Neues Sensorsystem optimiert Wasser- und Düngereinsatz

In dem neuen deutsch-dänischen Interreg-Projekt NutriCycle entwickeln Forschende eine optische Messmethode. Mit einem Gesamtbudget von 1,8 Millionen Euro wollen sie dazu beitragen, Wasser und Dünger effizienter einzusetzen und Nährstoffeinträge ins Abwasser zu reduzieren.

In Gewächshäusern versorgen Betriebe ihre Pflanzen mit Wasser, dem sie gezielt mineralische Nährstoffe zusetzen. Das Wasser fließt in Kreisläufen und muss regelmäßig ersetzt werden; dabei gehen oft Nährstoffe verloren, die den Pflanzen noch zur Verfügung stehen könnten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und der University of Southern Denmark (SDU) in Dänemark untersuchen, wie sich diese Verluste verringern lassen. Dafür entwickeln sie ein automatisiertes Sensorsystem, das einzelne Pflanzennährstoffe im Wasser erfassen soll.

Bislang lässt sich bei der Bewässerung nur abschätzen, wie viele gelöste Salze das Wasser insgesamt enthält. Die Messung beruht dabei auf einem einzelnen Messwert. Welche Nährstoffe im Überschuss vorhanden sind oder den Pflanzen fehlen bleibt allerdings offen. Eine genauere Analyse könnte Gärtnereien dabei helfen, die Pflanzen gezielter zu versorgen und dabei Wasser und Dünger zu sparen. Zugleich ließen sich Nährstoffeinträge ins Abwasser reduzieren: Gelangen Stickstoff- und Phosphorverbindungen in Gewässer, können sie dazu führen, dass Algen stärker wachsen und weniger Sauerstoff im Wasser bleibt. Analysiert werden sehr kleine Wassermengen in einem Chip. Chemische Reaktionen machen dort die enthaltenden Nährstoffe anhand von Farbveränderungen sichtbar. Zunächst will das Team herausfinden, wie viel Nitrat das Abwasser enthält, eine wichtige Stickstoffquelle für Pflanzen. Später sollen weitere Nährstoffe hinzukommen.