Wie kann man die Landwirtschaft klimaresilient machen und damit die Ernährung der Zukunft sichern? Eine Option sind Vorhersagemodelle, die klimabedingte Schäden an Pflanzen frühzeitig erkennen.  Ein solches Frühwarnsystem für den Obstbau entwickeln Forschende vom Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) in Potsdam gemeinsam mit Partnern aus Ungarn und Italien.

Im Fokus steht der Sonnenschutz von Äpfeln und Weintrauben. „Äpfel und Trauben zeigen bei geringem Stress ein Bleichen der grünen Schale, welches nach einigen Stunden von den Früchten allerdings wieder repariert werden kann. Bei anhaltendem Stress treten Verbräunungen auf“, erklärt Manuela Zude-Sasse, Leiterin der Arbeitsgruppe Präzisionsgartenbau am ATB. Äpfel können demnach einen sogenannten Sonnenbrand erleiden, was die Haltbarkeit der Früchte reduziert und sie verderben lässt.

Fruchtschäden anhand des Wasserzustands genau vorhersagen

Ein neuartiges Sensorsystem soll hier vorbeugen. Es erkennt die einzelnen Früchte im Baum und misst die Temperaturen direkt an der Fruchtoberfläche. Möglich macht das eine Kombination von Laserscanner (LiDAR) mit Wärmebildkameras, die 3D-Informationen über die Verteilung der Oberflächentemperatur in der Baumkrone liefert. Mithilfe von Messdaten wurde der sogenannte Fruit-Water-Stress-Index (FWSI) entwickelt, der erstmals Informationen über den Wasserzustand einzelner Früchte liefert. „Unser Frühwarnsystem soll anhand von Wetterprognosen und den tatsächlich auftretenden Fruchtschäden genau vorhersagen, wo und wann zukünftig Hitzeschäden auftreten könnten“, erklärt die Forscherin.

KI-generiertes Risikomodell für Smartphone-App

Ziel der Potsdamer ist es, dass Obst- und Weinbauern künftig der Blick aufs Smartphone genügt, um zu erfahren, welche Pflanzen an welchen Tagen besonderen Schutz benötigen. Mithilfe von KI-Methoden schufen die Forschenden ein Risikomodell, das in den kommenden Jahren an verschiedenen Früchten in unterschiedlichen Anbaubedingungen getestet und in eine Smartphone-App integriert werden soll. „Die Obstproduzenten erhalten so die Möglichkeit, gefährdete Pflanzen präzise zu schützen“, heißt es. Über die App können Obstbaubetriebe auch ihre Daten in die ATB-Cloud laden und helfen, das System zu verbessern. Ein Prototyp der App kann im Play Store heruntergeladen werden.

bb