring: Häufigkeit der RAK-Überschreitungen in Kleingewässern </strong> Quelle: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung / Umweltbundesamt </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
In bereits gewonnenen Ergebnissen stellten wir fest, dass Pflanzen Fremdchemikalien in unterschiedlicher Konzentration in den oberirdischen und unterirdischen Teilen anreichern. Den Boeden wurden unterschiedliche Mengen von Kompost beigegeben, dessen Schadstoffgehalt vorher untersucht worden war. In den Pflanzen wurden Blei, Cadmium, Chrom und polycyclische Aromaten bestimmt. Es soll geklaert werden, welche Beziehung zwischen dem Schadstoffgehalt der mit Kompost behandelten Boeden und den auf solchen Boeden gezogenen Pflanzen bestehen. 1. Weine aus Weinbaugebieten, in denen seit Jahren industriell hergestellter Kompost als 'Bodenverbesserungsmittel' (100 t/ha) Anwendung fanden sich PAK von 0,1-05 ug 3,4-Benzpyren/1,1,0-3, oug 3,4-Benzinfluoranthen/1 und 1,36-3,21 mg Blei/l Wein. (Grenzwert fuer Blei im Wein: 0,3 mg Blei/l). 2. Nahrungspflanzen (Moehren, Sommergerste, Sommerweizen, Mais, Kartoffeln und Dill), die auf drei unterschiedlich alten Parzellen einer Muelldeponie mit verschiedenen Abdeckschichten gezogen worden waren sowie auf einem Kontrollbeet. Nachgewiesen wurden in Abdeckschicht, Muellschicht und Boden und in den Pflanzen PAK sowie Cd, Cr und Pb. Die Abdeckschichten unterschieden sich in Sickerwasserberegnung und Bodenbehandlung. Auffallend waren bei diesem Feldversuch eine Reduzierung des Massenertrages und Laengenwachstums sowie eine Instabilitaet der Pflanzen.
Durch minimale Bodenbearbeitung sollen Ernten erzielt werden, die es gestatten, dass die Sozialbrachflaechen konkurrenzfaehig bleiben. Gleichzeitig soll die relative Vorzueglichkeit von Roggen monokultur und Winterweizen - Wintergerste - Hafer - Fruchtwchsel ermittelt werden. Pflugarbeit ist eingestellt, Duengung erfolgt nur nach Bodenuntersuchung. Es werden versch. Duengungsvarianten auf ihren Stickstoff-Austrag getestet.
Eine hohe Salzkonzentration im Boden führt bei Pflanzen unweigerlich zu schwerem Wassermangel. Vor dem Hintergrund des Klimawandels wird dies weltweit als eine große Bedrohung für die landwirtschaftliche Produktion angesehen. Klimamodelle sagen bis zum Jahr 2050 einen zunehmenden Druck der Salinität der Böden auf die landwirtschaftliche Produktivität voraus. Das Verständnis und die Nutzung der Toleranz von Pflanzen gegenüber hohen Salzkonzentrationen werden daher zu einer großen wissenschaftlichen Herausforderung. Die Verbesserung der Salztoleranz ist komplex, da sie als quantitatives Merkmal reguliert wird, an dem mehrere genetische Pfade gleichzeitig beteiligt sind. Die offensichtliche Auswirkung von Salzstress auf das Pflanzenwachstum und die Produktion besteht darin, dass die Pflanzenwurzeln Probleme haben, Wasser aufzunehmen, indem sie den osmotischen Stress in den Wurzelzellen und die Ionentoxizität (z. B. Na+) reduzieren. Gegenwärtig fehlt es an Wissen über die Auswirkungen des Salzgehalts auf die Regulierung des Primärstoffwechsels sowie über die molekularen Grundlagen bezüglich der Gene, welche zur Salztoleranz bei Nutzpflanzen beitragen. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens möchte ich neue genetische und molekulare Wege zur Charakterisierung der Regulierung salztoleranzbezogener Merkmale im Keimlings-, vegetativen und Reproduktionsstadium in zwei hochdiversen Gerstenkollektionen entdecken und erklären. Meine Hypothese ist, dass die Identifizierung neuer Loci und Gene, die eine wichtige Rolle bei der Anpassung von Gerste an Salzstress spielen, Züchtungsprogramme zur Bewältigung des Klimawandels und die nachhaltige Produktion von Gerste und anderen Kulturpflanzen wie Weizen erheblich unterstützen wird. Um mein Forschungsziel zu erreichen, werde ich mich auf die Charakterisierung der weltweit sehr diversen Gerstensammlungen HEB-25 und der Intermedium-spike Gerstensammlung konzentrieren, um Eigenschaften zu untersuchen, die mit dem Pflanzenertrag unter Salzstress zusammenhängen. Der nächste Schritt besteht darin, die Sequenz der nützlichen Allele wilder Verwandter mithilfe von Genomeditierung in Elitegerste einzuführen. Dieser zweite Ansatz würde darin bestehen, alle Probleme außer Acht zu lassen, da das Kandidatengen für die Blütenentwicklung essentiell ist und ein vollständiger Knockout tödlich wäre. Ich werde diese Forschungsarbeiten an der sehr gut entwickelten und etablierten Professur für Pflanzenzüchtung der Universität Halle (MLU) durchführen, welche einen einzigartigen Ausgangspunkt für ein Forschungsnetzwerk zum Thema Salinitätsstress bietet, in Kooperation mit führenden Pflanzenwissenschaftlern der Naturwissenschaftlichen Fakultät III der MLU und des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK).
