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Staunen und Wundern

Laserkanonen statt Gift gegen Unkraut

Um den Einsatz von Pflanzengiften in der Landwirtschaft künftig zu mindern, arbeiten Forscher an einer umweltfreundlichen Alternative – auch wenn sie eher martialisch klingt: Sie wollen Unkraut mit Laser beschießen.

Unkräuter wie Vogelmiere, Löwenzahn oder Hirtentäschel sind gefürchtete Feinde von Kulturpflanzen in der Landwirtschaft und im Gartenbau. Junge Mais-, Raps- oder Rübenpflanzen konkurrieren mit den Unkräutern um Licht, Wasser und Nährstoffe – und ziehen dabei oft den Kürzeren. Die Unkräuter bekämpft man derzeit meist mit Herbiziden, Pflanzengiften, deren Einsatz allerdings umstritten und teuer ist. Überdosierung des Giftes und die Verteilung der Substanzen durch den Wind können zu schädlichen Rückständen im Boden und in Gewässern führen. Im Ökolandbau, der völlig auf Herbizide verzichtet, wird von Hand gezupft oder abgeflämmt. Das ist zwar umweltfreundlicher, wirkt gegen hartnäckiges Unkraut aber nur bedingt und ist für die konventionelle Landwirtschaft viel zu aufwändig.

Ein Team von Wissenschaftlern der Leibniz Universität und des Laser Zentrums (LZH) in Hannover forscht nun an einer Alternative: Unkrautbekämpfung mit Laserstrahlen. Die Forscher, deren Projekt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird, stellen sich vor, dass künftig Roboter oder fliegende Drohnen Beete und Felder mit Laserbestrahlung jäten könnten. Der Laserstrahl würde direkt auf das Wuchszentrum der Unkrautpflanze gerichtet und die Pflanze dadurch abgetötet. Allerdings muss die Energie des Lasers exakt und effektiv auf Pflanzenart und Wuchshöhe abgestimmt sein. Und auch die Intensität der Bestrahlung muss genau passen. Untersuchungen haben nämlich ergeben, dass ein Laser mit zu geringer Energiemenge das Wachstum der Unkrautpflanze eher fördert – und damit wäre das genaue Gegenteil von dem erreicht, was man eigentlich bewirken wollte.

Laserkanone erkennt Unkraut selbstständig

Außerdem müsste gewährleistet sein, dass der Roboter die Unkräuter auch erkennt, damit er nicht wahllos auf alles ballert, was im Gemüsebeet herumsteht. Und dort – zumindest teilweise – eben auch bis zur Ernte stehenbleiben soll. Daher wurden Kameras installiert, die die Pflanzen filmen. Eine spezielle Software misst die Konturen jedes einzelnen Gewächses, hilft Unkraut von Kulturpflanze zu unterscheiden und den Laserstrahl optimal zu positionieren. Im Gewächshaus lässt sich bereits eine etwa einen Quadratmeter große Fläche mit dem Laser behandeln, das Interesse aus der Industrie ist groß.

In Gewächshäusern oder Baumschulen könnte der Laser bald zum Einsatz kommen, vermuten die Forscher. Schwieriger sei sein Einsatz dagegen auf großen Äckern: Eine Montage des Lasers auf Traktoren oder Anhängern käme nicht infrage, da die Zielgenauigkeit durch die Erschütterungen nicht mehr gegeben sei. Vielmehr müssten hier Drohnen zum Einsatz kommen – kleine Roboter, die im Schwarm über das Feld fliegen. Interessant sei der Laser aber auch für die Unkrautbekämpfung in Wasserschutzgebieten, in denen keine Herbizide eingesetzt werden dürfen.