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.
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.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Campus Landau, Institut für Umweltwissenschaften, AG Umwelt- und Bodenchemie durchgeführt. Mais und Milch sind Lebensmittel, die bei der afrikanischen Bevölkerung sehr beliebt sind und stark konsumiert werden. Unglücklicherweise sind sowohl Grundnahrungsmittel als auch Futtermittel und Milch häufig und stark mit Aflatoxinen kontaminiert, wodurch die Bevölkerung ständig Toxingehalten ausgesetzt ist, die weit über den empfohlenen Grenzwerten liegen. Dennoch nimmt der Konsum dieser Produkte beständig zu. AflaZ fokussiert daher auf eine Verbesserung der Lebensmittelsicherheit und des Qualitätsstandards von Milch, Mais und daraus hergestellten Produkten; Kenya dient als Modellregion, da es ein Hochrisikogebiet für Aflatoxinkontaminationen und Schimmelpilzbefall im Lebensmittelbereich ist. Im Rahmen des AflaZ-Projektes sollen schnelle, effektive und nachhaltige Methoden entwickelt werden, um Pilzbefall und Aflatoxinkontamination sowohl auf dem Feld als auch im Lager sensitiv zu detektieren, zu analysieren und effektiv zu reduzieren. Ein nachhaltiger und effektiver Wissenstransfer zwischen Wissenschaftlern und Anwendern ist dabei die Vorraussetzung für gewünschte Verhaltensänderungen in Haus und Hof. WP5 analysiert Bodeninteraktionen, die im Verdacht stehen, das Vorkommen von Mykotoxine in landwirtschaftlichen Böden und in geernteten Produkten erhöhen zu können. WP 10 soll dazu beitragen, das Informations- und Kommunikationsverhalten der Landwirte in der Modellregion Kenia zu ermitteln, um ein tiefergehendes Verständnis für die verhaltensrelevanten Einflussfaktoren entwickeln zu können. Anhand der Ergebnisse werden Empfehlungen abgeleitet, die die geplante Informationskampagne dabei unterstützt, den Wissenstransfer in optimaler Weise an der Zielgruppe Landwirte auszurichten.
Das Projekt "Barley dwarfs acting big in agronomy. Identification of genes and characterization of proteins involved in dwarfism, lodging resistance and crop yield" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Barley (Hordeum vulgare) is an important cereal grain which serves as major animal fodder crop as well as basis for malt beverages or staple food. Currently barley is ranked fourth in terms of quantity of cereal crops produced worldwide. In times of a constantly growing world population in conjunction with an unforeseeable climate change and groundwater depletion, the accumulation of knowledge concerning cereal growth and rate of yield gain is important. The Nordic Genetic Resource Center holds a major collection of barley mutants produced by irradiation or chemical treatment. One phenotypic group of barley varieties are dwarf mutants (erectoides, brachytic, semidwarf, uzu). They are characterized by a compact spike and high rate of yield while the straw is short and stiff, enhancing the lodging resistance of the plant. Obviously they are of applied interest, but they are also of scientific interest as virtually nothing is known about the genes behind the development of plant dwarfism. The aim of this project is to identify and isolate the genes carrying the mutations by using state of the art techniques for gene cloning at the Carlsberg Laboratory. The identified genes will be connected with the mutant phenotype to reveal the gene function in general. One or two genes will be overexpressed and the resulting recombinant proteins will be biochemically and structurally characterized. The insights how the mutation effects the protein will display the protein function in particular. Identified genes and their mutant alleles will be tested in the barley breeding program of the Carlsberg brewery.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max Rubner-Institut Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel, Institut für Sicherheit und Qualität bei Obst und Gemüse durchgeführt. Mais und Milch sind Lebensmittel, die bei der afrikanischen Bevölkerung sehr beliebt sind und stark konsumiert werden. Unglücklicherweise sind sowohl Grundnahrungsmittel als auch Futtermittel und Milch häufig und stark mit Aflatoxinen kontaminiert, wodurch die Bevölkerung ständig Toxingehalten ausgesetzt ist, die weit über den empfohlenen Grenzwerten liegen. Dennoch nimmt der Konsum dieser Produkte beständig zu. AflaZ fokussiert daher auf eine Verbesserung der Lebensmittelsicherheit und des Qualitätsstandards von Milch, Mais und daraus hergestellten Produkten; Kenya dient als Modellregion, da es ein Hochrisikogebiet für Aflatoxinkontaminationen und Schimmelpilzbefall im Lebensmittelbereich ist. Im Rahmen des AflaZ-Projektes sollen schnelle, effektive und nachhaltige Methoden entwickelt werden, um Pilzbefall und Aflatoxinkontamination sowohl auf dem Feld als auch im Lager sensitiv zu detektieren, zu analysieren und effektiv zu reduzieren. Ein nachhaltiger und effektiver Wissenstransfer zwischen Wissenschaftlern und Anwendern ist dabei die Vorraussetzung für gewünschte Verhaltensänderungen in Haus und Hof. Aufgrund dessen implementiert AflaZ umfangreiche Programme zur Kompetenzerweiterung (Capacity Building), die Kooperationen mit lokalen Institutionen, Farmern, Studierenden und weiteren Beteiligten mit einschließen, und ermöglich so einen nachhaltigen Wissenstransfer, kulturelle Akzeptanz der Empfehlungen und die effektive Integration der neuen Methoden durch die lokale Bevölkerung.