Bestimmung von Hauptgenen fuer Mehltauresistenz im deutschen Sortiment von Winter- und Sommergerstenzuchtsorten.
6 Varianten organische Duengung, 1 Variante ohne organische Duengung in Kombination mit 4 Varianten Mineralduengung = 28 Varianten. Organische Varianten: I = 250 dt/ha Tiefstallmist, II = 300 dt/ha Stapelmist, III = 300 dt/Ha Frischmist, IV = 60 dt/ha Gerstenstroh, V = 250 dt/ha Kompostmist, VI = 17-stuendiger Schafpferch, VII = ohne organische Duengung. Die organische Duengung erfolgt jedes dritte Jahr zur Hackfrucht. In der Fruchtfolge Zuckerrueben - Weizen - Hafer werden folgende Parameter erfasst: Ertraege, Naehrstoffumsatz, Naehrstoffbilanz, Naehrstoffuntersuchungen im Boden, bodenbiologische Untersuchungen, Klimafaktoren.
Der Resistenzzuechtung kommt im Rahmen des Umweltschutzes eine steigende Bedeutung zu. Deshalb wird seit langen Jahren bei den Arbeiten mit Futtergersten auch die Mehltau- und Rostresistenz beachtet. Wertvolle resistente Formen konnten selektiert werden. Der Maisanbau kann sich unter mitteleuropaeischen Klimabedingungen nur halten und eventuell ausdehnen, wenn es gelingt, gegen Stengel- und Wurzelfaeule resistente Linien und Hybriden zu zuechten. Bei der Sonnenblume ist eine der wichtigsten Voraussetzungen ihres Anbaus in Europa die Resistenz gegen Scherotinia und Bokritis. Auch hier gilt es resistente oder wenigstens tolerante Linien und Sorten zu zuechten. Durch den verstaerkten Rapsanbau in Europa ist eine starke Ausbreitung von Pilzerkrankungen insbesondere von Phomalingam und Scherotinia scherotiorum festzustellen. Hier ist ebenfalls eine Zuechtung auf resistente bzw. tolerante Formen unablaesslich.
Es wird die Cu-Aufnahme durch Zellsuspensions-Kulturen untersucht im Hinblick auf eine kinetische Auswertung. Ferner wird der Saeurehaushalt sowie der Ca-Haushalt der Gerstenwurzeln untersucht unter dem Einfluss steigender Kupfermenge. Gleichzeitig wird die Hypothese der ATPase-Beteiligung an der Cu-Aufnahme geprueft bei der Gerste und bei Schwermetall-resistenten Pflanzen.
Arbuskuläre Mykorrhizen erhöhen zwar die Resistenz von Pflanzen gegenüber pilzlichen Wurzelpathogenen und Bodennematoden, in oberirdischen Pflanzenteilen scheinen aber die Verteidigungsmechanismen unterdrückt zu werden. Auf der anderen Seite gibt es Hinweise, dass Blätter von Pflanzen, die mit dem Wurzelendophyt Piriformospora indica besiedelt sind, weniger stark von Blattpathogenen befallen werden. Diese Phänomene sollen auf cytologischer und molekulargenetischer Ebene untersucht werden. Der Einfluss des Mykorrhizapilzes Glomus spec. und des Wurzelendophyten Piriformospora indica auf die Infektion von Blättern und Wurzeln der Gerste mit nekrotrophen und biotrophen pilzlichen Pathogenen wird einmal makro- und mikroskopisch untersucht. Außerdem sollen Gene isoliert und charakterisiert werden, deren Expression (1) in den Blättern durch die Besiedelung der Wurzel mit Glomus spec. und P. indica oder (2) in den Wurzeln durch gleichzeitige Besiedelung mit Glomus spec. oder P. indica und mit einem Pathogen induziert ist. Als dritten gilt es, Gene zu identifizieren, bei denen durch die Anwesenheit eines Mykorrhizapilzes in der Wurzel die chemische Induktion ihrer Expression in den Blättern inhibiert ist.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 500 |
| Europa | 7 |
| Kommune | 6 |
| Land | 86 |
| Weitere | 23 |
| Wissenschaft | 217 |
| Zivilgesellschaft | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Agrarwirtschaft | 15 |
| Chemische Verbindung | 3 |
| Daten und Messstellen | 6 |
| Förderprogramm | 431 |
| Gesetzestext | 1 |
| Kartendienst | 1 |
| Taxon | 15 |
| Text | 29 |
| Umweltprüfung | 6 |
| unbekannt | 68 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 65 |
| Offen | 478 |
| Unbekannt | 29 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 522 |
| Englisch | 135 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 17 |
| Bild | 12 |
| Datei | 45 |
| Dokument | 28 |
| Keine | 343 |
| Webdienst | 39 |
| Webseite | 178 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 390 |
| Lebewesen und Lebensräume | 572 |
| Luft | 293 |
| Mensch und Umwelt | 564 |
| Wasser | 267 |
| Weitere | 528 |