Innovationspreis: Ökonomischer Landbau mit wenig Wasser

Innovationspreis: Ökonomischer Landbau mit wenig Wasser

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Der Biotechnologe Ulrich Zimmermann erfasst den Durst von Büschen, Blumen und Nutzpflanzen mit Mikrosensoren, die den Zelldruck in den Blättern messen.

von Benjamin Reuter

Kategorie Startup: Zim Plant Technology misst mithilfe von Sensoren, wie viel Wasser Pflanzen wirklich brauchen - eine Revolution für die Landwirtschaft.

Ulrich Zimmermann kämpft gegen ein altes Sprichwort. „Was der Bauer nicht kennt, das mag er nicht.“ Ganz besonders gelte das für neue Ackerbautechnologien, sagt der 69-jährige Biotechnologe. Genau die aber will der emeritierte Professor am Biozentrum der Universität Würzburg und Gründer des Startups Zim Plant Technology den Landwirten nun verkaufen. Seit mehr als einem Jahr präsentiert er deshalb Bauern weltweit seine Entwicklung. Auf Feldern in Südafrika, Spanien, Australien und Chile heftet er daumennagelgroße Sensoren per Magnet an die Blätter von Pflanzen. Die hochempfindlichen Geräte liefern Zimmermann den Druck in den Pflanzenzellen. So kann er genau feststellen, wie durstig die Pflanzen sind, egal, ob Mais, Soja, Weizen, Wein, Oliven- oder Obstbäume.

Weniger Energie und Wasser nötig

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Die Sensortechnik soll eines der größten Probleme der Landwirtschaft lindern: ihren immens hohen Ressourcenverbrauch. Rund 70 Prozent des weltweit verbrauchten Wassers landen auf Feldern. Wasser, das vor allem in den trockenen Erdregionen fehlt. Das Problem: Der Wassereinsatz auf den Feldern ist extrem ineffizient, weil sich viele Bauern vor allem daran orientieren, ob die Böden trocken sind. Das bedeutet aber nicht, dass auch die Pflanze dürstet. Zimmermanns Sensoren helfen den Bauern nun, nur noch dann zu wässern, wenn wirklich Wasser fehlt. Untersuchungen von Zim Plant Technology ergaben, dass sich so bis zu 30 Prozent Wasser sparen lassen – ohne Ernteeinbußen. Das funktioniert so: Haben Mais, Weizen oder Obstbäume viel Wasser gespeichert, ist der sogenannte Turgordruck in den Zellen hoch. Fehlt den Pflanzen Wasser, sinkt er. In den Zellen können bis sieben Bar Druck herrschen. Ein Autoreifen hat rund zwei Bar. Ist die Pflanze durstig, fällt der Wert bis auf ein Bar – Zeit, zu gießen.

„Die Fähigkeit, mit hoher Genauigkeit die Wasserversorgung von Pflanzen zu steuern, vereint Ökonomie und Ökologie mustergültig, denn sie trägt dazu bei, das kostbare Gut Wasser besser zu regulieren“, sagt Klaus Engel, Evonik-Vorstandschef und Jury-Mitglied beim Deutschen Innovationspreis. Nur drei Sensoren reichen, um ein Feld abzudecken. Ihre Messergebnisse funkt ein Sender automatisch über eine zentrale Basisstation im Feld auf einen Server. Auf einer persönlichen Übersichtsseite im Internet kann der Landwirt die Daten dann jederzeit abrufen. 750 Systeme hat Zimmermann schon weltweit verkauft, für einen Stückpreis von rund 4000 Euro. Was zunächst teuer klingt, relativiert sich auf dem Feld schnell: Bei einer Olivenplantage in Spanien reduzierte sich mit dem System die durchschnittliche Wassermenge pro Tag und Baum von 35 Liter auf rund 20 Liter. „Bei mehreren Tausend Bäumen pro Plantage ist das ein echter Kostenfaktor“, sagt Zimmermann. Zudem erspare die Technik den Landwirten oft zusätzliche Brunnen und die Energie, das Wasser auf das Feld zu pumpen.

Sensoren helfen, die Versalzung der Böden zu stoppen

Damit nicht genug: Vor allem in Trockengebieten der Erde wie Australien drohen viele Millionen Hektar Böden zu versalzen, weil sie überwässert sind. Denn wenn das Wasser verdunstet, bleibt Salz im Boden zurück, das ihn auf Dauer unfruchtbar macht. Zimmermann hofft, mit der Technik auch die Versalzung aufzuhalten. Die Endfertigung der kleinen Sensoren übernehmen bisher noch zwei Mitarbeiterinnen per Hand in der Zim-Plant-Zentrale des Startups in Hennigsdorf bei Berlin. Über Mikroskope gebeugt, beziehen sie den Sensor mit einer Kunststoffschicht, die den Druck gleichmäßig weiterleitet. Ihre Kollegen testen dann die Funktion an den Blättern gewöhnlicher Zimmerpflanzen und verschicken die Durstmesser in alle Welt.

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Noch in diesem Jahr will Zimmermann die Produktion aber auslagern und automatisieren. Weniger Arbeit bedeutet das für seine insgesamt elf Mitarbeiter nicht. Ganz im Gegenteil: Denn anhand der Daten, die von den Feldern auf die Server in Deutschland gelangen, sollen sie bald überall auf der Welt per Knopfdruck am Computer Felder gießen. Das koste die Landwirte zwar eine Gebühr, spare ihnen aber Zeit und Aufwand, erläutert Zimmermann. Womit er allerdings wieder beim Ursprungsproblem wäre: „Noch ist es etwas schwierig, den Bauern den Service zu verkaufen“, sagt der Biologe. Viele legten die Verantwortung für die Felder ungern in fremde Hände. Mit beharrlicher Überzeugungsarbeit vor Ort hofft er aber, die Landwirte am Ende auch dafür zu begeistern.

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