Forschung für nachhaltigere Landwirtschaft - Wissenschaftsjahr 2020/21 - Bioökonomie

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06.05.2020

Forschung für nachhaltigere Landwirtschaft

Kurz & Knapp
  • Das Exzellenzcluster PhenoRob der Universität Bonn verfolgt das Ziel, die Nutzpflanzenproduktion nachhaltiger zu machen.
  • Dank moderner Drohnentechnik, digitaler Austauschplattformen und innovativer Messverfahren kann PhenoRob seine landwirtschaftliche Forschung auch während der Corona-Krise fortsetzen.
  • Mittels verschiedener Techniken werden Daten gesammelt, die unter anderem das Wachstum und den Zustand der Pflanzen dokumentieren.

Feldexperimente: ein kleiner Wettlauf gegen die Zeit

Nur vier bis sechs Wochen Spielraum haben die Forschenden des Exzellenzclusters „PhenoRob – Robotik und Phänotypisierung für Nachhaltige Nutzpflanzenproduktion“, um ihre Feldfrüchte im Frühjahr auszusäen. Verpassen sie diesen Zeitpunkt, müssen sie ein ganzes Jahr warten, um den Feldversuch erneut zu starten.

Die Corona-Krise machte es den Forscherinnen und Forschern am Campus Klein-Altendorf der Universität Bonn in diesem Jahr nicht leichter, den kurzen Ausaat-Zeitraum einzuhalten. Trotzdem haben sie es geschafft: Mit einer guten Vorbereitung, kleinen Planänderungen und unter neuen Sicherheitsbedingungen konnten sie die rund 100 Tütchen mit Sommerweizen und Zuckerrübe ab Mitte März aussäen und so den Grundstein für ihre weiteren Forschungen legen. Als eines von sechs Exzellenzclustern der Universität Bonn wird PhenoRob zusammen mit dem Forschungszentrum Jülich durchgeführt und läuft noch bis Ende 2025. Das gemeinsame Ziel: eine produktivere, ressourceneffizientere und nachhaltigere Nutzpflanzenproduktion. Dabei vereint das Cluster ganz unterschiedliche Ansätze, unter anderem Robotik, Digitalisierung, Phänotypisierung und Pflanzenproduktion.

Corona-Krise fordert innovative Ideen für sichere Arbeitsabläufe

Abstand ist auch in der landwirtschaftlichen Forschung der Begriff der Stunde: Wo sonst zahlreiche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gemeinsam auf dem Feld forschen und ihre Vorgehensweisen vor Ort miteinander absprechen, finden die Arbeiten in diesem Jahr alleine statt. Nach der Aussaat, die von Maschinen erledigt wird, erheben die Forscherinnen und Forscher mit Drohnen die Daten vor Ort. Hier erleichtert die Digitalisierung die (Zusammen-)Arbeit: Mit einer digitalen Austauschplattform, stabilem WLAN und Videotelefonie sind die Forschenden auf dem Feld und auf dem Campus immer im Gespräch. Ein weiterer Vorteil: Vorgehen und Datenerhebung werden gleichzeitig und auf direktem Wege sehr genau dokumentiert.

Feld von oben
© Universität Bonn

Regelmäßige Drohnenflüge ermöglichen exzellente Datengrundlage

Alle zwei bis drei Wochen werden neue Daten via Drohnenflug gesammelt. Mit unterschiedlichen Messverfahren werden diese dann ausgewertet und genutzt – zum Beispiel von der Geodäsie, die aus den Daten und unter Nutzung von Laserscannern 3-D-Modelle der Pflanzen entwirft und damit ihr Wachstum dokumentiert. Eine andere Methode setzt das Forschungszentrum Jülich ein. Mittels spektral auflösender Verfahren findet es heraus, welche Pigmente eine Pflanze enthält. Daraus leiten die Forschenden dann zum Beispiel Krankheiten der Pflanze ab oder prüfen, ob sie zu trocken ist. Das gesammelte Wissen wird dafür eingesetzt, die Pflanzen besser zu verstehen und die Landwirtschaft dadurch nachhaltiger zu machen.

Normalerweise werden die Feldversuche zusätzlich von Studierenden und internationalen Forschenden begleitet. Da die Corona-Krise dies derzeit nicht zulässt, wird eine geringere Datendichte und -qualität erwartet. Für die kommenden Jahre steht jedoch schon Hilfe in den Startlöchern: Ein Roboter soll automatisiert Daten sammeln und die Feldversuche damit noch effizienter machen.