Salinity reduces the productivity of cucumber (Cucumis sativus L.) through osmotic and ionic effects. For given atmospheric conditions we hypothesize the existence of an optimal canopy structure at which water use efficiency is maximal and salt accumulation per unit of dry matter production is minimal. This canopy structure optimum can be predicted by integrating physiological processes over the canopy using a functional-structural plant model (FSPM). This model needs to represent the influence of osmotic stress on plant morphology and stomatal conductance, the accumulation of toxic ions and their dynamics in the different compartments of the system, and their toxic effects in the leaf. Experiments will be conducted to parameterize an extended cucumber FSPM. In in-silico experiments with the FSPM we attempt to identify which canopy structure could lead to maximum long-term water use efficiency with minimum ionic stress. The results from in-silico experiments will be evaluated by comparing different canopy structures in greenhouses. Finally, the FSPM will be used to investigate to which extent the improvement of individual mechanisms of salt tolerance like reduced sensitivity of stomatal conductance or leaf expansion can contribute to whole-plant salt tolerance.
Traditional Indonesian homegardens harbour often high crop diversity, which appears to be an important basis for a sustainable food-first strategy. Crop pollination by insects is a key ecosystem service but threatened by agricultural intensification and land conversion. Gaps in knowledge of actual benefits from pollination services limit effective management planning. Using an integrative and agronomic framework for the assessment of functional pollination services, we will conduct ecological experiments and surveys in Central Sulawesi, Indonesia. We propose to study pollination services and net revenues of the locally important crop species cucumber, carrot, and eggplant in traditional homegardens in a forest distance gradient, which is hypothesized to affect bee community structure and diversity. We will assess pollination services and interactions with environmental variables limiting fruit maturation, based on pollination experiments in a split-plot design of the following factors: drought, nutrient deficiency, weed pressure, and herbivory. The overall goal of this project is the development of 'biodiversity-friendly' land-use management, balancing human and ecological needs for local smallholders.
Das Verbundvorhaben beinhaltet vier Teilprojekte, deren gemeinsames Ziel die Einfuehrung biologischer Bekaempfungskonzepte in ausgewaehlten Gemuese- und Zierpflanzenkulturen ist. Im Mittelpunkt steht dabei der gezielte Einsatz von Nuetzlingen, beispielsweise zur biologischen Bekaempfung von Spinnmilben in Gurken. Dort findet normalerweise die Raubmilbe Phytoseiulus persimilis Verwendung. Ihr Einsatz ist jedoch insbesondere bei niedrigen Luftfeuchten mit Schwierigkeiten verbunden. Ein schneller Bekaempfungserfolg laesst sich nur erzielen, wenn der erste Befall schnellstens erkannt und umgehend bekaempft wird. Ein vorbeugender Einsatz kann nicht empfohlen werden, da Phytoseiulus persimilis Raubmilben zum Kannibalismus neigen. Die raeuberische Gallmuecke Therodiplosis persicae stellt sich in Gurkenbestaenden haeufig als natuerlicher Gegenspieler der Spinnmilbe ein. Sie saugt im Vergleich zu den Raubmilben nicht nur Larven, sondern auch adulte Tiere aus. Seit kurzer Zeit wird Therodiplosis persicae auch von verschiedenen Nuetzlingsproduzenten angeboten. Im Rahmen des FuE-Vorhabens soll sie erstmalig in die Praxis eingefuehrt werden. Dabei wird eine dauerhafte Etablierung in den Gewaechshaeusern angestrebt, um die derzeit mit hohen Kosten verbundene biologische Spinnmilbenbekaempfung wirtschaftlicher zu gestalten.
Die Effizienz bekannter Biokontroll-Organismen gegen die bodenbürtigen Krankheitserreger Fusarium und Verticillium in wichtigen Kulturpflanzen in Deutschland (Raps, Zuckerrübe) und Griechenland (Tomate, Gurke, Aubergine) soll untersucht und die effektivste Applikationstechnik unter kommerziellen Anbaubedingungen in Gewächshaus und Feld soll ermittelt werden als Beitrag zur nachhaltigen Bioökonomie. Zunächst soll die Interaktion zwischen Biokontroll-Organismen und Krankheitserregern im Labor untersucht werden. Im Anschluss werden Gewächshausversuche zur Bestimmung der Effizienz der Krankheitsunterdrückung durch Biokontroll-Organismen in verschiedenen Wirtspflanzen mittels visueller Bonituren, quantitativer PCR und konfokaler Lasermikroskopie durchgeführt. Parallel werden in Zusammenarbeit mit der KWS Saat AG geeignete Saatgutbehandlungen mit den Biokontroll-Organismen entwickelt und von den griechischen Partnern die Suppressivität von Mikroorganismen in Komposten gegen die Krankheitserreger untersucht. Zuletzt werden Feldversuche zur Effizienz der Biokontroll-Organismen durchgeführt.