Das Projekt "Teilprojekt Potsdam" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. FOCUS untersucht, wie sich Klimawandel, Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstum auf Ernährungssicherheit und die Existenzgrundlagen küstennaher Regionen auswirkt. Klimawandel führt zu einer räumlichen Verschiebung von Fischbeständen und gefährdet Landwirtschaft entlang der Küsten durch Meeresspiegelanstieg und zunehmende Überflutungswahrscheinlichkeit, in Verbindung mit Versalzung der Böden. Eine besondere Herausforderung ist zudem die Fernwirkung zwischen ländlichen Ökonomien, wie sie durch den weltweiten Handel zu Stande kommt. Der Welthandel und die globale Vernetzung von Angebot und Nachfrage von Grundnahrungsmitteln, einschließlich Fisch, stellen für ländliche Gebiete der Entwicklungsländer eine große Herausforderung dar. FOCUS wird die aggregierten Effekte von Klimawandel auf Landwirtschaft, Fischerei und Ökosystemdienstleistungen in integrierten Modellen untersuchen, und dabei detailliert die räumlich aufgelösten Verteilungs- und Wohlfahrtsauswirkungen der Veränderungen bei Ernährungssicherheit und Existenzgrundlagen quantifizieren. In FOCUS erarbeitete Politikoptionen werden die gesamte Breite von lokalen Maßnahmen bis zu globalen Empfehlungen abdecken.
Das Projekt "Adapting agriculture to Climate Change - Developing promising strategies using analogue locations in Eastern and Southern Africa (CALESA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Fakultät Life Sciences, Forschungs- und Transferzentrum Applications of Life Sciences durchgeführt. Ziel der länderübergreifenden Zusammenarbeit ist es, ortsspezifische Anpassungsstrategien zu entwickeln, um Kleinbauern dabei zu helfen, ihre Anbaumethoden besser auf die sich verändernden Wetter- und Klimaverhältnisse abzustimmen. Das Projekt befasst sich insbesondere mit den notwendigen Veränderungen der Anbaumethoden in Bezug auf Temperaturanstiege. Insgesamt ist CALESA an acht Untersuchungsstandorten aktiv. Vier Getreideanbaugebiete befinden sich in Kenia und in Zimbabwe. Vier weitere Untersuchungsstandorte befinden sich an Standorten, die bereits heute die klimatischen Merkmale aufweisen, die künftig in Kenia und Zimbabwe zu erwarten sind. Durch diese Kombination kann CALESA mögliche landwirtschaftliche Anpassungsstrategien für die niederschlagsabhängige Landwirtschaft in den verschiedenen Klimazonen der Tropen testen. Außerdem wird durch die Einbeziehung von Landwirten sichergestellt, dass die Projektaktivitäten und -ergebnisse für die Bedürfnisse und Erwartungen der Bauern relevant bleiben. Hintergrund des Projekts: Die niederschlagsabhängige Landwirtschaft ist für die Sicherung der Nahrungsmittelversorgung in den subsaharischen Ländern Afrikas überlebenswichtig. Fast 90 Prozent der produzierten Grundnahrungsmittel werden noch immer von kleinbäuerlichen Betrieben hergestellt, die von Niederschlägen abhängig sind. Gleichzeitig handelt es sich um Regionen, in denen die ärmsten und am stärksten betroffenen ländlichen Gemeinden beheimatet sind. Die niederschlagsabhängige Landwirtschaft stagniert. Neben oftmals unzureichender politischer Unterstützung sind extreme Armut und eine stetig verschlechternde Ressourcenbasis gekoppelt mit saisonalen Niederschlagsschwankungen für das klimainduzierte Produktionsrisiko verantwortlich. Diese Situation wird sich durch die globale Erwärmung und ihre prognostizierten Auswirkungen auf die saisonalen Niederschlagsmengen und ihre räumlichen Verteilungsmuster wahrscheinlich verschlimmern. Die klimabedingten Probleme der betroffenen Landwirte, die schon heute mit den aktuellen Niederschlagsschwankungen zu kämpfen haben, werden sich damit weiter verschärfen.
