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Moderne Sensoren nützen Pflanzengesundheit und Züchtung

74. Pflanzenzüchtertagung: Gesammelte Daten ermöglichen Optimierung der Pflanzenentwicklung und Sortenanalyse, die hohen Innovationsgrad in der Züchtung sicherstellt.

Wien, 22. November 2023 ... Neue Sensortechnologien und das Projekt ECOBREED standen im Zentrum der 74. Pflanzenzüchtertagung von Saatgut Austria und der Universität von Bodenkultur, die von 20. bis 22. November in Zusammenarbeit mit der HBLFA Raumberg-Gumpenstein stattfand. Diesjähriges Thema der Veranstaltung war „New sensing technology for affordable phenotyping in plant breeding“. Diese neuartigen und innovativen Instrumente, künstliche Intelligenz und die Big-Data-Analyse haben sich in den letzten Jahren rasant entwickelt. Früher wurden diese Monitoring-Arten hauptsächlich auf der Mikroebene angewendet wie beispielsweise für pflanzenphysiologische Experimente in künstlichen Klimakammern. Im Fokus der Tagung standen aber vor allem Anwendungen auf Makroebene, die z.B. eine effiziente Bewirtschaftung der Kulturen durch Überwachung der Bodenfeuchtigkeit oder des Schädlings- und Krankheitsbefalls gewährleisten. Weitere Möglichkeiten sind die Überwachung des Pflanzenwachstums (ober- und unterirdisch) sowie die Erfassung der Nährstoff- und Wassernutzungseffizienz.

„Moderne und innovative Technologien ermöglichen den Landwirten eine effiziente Bewirtschaftung ihrer Kulturen sowie ertragreiche und hochwertige Ernten. Sie tragen dazu bei, das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen zu jedem Zeitpunkt überwachen zu können, Schritte im Sinne der Pflanzengesundheit zu setzen und so das Potenzial von Sorten optimal zu nützen. Die gesammelten Daten fließen zudem in die Forschung und die Pflanzenzüchtung und erlauben wichtige Rückschlüsse zu den Sorten. Das stellt einen hohen Innovationsgrad in der Pflanzenzüchtung sicher“, so Michael Gohn, Obmann von Saatgut Austria.

Innovationen erleichtern Phenotyping

Der Begriff Phänotyp bezeichnet die Gesamtheit aller charakteristischen Merkmale einer Pflanze. Er wird durch die im Erbgut abgelegten Informationen und die einwirkenden Umwelteinflüsse während der Pflanzenentwicklung bestimmt. Sie beeinflussen den Aufbau, die Funktionen, die Leistung, die Ressourceneffizienz und die Widerstandsfähigkeit einer Pflanze sowie damit auch Ernte und Ertrag. Das „Phenotyping“ – also die Erfassung des Pflanzenwachstums mittels Bildgebung während der jeweiligen Wachstumsperiode – ermöglicht die Bewertung unter verschiedensten Umwelteinflüssen.

Peter Riegler-Nurscher, Experte für Computer Vision and Machine Learning bei Josephinum Research, betont: „Neue Sensoren eröffnen Möglichkeiten im Bereich des kostengünstigen Phenotypings. Insbesondere Verfahren, die auf Künstlicher Intelligenz basieren, zeigen dabei hohes Potenzial. Unter anderem werden Farbbilder verwendet, um Modelle zu trainieren, die Pflanzenorgane, Nährstoffunterversorgung, Pflanzenkrankheiten und Schädlinge zu erkennen sowie zu vermessen.“

ECOBREED: Phenotyping leistet wichtigen Beitrag

Kostengünstiges Hochdurchsatz-Phenotyping war auch ein Schwerpunkt im internationalen Bio-Pflanzenzüchtungsprojekt ECOBREED, dessen Ziel es ist, die Verfügbarkeit von Saatgut und Sorten für den Bio-Sektor zu erhöhen. In diesem Projekt werden Weizen, Kartoffel, Sojabohne und Buchweizen bearbeitet. Von österreichischer Seite sind daran das Institut für Pflanzenzüchtung der Universität für Bodenkultur Wien, die Saatzucht Gleisdorf und Saatgut Austria beteiligt. Das Projekt deckt sich mit den Zielen des Green Deal und wird aus EU-Mitteln finanziert. Zu den Züchtungszielen zählen neben einer erhöhten Krankheitsresistenz – bei Weizen steht hier vor allem die Resistenz gegen Steinbrand im Vordergrund – vor allem eine verbesserte Stressresistenz im Hinblick auf den Klimawandel, eine erhöhte Nährstoffeffizienz und eine zufriedenstellende Qualität bei weniger Input bzw. biologischer Produktionsweise.

Automatisiertes Phenotyping kam im Rahmen des Projektes vor allem bei Weizen und Sojabohne zum Einsatz. Bei Weizen erfolgte die Charakterisierung der sortentypischen Reaktion auf Trockenheitsstress im frühen Entwicklungsstadium des Schossens, welcher in den vergangenen Jahren regelmäßig in Winterweizenbeständen auftrat. Bei Sojabohne wurden neue Sensortechnologien zur Erfassung von Sortenunterschieden hinsichtlich der Stickstoff-Fixierung angewandt. In beiden Fällen konnten deutliche Unterschiede zwischen Sorten und somit unterschiedlicher Genetik festgestellt werden. Diese Ergebnisse fließen nun in neue Kreuzungen und Selektionsstrategien ein. Die Schaffung neuer Sorten die besser an sowohl geänderte Klimabedingungen als auch an die Bedingungen des biologischen Landbaus angepasst sind, soll dadurch effizienter und schneller erfolgen.    

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Über Saatgut Austria

Saatgut Austria ist die Vereinigung der Pflanzenzüchter, Saatgutproduzenten und Saatgutkaufleute Österreichs und übernimmt die Vertretung der gemeinsamen Interessen der Saatgutwirtschaft. Zu den Mitgliedern zählen 25 Firmen, drei Institutionen und zehn Einzelpersonen. Der Obmann der Vereinigung ist Michael Gohn (Probstdorfer Saatzucht), seine Stellvertreter sind Johann Blaimauer (RWA), Johann Birschitzky (Saatzucht Donau) und Erich Schwarzenberger (Samen Schwarzenberger).

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