Roboter selektiert hitzetolerante Pflanzen

Veröffentlichungsdatum: , Sven Weschnowsky / TASPO Online

Der Feldroboter DeBiFix untersucht Pflanzen auf ihre Hitzetoleranz und gleichzeitig ihren Ertrag mit Hilfe von Röntgenbildern. Foto: Fraunhofer IIS

Der Sommer 2022 war erneut heiß und trocken, Pflanzenzüchtern kommen daher enorme Herausforderungen zu, geeignete, hitzetolerante Pflanzen zu züchten. Bei der Selektion neuer Sorten soll ein intelligenter Feldroboter aus dem Fraunhofer-Institut behilflich sein.

Hitzetolerante Pflanzen benötigt

Am Fraunhofer-Entwicklungszentrum für Röntgentechnik EZRT haben Forscherinnen und Forscher einen intelligenten Feldroboter entwickelt, der unterstützt durch Röntgentechnik Pflanzenzüchtern bei der Selektion hitzetoleranter Sorten behilflich sein soll. Das Institut reagiert damit auf die immer heißer werdenden Sommer und die jüngsten Hitzerekorde von bis zu über 40 Grad. Bei guter Wasserversorgung können Pflanzen durch Verdunstung abkühlen, was unter Trockenstress aber nicht funktioniert. Demnach stehen Pflanzenzüchter vor der Aufgabe, Sorten zu züchten, die mit weniger Wasser auskommen, hitzetolerant und trockenheitsresistent sind – aber dennoch gute Erträge liefern und mit möglichst wenig Dünger sowie Pestiziden auskommen. „Die Menschen selektieren bereits seit Jahrtausenden Nutzpflanzen anhand äußerer Merkmale. Wir entwickeln Technologien, um diese phänotypischen Merkmale objektiv zu messen und anhand der Daten die Züchtung zu optimieren“, erklärt Dr. Stefan Gerth, Abteilungsleiter am Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik.

3D- und Röntgenbilder geben Aufschluss

Der Feldroboter hört auf den Namen DeBiFix und macht kontinuierlich Röntgenaufnahmen von den Pflanzen. Mit einem optischen System werden zeitglich 3D-Bilder erzeugt. Anhand der gesammelten Daten könne der Roboter erkennen, ob die angebauten Sorten gute Erträge liefern werden. Der Roboter befindet sich derzeit in einer Phase der Weiterentwicklung am Fraunhofer-Zentrum für Technologien in der Pflanzen-Phänotypisierung am Standort Triesdorf. Hier wollen Gerth und seine Kolleginnen und Kollegen die Kompetenzen ausbauen und in die Anwendung bringen.

Selektion von hitzetoleranten Sorten

Entstanden ist der Roboter in der Laborkabine zur Phänotypisierung von Pflanzen in kontrollierter Klimaumgebung des Fraunhofer EZRT in Fürth. Hier stehen Töpfe mit Nutzpflanzen auf einem Fließband vor der Röntgenkammer. Hier werden die Pflanzen unter anderem von einem Computertomographen gescannt. Um Aufschluss über die Hitzetoleranz der Pflanzen zu erlangen, werden diese in der Laborkabine zur Phänotypisierung Hitzestress ausgesetzt, auf den Scans lässt sich dann beobachten, welche Pflanzen am besten damit zurechtkommen. „Unsere neue Röntgenkabine ist das modernste und leistungsstärkste Röntgensystem für unterirdische Pflanzenteile“, betont Gerth. Darüber hinaus werden aber auch oberirdische Pflanzenbestandteile wie Blätter digital erfasst, um Aufschluss über die Hitzetoleranz zu erhalten. Stellt eine Pflanze ihre Blätter auf, um sich vor der Sonne zu schützen, oder rollt sie ihre Blätter ein? „Mit unserer Technologie wollen wir vor allem kleine und mittelständische Pflanzenzüchter unterstützen“, betont Stefan Gerth.

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