Drohne und Landwirtschaft: Ein fliegendes Lasersystem soll Pilzbefall im Weinbau aufspüren

Pilzbefall ist für die Weinbaubauern ein ernsthaftes Problem: Denn die befallene Reben müssen bei der Lese aufwändig aussortiert werden. Auch die Rebenkontrolle ist äußerst mühsam und zeitaufwendig. Besonders die spätere Weinqualität durch die Trauben leidet darunter. Das alles mindert letztendlich auch den wirtschaftliche Ertrag. Abhilfe soll eine ferngesteuerte Drohne, ausgestattet mit einen laserbasierten Detektionssystem schaffen. Der Pilzbefall soll so, bereits im Frühstadion erkannt werden.

>>Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt<<

„Ein Surren liegt in der sommerlichen Luft über den Weinbergen der Heilbronner Weingenossenschaft. Es stammt von einem kleinen, ferngesteuerten Hexacopter, der in wenigen Metern Höhe über den Reben schwebt. An ihm hängt eine schwarze Box, etwas größer als ein Schuhkarton – darin ein laserbasiertes Detektionssystem. Mit dessen Hilfe wollen Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Zukunft den Pilzbefall im Weinbau frühzeitig aufspüren, um so Ernteausfälle zu verhindern und den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zu verringern. … „Unser Ziel ist es, am Ende dieses Entwicklungsprozesses, ein kompaktes und kostengünstiges System zu haben. Es soll eine flächendeckende und systematische Untersuchung großer Anbauflächen ermöglichen und einen Befall möglichst frühzeitig feststellen“, fasst Dr. Christoph Kölbl vom DLR zusammen. Die Forscher müssen dabei drei Herausforderungen lösen: Das Detektionssystem soll fehlerfrei und möglichst präzise arbeiten, gleichzeitig leicht und flugfähig sowie zu wirtschaftlich akzeptablen Kosten realisierbar sein. Drohnen-basierte Systeme kommen in der Landwirtschaft bereits zum Einsatz: Zum Beispiel wenn es darum geht, Pflanzenschutzmittel gezielt auszubringen oder um festzustellen, wann der beste Zeitpunkt zum Düngen oder Bewässern ist. Im Weinbau verursacht speziell der Pilzbefall große Schäden. Die befallenen Trauben müssen bei der Lese aufwändig aussortiert werden. Die Qualität der Ernte leidet ebenso wie der wirtschaftliche Ertrag. Um die Ausbreitung eines Pilzbefalls zu verhindern, ist es wichtig, ihn rechtzeitig zu erkennen und zu bekämpfen. In Europa werden rund 60 Prozent aller Pflanzenschutzmittel gegen Pilzbefälle, sogenannte Fungizide, im Weinbau eingesetzt. „Erkennt man Krankheitsbefälle möglichst früh, können Gegenmaßnahmen gezielter ergriffen und lokal begrenzt werden. Das senkt die Kosten für Spritzmittel, schont die Umwelt und steigert nicht zuletzt die Qualität des Weins“, bilanziert Kölbl. Dazu setzen die DLR-Wissenschaftler auf das Verfahren der aktiven Fluoreszenzdetektion: Ein dafür optimierter Laser sendet unsichtbare und für Mensch wie Tier unbedenkliche Laserstrahlen aus. Diese treffen auf die Reben und lösen einen für das bloße Auge nicht erkennbaren Fluoreszenz-Effekt aus, regen die Oberfläche also zum „Leuchten“ an. Dieses Leuchten – oder physikalisch gesprochen, das zurückgestreute Fluoreszenzlicht – erfassen die Wissenschaftler mit einem speziell für diese Anwendung entwickelten Spektrometer, dem zweiten wichtigen Bestandteil des Detektionssystems. Es analysiert das zurückgestreute Lichtspektrum, das unterschiedlich ist, je nachdem, ob die Rebe gesund oder von einem Pilz befallen ist.“