Himmelsauge auf Nutzpflanzen

Schon von der Strasse aus sind die Masten sichtbar, die auf dem Areal des agrarwissenschaftlichen Forschungsbetriebs der ETH Z¨¹rich in Lindau-Eschikon (ZH) stehen. Man fragt sich unweigerlich: Wozu sind diese da? Forschende der Gruppe f¨¹r Kulturpflanzenwissenschaften der ETH Z¨¹rich haben das Geheimnis der T¨¹rme gel¨¹ftet: Am Freitag, 10. Juni, weihten sie mit einer kleinen Feier ihre Feldph?notypisierungsanlage ein. Damit geht die weltweit erste derartige Anlage in Betrieb.

Mit dieser Anlage werden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Kulturpflanzen fast ¨¹ber das ganze Jahr hinweg genau untersuchen k?nnen. Damit wollen sie herausfinden, worin sich einzelne Sorten voneinander unterscheiden, wie lange diese bis zur Bl¨¹te brauchen oder wie die Entwicklung von der Temperatur oder Bodenfeuchte abh?ngt. Die Wissenschaftler untersuchen derzeit hunderte kleiner Plots verschiedener Sorten von Weizen, Soja, Mais, Buchweizen und Futtergr?sern.

Mit der ?berwachungsanlage k?nnen die Forschenden auch erkennen, ob und wie sich Pilzkrankheiten auf den Pflanzen entwickeln oder wie viel Unkraut den Boden bedeckt. ?Die Anlage hilft langfristig der Pflanzenz¨¹chtung und der Pr?zisions-Landwirtschaft?, fasst Achim Walter, Professor f¨¹r Kulturpflanzenwissenschaften der ETH Z¨¹rich zusammen.

Inspiriert durch Fussball-?bertragung

Von ihm stammt die Idee, eine solche Feldph?notypisierungsanlage f¨¹r die Nutzpflanzenforschung zu bauen. Inspiriert wurde er von ?Spider Cams? ¨C ¨¹ber dem Stadion schwebenden Kameras, die auch an der derzeitigen Fussball-EM verwendet werden. Diese Kameras vermitteln den TV-Zuschauerinnen den Eindruck eines Fluges ¨¹ber das Spielfeld.

Die Anlage ist denn auch nach dem gleichen Prinzip wie die fliegenden Kameras in Fussballstadien aufgebaut: In den Ecken des 100 mal 130 Meter grossen Versuchsfelds stehen vier 24 Meter hohe Masten. Von deren Spitzen verlaufen Doppel-Aramidseile hin zum beweglichen Sensorkopf, der bis zu sieben Meter ¨¹ber dem Boden schwebt. Elektrische Seilwinden am Fuss der Masten regulieren die L?nge der Seilabschnitte zwischen dem Sensorkopf und den Masten. Dadurch ist der Sensorkopf ¨¹berall ¨¹ber dem Versuchsfeld frei positionierbar ¨C und das ohne Boden oder Pflanzen zu ber¨¹hren und in hoher Pr?zision. Der Sensorkopf ist unter anderem best¨¹ckt mit einem Laser-Vermessungsger?t, Multispektralkameras, einer Infrarotkamera und zwei Spektrometern.

Pr¨¹fstand f¨¹r Digitalisierung der Landwirtschaft

Die Feldph?notypisierungsanlage ist bereits jetzt eine vielf?ltig verwendete Einrichtung, an deren Daten auch Bildmaterial von Drohnen kalibriert wird. Walter erhofft sich von der Anlage neben vielen wertvollen Versuchsdaten auch Erkenntnisse zu den Grenzen und Einsatzm?glichkeiten verschiedener Sensoren, die in Zukunft in Traktoren, Drohnen oder Smartphones ¨¹ber unsere Felder gef¨¹hrt werden.

?In zehn Jahren wird das Auge des Landwirts und des Z¨¹chters durch eine Vielzahl von Sensoren unterst¨¹tzt werden, um Krankheiten zu erkennen und ¨¹ber m?gliche Anwendungen von Hilfsstoffen informiert zu werden. Mit dieser Anlage k?nnen wir fr¨¹her und pr?ziser als andere lernen, welche Herausforderungen es zu meistern gilt. Welche Form von Beratung wollen wir? Welche Arbeitsschritte k?nnen und wollen wir mit welcher Zuverl?ssigkeit an Algorithmen und Maschinen abgeben??, sagt Walter.