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Nachrichten Wissen Ein Chip gegen Überdüngung
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10:36 20.10.2013
Düngen mit Gülle. Künftig soll ein Chip dabei helfen, Überdüngung auf Feldern zu vermeiden. Quelle: Wolfgang Weihs (Symbolbild)
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Bremerhaven/Bremen

Nicht nur Landwirte, sondern auch eine Reihe von Forschern haben gespannt auf den Ertrag der Maisernte eines Testfeldes in Brandenburg gewartet. Denn dort haben Wissenschaftler und Firmen aus Deutschland, Österreich, Polen und England ein automatisiertes Bewässerungs- und Düngungssystem ausprobiert. In dem EU-Projekt wurde zwei Jahre lang nach einem Weg gesucht, den Boden möglichst genau zu düngen. Dabei wurde ein von Forschern der Uni Bremen und der Technischen Uni Wien entwickelter Chip eingesetzt, der den Nährstoffgehalt im Boden misst. Der erste Blick sieht gut aus: Von dem Feld wurden nach Angaben von Lucía Doyle vom Technologie-Transfer-Zentrum (ttz) Bremerhaven acht Prozent mehr Mais geerntet als auf einem Vergleichsfeld.

„Es wird immer wichtiger, den Ertrag zu steigern und dabei den Ressourcenverbrauch zu minimieren“, sagt Projektleiterin Doyle. Gespart werden soll vor allem Stickstoffdünger, denn Überdüngung belastet das Grundwasser mit Nitrat - und das ist in hoher Konzentration gesundheitsschädlich. Deshalb prüfen Landwirte vor der Düngung, wie viele Nährstoffe schon im Boden sind: vor allem Nitrat, aber auch Phosphat oder Kalium. Nach Angaben von Frank Lorenz von der Landwirtschaftlichen Untersuchungs- und Forschungsanstalt (Lufa) Nord-West in Oldenburg sind regelmäßige Bodenanalysen nicht nur vorgeschrieben, sondern auch im Interesse des Landwirts: „Reine Ackerbauern müssen Dünger zukaufen. Bodenuntersuchungen rentieren sich da relativ schnell.“ Bislang schicken Landwirte Proben ins Labor und erhalten nach ein bis zwei Wochen das Ergebnis.

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Mit dem Optifert-Chip könnte das schneller gehen. „Wir haben dort eine Methode aus der analytischen Chemie, die miniaturisiert ist“, sagt Michael Vellekoop vom Institut für Mikrosensoren, -aktuatoren und -systeme (Imsas/MCB) der Uni Bremen. Der Sensor passt bequem in eine Hosentasche. Einen halben Teelöffel Erde brauche der Landwirt für die Analyse, vier Minuten für die ganze Prozedur. Das Herzstück des Chips ist ein Kanal mit einer Trägerflüssigkeit. In den presst der Landwirt die Bodenprobe hinein. Ein elektrisches Feld zwingt die Nährstoffe, die als geladene Teilchen – Ionen – vorliegen, sich durch die Flüssigkeit hindurch zu bewegen. Leichten, stark geladenen Ionen gelingt das schneller als schweren, weniger stark geladenen. Anhand der Zeit, die sie durch den Kanal brauchen, lassen sich die Nährstoffe also identifizieren.

„Damit können wir innerhalb von zwei Minuten vier bis fünf verschiedene Ionen messen“, sagt Vellekoop. „Die Idee ist, dass das Messsignal zusammen mit GPS-Daten zu einem zentralen System geschickt wird.“ Der Bauer muss also nicht aufschreiben, wo er welche Probe nimmt – wenn er vom Feld kommt, warten die Daten schon am Computerbildschirm. Beim automatisierten System soll der Dünger den Sensor-Informationen entsprechend dosiert und automatisch aufgetragen werden. „Jeder Landwirt, der ein Bewässerungssystem hat, könnte das nutzen“, sagt Doyle. Der Sensor lasse sich aber auch alleine anwenden.

Vellekoop schätzt, dass es noch ein bis zwei Jahre dauert, „bevor das als Produkt funktioniert“. Bis dahin sollte sich auch herausstellen, wie gut das automatisierte System ist. „Wir warten jetzt auf die Ernte.“

dpa

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