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Die Vermessung der Photosynthese

Jülich und JB Hyperspectral bringen Systeme zur Analyse des Pflanzenstresses in die Anwendung

Jülich, 24. November – Pflanzen reagieren auf ihre Umwelt, beispielsweise auf extreme Wetter- und Umweltbedingungen. So reduzieren sie zum Beispiel häufig ihren primären Stoffwechselweg, die Photosynthese, während Trockenperioden oder wenn ihnen nicht ausreichend Nährstoffe zur Verfügung stehen. Sie halten quasi die Luft an und warten auf bessere Zeiten. Dieses Überdauern ungünstiger Umweltbedingungen geht in der landwirtschaftlichen Produktion häufig mit Ertragseinbußen bei der Ernte einher. Jülicher Pflanzenforscher haben nun über ein Start-up Unternehmen ein Messverfahren auf den Markt gebracht, mit dem sich Pflanzenstress messen lässt. Und in wenigen Jahren wird die neue Methode auch auf einem Satellit der ESA unterwegs sein.

Um solche physiologischen Änderungen der Photosynthese automatisch und zerstörungsfrei zu erfassen, haben Wissenschaftler am Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG-2) des Forschungszentrums Jülich verschiedene Methoden entwickelt. Ein wirksames und in vielen wissenschaftlichen Studien eingesetztes Verfahren ist die Vermessung der Fluoreszenz des grünen Blattfarbstoffs, des Chlorophylls. Diese Fluoreszenz ist ein schwaches rotes Leuchten, das für das menschliche Auge unsichtbar ist, von modernen Messgeräten jedoch gemessen werden kann. Änderungen in dem Fluoreszenzsignal dienen den Wissenschaftlern als früher Indikator für Pflanzenstress. Die Jülicher Pflanzenforscher haben nun eines der Messgeräte für den kommerziellen Markt weiterentwickelt. Das Start-up Unternehmen JB Hyperspectral Devices vertreibt seit einigen Monaten die FloX, ein autonom arbeitendes Messsystem, welches über dem Pflanzenbestand steht und anhand sich ändernder Fluoreszenzsignale frühe Anzeichen von Vegetationsstress detektieren kann. Das neuartige Messsystem kann in einem Abstand von einigen Metern zum Bestand aufgebaut werden, es wurde aber auch bereits auf höheren Türmen erfolgreich eingesetzt. „Das neu gegründete Start-up Unternehmen war in seinen ersten Monaten schon äußerst erfolgreich und verzeichnet bereits mehrere Aufträge weltweit“, freut sich Dr. Andreas Burkhart, einer der beiden Gründer von JB Hyperspectral.

Während die jungen Unternehmensgründer das neuartige Messsystem für eine breite Nutzergemeinschaft wie beispielsweise Landwirte und Landschaftsplaner anbietet, arbeiten die Forscher am IBG-2 schon daran, das Verfahren für einen weitaus größeren Einsatz zu optimieren. 2022 will die Europäische Weltraumorganisation ESA den neuen Satellit 'Fluorescence Explorer', kurz FLEX starten, der wertvolle Daten zur globalen Pflanzenproduktivität liefern soll. Sein Herzstück - ein hochauflösendes Spektrometer – wird mit dem Messprinzip aus Jülich arbeiten. Seit fünf Jahren wird das Messverfahren von den Jülicher Pflanzenforschern bereits erfolgreich in einem Flugzeugsensor des Forschungsflugzeugs Cessna eingesetzt, um damit Gebiete mit erhöhtem Vegetationsstress zu identifizieren. Im Rahmen des 'Earth Explorer' Programms baut die ESA nun mit FLEX den ersten Satelliten, der das Leuchten der Pflanzen global kartieren kann. Die Forscher des IBG-2 sowie das neue Start-up Unternehmen sind in zahlreichen internationalen Studien zur Vorbereitung dieser Satellitenmission beteiligt, um ein weltumspannendes Netzwerk bodengebundener Messsysteme zu entwickeln, mit denen die Satellitenmission begleitet wird.

Ansprechpartner:

Dr. Andreas Müller
Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG-2), Forschungszentrum Jülich
Tel.: 02461 61-3528
E-Mail: a.mueller@fz-juelich.de

Weitere Informationen:

Institute of Bio- and Geosciences, Plant Sciences (IBG-2)

JB Hyperspectral Devices UG

Pressekontakt:

Annette Stettien
Unternehmenskommunikation, Forschungszentrum Jülich
Tel.: 02461 61-2388
E-Mail: a.stettien@fz-juelich.de


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