Um die Ernteproduktivität in allen Umgebungen zu optimieren, testen Sojabohnenzüchter jedes Jahr neue Sorten an mehreren Standorten. Die leistungsstärksten Sorten dieser Standorte werden für die weitere Züchtung und eventuelle Vermarktung ausgewählt. Allerdings deutet eine neue Studie der University of Illinois Urbana-Champaign darauf hin, dass die derzeitigen Teststandorte für Sojabohnen den Züchtern möglicherweise nicht das beste Preis-Leistungs-Verhältnis bieten.
„Wir haben uns mit den meisten Sojabohnenzüchtern an öffentlichen Forschungsuniversitäten im Mittleren Westen getroffen und gefragt, wo sie in den letzten 30 bis 40 Jahren ihre Versuche durchgeführt haben“, sagte Nicolas Martin, außerordentlicher Professor in der Abteilung für Nutzpflanzenwissenschaften, die Teil der ist College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (ACES) in Illinois. „Wir haben herausgefunden, dass sie dazu neigen, diese Standorte eher aus Tradition auszuwählen.“
Auch die Bequemlichkeit ist ein großer Pluspunkt.
„Bestimmte Arten von Standorten sind aufgrund ihrer Tradition und nicht wegen ihres Nutzens für die Umwelt überrepräsentiert, zum Beispiel Standorte in der Nähe großer Forschungsuniversitäten wie Urbana, Illinois, Ames, Iowa oder Lafayette, Indiana. Es ist nicht so, dass wir viele Daten aus diesen Umgebungen benötigen.“ , aber diese Teststandorte sind leicht zugänglich, wo Sorten entwickelt werden“, sagte Doktorandin Catherine Gilbert, die Erstautorin der Studie.
Das Team analysierte langfristige Klimadaten und Aufzeichnungen von Sojabohnenversuchen, um zwei neue Kartensätze zu entwickeln, die den Züchtern helfen würden, die Platzierung und Nutzung von Teststandorten strategisch zu planen. Die erste Karte stellt häufige Umgebungen dar und bevorzugt generalistische Phänotypen, die unter den meisten Bedingungen gut funktionieren. Der zweite Schwerpunkt liegt auf der Variation der Umweltbedingungen und der Optimierung spezialisierter Phänotypen, die unter bestimmten Bedingungen gut funktionieren.
„Zuchtprogramme können unterschiedliche Philosophien haben“, sagte Martin. „Eine davon besteht darin, nachzuahmen, wo die meisten Landwirte anbauen. Andere versuchen, Redundanzen an den Standorten zu vermeiden, an denen Sie Ihre Sorten erziehen. Wenn Sie sie verschiedenen Wachstumsbedingungen aussetzen, sehen Sie, welche widerstandsfähiger sind.“
In beiden Fällen deutet die Analyse darauf hin, dass die Züchter die Teststandorte neu verteilen müssen. Gilbert sagt, es müssten einige ziemlich radikale Änderungen vorgenommen werden, einschließlich der vollständigen Öffnung und Schließung von Teststandorten und der Streichung und Hinzufügung von Hunderten von Sojabohnensorten auf der Karte.
„Um die Tests für die allgemeine Anpassung zu optimieren, sollten wir im Süden von Minnesota, Iowa und im Osten von South Dakota expandieren“, sagte sie. „Und für eine spezielle Anpassung müssen wir mehr Teststandorte in Nebraska und wiederum in South Dakota einrichten.“
Als Martin und Gilbert ihre Ergebnisse den kooperierenden Züchtern präsentierten, sagten die meisten, dass sie die Informationen bei Entscheidungen über die Verlegung, Eröffnung oder Schließung von Teststandorten berücksichtigen würden.
Da sich Testnetzwerke darauf stützen, wie gut sie die Sojaanbauumgebung darstellen, und nicht auf Tradition oder Zweckmäßigkeit, können die neuen Karten ein sich änderndes Klima besser berücksichtigen. Die Forscher hoffen, dass ihr Ansatz künftig Zuchtprogrammen bei der Auswahl widerstandsfähigerer Sorten helfen kann.
„Wir glauben, dass unsere Ergebnisse eine zukünftige Anpassung der Sorten an die Wachstumsbedingungen, mit denen Landwirte häufiger konfrontiert werden, leiten könnten. Daher ist es unser Ziel, die Umweltdarstellung der Versuche zu verbessern, was uns eine genauere Bewertung der Sorten anhand ihrer Leistung und eine bessere Auswahl ermöglichen würde.“ leistungsfähige Sorten“, sagte Gilbert.
Martin fügte hinzu: „Das vorgeschlagene Standortauswahlprotokoll verbessert nicht nur die Genauigkeit unserer Sortentests, sondern öffnet auch Türen zu neuen Regionen, die die Anpassung von Sojabohnensorten erforschen. Wir können eine proaktive Haltung bei der Sortenentwicklung fördern, indem wir neue Ressourcen in unterrepräsentierten Gebieten zuweisen, die Potenzial für haben.“ Widerstandsfähigkeit der Sojabohnensorte.
Die Forschung ist veröffentlicht im Tagebuch Grenzen der Pflanzenwissenschaft.
Mehr Informationen:
Catherine Gilbert et al., Verwendung agrarökologischer Zonen zur Verbesserung der Darstellung eines Multi-Umwelt-Versuchs von Sojabohnensorten, Grenzen der Pflanzenwissenschaft (2024). DOI: 10.3389/fpls.2024.1310461