Das Projekt "SusCrop Call 1: SUSCAP - Entwicklung von Widerstandsfähigkeit und Toleranz der Ressourcennutzungseffizienz von Nutzpflanzen gegen Klimawandel und Luftverschmutzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz INRES, Arbeitsgruppe Pflanzenbau durchgeführt. Klimawandel und Luftverschmutzung haben bereits erhebliche Auswirkungen auf die Pflanzenproduktivität, was bei Grundnahrungsmitteln wie Weizen europaweit zu Ertragsausfällen führt. Unklar ist, wie sich diese Belastungen auf die Nutzungseffizienz von wichtigen Pflanzenressourcen wie Strahlung, Wasser und Nährstoffen nehmen. Im Rahmen dieses Projekts werden wir prozessbasierte Pflanzenmodelle entwickeln, um die die Auswirkungen dieser vielfältigen Belastungen für das aktuelle als auch für das zukünftige Klima im Jahr 2050 besser zu verstehen. Dieses Projekt konzentriert sich auf vier Ziele. Erstens soll definiert werden, welche Stresskombinationen die Effizienz der Nutzung von Pflanzenressourcen, das Pflanzenwachstum und den Ertrag am ehesten Beeinträchtigen. Zweitens sollen Häufigkeit, Ausmaß und geografische Verteilung dieser Mehrfachbelastungen beschrieben werden, und wo sie am wahrscheinlichsten in ganz Europa auftreten werden. Drittens werden diese Informationen genutzt, um neue Pflanzenmerkmale zu identifizieren, für die gezüchtet werden könnte, und neue Anbaumethoden, die zur Anpassung an die Belastungen durch Luftverschmutzung und Klimawandel beitragen. Schließlich soll diese Forschung in Zusammenarbeit mit Interessensgruppen durchgeführt werden, um den Kontext zu verstehen, in dem sich diese Bedrohungen manifestieren, um geeignete, realistische und praktikable Lösungen für ihre Behebung zu finden. Das Projekt wird auf bestehenden Initiativen zur Entwicklung von Modellierungsansätzen aufbauen und die Forschungsarbeiten in engem Dialog mit Politikbeteiligten und der landwirtschaftliche Praxis durchführen. Innerhalb eines europaweiten Konsortiums wird der Beitrag den INRES (Universität Bonn) darin liegen, geeignete Pflanzenwachstumsmodelle zu entwickeln und mit nationalen Interessensgruppen zu interagieren. Schließlich zielt dieses Projekt auf eine Steigerung der Nachhaltigkeit der Landwirtschaft in ganz Europa durch verbesserte Ressourcennutzungseffizienz.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Feldversuche und Etablierung neuer Phänotypisierungsmethoden (SaKa)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SaKa Pflanzenzucht GmbH & Co. KG, Zuchtstation Windeby durchgeführt. Die Kartoffel ist mit einer Erntemenge von mehr als 380 Mio t das drittwichtigste Grundnahrungsmittel der Welt. Die Kartoffel hat aber auch eine wichtige Bedeutung für die Stärke- und chemische Industrie. Trotz der großen Bedeutung wurde für quantitative Merkmale, wie beispielsweise Knollenertrag, in der Vergangenheit lediglich ein niedriger Zuchtfortschritt realisiert. Dies wird insbesondere deutlich, wenn der in Kartoffel realisierte Zuchtfortschritt mit demjenigen in Mais, Weizen und Reis verglichen wird. Die Gründe hierfür sind, dass Kartoffelzüchter während des Züchtungsprozesses eine sehr große Zahl an Merkmalen berücksichtigen müssen. Durch die Autotetraploidie der Kartoffel ergeben sich außerdem komplexen Dominanzsituationen in hochgradig heterozygotem genetischen Material. Darüber hinaus spielt der geringe Vermehrungskoeffizient eine wichtige Rolle. Moderne