Das vorgeschlagene Projekt dient der Weiterentwicklung und Optimierung der sensorbasierten Präzisionsphänotypisierung für die Pflanzenzüchtung sowie der Etablierung von Triticale als Rohstoffpflanze. Dabei wird eine Kombination von sensorbasierter Feldphänotypisierung und Genomik eingesetzt um eine Steigerung des Biomasseertrags und die zielgerichtete Verbesserung von dessen Komponenten zu erreichen. Des Weiteren erfolgt eine direkte und indirekte Selektion auf die Ressourceneffizienz von Triticale, insbesondere die Verbesserung der Stickstoffeffizienz. Das Projektvorhaben gliedert sich in folgende Komponenten: (1) eine praxisrelevante Population von 1.000 aus aktuellen Zuchtprogrammen stammenden Triticalelinien aufzubauen und mit genomweiten Markern sowie für Kandidatengene zu genotypisieren, (2) neue, zu den bisher verwendeten komplementäre Sensoren mit Selektivität für bisher überhaupt nicht erfasste pflanzenphysiologische Parameter ins Sensormodul der BreedVision Phänotypisierungsplattform zu integrieren und an Triticale zu evaluieren, (3) ein neues Sensormodul zur Erfassung der Bestandesdichte zu entwickeln und ebenfalls an Triticale, Weizen und Roggen zu evaluieren, (4) das BreedVision System neben der kontinuierlichen Messfahrt zu erweitern für statische Messungen im Stop-and-Go Messmodus, (5) die BreedVision Plattform zur Erfassung und Vorhersage des Biomasseertrags sowie für bisher nicht erfasste, für die Ertragsbildung relevante Komponenten, wie die Bestandesdichte und die Pflanzenphysiologie, in der etablierten Triticalepopulation zu nutzen, (6) die Effizienz von Triticalegenotypen unter reduziertem Stickstoff- und Pestizideinsatz zu evaluieren, und (7) die gewonnenen Daten zur prädiktiven Züchtung von Triticale als ressourceneffiziente Rohstoffpflanze zu nutzen.
Der Anpassung von Produktionsverfahren für Rohstoffpflanzen kommt eine Schlüsselstellung bei der Verringerung der Klimawirkung der Landwirtschaft zu. Diese ackerbauliche Nutzung steht im Verdacht, durch verstärkten Abbau der Humus- bzw. C-Vorräte im Boden die CO2-Quellenfunktion zu befördern. Besonderer Handlungsbedarf besteht bei der Minderung der negativen Klima- und Umweltwirkungen, die aus der Ausbringung der bei der Biogasproduktion anfallenden Gärreste resultieren. Eine Reihe von Indizien deutet darauf hin, dass sich die genannten Probleme mithilfe der alt bekannten Technik der Krumenvertiefung lösen lassen. Die klassische Krumenvertiefung birgt bei flächendeckender Durchführung das Risiko von Bodenverdichtungen und ist durch hohen Energieverbrauch gekennzeichnet. Diese negativen Effekte treten bei partieller und meliorativer (einmaliger Anwendung mit langem zeitlichem Abstand) jedoch nicht auf. Bei einer partiellen Krumenvertiefung (pKV) erfolgt eine intensive, aber dosierte Einmischung von C-ärmeren Unterböden in den Pflughorizont. Dadurch werden im Oberboden Ungleichgewichte im C- und N-Haushalt induziert, die Motor eines schnellen und dauerhaften Humusaufbaues und damit einer CO2-C-Sequestrierung sowie N-Festlegung sind. Eine nachfolgende reduzierte Bodenbearbeitung kann eine zusätzliche Effizienzoptimierung im Sinne von CO2-Einsparungen durch verringerten Energieverbrauch ermöglichen. Das Gesamtziel des Vorhabens besteht darin, herauszufinden, ob sich die Technik der meliorativen, partiellen Krumenvertiefung (pKV) mithilfe eines interdisziplinären Forschungsansatzes so optimieren lässt, dass eine dauerhafte Verminderung der Klima- und Umweltwirkung der Produktion von Rohstoffpflanzen in der landwirtschaftlichen Praxis erreicht werden kann.