Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit dem Chip gegen Überdüngung des Bodens

26.08.2013
Grundwasser, Flüsse und Küstengewässer sind stark mit Nitrat belastet.

Verantwortlich sind hauptsächlich stickstoffhaltige Düngemittel, die in der Landwirtschaft zum Einsatz kommen. Die Felder werden vielfach überdüngt, weil die Landwirte nicht genau wissen, wie viel Düngemittel der Boden tatsächlich benötigt. Hier gibt es jetzt eine interessante Lösung: Mit Hilfe eines Chips kann der Nährstoffgehalt des Bodens binnen weniger Minuten analysiert werden.


Mikrofluidik-Chip für Bodennährstoff-Messungen
"Microsystems Center Bremen (MCB"

Danach können dem Boden gezielt die Nährstoffe zugeführt werden, die er benötigt. Der Mikrochip ist im EU-Projekt OPTIFERT von Wissenschaftlern der Universität Bremen und TU Wien unter Beteiligung weiterer Hochschulen und Industriepartner entwickelt worden.

Das wichtigste Düngemittel in der Landwirtschaft ist Nitrat. Im Boden ist es sehr mobil, wandert in tiefere Schichten oder wird ausgespült. Deshalb ist es sehr schwer einzuschätzen, wie viel Dünger den Ackerpflanzen zur Verfügung stehen. Bisher waren Laboruntersuchungen erforderlich, um den Düngemittelbedarf des Bodens festzustellen. Jetzt übernimmt ein kleiner Spezial-Chip diese Untersuchung. Das Chemie-Labor wird auf den Acker verlegt.

Wie funktioniert dieses „Lab on a Chip“?

Ein halber Teelöffel der zu untersuchenden Erde wird mit Wasser ausgespült und gefiltert. Die Flüssigkeit kommt dann in eine Kapillare, die unter elektrische Spannung gesetzt wird. In dem elektrischen Feld bewegen sich die einzelnen chemischen Bestandteile der Lösung mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Der Chip registriert die unterschiedliche Beweglichkeit der Moleküle und kann daraus die chemische Zusammensetzung des Nährstoffgehaltes des Bodens ableiten. „Der Sensorchip ist zudem mit dem GPS verbunden, so dass der Ort der Bodenprobe und das Untersuchungsergebnis sehr genau zugeordnet werden können“, erläutert Projekt-Leiter Professor Michael Vellekoop vom Institut für Mikrosensoren, -aktuatoren und -systeme im Fachbereich Physik / Elektrotechnik der Universität Bremen. „Das erlaubt eine extrem gezielte Düngung des Ackers. Wir sprechen in dem Zusammenhang vom „Precision Farming“. Das Ausbringen der mit dem Chip ermittelten Düngermenge erfolgt dann durch eine kombinierte Dünge- und Bewässerungsanlage, die vom ttz Bremerhaven und der Firma Hydro-Air aus Brandenburg entwickelt wurde.

Die Methode hat sich im Feldversuch bereits bewährt. Jetzt geht es darum, die Alltagstauglichkeit zu verbessern. „Die Mikrosystemtechnik erlaubt geringe Produktionskosten für den Chip, so dass auch die Kosten für die Bodenuntersuchungen niedrig sind“, erläutert Kai Burdorf, Koordinator des Microsystems Center Bremen (MCB), dessen Aufgabe es ist, Unternehmen die Vorteile und Möglichkeiten der Mikrosystemtechnik aufzuzeigen. Wenn der Chip in einigen Jahren kommerziell hergestellt wird, lässt sich Überdüngung des Ackerlandes in großem Stil verhindern – gut für die Umwelt und gut für den Geldbeutel des Landwirtes.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich Physik / Elektrotechnik
Institut für Mikrosensoren, -aktuatoren und -systeme
Prof. Dr. Michael Vellekoop
Tel. 0421 218 62604
E-Mail: mvellekoop@imsas.uni-bremen.de
Microsystems Center Bremen (MCB)
Kai Burdorf
Tel. 0421 218 62640
E-Mail: kburdorf@mcb.uni-bremen.de

Eberhard Scholz | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bremen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Die smarte klassische Landhausvilla
28.11.2016 | Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896

nachricht Kleinbauern setzen verstärkt auf Monokulturen
10.11.2016 | Georg-August-Universität Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden «Krebssignatur» in Proteinen

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Wichtiger Prozess für Wolkenbildung aus Gasen entschlüsselt

05.12.2016 | Geowissenschaften

Frühwarnsignale für Seen halten nicht, was sie versprechen

05.12.2016 | Ökologie Umwelt- Naturschutz