Methoden der prädiktiven Züchtung lassen einen höheren Zuchtfortschritt in quantitativ vererbten Merkmalen, wie beispielsweise Stärkeertrag, erwarten. Zur Nutzung der prädiktiven Züchtung sind jedoch die Entwicklung von genomischen Ressourcen sowie zuchtmethodische Betrachtungen zum optimierten Einsatz der neuen Methoden unabdingbar. Aktuelles Züchtungsmaterial aus den Stärkekartoffelzüchtungsprogrammen der drei beteiligten Unternehmen wird in insgesamt zwölf Feldversuchsumwelten geprüft und bildet die Basis für die Schätzung von quantitativ-genetischen Parametern, die in die Modellrechnungen einfließen. Ein Teil dieses Züchtungsmaterials wird außerdem zusammen mit historisch wichtigen europäischen Kartoffelsorten resequenziert und dient damit der Identifizierung von Sequenzpolymorphismen, die zur Entwicklung des SNP-Arrays benötigt werden. Zu Projektende werden den deutschen Kartoffelzüchtern damit essentielle Werkzeuge zum Einsatz in der prädiktiven Züchtung zur Verfügung stehen.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Genomische Diversität und Entwicklung statistischer Methoden zur genomischen Selektion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Quantitative Genetik und Genomik der Pflanzen durchgeführt. Die Kartoffel ist mit einer Erntemenge von mehr als 380 Mio t das drittwichtigste Grundnahrungsmittel der Welt. Die Kartoffel hat aber auch eine wichtige Bedeutung für die Stärke- und chemische Industrie. Trotz der großen Bedeutung wurde für quantitative Merkmale, wie beispielsweise Knollenertrag, in der Vergangenheit lediglich ein niedriger Zuchtfortschritt realisiert. Dies wird insbesondere deutlich, wenn der in Kartoffel realisierte Zuchtfortschritt mit demjenigen in Mais, Weizen und Reis verglichen wird. Die Gründe hierfür sind, dass Kartoffelzüchter während des Züchtungsprozesses eine sehr große Zahl an Merkmalen berücksichtigen müssen. Durch die Autotetraploidie der Kartoffel ergeben sich außerdem komplexen Dominanzsituationen in hochgradig heterozygotem genetischen Material. Darüber hinaus spielt der geringe Vermehrungskoeffizient eine wichtige Rolle. Moderne Methoden der prädiktiven Züchtung lassen einen höheren Zuchtfortschritt in quantitativ vererbten Merkmalen, wie beispielsweise Stärkeertrag, erwarten. Zur Nutzung der prädiktiven Züchtung sind jedoch die Entwicklung von genomischen Ressourcen sowie zuchtmethodische Betrachtungen zum optimierten Einsatz der neuen Methoden unabdingbar. Aktuelles Züchtungsmaterial aus den Stärkekartoffelzüchtungsprogrammen der drei beteiligten Unternehmen wird in insgesamt zwölf Feldversuchsumwelten geprüft und bildet die Basis für die Schätzung von quantitativ-genetischen Parametern, die in die Modellrechnungen einfließen. Ein Teil dieses Züchtungsmaterials wird außerdem zusammen mit historisch wichtigen europäischen Kartoffelsorten resequenziert und dient damit der Identifizierung von Sequenzpolymorphismen, die zur Entwicklung des SNP-Arrays benötigt werden. Zu Projektende werden den deutschen Kartoffelzüchtern damit essentielle Werkzeuge zum Einsatz in der prädiktiven Züchtung zur Verfügung stehen.
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| Förderprogramm | 23 |
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| Lebewesen & Lebensräume | 22 |
| Luft | 11 |
| Mensch & Umwelt | 23 |
| Wasser | 11 |
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