Agrarforschung

Phänotypische Stabilität und Heterosis von Maishybriden mit unterschiedlicher Stickstoffeffizienz

H.H. Geiger, T. Presterl, E. Thiemt, Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik
April 95 - Dezember 98

Problemstellung

Im Rahmen der SchALVO (Schutz- und Ausgleichsverordnung) fördert der Gesetzgeber in Baden-Württemberg seit 1987 verschiedene Maßnahmen zum Schutz der Trinkwassereinzugsgebiete. Ziel dieser Verordnung ist es, die Belastung der Umwelt und des Trinkwassers durch überhöhte Stickstoff-(N)-Düngung zu reduzieren. Dies führt zu einem Bedarf an Maissorten, die auch bei geringer N-Versorgung noch in der Lage sind, gute Erträge zu erzielen. In vorausgegangenen Gemeinschaftsprojekten der Universität Hohenheim, des Ministeriums Ländlicher Raum Baden-Württemberg sowie der Kleinwanzlebener Saatzucht AG (KWS) wurden in den Jahren 1989-1992 die Voraussetzungen für die Züchtung N-effizienter Körnermaissorten geprüft. Dabei konnte gezeigt werden, daß die Entwicklung von Low-Input-Sorten aus aktuellem Zuchtmaterial möglich ist. Neben einer besseren Anpassung an die reduzierte N-Düngung wurde bei den unter N-Mangel entwickelten Low-Input-Hybriden unabhängig vom Düngungsniveau eine höhere Leistungsstabilität als bei konventionell entwickelten High-Input-Hybriden beobachtet. Dies legt den Schluß nahe, daß Low-Input-Hybriden eine größere ’allgemeine Streßtoleranz’ besitzen. Leistungsfähigkeit und Stabilität einer Hybride werden durch deren Heterosis mitbestimmt. Eine besonders hohe Heterosis ist bei Kreuzungen zwischen genetisch sehr divergenten Eltern zu erwarten.

Ziel

Das vorliegende Projekt dient im besonderen der Untersuchung folgender Fragestellungen:

• Entwicklung von Erbkomponenten für umweltstabile Hybridsorten mit verbesserter Anpassung an Böden mit niedriger N-Versorgung.
• Analyse der Ertragssicherheit von Hybriden mit spezieller Anpassung an Böden mit niedriger N-Versorgung.
• Überprüfung der Hypothese, daß Elternlinien mit divergenter Anpassung an die N-Versorgung zu Hybriden mit erhöhter Heterosis führen.

Untersuchungsmethode

Wie im vorangegangenen Jahr wurden Dent*Flint-Einfachhybriden untersucht. Als Ausgangsmaterial für diese Hybriden dienten Linien, die aufgrund ihrer überlegenen Ertragsleistung auf der hohen N-Stufe (High-Linien), der niedrigen N-Stufe (Low-Linien) bzw. auf beiden N-Stufen (Kombinations-Linien) selektiert worden waren. Darauf aufbauend wurden fünf Sätze zu je neun Einfachhybriden des Typs L*L, L*H, H*L, H*H und K*K erstellt. Die Prüfung dieser Hybriden erfolgte 1997 an sechs Orten mit zwei Stickstoffstufen (ungedüngt, Versuch ortsüblich aufgedüngt). An zwei Orten war es zusätzlich möglich, jeweils eine beregnete Variante zu prüfen. Die Leistung unter einer ortsüblichen Düngung konnte an zwei weiteren Orten untersucht werden.

Bisherige Ergebnisse

Nach zweijähriger Prüfung an ökologisch divergierenden Standorten liegt nun ein umfangreicher Datensatz zu obigen Fragestellungen vor. Die 1996 gefundene Leistungsüberlegenheit der L*L-Hybriden auf ungedüngtem und der H*H-Hybriden auf gedüngtem Niveau wurde durch die Ergebnisse des Versuchsjahres 1997 bestätigt. Die K*K-Hybriden erreichten auf der niedrigen N-Stufe das Leistungsniveau der L*L-Hybriden und waren wie diese den H*H-Hybriden signifikant überlegen. Auf der hohen N-Stufe lag der Ertrag der K*K-Hybriden hingegen zwischen dem der L*L- und der H*H-Hybriden. Allerdings wiesen die Hybridkombinationen innerhalb der Gruppen eine deutliche Variation auf. Ein Vergleich der L*H- und H*L-Hybriden mit dem Mittel der L*L- und H*H-Hybriden ließ keine Leistungsüberlegenheit der Hybriden mit divergent angepaßten Erbkomponenten erkennen. Demzufolge hat die bisherige Selektion von Elternlinien auf niedriger bzw. hoher N-Stufe zu keiner erhöhten Heterosis geführt. Analysen der phänotypischen Stabilität mit dem Regressionsansatz von Eberhart und Russell (1966) ergaben für die L*L-Hybriden im Mittel eine höhere Ertragssicherheit als für die H*H- und K*K-Hybriden, und zwar sowohl auf der ungedüngten als auch auf der gedüngten Stufe.

Konsequenzen für die Praxis

Das vorliegende Projekt greift aktuelle Probleme der Züchtungspraxis bei der Entwicklung von Erbkomponenten für umweltstabile Hybriden mit verbesserter Anpassung an Böden mit niedriger N-Versorgung auf. Durch die Zusammenarbeit mit der Züchtungsfirma KWS fließen die dem Projekt entstammenden Low-Input-Linien direkt in die Sortenentwicklung ein. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse erleichtern es den Züchtern, Sorten mit einer größeren Umweltstabilität und besseren Anpassung an Bedingungen mit reduzierter N-Düngung zu entwickeln. Eine erste Low-Input-Hybride aus diesem Projekt liegt dem Bundessortenamt zur Prüfung vor, sie befindet sich z.Zt. im ersten Jahr der Wertprüfung.

Literatur

• Geiger, H.H. und T. Presterl. 1997. Stickstoffeffizienz als Komponente des Sortenwertes.
  Vortrag. Pflanzenzüchtung. 39: 87-97.
• Thiemt, E., T. Presterl und H.H. Geiger. 1998. Phänotypische Stabilität von Maishybriden mit unterschiedlicher Stickstoffeffizienz. Vortrag. Pflanzenzüchtung. 42: 10-12.

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