Inter­view: Der Laser kommt näher

Dr. Mer­ve Woll­we­ber (43), Bio­phy­si­ke­rin am Laser­zen­trum Han­no­ver e.V. forscht dar­an, einen Laser gegen Unkraut ein­zu­set­zen.

Frau Woll­we­ber, Sie lei­ten die Grup­pe Food + Far­ming am Laser­zen­trum Han­no­ver (LZH). Wor­an arbei­tet ihr Team?

Wir arbei­ten an ver­schie­de­nen Ide­en mit Laser und opti­schen Anwen­dun­gen im Bereich der Agrar- und Nah­rungs­mit­tel­pro­duk­ti­on. Eine davon ist, mit einem Laser gegen das, was auch immer als Unkraut defi­niert wird, vor­zu­ge­hen.

Dr. Mer­ve Woll­we­ber

Wie funk­tio­niert das genau?

Unse­re Bil­der­ken­nung kann Pflan­zen von­ein­an­der unter­schei­den: Also die Anbaupflan­ze, von jener Pflan­ze, die ihr beim Wachs­tum scha­det, und dadurch den Ern­te-Ertrag min­dern kann. Ist die­ses Unkraut erkannt, akti­viert das Gerät einen Laser­blitz mit 5 mm Durch­mes­ser und einer zehn­tel Sekun­de Belich­tungs­zeit, der auf das Wuchs­zen­trum der Pflan­ze zielt. Die Zel­len ster­ben ab und die Pflan­ze ver­trock­net.

Wie weit ist Ihre Ent­wick­lung?

Die Idee zu die­sem Ver­fah­ren gibt es schon seit ein paar Jahr­zehn­ten. Nur die Tech­nik muss­te sich noch ent­wi­ckeln: die künst­li­che Intel­li­genz der Kame­ra und der kom­pak­ten Laser. Wir nut­zen ein Laser­sys­tem mit 100 Watt opti­scher Leis­tung, mit dem wir bis­her eine ein­zel­ne Rei­he behan­deln. Um gleich­zei­tig meh­re­re Rei­hen bear­bei­ten zu kön­nen, wol­len wir mit Laser­her­stel­lern stär­ke­re Sys­te­me ent­wi­ckeln.

Dabei stel­len wir uns noch die Fra­ge, wel­che Art der Behand­lung sinn­voll ist: Ob wir uns auf den Bereich um die Nutz­pflan­ze her­um kon­zen­trie­ren, oder auch auf den Bereich zwi­schen den Rei­hen. Je nach Pflanz­ab­stand könn­te es eine Lösung sein, die Behand­lung mit ande­ren Metho­den zu ergän­zen, zum Bei­spiel mit dem Hacken. Hier könn­ten wir ver­schie­de­ne Ver­fah­ren kom­bi­nie­ren. Wir rech­nen damit, dass die Tech­nik in zwei bis drei Jah­ren ein­satz­be­reit ist.

Was sind die Vor­tei­le?

Mit Hil­fe des Lasers kom­men wir sehr nah, auch an emp­find­li­che Nutz­pflan­zen, her­an. Hin­zu kommt, dass wir jede Pflan­ze ein­zeln behan­deln. Dadurch erge­ben sich völ­lig neue Mög­lich­kei­ten. Denn schließ­lich ent­wi­ckelt sich auch in der Land­wirt­schaft zuneh­mend ein Bewusst­sein für Nach­hal­tig­keit. Geben wir weni­ger Ener­gie in eine Pflan­ze, ver­ur­sa­chen wir eine Wuchs­hem­mung bis die Pflan­ze wie­der aus­treibt. Auf die­se Wei­se stün­de Unkraut nicht mehr zwin­gend in Kon­kur­renz zur Nutz­pflan­ze und wir kön­nen mehr im Sin­ne der Bio­di­ver­si­tät han­deln. Auch wenn ich will, dass sich ein bestimm­tes Unkraut nicht „versamt“, kann die Lösung sein, es ein­fach nur im Wuchs zu hem­men, anstatt es zu ver­nich­ten.

Im Ver­gleich: Wenn die Pflan­ze wach­sen darf, sieht sie nach 14 Tagen aus wie die ers­te Pflan­ze in die­ser Rei­he. Die rech­ten Bil­der zei­gen ihren Zustand zum glei­chen Zeit­punkt, nach­dem sie eine vol­le, bezie­hungs­wei­se schwä­che­re Laser­do­sis abbe­kom­men hat.

