Institut für Kulturpflanzenwissenschaften 340

Das Institut für Kulturpflanzenwissenschaften ist strukturiert in die folgenden acht Fachgebiete:

Pflanzenbau
Nachwachsende Rohstoffe in der Bioökonomie
Biostatistik
Qualität pflanzlicher Erzeugung
Produktionssysteme der Sonderkulturen
Ernährungsphysiologie der Kulturpflanzen
Düngung und Bodenstoffhaushalt
Physiologie der Ertragsstabilität

Die Forschung befasst sich mit vielfältigen grundlegenden Fragestellungen zur Entwicklung optimaler und nachhaltiger Anbausysteme für Kultur- und Nutzpflanzen. Dabei wird neben klassischen pflanzenbaulichen und statistischen Fragen ebenso Forschung zu neuen Pflanzen und Produktionsverfahren für die wachsende Bioökonomie, zur optimalen und umweltgerechten Pflanzenernährung, zur Qualität pflanzlicher Produkte und der Resilienz von pflanzlichen Produktionssystemen durchgeführt.
Für die praktische Forschung stehen Labore, Klimakammern, Gewächshäuser und Versuchsfelder an unterschiedlichen klimatischen Standorten zur Verfügung.

Institutstag auf dem Ihinger Hof am 14. März 2023 

FG Pflanzenbau 340a

Leitung: Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger

Wir beschäftigen uns mit der Entwicklung pflanzenbaulicher Anbausysteme (regional, global) unter unterschiedlichen Fragestellungen (ökologisch-konventionell, Integration neuer Kulturpflanzen, Digitalisierung, Intercropping etc.) sowie der Bioökonomie. Zentrales Element ist der Einsatz prozess-orientierter Pflanzenwachstumsmodelle auf verschiedenen Ebenen, die eine ganzheitliche Betrachtung des Systems Boden-Pflanze-Umwelt ermöglichen.

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FG Nachwachsende Rohstoffe in der Bioökonomie 340b

Leitung: Prof. Dr. Iris Lewandowski

Wir forschen und lehren zu Systemen der Biomassebereitstellung aus einer nachhaltigen Landwirtschaft. Hierbei werden schwerpunktmäßig mehrjährige Pflanzensystemen, insbesondere Miscanthus, Wildpflanzen-Mischungen und Grasland, sowie das Nährstoffrecycling in Agrarsystemen, Urban Gardening und Mikroalgen beforscht. Die Aktivitäten zur Nachhaltigkeitsbewertung umfassen die Entwicklung von Konzepten zum Design und zur Bewertung von biobasierten Wertschöpfungsketten und -netzen.

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FG Biostatistik 340c

Leitung: Prof. Dr. Hans-Peter Piepho

Wir beschäftigen uns mit Fragen des Versuchsdesigns und der Analyse großer genomischer und phänotypischer Datensätze, insbesondere im Zusammenhang mit der Genomanalyse in der Tier- und Pflanzenzüchtung. Hierbei steht die Anwendung und Weiterentwicklung von statistischen Verfahren auf Basis gemischter Modelle im Vordergrund.

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FG Qualität pflanzlicher Erzeugnisse 340e

Leitung: Prof. Dr. Christian Zörb

In unserem Fokus stehen pflanzenphysiologische Prozesse und Anbaumethoden die zur Qualitätsbildung pflanzlicher Erzeugnisse (Wein, Getreide, diverse Gemüse) führen, dabei spielen die Auswirkungen des Klimawandels mit Trockenheit oder veränderter Nährstoffakquisition (z.B. Stickstoff) und die Nachhaltigkeit eine wichtige Rolle. Das Fachgebiet betreibt das Weingut der Universität mit Weinberg und Ausbau im Schlosskeller und anschließendem Verkauf (online und limitiert auch Vorort). Es werden vorwiegend neue nachhaltige Rebsorten (Piwi) angebaut und zu Wein ausgebaut.

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FG Produktionssysteme der Sonderkulturen 340f

kommisarische Leitung: Prof. Dr. Christian Zörb

Wir entwickeln praxistaugliche Maßnahmen zur Kulturführung von Gartenbaukulturen. Dabei berücksichtigen wir pflanzenphysiologische und molekularbiologische Anpassungsstrategien sowie endogene Regulationsmechanismen. Unsere Forschungsziele umfassen die Identifikation von Ursachen gartenbaulicher Anbauprobleme, die Erfassung der pflanzlichen Antwort auf Stressoren und die Entwicklung von Präventionsmaßnahmen zur Stressminderung. Dabei beachten wir Umwelt-Pflanze Interaktionen zur Sicherung von Ertrag und Nahrungsmittelqualität der Sonderkulturen.

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FG Ernährungsphysiologie der Kulturpflanzen 340h

Leitung: Prof. Dr. Uwe Ludewig

Wir untersuchen wie Pflanzen, insbesondere Kulturpflanzen, sich auch zukünftig in Zeiten des Klimawandels (Hitzestress, Wasserknappheit, Extremwetter) mit Nährstoffen und Nährelementen versorgen und wie dies zur Pflanzengesundheit beiträgt. Untersuchungen laufen gegenwärtig an Mais, Weizen, Weißlupine, Bohne, Erbse und der Modellpflanze Arabidopsis, vorwiegend zu Fragen der Grundlagenforschung. Dabei werden vor allem Stickstoff, Phosphor und Mikroelemente, wie Eisen und Zink, untersucht. Es werden einzelne Nährstofftransporter und deren Regulation analysiert, zum Beispiel solche für Ammonium (AMTs). Nährstofftransporter werden in Hefen und Oozyten exprimiert, um sie elektrophysiologisch zu charakterisieren. Auch genetische und physiologische Faktoren der Pflanzen, insbesondere deren Wurzeln werden detailliert (Proteomics, RNA-Seq) untersucht, vorwiegend von im Gewächshaus und in Nährstofflösungen angezogenen Pflanzen, aber in einigen Fällen auch auf dem Feld. Zentraler Aspekt ist außerdem die Untersuchung der Rhizosphäre, also dem Bodenraum, der stark von der Pflanze durch Exudate beeinflußt wird, deren bakterielles und pilzliches Mikrobiom. Außerdem wird untersucht, inwieweit sich Pflanzen an wiederholten Stress anpassen, beispielsweise mittels epigenetischer Mechanismen. Das Fachgebiet ist in verschiedenen interdisziplinären Forschungsprojekten international aktiv.

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FG Düngung und Bodenstoffhaushalt 340i

Leitung: Prof. Dr. Torsten Müller

Unsere Forschungsschwerpunkte sind die Grundlagenforschung zur Nährstoffaneignung von Kulturpflanzen einschl. Rhizosphäre, die Umwelt- und bedarfsgerechte Düngung (insbes. Stickstoff und Phosphor) sowie die Auswirkungen und die Mitigation des Global Change im Bezug auf Düngung und Bodenstoffhaushalt. In der Lehre vertritt das Fachgebiet die Bereiche Düngung und Bodenstoffhaushalt in den agrarwissenschaftlichen Studiengängen auf Bachelor- und Master-Niveau.

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FG Physiologie der Ertragsstabilität 340k

Leitung: Jun.-Prof. Dr. Sandra Schmöckel

Wir verfolgen einen systemischen Ansatz, der Grundlagenforschung mit angewandten Forschungsfragen verbindet und in interdisziplinären Forschungsprojekten arbeitet. Wir untersuchen die Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen wie Gerste, Mais und Quinoa gegenüber dem Klimawandel und extremen Wetterereignissen wie Wassermangel, Hitze- und Salzstress. Wir nutzen genetische Ressourcen und analysieren die Pflanzenphysiologie, in dem wir klassische Methoden mit -omics-gesteuerter Physiologie (z.B. RNAseq) kombinieren. Um die molekularen Grundlagen abiotischer Stresstoleranz zu untersuchen, nutzen wir verschiedene Werkzeuge, wie beispielsweise die Modellpflanze Arabidopsis thaliana, Genomeditierung in Gerste oder das heterologe Expressionssystem Hefe.

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