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Hightech für grüne Patienten

Christiane Wild-Raidt

Christiane Wild-Raidt >

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Bosch und Partner entwickeln Verfahren zur Diagnose und Behandlung von Pflanzenkrankheiten

  • Bildaufnahmen von kranken Blättern sollen richtige Diagnose liefern
  • Projektleiter Schomburg: „Jede Blattkrankheit leuchtet unterschiedlich hell.“
  • Gezielter Einsatz von Pflanzenschutzmitteln schont Böden und erhöht Ertrag
  • Verfahren soll künftig auf alle landwirtschaftlichen Nutzpflanzen angewendet werden

Stuttgart – Wenn Dr. Helmut Schomburg am Ihinger Hof in Renningen über Zuckerrüben- und Weizenfelder blickt, dann sieht er mehr als einfach nur Pflanzen. Schomburg sieht Patienten. „Gelbliche Blätter bedeuten, dass die Pflanze krank ist. Hier hilft keine Düngung, sondern nur die Behandlung mit Pflanzenschutzmitteln“, erklärt er. Schomburg arbeitet am Bosch-Forschungscampus in Renningen, er ist Ingenieur für Verfahrenstechnik und Leiter des öffentlich geförderten Projektes Marta. Unter der Leitung von Bosch möchte das Forscherteam beweisen, dass sich viele Pflanzenkrankheiten mithilfe von Spektralkameras frühzeitig erkennen und bedarfsgerecht behandeln lassen.

Entscheidend ist dabei der Zustand der Blätter. Sie sind die Energiequellen der Pflanzen. Sind die Blätter krank, kann sich die Pflanze nicht entsprechend entwickeln, Landwirte müssen dann mit einer geringeren Ernte rechnen. Wird eine Krankheit dagegen früh erkannt und behandelt, führt das im Idealfall zu maximalen Ernteerträgen. Die Forscher wollen die Landwirte in Zukunft auch dabei unterstützen, deutlich weniger Pflanzenschutzmittel einsetzen zu müssen, wenn sie Krankheiten zum richtigen Zeitpunkt behandeln.

Jede Krankheit leuchtet anders

Das Projekt Marta stellt die beteiligten Forscher vor mehrere Herausforderungen: Zum einen sind nicht alle krank aussehenden Blätter tatsächlich befallen – manchmal fehlt den Pflanzen einfach nur Wasser oder Dünger. Zum anderen ist die präzise Diagnose einer Krankheit nicht einfach. „Selbst wenn es sich um eine durch einen Pilzerreger verursachte Pflanzenkrankheit handelt, ist es sehr schwierig, diese exakt zu bestimmen, weil es allein beim Getreide zehn bis 20 Pilzkrankheiten gibt“, sagt Schomburg. Die Forscher wissen, dass Blätter je nach Gesundheitszustand Licht unterschiedlich stark reflektieren. „Wir wollen deshalb mithilfe von Blattaufnahmen aus sogenannten Spektralkameras den Anteil des Lichts analysieren, der vom Blatt reflektiert wird. Vereinfacht gesprochen, leuchtet jede Blattkrankheit unterschiedlich hell“, veranschaulicht Schomburg. Eine Spektralkamera zeigt sehr genau, wie sich das Licht zusammensetzt und erfasst selbst winzige Unterschiede.

In Renningen forscht das Team auf dem Feld der Versuchsstation der Universität Hohenheim an Zuckerrüben und Winterweizen. Beide landwirtschaftliche Nutzpflanzen können im Laufe ihres Wachstums verschiedene Krankheiten entwickeln, je nach Jahreszeit und örtlichen Bedingungen. Zum Beispiel bleibt in Senken der Tau länger liegen, es ist schattig und feucht – das ideale Mikroklima für Pilzerreger. Mithilfe von Millionen von Spektralbildern wollen die Forscher mehrfach die Zustände aller Pflanzen auf dem Feld erfassen. Aus der großen Datenmenge wollen sie ableiten, welche Bildinformation zu welcher Zeit an welcher Stelle auf welche Krankheit hinweist.

