Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn Pflanzen auf dem Bildschirm "wachsen"

28.07.2000


Virtuelle Pflanzenbestände - ein Werkzeug zur Erforschung des Pflanzenwachstums

Der Begriff "virtueller Pflanzenbestand" umreißt ein naturwissenschaftliches, stark interdisziplinär orientiertes Arbeitsgebiet. Dabei werden die Zusammenhänge im Systemverbund Pflanzenbestand-Boden-Atmosphäre mit den Mitteln der mathematischen Modellierung im virtuellen Raum erforscht und computergrafisch visualisiert. Das erfordert die Zusammenführung von Wissen aus so unterschiedlichen Fächern wie Agrarwissenschaft, Informatik, Biologie, Biophysik und Mathematik. Unter Leitung von Prof. Dr. Wulf Diepenbrock wird im Agrarökologischen Institut, einem An-Institut der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, an der Modellierung virtueller Pflanzenbestände geforscht.

In den letzten Jahren hat sich die dreidimensionale Computergrafik von einem reinen Forschungsgegenstand schnell zu einem Teil unserer Erfahrungswelt entwickelt. Realistische, computergenerierte virtuelle Welten in Film und Fernsehen gehören heute schon zu unserem "Alltag". Doch sie werden auch in Wissenschaft und Ingenieurtechnik angewandt, so in der Medizin, der Astronomie und der technischen Konstruktion. Der besondere Wert virtueller Welten liegt in der Möglichkeit ihrer interaktiven Erzeugung, ihrer Visualisierung und nicht zuletzt in der möglichen Veränderung. Beispiele sind hier die Planung und Gestaltung von Stadtlandschaften, die Konstruktion von Gebäudearchitekturen oder die Optimierung der Lichtverhältnisse in Arbeitsräumen.

Einbeziehung von Raum und Zeit
In neuester Zeit findet der Begriff "virtuelle Welt" auch im Bereich der Pflanzenbauwissenschaften Eingang - so als "virtueller Pflanzenbestand". Also "virtual reality" in der Landwirtschaft? Hier geht es auf jeden Fall um mehr als eine bloße "Visualisierung". Solche virtuellen Pflanzenbestände können räumlich dreidimensionale Beziehungen, topologische und morphologische Charakteristika abbilden. Es ist damit möglich, die Architektur von Einzelpflanzen und sogar Pflanzenbeständen darzustellen. Durch die Einbeziehung der Zeit als vierte Dimension lassen sich auch pflanzliche Bewegungen, relativ langsame Wachstums- und Entwicklungsprozesse sowie die Architekturdynamik von Pflanzen in Raum und Zeit untersuchen. Man kann auf diese Weise Prozesse, die in der Natur Monate, ja sogar Jahre dauern, gewissermaßen im "Zeitraffer" sichtbar machen. Virtuelle Pflanzenbestände können darüber hinaus zur quantitativen Beschreibung der Ertragsbildung, von Konkurrenzbeziehungen der Pflanzen untereinander und ihrer Wechselwirkungen mit der Umwelt herangezogen werden. Ein Beispiel: das Mikroklima, also Lichtintensität, Temperatur und Feuchte der Luft. Produktionstechnische Bedingungen für das Pflanzenwachstum wie Fruchtfolge und Düngung lassen sich mit virtuellen Pflanzenbeständen ebenfalls formal beschreiben und bewerten. Das gilt gleichermaßen für die wirksame Licht- und Wassernutzung unterschiedlich strukturierter Pflanzenbestände. Virtuelle Pflanzenbestände können auch zur Beschreibung messbarer Eigenschaften der für die Stoffbildung wichtigen Licht- und Schattenbereiche im Pflanzenverband herangezogen werden. Sie sind damit hervorragend zur interaktiven Analyse der Wachstums- und Differenzierungsprozesse von Einzelpflanzen und Pflanzenbeständen verwendbar.

Interdisziplinarität
Neuartige Einsatzmöglichkeiten der virtuellen Pflanzenbestände ergeben sich im Rahmen der computer-gestützten Entscheidungshilfe in Pflanzenbiotechnologie, Pflanzenzüchtung und Pflanzenbauwissenschaften. Dafür müssen adäquate mathematische Verfahren zur Quantifizierung des Pflanzenwachstums, der Ertragsbildung und nicht zuletzt entsprechende Visualisierungstools angewendet und - falls noch nicht vorhanden - neu entwickelt werden. Diese zukunftsweisende Zielstellung ist eine Herausforderung an die interdisziplinäre Zusammenarbeit. Zu verwirklichen ist sie nur durch die Zusammenführung unterschiedlicher wissenschaftlicher Fachgebiete wie Agrarökologie, Acker- und Pflanzenbau, Gemüse- und Obstbau, Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung, Nutzpflanzenkunde, Informatik und Biometrie. Geplant ist für die Zukunft eine DFG-Forschungsgruppe auf dem Gebiet der virtuellen Pflanzenbestände, in der Wissenschaftler aus verschiedenen Hochschulstandorten Deutschlands mitarbeiten.

Prof. Dr. Wulf Diepenbrock / Dr. Monika Lindner

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Wulf Diepenbrock
Agrarökologisches Institut an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg e. V.
Tel.: 0345/552 2600
Fax: 0345/552 7119
E-Mail: diepenbrock@landw.uni-halle.de

Ingrid Godenrath |

Weitere Berichte zu: Ertragsbildung Pflanzenbestände

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Treibjagd in der Petrischale
24.11.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

nachricht Dinner in the Dark – ein delikates Wechselspiel der Mikroorganismen
24.11.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Metamaterial mit Dreheffekt

Mit 3D-Druckern für den Mikrobereich ist es Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelungen ein Metamaterial aus würfelförmigen Bausteinen zu schaffen, das auf Druckkräfte mit einer Rotation antwortet. Üblicherweise gelingt dies nur mit Hilfe einer Übersetzung wie zum Beispiel einer Kurbelwelle. Das ausgeklügelte Design aus Streben und Ringstrukturen, sowie die zu Grunde liegende Mathematik stellen die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science vor.

„Übt man Kraft von oben auf einen Materialblock aus, dann deformiert sich dieser in unterschiedlicher Weise. Er kann sich ausbuchten, zusammenstauchen oder...

Im Focus: Proton-Rekord: Magnetisches Moment mit höchster Genauigkeit gemessen

Hochpräzise Messung des g-Faktors elf Mal genauer als bisher – Ergebnisse zeigen große Übereinstimmung zwischen Protonen und Antiprotonen

Das magnetische Moment eines einzelnen Protons ist unvorstellbar klein, aber es kann dennoch gemessen werden. Vor über zehn Jahren wurde für diese Messung der...

Im Focus: New proton record: Researchers measure magnetic moment with greatest possible precision

High-precision measurement of the g-factor eleven times more precise than before / Results indicate a strong similarity between protons and antiprotons

The magnetic moment of an individual proton is inconceivably small, but can still be quantified. The basis for undertaking this measurement was laid over ten...

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungen

Forschungsschwerpunkt „Smarte Systeme für Mensch und Maschine“ gegründet

24.11.2017 | Veranstaltungen

Schonender Hüftgelenkersatz bei jungen Patienten - Schlüssellochchirurgie und weniger Abrieb

24.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mathematiker-Jahrestagung DMV + GDM: 5. bis 9. März 2018 an Uni Paderborn - Über 1.000 Teilnehmer

24.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Maschinen über die eigene Handfläche steuern: Nachwuchspreis für Medieninformatik-Student

24.11.2017 | Förderungen Preise

Treibjagd in der Petrischale

24.11.2017 | Biowissenschaften Chemie