Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Durstige Pflanzen senden Notrufe

02.12.2009
Ob bei Reben im Weinberg oder bei Tomaten im Gewächshaus: Wie gut Pflanzen mit Wasser versorgt sind, stellt eine neuartige Magnetsonde fest, die einfach an die Blätter geklemmt wird. Sie verheißt Einsparpotenziale bei der Bewässerung und eine geringere Bodenversalzung.

Entwickelt wurde die Sonde von einem Team um Professor Ulrich Zimmermann vom Biozentrum der Universität Würzburg in enger Diskussion mit Privatdozent Dirk Zimmermann und Professor Ernst Bamberg vom Max-Planck-Institut für Biophysik (Frankfurt/Main). Nach zweieinhalb Jahren Arbeit steht die Technik kurz vor der Anwendung.

Mit dem Prototypen der Sonde laufen noch Tests, aber Interessenten aus Landwirtschaft und Gartenbau drängeln sich schon vor Zimmermanns Tür: "Starkes Interesse an unserer Technik gibt es in Israel, Australien und anderen Regionen, in denen Landwirtschaft ohne Bewässerung nicht möglich ist", sagt der Professor.

Spannend dürfte die Sonde auch für den Weinbau in Franken sein - denn angesichts des Klimawandels und immer trockenerer Sommer setzen auch hier bereits Winzer auf eine Bewässerung der Weinberge, um weiterhin sichere und gute Ernten einzufahren.

So funktioniert die Magnetsonde

Die Sonde besteht aus zwei zylinderförmigen Teilen, die etwa so dick wie ein Bleistift und magnetisch sind. Sie werden von oben und unten auf das Pflanzenblatt gesetzt; die Magnetstärke lässt sich durch eine Stellschraube verändern. Das gewährleistet, dass auch zartere Blätter dem Druck der Sonde standhalten.

Einer der Magneten enthält einen druckempfindlichen Chip. Ist das Blatt gut mit Wasser versorgt und dadurch prall, registriert der Chip wenig Druck. Sobald das Blatt Wasser verliert, steigt der Druck. Die gemessenen Werte laufen über ein Kabel zu einem etwa handygroßen Transmitter, der sich zum Beispiel an den Zweigen der Pflanze befestigen lässt. Er funkt die Messwerte zu einer Kontrolleinheit, die die Daten speichert und sie ins Internet einspeist. Entwickelt wurde die telemetrische Datenübertragung ins Internet von der NTBB Systemtechnik GmbH in Zeuthen bei Berlin.

Am Bildschirm in seinem Büro kann Ulrich Zimmermann dann in Echtzeit sehen, wie es um die Wasserversorgung des Olivenbäumchens bestellt ist, das ein Stockwerk tiefer im Labor an der Sonde hängt. Abrufbereit hat er aber auch die Daten je einer Orangen-, Oliven- und Bananen-Plantage in Israel, wo das System derzeit ebenfalls Tests durchläuft.

Schnelle Reaktion auf Wassermangel möglich

Durstige Pflanzen senden ihre Notrufe also direkt an den Menschen - auf den Laptop oder aufs Handy. Landwirte und Gärtner können dann umgehend den Wasserhahn aufdrehen und online sehen, wann die Pflanzen wieder gut versorgt sind. Die Notsignale aus dem Acker lassen sich aber auch für die automatische Regelung von Bewässerungsanlagen nutzen.

Vorteile der Magnetsonde

Mit der Magnetsonde sei erstmals eine kontinuierliche, präzise und hoch empfindliche Messung der Wasserversorgung von Pflanzenblättern auch im Freiland möglich, so Zimmermann. In der Bewässerungstechnik kämen bislang - wenn überhaupt - nur Bodensensoren zum Einsatz, die den Feuchtigkeitsgehalt der Erde bestimmen. "Das spiegelt aber nicht die Verhältnisse in der Pflanze wider", so Zimmermann.

Der Professor nennt weitere Vorteile: Jeder Laie kann die Sonde anbringen, die Blätter erleiden durch sie keinen Schaden. Die Lebensdauer der Sonde beträgt eine Vegetationsperiode; für den Einsatz auf dem Feld oder im Gewächshaus genügen pro Hektar drei bis vier Sonden. Angepeilt sei ein Mess-System, das den Nutzern keine allzu hohen Betriebskosten verursacht. "Bei konsequentem Einsatz sollte sich die Investition im Lauf von zwei Jahren bezahlt machen", so Zimmermann.

Wasserverbrauch und Bodenversalzung nehmen ab

Landwirtschaftliche Betriebe, die sich beim Bewässern nach der Magnetsonde richten, dürften rund 30 Prozent weniger Wasser verbrauchen, prognostiziert der Würzburger Professor.

Für den Freilandanbau in heißen und trockenen Ländern erwartet Zimmermann eine weitere positive Auswirkung: Eine bedarfsgerechte Bewässerung, wie sie mit der Sonde möglich ist, müsste dort der Versalzung der Böden entgegenwirken. Dieser schädliche Effekt kommt zustande, wenn der Boden ständig viel Wasser verdunstet - zurück bleiben die im Wasser gelösten Salze. "Gibt man den Pflanzen aber nur so viel Wasser wie sie aufsaugen können, wird die Verdunstung über den Boden auf ein Minimum reduziert", sagt Zimmermann.

Ministerium unterstützt Firmengründung

Ein gewaltiges Marktpotenzial sieht Zimmermann in der Sonde. Darum haben er und seine Mitstreiter sich zur Gründung einer Firma entschlossen, die als Dienstleistung für Landwirtschaft und Gartenbau die bedarfsgerechte Steuerung der Bewässerung anbietet.

Das Bundeswirtschaftsministerium hat dem Würzburger Gründerteam dafür 100.000 Euro aus dem Förderprogramm EXIST bewilligt. Mit dieser Finanzspritze kann das Team nun den Geschäftsplan erarbeiten und die Firmengründung vorantreiben. Auch die Entwicklung des Prototyps der Magnetsonde hat das Wirtschaftsministerium im Rahmen des Programms PRO-INNO gefördert.

Mitglieder des Gründerteams

Neben Professor Zimmermann gehören dem Gründerteam an: Biologie-Doktorand Simon Rüger, die Biotechnologin Dr. Aihua Zhou und der Unternehmensberater Michael Gallena. Betreut wird das Projekt vom Servicezentrum Forschung und Innovation (SFI) der Universität Würzburg.

ZIM Plant Technology: Dieser Name steht über dem Vorhaben. ZIM ist die Abkürzung für "Zimmermann Irrigation Monitoring". Das heißt: "Überwachung der Bewässerung nach der Methode von Zimmermann".

Kontakt

Prof. Dr. Ulrich Zimmermann, Lehrstuhl für Biotechnologie der Universität Würzburg, T (0172) 7809301, ulrich.zimmermann@zim-plant-technology.com

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.zim-plant-technology.com
http://www.uni-wuerzburg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscherteam der Universität Bremen untersucht Korallenbleiche
24.04.2017 | Universität Bremen

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

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: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Expert meeting “Health Business Connect” will connect international medical technology companies

20.04.2017 | Event News

Wenn der Computer das Gehirn austrickst

18.04.2017 | Event News

7th International Conference on Crystalline Silicon Photovoltaics in Freiburg on April 3-5, 2017

03.04.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung