Agrarforschung

Entwicklung von Hybridroggen mit Anbaueignung bei reduziertem Stickstoffeinsatz unter Berücksichtigung der Resistenz gegen Fuß- und Ährenkrankheiten sowie der Back- und Futterqualität

Universität Hohenheim,
Landessaatzuchtanstalt und Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik
A. Hartmann, T. Miedaner und H.H. Geiger                                              
April 1992 - April 1996

Problemstellung

Die z.T. hohen Nitratgehalte des Grundwassers werden hauptsächlich durch die Auswaschung von Düngemitteln bei nicht fachgerechter Anwendung verursacht. Um in Wasserschutzgebieten eine Reduzierung der Nitratauswaschung u.a. durch eine verminderte Stickstoffdüngung zu erreichen, wurde 1987 in Baden-Württemberg die Schutzgebiets- und Ausgleichverordnung (SchALVO) eingeführt. In ihr wurde festgelegt, daß Landwirte mit Flächen in Wasserschutzgebieten Ausgleichszahlungen bekommen, wenn sie die Schutzbestimmungen einhalten und sich am Ende der Vegetationsperiode weniger als 45 kg mineralisierter Stickstoff (Nmin)/ha im Boden (0 - 90 cm) befinden. In diesen Gebieten wäre der Anbau von Sorten vorteilhaft, die den angebotenen Stickstoff effizienter verwerten als herkömmliche Sorten. Damit könnte der Einsatz von Stickstoffdüngung reduziert werden, ohne ein zu starkes Absinken des Ertragsniveaus hinzunehmen.

Ziel

In aktuellem Winterroggenzuchtmaterial wurde untersucht, ob genotypische Unterschiede in der Stickstoffeffizienz vorhanden sind und ob es auf unterschiedlichen Düngungsniveaus zu Rangfolgeverschiebungen der Genotypen (Interaktionen) kommt. Dabei wurden der Kornertrag und seine Komponenten, Merkmale der Back- und Futterqualität, aber auch Resistenzeigenschaften gegenüber Fusarium culmorum und Pseudocercosporella herpotrichoides berücksichtigt.

Untersuchungsmethode

Im Versuchszeitraum wurden jeweils zweijährige Versuche mit 10 Populationen, 25 Einfachkreuzungen, 30 S4-Linien und 138 Testkreuzungen auf zwei Stickstoffstufen (N0=ohne Düngung; N1=140 kg N/ha) auf drei Orten angebaut. Diese waren Eckartsweier bei Offenburg, Bad Schönborn bei Bruchsal und Erbstorf bei Lüneburg.

Ergebnisse

Die Kornerträge reduzierten sich ohne Stickstoff(N)-Düngung im Mittel aller Umwelten ungefähr um 50 %. Dies wurde vor allem durch einen starken Rückgang der Anzahl an Ähren pro m2 und der Kornzahl pro Ähre verursacht. Dagegen wurde das Tausendkorngewicht (TKG) nicht beeinflußt. Eine Veränderung der Back- und Futterqualität durch fehlende N-Düngung war ebenfalls nicht festzustellen. Im angegliederten Resistenzversuch wurde nur bei der Infektion mit Pseudocercosporella herpotrichoides ein schwächerer Befall ohne N-Düngung beobachtet. Die Ergebnisse der Inokulation mit Fusarium culmorum, sowohl am Halm als auch an der Ähre, brachten im Mittel über alle Umwelten keine Befallsunterschiede zwischen den N-Stufen.

Für alle Merkmale wurden signifikante genotypische Unterschiede auf beiden N-Stufen festgestellt. Die Interaktionen zwischen den Genotypen (G) und N-Stufen waren an den Umwelten in der Regel signifikant. Dies konnte in der Analyse über alle Umwelten bei TKG, Wuchshöhe und Proteingehalt ebenfalls festgestellt werden. Für den Kornertrag kam es bei Populationen, Einfachkreuzungen und Testkreuzungen zu Rangverschiebungen von größerer Bedeutung. Insgesamt war jedoch bei allen Merkmalen und Materialgruppen der Einfluß der Umwelten größer als der N-Varianten. Zwischen den N-Stufen konnten in allen Fällen enge genotypische Korrelationen (r = 0,8 - 1,0) beobachtet werden. Die Heritabilitäten lagen bei den meisten Merkmalen auf beiden N-Stufen in einer ähnlichen Größenordnung und waren in der Regel sehr hoch (0,70 - 0,95).

Konsequenzen für die Praxis

Grundsätzlich ist durch die festgestellte Größe der genotypischen Varianz auf beiden N-Stufen die Möglichkeit zur Verbesserung der N-Effizienz gegeben. Aufgrund ähnlicher Heritabilitäten auf beiden N-Stufen und engen genotypischen Korrelationen zwischen den N-Stufen wird bei alleiniger Selektion auf normal gedüngter Stufe der Großteil der besten Genotypen der ungedüngten Stufe miterfaßt. Zu Rangverschiebungen kommt es vor allem im mittleren Bereich der Merkmalsausprägungen. Ein eigenes Zuchtprogramm zur Entwicklung N-effizienter Sorten wird jedoch erst bei einer gesteigerten Nachfrage von sogenannten "Low-Input-Sorten" ökonomisch sinnvoll sein.

Literatur:

• Miedaner T., A. Hartmann, H.H. Geiger, H. Wortmann und B. Stölken. 1993. Vergleich der genetischen Variation für Ertrag und Qualität bei ortsüblicher und minimaler N-Düngung des Hybridroggens. Proc. 9. Int. Tag. Getreideverarb. und Getreidechemie Bergholz-Rehbrücke, 18.-20.10.1993: 106-112
• Hartmann, A., T. Miedaner, and H.H. Geiger. 1996. Genetic variability of hybrid rye under low nitrogen conditions. Vorträge für Pflanzenzüchtung 35: 212-213
• Abschlußbericht, Dezember 1996

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