Die Sicherung der Nahrungsmittelreserven für eine wachsende Weltbevölkerung bedarf der Beiträge verschiedener Disziplinen wie der Pflanzenbiologie, der Pflanzenbiotechnologie, der landwirtschaftlichen Industrien und der Landwirtschaft. Ohne ein präzises Wissen über die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen wird es schwierig sein, Fortschritte in der Pflanzenzüchtung und -produktion zu erhalten und der Transfer von Erkenntnissen von Modellpflanzen auf Nutzpflanzen, oder von einer Nutzpflanze auf eine andere Nutzpflanze, wird sich schwierig gestalten. Der Sonderforschungsbereich vereinigt Experten aus verschiedenen Bereichen der Pflanzenbiologie wie der Reproduktionsbiologie, der Hormonbiologie, der Stressphysiologie, der Phytopathologie und der Pflanzenzüchtung, die mit Hilfe von Hochdurchsatzmethoden und mit Unterstützung aus den Gebieten der Bioinformatik und Proteomik molekulare Mechanismen aufdecken, die zur Ertragsbildung und zur Ertragsstabilität bei Pflanzen beitragen. Die Forschung der beteiligten Gruppen fokussiert sich auf die Mechanismen, die den Befruchtungserfolg und sowohl quantitative als auch qualitative Aspekte der Samenbildung regulieren (Ertragsregulation). Der zweite Projektbereich konzentriert sich auf die molekularen Mechanismen, welche die Interaktionen der Pflanzen mit ihrer abiotischen und biotischen Umwelt kontrollieren (Ertragssicherung).Übertragbarkeit ist ein Leitprinzip der Forschung innerhalb des Sonderforschungsbereichs und dies umfasst,(1) dass das Wissen über einen spezifischen molekularen Prozess von einer Spezies auf eine andere Spezies übertragen werden kann, (2) dass dieselben molekularen Mechanismen unterschiedliche biologische Prozesse steuern (3) oder dass verwandte Signaltransduktionskomponenten ähnliche Mechanismen zur Steuerung unterschiedlicher Prozesse nutzen. Zu einem sehr großen Maß wurde der hier beantragte SFB nur durch die kürzlich gemachten Fortschritte in der Genomsequenzierung und der Etablierung von postgenomischen Methoden für eine Reihe von Pflanzenspezies möglich. Diese Fortschritte, zusammen mit der Verfügbarkeit von Next Generation Sequencing Methoden, erlaubt es nun zum ersten Mal spezifische biologische Fragen in verschiedenen Pflanzenspezies mit der notwendigen Tiefe zu adressieren. Ein wichtiges Ziel dieses SFBs ist es, die Nutzung und Integration dieser Werkzeuge und Methoden zu einer Routineanwendung in den beteiligten Arbeitsgruppen zu machen und dadurch die nächste Generation von Pflanzenbiologen in der Nutzung postgenomischer Methoden für die Pflanzenwissenschaften zu schulen.
Die fünf Work Packages (WP), die vom ILR im Rahmen des Verbundprojekts GlobE-Biomassweb durchgeführt werden, befassen sich mit den ökonomischen Aspekten von zunehmend komplexerer Biomasseproduktion. WP 1.1 (world market trends) identifiziert globale Rahmenbedingungen und Rückwirkungen einer expandierenden Biomasseproduktion in Afrika. Das WP wird einen quantitativen Ausblick für Sub-Sahara Afrika erstellen bis 2030 erstellen, welcher auf globalen Agrarmarktsimulationen des CAPRI-Modells beruhen wird. WP 3.1 (regional economic models) untersucht die Auswirkungen expandierender Biomasseproduktion auf die Gesamtwirtschaft in Ghana und Äthiopien. Das WP identifiziert Konkurrenz- und Synergieeffekte zwischen Food und Non-food-Biomasseproduktion bzgl. Armutsentwicklung, Ernährungssicherung und Wachstum. WP 3.2 (labor markets) analysiert die Effekte einer afrikanischen Biomasseexpansion auf ländliche Arbeitsmärkte in Ghana und Nigeria. Hierbei geht es um sektorale Beschäftigungseffekte, Lohn- und Einkommenseffekte sowie geänderten Zugang zu Nahrungsmitteln. WP 5.2 (economics of post-harvest technologies) wird sich Nachernteverlusten widmen und hierzu Nachernteverfahren bei Mais, Cassava und Kochbananen auf verschiedenen Stufen der Vermarktungskette mit ökonomischen Instrumenten untersuchen. WP 6.2 (land use effects) befasst sich mit Landnutzungseffekten von expandierender Biomasseproduktion (Ausdehnung der Landnutzung, Druck auf marginale Standorte, Wälder und Naturreservate).
