17.07.2020 09:56 Alter: 129 days

Das dritte Auge sieht mehr – leistungsfähigere Pflanzen und umweltgerechtere Nahrungsmittelproduktion

Kategorie: Forschung

Das 21. Jahrhundert bringt große Herausforderungen: Die Weltbevölkerung wächst stetig an, während es schwindende Ressourcen und die Auswirkungen des Klimawandels immer schwieriger machen, den Nahrungsmittelbedarf der Menschen weltweit zu decken. Eine Strategie, um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, liegt darin, die Pflanzenerträge zu erhöhen. Doch um sowohl die Züchtung von Pflanzen als auch deren nachhaltigen Anbau zu optimieren, braucht es neue Innovationen.

Prof. Schmidhalter vom Lehrstuhl für Pflanzenernährung nutzt optische Sensorik, um die Erträge in der Landwirtschaft zu verbessern.

Der Einsatz von Drohnen kann helfen, die Erträge in der Landwirtschaft zu verbessern (Bild: Jürgen Plass/ Grafik:Yuncai Hu).

Ein Team am Lehrstuhl für Pflanzenernährung der TUM School of Life Sciences forscht deshalb daran, wie optische Sensorik, sogenannte „Hochdurchsatz-Phänotypisierung“, die Erträge in der Landwirtschaft verbessern kann. „Wir nutzen dazu bodengebundene Sensorsysteme, Drohnen- und Satellitendaten“, sagt Prof. Urs Schmidhalter, Leiter des Instituts für Pflanzenernährung. „Die jüngsten Forschungsergebnisse zeigen: Wichtige Leistungsmerkmale von Pflanzen und physiologische Prozesse im Feldversuchswesen und im Anbau von Kulturpflanzen können auf diese Weise rasch und nicht invasiv erfasst werden“, fügt Prof. Schmidhalter hinzu.

Die Daten helfen dabei, die Ertragsleistung der Pflanzen bereits in sehr frühen Selektionszyklen der Züchtung rasch und kostengünstig zu beurteilen. Auch wichtige physiologische Eigenschaften, wie beispielsweise die Stickstoffeffizienz und Dürretoleranz der Pflanzen, können im Feldversuch und in der Züchtung damit begutachtet werden. Künstliche Intelligenz ermöglicht es die riesigen Datenmengen zu verarbeiten.

„Diese Art der Datengewinnung wird künftig nicht nur in der Züchtung wichtig werden, sondern bietet bereits jetzt ein großes Potenzial im nachhaltigen Anbau von Pflanzen, der es ermöglicht weniger Saatgut, Pflanzenschutzmittel und Dünger einzusetzen“, prognostiziert Schmidhalter.

Weiterführende Informationen:

Publikationen:

Jin, X.; Zarco-Tejada, P.; Schmidhalter, U.; Reynolds, M.; Hawkesford, M.; Varshney, R.; Yang, T.; Nie, C.; Li, Z.; Ming, B.; Xiao, Y.; Xie, Y.; Li, S. (2020) High-throughput estimation of crop traits: A review of ground and aerial phenotyping platforms. 2020. IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine. 0-0. 10.1109/mgrs.2020.2998816.

Hu, Y., Knapp, S., Schmidhalter, U. (2020) Advancing High-Throughput Phenotyping of Wheat in Early Selection Cycles. Remote Sensing. 12. 3. 574. 10.3390/rs12030574.

Prey, L.; Hu, Y.; Schmidhalter, U. (2020). High-Throughput Field Phenotyping Traits of Grain Yield Formation and Nitrogen Use Efficiency: Optimizing the Selection of Vegetation Indices and Growth Stages. Frontiers in Plant Science. 10. 10.3389/fpls.2019.01672.

Redaktion:
Susanne Neumann
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit WZW
E-Mail: susanne.neumann[at]wzw.tum.de
Tel.: 08161.71.3207

Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr. Urs Schmidhalter
Lehrstuhl für Pflanzenernährung
E-Mail: schmidhalter[at]wzw.tum.de
Tel.:08161.71.3391