Laserstrahlen gegen Schadinsekten
Forscher vom Julius Kühn-Institut wollen Schadinsekten in Vorratslagern frühzeitig bekämpfen. Die Idee: Mittels Kamerasystem die Schädlinge aufpüren und mit Laserstrahlen abtöten.
Ob Kartoffeln, Getreide oder Mais: Nahrungsmittel, die als Vorrat lagern, ziehen oft Schadinsekten an, die für große Verluste sorgen. Selbst in klimatisierten Lagern wie Getreidesilos ist die Ware vor einem Schadbefall nicht hundertprozentig sicher. Am Fachinstitut für Ökologische Chemie, Pflanzenanalytik und Vorratsschutz des Julius Kühn-Instituts (JKI) in Berlin wird derzeit an einer Methode geforscht, die Schadinsekten früh erkennen soll, um eine Ausbreitung des Befalls und damit Einbußen zu verhindern.
Optische Früherkennung des Insektenbefalls
Die Vision der Wissenschaftler: ein Insektenlaser. Dabei handelt es sich um ein optisches Verfahren zur Früherkennung, das Insekten in Vorratslagern ohne Einsatz von Schadstoffen bekämpfen soll. In dem seit Januar 2018 laufenden Forschungsprojekt „Insektenlaser“ untersucht ein Team um Peter Kern und Cornel Adler vom JKI, ob sich die Lasertechnik in Verbindung mit einer automatisierten Bilderkennung für den Schutz gelagerter Pflanzenerzeugnisse eignet. Erste Ergebnisse präsentierten die Forschenden bereits Anfang Oktober in Berlin auf der Internationalen Vorratsschutzkonferenz (IWCSPP).
Zunächst wurde getestet, ob ein Kamerasystems einzelne sich bewegende Insekten, wie Kornkäfer auf Getreide, auch erkennt. „Dazu gewinnt die Kamera Bildinformationen von der Oberfläche des Schüttgetreides und vergleicht diese kontinuierlich mit Referenzbildern und Merkmalen von Schadinsekten, die zuvor in einer eigenen Datenbank hinterlegt worden sind“, erklärt Adler das Vorgehen. Hierbei ist entscheidend, dass die Kamerasoftware auch leistungsstarke Bilder liefert, um kriechende oder fliegende Insekten sowie deren Larven nach Arten unterscheiden zu können.
Laserstrahlen töten Schadinsekten
„Ich fertige gerade Videosequenzen der Insekten an, welche unsere Kooperationspartner von der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus (BTU) für die Musterkennung der Insekten nutzen und in die Bilderkennungssoftware einspeisen“, berichtet Kern. Zwar gibt es laut Kern bei der Lasermethode bereits erste Erfolge, doch mussten zunächst einige Hürden genommen werden. „Hier galt es herauszufinden, inwiefern sich bewegende Insekten in verschiedenen Stadien überhaupt mit energiereichen Laserstrahlen abtöten lassen, ohne dass dabei Brandflecken im Getreide entstehen.“ Hier arbeitet das Berliner Team mit dem Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) zusammen, das das Projekt auch koordiniert.
Forscher wollen Prototyp entwickeln
Als nächstes wollen die Wissenschaftler prüfen, ob mithilfe des Laserstrahls auch eine Einzelbekämpfung erkannter Schadinsekten an der Getreideoberfläche möglich ist. Am Ende der 18-monatigen Projektzeit werden die JKI-Forscher einen Prototyp präsentieren, der die Koordinaten der Kamera an einen Schwingspiegel weitergibt. Dieser lenkt die Laserstrahlen dann gezielt um, um die identifizierten Schadinsekten abzutöten. „Dabei gilt es, durch kurze Impulsdauer und hohe Leistung des Lasers eine Schädigung der darunterliegenden Vorräte oder Materialien zu vermeiden und dennoch den Schädling abzutöten“, erklärt Kern.
bb
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