Ein oft unterschätztes Hindernis für Nahrungsmittelsicherheit ist der sog. 'Versteckte Hunger' - Mikronährstoffmängel, die insbesondere bei Kindern und Schwangeren zu Unterernährung führen und die Entwicklung und Lebenserwartung oft dramatisch beeinträchtigen. Die am Lehrstuhl gemeinsam mit day med concept GmbH (Berlin) entwickelte Software CIMIP ('Calculator for identification of micronutrient inadequacy on population level') erlaubt, solche Defizite populationsspezifisch zu erkennen und ist damit ein wichtiges Planungswerkzeug für die Verbesserung der Nahrungsmittelsicherheit. Die Stärke von CIMIP ist die Berechnung der notwendigen Mikronährstoffversorgung unter Berücksichtigung typischer lokaler Ressourcen. In Hinblick auf 'Versteckten Hunger' verbesserte Ernährungspläne können helfen, den Bedarf an Grundnahrungsmitteln zu reduzieren. Dies trägt in BiomassWeb dazu bei, die Biomasseproduktion so anzupassen, dass nationale und internationale Märkte mit Biomasseprodukten für Nahrungs- und Nichtnahrungszwecke ausgewogen versorgt werden. Die für die Projekt-Fallstudien ausgewählten Anbaupflanzen (Cassava, Mais, Bananen) und ausgewählte lokale Nahrungsmittel werden auf Energie, Eiweiß, Vitamin A, Zink und Eisen analysiert, um ihre ernährungsphysiologische Qualität zu bestimmen. Zusammen mit Daten aus Umfragen zu lokal verfügbaren Nahrungsmitteln werden die Ergebnisse benutzt, um CIMIP an lokale Bedingungen anzupassen und lokale Nahrungsdefizite zu identifizieren.
MACSUR ist eine Forschungs-, Informations- und Vernetzungsplattform für die Modellierung der Ernährungssicherung durch die Europäische Landwirtschaft im Kontext des Klimawandels. Ziel ist eine robuste Abschätzung der Folgen von Klimawandel und Adaptationsmaßnahmen in der Landwirtschaft und eine bessere Integration von Modellen und Methoden der Skalierung und Datenverarbeitung. Das ZALF ist an allen drei Projektbereichen Pflanze, Tierhaltung und Handel beteiligt. Das Institut für Landnutzungssysteme fokussiert auf die Folgenabschätzung der Adaptationsszenarien auf Boden- und Ökosystemleistungen. Ferner trägt es zur Integration von Anforderungen aus Politik und Wirtschaft in die Analysen bei.
Narrative description of Project: It is acknowledged that climate change directly will affect future food availability. Mountainous regions will probably receive less snow in winter and increased glacier melting in summer, hence, farmers in the Central Asian region depending on irrigation might experience a shift of seasonal flood peaks from summer (June/July) to spring (April/May). Whereas traditionally water requirements of irrigated crops rose roughly in parallel with the rise of river discharge, an earlier decrease of river flow entails the risk that peak water requirements of irrigated crops cannot be satisfied any more without storage. Objectives: The objectives of this consultancy were (i) to conceptualize a suitable development program in the selected pilot watersheds based on required water and land use changes due to climatic impact; and (ii) to contribute to the climate change debate by publishing the results of the works carried out under the first and second consultancy. Phase 1: The consultancy focused on hydro-meteorological data available and provided a review of evidence of climate change and its subsequent impact in selected areas of Central Asia. The need for further studies or field investigations was identified and a work programme including time lines and cost estimates was proposed. Institutional, technical and financial implications of the revised model were assessed. Phase 2: Phase 1 provided evidence of significant climate change impact on river flow, and hence on the need to adapt land and water use to the future expected natural conditions. Phase 2 was carried out to harden evidence of obvious trends, to identify mitigation/adaptation measures and was focusing on the pilot watersheds chosen after the previous analysis carried out for five countries (Kyrgyzstan, Tajikistan, Afghanistan, Iran, Iraq). Description of actual services provided by your staff within the assignment: Phase 1: - Screening of hydro-meteorological data available from national hydro-meteorological services and relevant international organisations/networks - Review of predictions made by global circulation models (GCMs) for the region - Preparation of a study proposal for further in-depth studies including cost estimates Phase 2: - Delineation and detailed description of the selected pilot watersheds to be studied - Identification of a further pilot watershed in North Eastern Afghanistan including preliminary hydro-meteorological analysis - Literature review of publications, studies and research results regarding the extent and the effects of climate change on water availability and crop production in the selected watersheds - Comparison of irrigation water availability and crop water requirements in the selected pilot watershed; and - Preparation of a final (ready for publishing) report including also all data and information collected and analysed during Phase 1.