Mit Hightech-Plattform Klimafolgen an Pflanzen studieren
Forschende und Studierende der TH Köln und der Universität zu Köln haben eine Experimentierplattform entwickelt, die verdeutlicht, wie der Klimawandel das Pflanzenwachstum beeinflusst.
Wetterextreme wie Hitze, Dürre und Überschwemmungen beeinflussen zunehmend das Pflanzenwachstum und die Artenvielfalt im Boden und gefährden somit die Versorgung mit wichtigen Nahrungspflanzen. Doch wie kann das Ausmaß der Klimafolgen für das Pflanzenwachstum erfasst werden? Um das zu verdeutlichen, haben Forschende und Studierende der TH Köln und der Universität zu Köln (UzK) eine Experimentierplattform etabliert und eine Software entwickelt, mit deren Hilfe die Versuchsergebnisse sofort veranschaulicht werden können.
Klimafolgen für Ökosystme anschaulich darstellen
„Unser gemeinsamer Ansatz war es, die Auswirkungen von Dürren und Überflutungen auf Pflanzenwachstum und Biodiversität anschaulich darzustellen“, sagt Marcel Bucher vom Institut für Pflanzenwissenschaften der Universität zu Köln. „Durch problemorientiertes Lernen haben wir den Studierenden die Zusammenhänge vermittelt, sodass sie selbst Experimente planen und durchführen konnten. Dazu fand ein interdisziplinärer Austausch zwischen Studierenden aus den Fachbereichen Biologie und Ingenieurwissenschaften statt.“
Neben der Plattform entwickelte das Team auch praxisorientierte Lernmodule, in denen die Studierenden eigene Konzepte zur Anpassung von Pflanzen an den Klimawandel erstellen und Experimente dazu durchführen konnten. Für die Versuche stand ihnen eine hochmoderne Versuchsanlage in einem Gewächshaus der UzK zur Verfügung, wo ein sogenannter FarmBot – ein Roboter – alle vier Stunden 144 Pflanzentöpfe bewässerte.
Gießstrategie durch neues Pumpensystem optimiert
„Wir haben vor allem die Temperatur und die Bodenfeuchte erfasst und zusätzlich die Luftfeuchtigkeit und den Luftdruck gemessen. Die Daten wurden dann an Server übertragen, ausgewertet und auf der Plattform grafisch dargestellt“, erklärt Uwe Dettmar vom Institut für Nachrichtentechnik der TH Köln. Darüber hinaus wurde der Roboter um ein Pumpensystem ergänzt, das Dettmar zufolge in der Lage ist, Wasser bis auf einen Milliliter genau zu dosieren. „So konnten wir die Gießstrategie optimieren“, sagt der Forscher.
Experimentier-Plattform InnoBioDiv
Mehr Informationen zum Forschungsprojekt InnoBioDiv und zur Experimentierplattform gibt es auf der Internetseite der Universität zu Köln.
Plattform frei nutzbar – auch für die Lehre
Die Experimentierplattform entstand im Rahmen des vom Bundesumweltministerium geförderten Forschungsprojektes „InnoBioDiv – Innovationsplattform für Bildung und Forschung zum Einfluss des Klimawandels auf die Wachstumsleistung von Pflanzen und die Biodiversität im Boden“. Sie soll die ökologischen Zusammenhänge aufzeigen sowie Konzepte und Ideen zur Anpassung von Pflanzen und Biotopen an den Klimawandel sammeln.
Die Plattform mit Informationen zu den Experimenten ist als Open Educational Resource frei nutzbar und kann auch in der Lehre eingesetzt werden. An dem Vorhaben war auch das CEPLAS – Exzellenzcluster für Pflanzenwissenschaften beteiligt, auf dessen Forschungsergebnissen die Experimente aufbauten.
bb
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