Scha­det der Laser dem Boden?

Über­haupt nicht. Wir behan­deln ja nur die Pflan­zen, in denen die Ener­gie vom Was­ser auf­ge­nom­men wird. Die Erd­be­stand­tei­le erwär­men sich in dem Maße, wie sie sich auch bei Son­nen­schein erwär­men.

Zu wel­chem Zeit­punkt muss man mit dem Gerät auf das Feld?

Das Wuchs­sta­di­um spielt eine wich­ti­ge Rol­le. Bei sehr klei­nen Pflan­zen ist die Erken­nung eine Her­aus­for­de­rung. Je mehr Blät­ter ich sehen kann, des­to ein­fa­cher die Iden­ti­fi­zie­rung. Zu groß darf das Unkraut jedoch auch nicht wer­den: Bis zum Vier­blatt-Sta­di­um behan­deln wir sehr effi­zi­ent, sobald die Pflan­zen jedoch grö­ßer sind, brau­chen wir immer mehr Ener­gie, da sie robus­ter wer­den. Daher müss­ten wir uns deut­lich lang­sa­mer über das Feld bewe­gen. Das wie­der­um führt dazu, dass der Pro­zess weni­ger wirt­schaft­lich ist.

Exak­te Posi­tio­nie­rung des Laser­strahls (zur bes­se­ren Dar­stel­lung rot her­vor­ge­ho­ben) auf Unkraut­mo­dell­pflan­zen im Labor­ver­suchs­stand.

Wie soll sich der Laser im Feld bewe­gen?

Ganz klas­sisch ist es natür­lich denk­bar, den Laser auf einem Anbau­ge­rät mit dem Trak­tor hin­ter sich her zu zie­hen. Mit Robo­tern könn­te er sich auto­nom über das Feld bewe­gen. Über einen Ein­satz in Kom­bi­na­ti­on mit einer Droh­ne den­ken wir eben­falls nach. Mit den Daten könn­ten wir die Unkraut­ver­tei­lung spe­zi­fi­zie­ren und dann mit einer intel­li­gen­ten Behand­lungs­stra­te­gie fest­le­gen, wann und wo behan­delt wer­den muss.

Wie schlägt sich der Laser im Ver­gleich zu che­mi­schen Metho­den?

In solch einen Ver­gleich fließt eine Viel­zahl von Fak­to­ren ein: Von den Anschaf­fungs­kos­ten, über den Ener­gie­be­darf, bis zur Arbeits­zeit. Der­zeit sind die Anschaf­fungs­kos­ten noch sehr spe­ku­la­tiv. Was wir wis­sen, es gibt kaum Ver­schleiß und außer Ener­gie auch kei­ne wei­te­ren Ver­brauchs­mit­tel. Beim Ener­gie­auf­wand bewe­gen wir uns, wenn man die Her­stel­lung des che­mi­schen Wirk­stoffs mit ein­be­zieht, in einer ähn­li­chen Grö­ßen­ord­nung.

Fahr­ge­schwin­dig­kei­ten von 2-4 km/h und die Behand­lung von je nur einer Rei­he beein­flus­sen natür­lich die Arbeits­zeit. In Zukunft wol­len wir aber bis zu vier Rei­hen gleich­zei­tig bear­bei­ten. Vor­aus­set­zung dafür ist natür­lich, dass der Laser­dies leis­ten kann. Da ste­cken wir noch in der Ent­wick­lung. Sobald Auto­no­mie auf dem Feld Ein­zug erhält, ist die Arbeits­zeit kein so gro­ßes Argu­ment mehr, denn das Gerät ist wet­ter­un­ab­hän­gig rund um die Uhr ein­satz­be­reit.

Wie geht es in dem Pro­jekt wei­ter?

Tech­no­lo­gisch haben wir jetzt alles bei­sam­men, um erfolg­reich in den Test­be­trieb im Feld gehen zu kön­nen. Genau­er gesagt: Für das Jahr 2020 wol­len wir uns kon­kret auf dem Gemü­se- und Getrei­de­an­bau kon­zen­trie­ren. Jetzt geht es vor allem dar­um, die Bedürf­nis­se der Land­wir­te zu erken­nen und Erfah­run­gen auf dem Feld zu sam­meln, um dann in der Zukunft gute wett­be­werbs­fä­hi­ge Pro­duk­te her­stel­len zu kön­nen.