Welche Kriterien können bei der Züchtung trockentoleranter Sorten helfen? Lassen sich solche Kriterien mit UAV-gestützter Fernerkundung bestimmen? Zeichnen sich trockentolerante Genotypen durch besondere Eigenschaften des Wurzelwerks aus? Im Rahmen einer Kooperation des Thünen Instituts für Agrartechnologie, dem Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde des Julius Kühn-Instituts sowie Strube Research suchen wir im Projekt "Phaenokopter" darauf Antworten.

Ziel des Projekts sind neue Erkenntnisse und Verfahren für die Züchtung leistungsfähiger Weizensorten mit einer verbesserten Anpassung an Trocken- und Hitzestress. In dem Projekt wird untersucht, wie zuverlässig sich die Trocken- und Hitzetoleranz von Genotypen mit Hilfe Multikopter-gestützter Sensortechniken im Hochdurchsatz beurteilen lässt. Das Projekt sucht des Weiteren nach Antworten auf die Frage, ob bestimmte genetische Strukturen oder charakteristische Phänologien eine erhöhte Disposition für Trocken- und/oder Hitzetoleranz aufweisen und inwieweit genotypische Unterschiede auf eine unterschiedliche Tiefe und Intensität der Durchwurzelung hinweisen.

Teilvorhaben 1

Auf drei Selektionsstandorten mit unterschiedlicher Neigung zu Trockenstress werden ca. 250 Weizengenotypen internationaler Herkunft angebaut. Die Flächen werden mit einem Oktokopter beflogen, der mit einer Thermo-, einer Farb- und einer Nahinfrarotkamera ausgestattet ist. Die Multikopter-gestützte Hochdurchsatzphänotypisierung wird auch in einer Rain-out Shelter Anlage angewandt, mit der sich Trockenstresssituationen hinsichtlich Zeitpunkt, Dauer und Intensität simulieren und weitgehend reproduzieren lassen.

Teilvorhaben 2

Begleitend werden umfangreiche Untersuchungen der Wurzelentwicklung unter laufender Beobachtung des Bodenwassergehaltes durchgeführt. Sofern im Projekt signifikante Zusammenhänge zwischen der Wurzelentwicklung und oberirdisch gemessenen Pflanzeneigenschaften gefunden werden, können sich daraus neue Möglichkeiten zur indirekten Selektion auf Wurzeleigenschaften ergeben.

Teilvorhaben 3

In einem weiteren Versuch wird die Hitzetoleranz von Weizengenotypen untersucht. Dazu wird in einem Folientunnel mit temperaturgesteuerter Lüftung ein mäßiger Hitzestress erzeugt und gleichzeitig eine ausreichende Wasserversorgung sicher gestellt, um die Hitzestresseffekte ohne überlagerte Trockenstresseffekte untersuchen zu können.