Durstige Pflanzen senden Notrufe

Entwickelt wurde die Sonde von einem Team um Professor Ulrich Zimmermann vom Biozentrum der Universität Würzburg in enger Diskussion mit Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Biophysik in Frankfurt a.M. Nach zweieinhalb Jahren Arbeit steht die Technik nun kurz vor der Anwendung.

Mit dem Prototypen der Sonde laufen zwar noch Tests, doch zeigen bereits zahlreiche Akteure aus Landwirtschaft und Gartenbau ein starkes Interesse an der neuen Technik. Insbesondere gibt es Interessenten aus Ländern, in denen Landwirtschaft ohne Bewässerung nicht möglich ist, wie zum Beispiel Israel und Australien.

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.

Wie funktioniert die Sonde?

Die Sonde besteht aus zwei magnetischen Zylindern, die von oben und unten auf das Pflanzenblatt gesetzt werden. 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 werden von einem Transmitter erfasst und zu einer Kontrolleinheit gefunkt. Diese speichert die Daten und speist sie ins Internet ein.

Mit Hilfe der Sonde können die Forscher am Bildschirm in Echtzeit mit verfolgen, wie es um die Wasserversorgung des Olivenbäumchens bestellt ist, das ein Stockwerk tiefer im Labor an der Sonde hängt. Auch die Daten je einer Orangen-, Oliven- und Bananen-Plantage in Israel haben sie abrufbar. Dort durchläuft das System derzeit weitere  Tests.

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. Diese würden die Verhältnisse in der Pflanze jedoch nicht widerspiegeln. 

Vorteile der neuen Technik sehen die Wissenschaftler in der einfachen Nutzung der Sonde. Weiterhin erleiden die Blätter 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, erwartet Zimmermann.

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, könnte 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. Die Verdunstung über den Boden wird jedoch auf ein Minimum reduziert, wenn man den Pflanzen nur so viel Wasser gibt, wie sie aufsaugen können.

Ministerium unterstützt Firmengründung

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

Das Bundeswirtschaftsministerium hat dem 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.