Profil FG Pflanzenbau 340a

Im Zentrum des Fachgebietes Pflanzenbau stehen folgende Forschungsschwerpunkte:

• Modellierung
  Entwicklung und Evaluierung verschiedener Computermodelle und Methoden zur Simu­lation pflanzlicher Wachstums- und Ertragsbildungsprozesse sowie komplexer Sys­tem­zu­sammen­hänge in Anbausystemen. Hierzu erfolgt eine Kom­bi­nation aus prozessorientierten Modellen sowie experimentellen/empirischen Arbeiten (Feldver­suche, etc.) zur Kalibrierung und Validierung der Modelalgorithmen.

• Bioökonomie
  Im Zuge des Aufbaus einer wissensbasierten Bioökonomie in Deutschland konzentriert sich dieser Forschungsschwerpunkt auf die Evaluierung verschiedener Kulturpflanzen sowie die Entwicklung entsprechender Anbausysteme, die mit ma߬geschneiderten "plant made" Inhaltsstoffen Rohstoffe und Synthesebausteine für verschiedene Industriezweige (z.B. Pharma-, Kosmetik- oder Lebensmittelindustrie) liefern. Die Möglichkeiten einer Kaskaden-nutzung bzw. der ganzheitlichen Nutzung der Pflanzen (multi-purpose) sollen dabei ebenfalls untersucht werden. Der Schwerpunkt umfasst auch die Entwicklung neuer Wert- und Wirkstoffe aus Medizinalpflanzen und stützt sich auf die laufenden Arbeiten zu phytocannabinoidreichen Cannabisgenetiken. Hierbei werden Verfahren zum Anbau- (Outdoor und Indoor), zu Ernte- und Aufbereitungstechnologien, sowie Extraktions- und Analyseverfahren, sowie der Konzeption neuer Endprodukte entwickelt.

• Digitalisierung und Phenomics
  Im Forschungsfeld Digitalisierung und Phenomics wird die Vernetzung von Sensoren und Daten verschiedener Ebenen mit 3D-Modellen angestrebt, um einen effizienten, ressourcen- und umweltschonenden Anbau landwirtschaftlicher Kulturpflanzen in unterschiedlichen Anbausystemen sowie die Optimierung dieser Systeme zu ermöglichen.
  Durch die Verknüpfung von Phenomicsdaten mit funktionell-strukturellen Pflanzenmodellen (FSPM) kann die Simulation des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzen über die Zeit und im dreidimensionalen Raum bei gleichzeitiger Quantifizierung komplexer Interaktionen zwischen Architektur und physiologischen Prozessen wie Photosynthese, Assimilatverteilung, Pflanzenmorphogenese erfolgen. Sensoren unterstützen dabei in der Bestimmung der relevanten Traits. Hierbei werden u.a. Edge-Cloud Architekturen für den Aufbau einer Datenmodellierung und Integrations-Plattform eingesetzt, um der Datenfülle Rechnung zu tragen. Die gleichen Sensoren- und Modellierungstechniken werden auch für den Bereich des Smart Farmings und der Erarbeitung teilflächenspezifischer Anwendungen in diesem Forschungsfeld eingesetzt.

• Pflanzenbauliche Anbausysteme der Zukunft
  Die Landwirtschaft ist in besonderem Maße vom globalen Klimawandel betroffen, weil die Wachstumsbedingungen der Nutzpflanzen unmittelbar beeinflusst werden. Dies erfordert die Entwicklung pflanzenbaulicher, klimaresilienter Anpassungsstrategien unter Berücksichtigung der regional unterschiedlichen Wachstumsfaktoren und schließt die Integration neuer Kulturpflanzen mit z.B. veränderten Wärmeansprüchen, kürzeren Vegetationszeiten, angepasstem Wasserbedarf etc. ein. Die Anpassung der Produktionsmethoden und Weiterentwicklung der Anbausysteme erfolgt anhand agrartechnischer Fortschritte (z.B. Smart Farming) und durch neue Anbauverfahren (z.B. Mischanbau, Double-Cropping, Intercropping). Der Einsatz von Pflanzenwachstumsmodellen ermöglicht die Analyse dieser komplexen Systeme und trägt zur Optimierung sowie der Entwicklung neuer Ansätze bei.