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 Die Definierung des Zentromers – Erforschung der Rolle von Kinetochoren bei der Zellteilung
21.10.2019 | Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung

nachricht Bluteiweiss schützt vor neurologischen Schäden nach Hirnblutung
21.10.2019 | Universität Zürich

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: Freiburger Forschenden gelingt die erste Synthese eines kationischen Tetraederclusters in Lösung

Hauptgruppenatome kommen oft in kleinen Clustern vor, die neutral, negativ oder positiv geladen sein können. Das bekannteste neutrale sogenannte Tetraedercluster ist der weiße Phosphor (P4), aber darüber hinaus sind weitere Tetraeder als Substanz isolierbar. Es handelt sich um Moleküle aus vier Atomen, deren räumliche Anordnung einem Tetraeder aus gleichseitigen Dreiecken entspricht. Bisher waren neben mindestens sechs neutralen Versionen wie As4 oder AsP3 eine Vielzahl von negativ geladenen Tetraedern wie In2Sb22– bekannt, jedoch keine kationischen, also positiv geladenen Varianten.

Ein Team um Prof. Dr. Ingo Krossing vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Freiburg ist es gelungen, diese positiv geladenen...

Im Focus: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitales-Krankenhaus – wo bleibt der Mensch?

21.10.2019 | Veranstaltungen

VR-/AR-Technologien aus der Nische holen

18.10.2019 | Veranstaltungen

Ein Marktplatz zur digitalen Transformation

18.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Digitales-Krankenhaus – wo bleibt der Mensch?

21.10.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Das Stromnetz fit für E-Mobilität machen

21.10.2019 | Förderungen Preise

Kompakt, effizient, robust und zuverlässig: FBH-Entwicklungen für den Weltraum

21.10.2019 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics