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Entwicklung von Wintererbsenprototypen (Pisum sativum L.) im Gemengeanbau unter ökologischer Bewirtschaftung

Quendt, Ulrich; Bruns, Christian; Haase, Thorsten; Müller, Karl-Josef and Heß, Jürgen (2014) Entwicklung von Wintererbsenprototypen (Pisum sativum L.) im Gemengeanbau unter ökologischer Bewirtschaftung. [Development of winter pea (Pisum sativum L.) genotypes for mixed cropping under conditions of organic farming.] Universität Kassel, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften, D-Witzenhausen und Gesellschaft für geotheanistische Forschung e.V., Getreidezüchtung Darzau, D-Neu Darchau.

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Summary

Ziel des Projektes war die züchterische und pflanzenbauliche Entwicklung und Optimierung von Wintererbsenprototypen, die sich durch Winterhärte, Standfestigkeit, eine klare Determinierung sowie eine hohe Ertragsleistung bei möglichst guter Qualität als Futtermittel auszeichnen.
Die neuen Sorten sollten darüber hinaus eine geringe Krankheitsanfälligkeit aufweisen und besonders für den Gemengeanbau mit Wintergetreiden und -ölfrüchten geeignet sein. Damit sollten sowohl die notwendigen Vorarbeiten zur Zulassung neuer Sorten unter den Bedingungen des ökologischen Landbaus geleistet als auch ein Leitbild für die weitere Züchtung von Wintererbsen für Reinsaat oder für den Gemengeanbau vorgelegt werden.
Basierend auf 5 Kreuzungen vollblättriger, buntblühender Winterfuttererbsen und weißblühender, halbblattloser Körnererbsen wurden aus 33 Nachkommenschaftslinien und genetischen Ressourcen mit einem weitem Spektrum an morphologischen Kombinationen von Blatttypen und Blütenfarben sowie Pflanzenlängen nach einem Testdurchgang an 2 Standorten im Jahr 2011 12 Genotypen selektiert (eine halbblattlos-bunte, sechs halbblattlos-weiße, zwei vollblättrige-bunte und drei vollblättrig-weiße Genotypen). Diese wurden bis zum Jahr 2013 auf beiden Standorten auf ihre Anbaueignung im Gemengeanbau und der Reinsaat hinsichtlich Überwinterungsleistung, Feldaufgang, Standfestigkeit, Deckungsgrad, unspezifische Krankheitsanfälligkeit, Ertrag sowie Futterwerteigenschaften überprüft und mit der Referenzsorte EFB33 und 3 weiteren Herkünften verglichen (alle vollblättrig–bunt). Im Jahr 2013 wurden außerdem noch 2 Standorte hinzugenommen.
Mit den geprüften Linien konnte das bisherige Sortenspektrum erweitert und insbesondere hinsichtlich der Anbauwürdigkeit von Wintererbsen zur Körnernutzung im Gemengeanbau in Bezug auf eine verbesserte Standfestigkeit, gleichmäßigere Abreife, höhere TKM und Ertrag ein wichtiger Beitrag geleistet werden. Jedoch war die Ertagsleistung abhängig von der Witterung, dem Standort und der Anbauform. Der Reinertrag der Genotypen reichte daher von 1 bis 52 dt/ha.
Die beiden Genotypen der vollblättrig-buntblühenden und der halbblattlos-buntblühenden Gruppe waren bis auf wenige Ausnahmen über alle Jahre, Standorte und Anbauformen unter den 50% der Besten. Sie wiesen auch die geringste Krankheitsanfälligkeit gegenüber boden- und samenbürtigen Krankheiten auf. Insbesondere der Genotyp L1 zeigte auf allen Standorten und in allen Anbauformen gute Ertragsleistungen, zeigte einen determinierten Wuchs und wies im Gemenge eine gute Standfestigkeit auf. Dagegen war das Bild der Genotypen aus der weißblühenden Gruppe differenzierter. Während der Feldaufgang in enger Beziehung zur Blütenfarbe stand, konnte für das Merkmal Überwinterung kein signifikanter Unterschied in Bezug auf die Blütenfarbe festgestellt werden. Um extreme Kahl- und Wechselfröste abzupuffern, muss die Überwinterungsleistung insbesondere auf weniger wüchsigen Standorten noch gesteigert werden. Die Gemenge mit Triticale haben sich als besonders gut im Vergleich zu Roggen, Weizen oder Winter-Ölfrüchten herausgestellt, da hier durchschnittlich der höchste Reinertrag bzw. Gesamtertrag erreicht wurde und die Entwicklungsstadien der Triticale sehr gut mit den Wintererbsen übereinstimmten. Dies erwies sich auch im extrem kalten Winter 2012 als sehr günstig. Eine Reinsaat der Genotypen ist - aufgrund der hohen Pflanzenlängen und des Beikrautdrucks - weiterhin nicht zu empfehlen. Gute Futterwerteigenschaften zeigten sich insbesondere bei den vollblättrigen, weißblühenden Genotypen, da sie nur geringe Tanningehalte und hohe Rohproteingehalte aufwiesen. Bei allen Genotypen wurde lediglich eine geringe Trypsininhibitorenaktivität nachgewiesen.

