BreedFACE
Feld-Phänotypisierung unter erhöhtem CO2
Die breedFACE-Anlage ermöglicht den Anbau von Pflanzen unter erhöhtem CO2-Gehalt auf dem Feld mit Hilfe der Free Air CO2 Enrichment (FACE)-Technologie und die Quantifizierung von Pflanzenmerkmalen mit Hilfe des automatischen Positionierungssystems "Fieldsnake".
Der Standort von BreedFACE befindet sich derzeit im Campus Klein-Altendorf (50.628122, 6.98885), der landwirtschaftlichen Versuchsstation der Universität Bonn, auf einem lehmig-tonigen Schluffboden (Luvisol). Diese reichen Böden sind sehr homogen und werden seit vielen Jahren landwirtschaftlich genutzt. Die derzeitige Praxis sieht vor, dass mindestens zwei Jahre vergehen, bevor man auf denselben Standort zurückkehrt, um die Fruchtfolge einzuhalten und die Homogenität des Feldes zu wahren. BreedFACE ist so aufgebaut, dass bei normaler agronomischer Praxis (Düngemittel und Pestizide werden von Traktoren ausgebracht) auf Parzellen im Züchtermaßstab (1,5 x 3 m) mehrere Genotypen bei erhöhtem CO2 angebaut werden können. Jede Pflanze, die für die Region geeignet ist und nicht mehr als 1 Meter hoch ist, kann im Prinzip unter erhöhtem CO2 angebaut werden.,
Die BreedFACE-Struktur zur CO2-Erhöhung besteht aus einem Achteck aus ~7,25 m langen Stahlrohren (~254 m2), die PVC-Rohre mit lasergebohrten Löchern von jeweils 20-30 cm für den Ausstoß von CO2 tragen. Der CO2-Gehalt wird automatisch auf 600 ppm in der Mitte des Rings eingestellt. Die Stahlrohre sind auf modularen Pfählen befestigt, die mit dem Wachstum des Pflanzendaches in der Höhe wachsen können, um eine gleichmäßige CO2-Anwendung und die übliche landwirtschaftliche Praxis zu gewährleisten. Das CO2 wird aus zwei Flüssig-CO2-Lagertanks gewonnen, die an einen Verdampfer angeschlossen sind. Die Lagertanks sind auf Anhängern untergebracht, so dass BreedFACE bei Bedarf den Standort wechseln kann. Insgesamt können 3 Ringe gleichzeitig betrieben werden.
Das Positionierungssystem "Fieldsnake" ist so konzipiert, dass eine große Brücke von 21 Metern Länge über die ZuchtFACE-Ringe und Kontrollflächen fahren kann. Entlang der Brücke der "Fieldsnake" bewegt sich eine universelle Sensor-Montageplattform, die GPS-gesteuert ist und mit einer Genauigkeit von <5cm automatisch über den Parzellen positioniert wird. Sensoren zur Quantifizierung von strukturellen (z.B. PlantEye) und photosynthetischen (z.B. LIFT) Pflanzenmerkmalen sind integriert. Darüber hinaus können Pflanzeneigenschaften im BreedFACE mit Hilfe von Kameras quantifiziert werden, die auf unbemannten Luftfahrzeugen montiert sind, die häufig eingesetzt werden
BreedFACE ist Teil des DPPN-Access, wobei der DPPN e.V. das Ziel verfolgt, der wissenschaftlichen Gemeinschaft modernste Infrastrukturen und Phänotypisierungseinrichtungen mit einem breiten Spektrum von Pflanzenmerkmalen aus Wurzeln, Sprossen und Samen zur Verfügung zu stellen.
