Internet der Dinge beschert bessere Ernten
Pennsylvania State University garantiert eine lückenlose Kontrolle des Wachstumsfortschritts
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Hocheffektiver Anbau von Pak Choi in Wasser statt in Erde (Foto: psu.edu) |
University Park (pte004/03.03.2025/06:15)
Die Zucht von Nutzpflanzen in Treibhäusern ohne Erde könnte durch ein neues Computer-Vision-System von Forschern der Pennsylvania State University im großen Stil künftig einen wesentlichen Betrag zur Ernährung der Menschheit leisten. Stockt das Wachstum bei der sogenannten Hydroponik, schlägt das in das Internet der Dinge (IoT) integrierbare System Alarm. Gegenmaßnahmen können ergriffen werden, bevor die Ernte verloren ist.
Kritisch und zeitaufwendig
"Traditionell ist die Überwachung von Nutzpflanzen in hydroponischen Systemen eine kritische, zeitaufwendige Aufgabe, die spezialisiertes Personal erfordert. Zudem ist mit diesen Methoden eine kontinuierliche Erfassung der Dynamik des Pflanzenwachstums nicht möglich. Mit unserer Technik schon", so Forschungsleiter Long He.
Kern der Überwachungstechnik ist ein Bildauswertungssystem, das Veränderungen in hochauflösenden Fotos der Pflanzen interpretiert. Die Kameras sind in ein IoT integriert, das noch weitere Geräte wie Sensoren zur Messung der Nährstoffkonzentrationen im Wasser aufnehmen kann, in denen sich die Wurzeln befinden. Die Forscher begannen mit der Überwachung des Wachstums von Pak Choi.
Neuer Nutzpflanzen-Anbau
"Die automatische Überwachung von Pflanzen und die darauf basierende Einstellung der äußeren Bedingungen wie Temperatur, Lichteinfall, Luftfeuchtigkeit und Nähstoffangebot in Kombination mit IoT- und KI-Techniken wird die Art, wie wir Nutzpflanzen anbauen, revolutionieren", sagt Experte Francesco Di Gioia.
Die Minimierung von Ineffizienzen und die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit von landwirtschaftlichen Systemen in kontrollierter Umgebung würden Lebensmittel- und Ernährungssicherheit verbessern. Technologien der Präzisionslandwirtschaft mit kontrollierten Umweltbedingungen böten sogar die Möglichkeit, die Qualität von Nutzpflanzen zu verbessern und ihr Nährwertprofil an den Bedarf des Menschen anzupassen.
Hydroponik ermöglicht den Anbau von Nutzpflanzen sogar in Städten, etwa in Hochhäusern. Da die Gewächshäuser hermetisch von der Außenwelt abgeschnitten sind, ist der Befall der Pflanzen durch Pilze oder Insekten ausgeschlossen. Folglich kann auch auf chemische Pflanzenschutzmaßnahmen verzichtet werden, heißt es abschließend.
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