Summary translation

The aim of the project was to develop and optimize winter pea genotypes characterized by winter hardiness, lodging resistance, a clear determination, a high yield and high quality fodder, both from a breeder’s perspective and through optimized crop production. Furthermore, the new cultivars should have a low susceptibility to diseases and be fit for intercropping with winter cereals and oil-crops. A major goal of the project included provision and fulfillment of necessary preparatory work for the registration of new varieties for organic farming conditions. Finally, the provision of a general concept for breeding of winter peas for pure stand and mixed cropping was pursued.
Twelve genotypes were selected for further tests after trials in 2011 at 2 sites (one semileafless/colored, six semi-leafless/white, two regular-leaf/colored and three regularleaf/white). These are the result of 33 progeny lines generated from 5 crosses of regular-leaf, purple flowering winter peas with semi-leafless, white colored grain (spring) peas providing a wide spectrum of morphological combinations of leaf-type, flower colour and plant height. These genotypes were tested and compared with the reference EFB33 alongside 3 other genetic resources at 2 sites from 2011 - 2013 for suitability in pure stand and mixed cropping in organic farming with respect to winter hardiness, emergence, lodging resistance, plant coverage, unspecific disease resistance, yield and fodder-quality. In 2013 two more sites were added.
These lines add to the existing variety spectrum, contributing to the suitability of winter peas for grain production by providing improved lodging resistance, even maturity, higher thousand kernel mass and yield. However, yield was dependent on weather conditions, site and cropping system. Hence, the pure yield reached from 1 to 52 dt/ha.
Except for a few cases the regular-leaf/coloured and semi leafless/coloured genotypes were among the 50% best performing genotypes over time, sites and cropping systems. They also showed the lowest susceptibility for seed and soil borne diseases. In particular, the genotype L1 showed good yield, determined growth and good lodging resistance across sites and cropping systems. In contrast the white coloured genotypes revealed a more differentiated picture. While emergence was in close relation to flower colour there was no correlation with the trait of overwintering. To withstand extreme bare frost or alternating warmth-frost incidences the overwintering rate needs to be enhanced, particularly for less fertile sites. Intercropping with Triticale was superior compared to mixes with rye, wheat or winter oil crops (such as rape); on average the former resulted in the highest pure and total yield especially as the developmental stages of the Triticale coincided very well with the winter peas. In particular, in the extremely cold winter in 2012 this was highly beneficial. A pure stand of the genotypes is still not recommended due to the plant length and weed pressure. Good fodder quality was particularly shown for the regular-leaf/white flowering genotypes as they contained low tannin contents and high raw protein. All genotypes had low Trypsin inhibitory activity.

EPrint Type:Report
Keywords:BÖLN, BOELN, BÖL, BOEL, FKZ 09OE078, FKZ 10OE008, Wintererbsen, Erbsen, Pisum sativum, Futtererbsen, Leguminosen, Gemengeanbau, Pflanzenzüchtung, Pflanzenbau, Winterpea, Pea, Legumes, Pulses, Mixed Cropping, Plantbreeding
Subjects: Crop husbandry > Production systems > Cereals, pulses and oilseeds
Crop husbandry > Breeding, genetics and propagation
Research affiliation: Germany > Cereal Breeding Research Darzau
Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenzüchtung
Germany > University of Kassel > Department of Organic Farming and Cropping
Related Links:http://www.bundesprogramm-oekolandbau.de, http://orgprints.org/cgi/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=09OE078&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen, http://orgprints.org/cgi/saved_search?savedsearchid=1299
Deposited By: Bruns, Dr. Christian
ID Code:28902
Deposited On:03 Jun 2015 11:50
Last Modified:21 Oct 2015 14:11
Document Language:German - Deutsch
Status:Unpublished
Refereed:Not peer-reviewed
Additional Publishing Information:Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft.
Projektleitung FKZ 09OE087: Dr. Christian Bruns, Universität Kassel, FB Ökologische Agrarwissenschaften, FG Ökologischer Land- und Pflanzenbau
Projektleitung FKZ 10OE008: Dr. Karl-Josef Müller, Gesellschaft für goetheanistische Forschung e.V., Getreidezüchtung Darzau

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