Kranke Pflanzen direkt nach dem Befall erkennen und zum optimalen Zeitpunkt mit Pflanzenschutzmittel behandeln – das ist das Ziel des Projektes „MartA (Smart Spraying)“. Gemeinsam mit den Praxispartnern Bosch und Cubert entwickeln die Forscher Sensoren und Algorithmen, die genau dies ermöglichen. Für die Zuckerrübenkrankheit Cercospora war das Projekt bereits erfolgreich, und auch gegen drei Weizenkrankheiten gibt es vielversprechende Fortschritte.

Spektralsensoren erkennen den Befall

Dem Projekt liegt ein einfaches Prinzip zugrunde: Erkrankt eine Zuckerrübenpflanze an der Pilzinfektion Cercospora, verändern sich ihre Blätter. Spektralsensoren können diese Veränderungen früher erkennen als das menschliche Auge, und mit entsprechendem Training können Computerprogramme unterscheiden, ob wirklich eine Infektion die Veränderung bewirkt oder womöglich nur Trockenheit ursächlich ist. Zudem erkennt das Programm, wie weit die Infektion bereits fortgeschritten ist. „Auf diese Weise können wir klären: Gibt es Krankheitsfälle? Wie entwickelt sich die Krankheit? Mit wie viel Ertragsausfall muss der Landwirt rechnen, wenn er keine Spritzmittel einsetzt und wie viel müsste er ausgeben, wenn er das Feld behandeln will“, erklärt Simone Graeff-Hönninger von der Universität Hohenheim.

Gezielte Steuerung der Spritzfahrzeuge

Ausgehend von den Sensordaten erzeugt die Software eine Karte, welche Bereiche des Feldes wie intensiv mit Fungiziden behandelt werden sollten – und ob sich das ökonomisch rechnet. Die Daten können direkt an die Steuerung der Spritzfahrzeuge übertragen werden. Neben dem Landwirt profitiert auch die Umwelt, denn es wird nur dort gespritzt, wo Handlungsbedarf besteht, und weil der Eingriff frühzeitig erfolgen kann, werden meist nur geringe Dosierungen benötigt. Künftig wäre zudem denkbar, dass Arbeitsfahrzeuge in einem Arbeitsgang den Feldzustand analysieren und infizierte Pflanzen direkt bedarfsgerecht behandeln.

Ausweitung auf weitere Kulturpflanzen

Vom Labor über das Gewächshaus bin hin zu realen Feldbedingungen haben die Forscher das Projekt inzwischen vorangetrieben. Als zweite Kulturpflanze erproben sie es an Weizen, für den gleich drei Krankheiten ausgewertet werden: Septoria, Gelbrost und DTR. „Vereinfacht gesprochen, leuchtet jede Blattkrankheit unterschiedlich hell“, veranschaulicht Helmut Schomburg, Projektleiter bei Bosch. „Diese Unterschiede haben wir mithilfe von Blattaufnahmen aus sogenannten Spektralkameras analysiert – wobei die Spektralkameras selbst winzige Unterschiede erfassen.“

Das vom Bundeslandwirtschaftsministerium mit 375.000 Euro geförderte Vorhaben endet zwar im Oktober 2019, doch die Projektpartner sind optimistisch, dass sich ihr Ansatz künftig auf weitere Kulturpflanzen und deren Krankheiten übertragen lassen wird.

bl