Wenn uns diese frühzeitige lokale Behandlung der Pflanze gelingt, profitieren Umwelt und Landwirte gleichermaßen

Dr. Helmut Schomburg, Ingenieur für Verfahrenstechnik und Projektleiter von Marta

Höhere Erträge durch Früherkennung

Ein weiterer Forschungsschritt sieht vor, die Krankheiten nicht nur früh und zuverlässig zu erkennen, sondern direkt zu behandeln. Entsprechend ausgerüstete landwirtschaftliche Maschinen könnten dann künftig in einem Arbeitsgang beides erledigen: kranke Pflanzen identifizieren und anschließend mit dem passenden Pflanzenschutzmittel besprühen. „Wenn uns diese frühzeitige lokale Behandlung der Pflanze gelingt, profitieren Umwelt und Landwirte gleichermaßen“, sagt Schomburg: Der gezielte Einsatz von Pflanzenschutzmitteln schont nicht nur die gesunden Pflanzen und die Böden, sondern erhöht auch die Ernteerträge. Schomburg ist überzeugt davon, dass sich der Forschungsansatz künftig auf alle landwirtschaftlichen Kulturpflanzen anwenden lässt.

Starke Partner im Verbundprojekt

Marta steht als Abkürzung für Smart Spraying und bezeichnet die Forschungsaufgabe „Ressourceneffizienter Pflanzenschutz durch einen datenbasierten Multiskalenansatz für die Verfahrenskette: Krankheitserkennung – Entscheidungsunterstützung – bedarfsgerechte Pflanzenschutzmittel-Applikation“. Neben Bosch sind die Universität Hohenheim und die Firma Cubert Partner im Projekt. Die Amazonen-Werke und die Division Crop Science von Bayer sind sogenannte assoziierte Partner, die dem Konsortium beratend zur Seite stehen. Die Förderung des Vorhabens erfolgt aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages. Die Projektträgerschaft erfolgt über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) im Rahmen des Programms zur Innovationsförderung. Marta startete im Frühjahr 2016 und endet im Frühjahr 2019.

Über Bosch

Die Bosch-Gruppe ist ein international führendes Technologie- und Dienstleistungsunternehmen mit weltweit rund 410 000 Mitarbeitern (Stand: 31.12.2018). Sie erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2018 einen Umsatz von 78,5 Milliarden Euro. Die Aktivitäten gliedern sich in die vier Unternehmensbereiche Mobility Solutions, Industrial Technology, Consumer Goods sowie Energy and Building Technology. Als führender Anbieter im Internet der Dinge (IoT) bietet Bosch innovative Lösungen für Smart Home, Smart City, Connected Mobility und Industrie 4.0. Mit seiner Kompetenz in Sensorik, Software und Services sowie der eigenen IoT Cloud ist das Unternehmen in der Lage, seinen Kunden vernetzte und domänenübergreifende Lösungen aus einer Hand anzubieten. Strategisches Ziel der Bosch-Gruppe sind Lösungen für das vernetzte Leben. Mit innovativen und begeisternden Produkten sowie Dienstleistungen verbessert Bosch weltweit die Lebensqualität der Menschen. Bosch bietet „Technik fürs Leben“. Die Bosch-Gruppe umfasst die Robert Bosch GmbH und ihre rund 460 Tochter- und Regionalgesellschaften in mehr als 60 Ländern. Inklusive Handels- und Dienstleistungspartnern erstreckt sich der weltweite Fertigungs-, Entwicklungs- und Vertriebsverbund von Bosch über fast alle Länder der Welt. Basis für künftiges Wachstum ist die Innovationskraft des Unternehmens. Bosch beschäftigt weltweit rund 68 700 Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung an rund 130 Standorten.

Das Unternehmen wurde 1886 als „Werkstätte für Feinmechanik und Elektrotechnik“ von Robert Bosch (1861–1942) in Stuttgart gegründet. Die gesellschaftsrechtliche Struktur der Robert Bosch GmbH sichert die unternehmerische Selbstständigkeit der Bosch-Gruppe. Sie ermöglicht dem Unternehmen langfristig zu planen und in bedeutende Vorleistungen für die Zukunft zu investieren. Die Kapitalanteile der Robert Bosch GmbH liegen zu 92 Prozent bei der gemeinnützigen Robert Bosch Stiftung GmbH. Die Stimmrechte hält mehrheitlich die Robert Bosch Industrietreuhand KG; sie übt die unternehmerische Gesellschafterfunktion aus. Die übrigen Anteile liegen bei der Familie Bosch und der Robert Bosch GmbH.

Mehr Informationen unter www.bosch.com, www.iot.bosch.com, www.bosch-presse.de, www.twitter.com/BoschPresse.

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