Satelliten-Spektrometer erkennt gestresste Pflanzen

(Bild: Forschungszentrum Jülich)

Pflanzenforschung steht im Fokus der nächsten Satellitenmission zur Erderkundung. Daten zur globalen Pflanzenproduktivität liefert dabei ein Spektrometer.

In knapp sieben Jahren soll der neue Satellit starten und wertvolle Daten zur globalen Pflanzenproduktivität liefern. Sein Herzstück – ein hochauflösendes Spektrometer – zeigt zuverlässig an, wenn Pflanzen unter Stress stehen. Das Messprinzip des Spektrometers haben Jülicher Wissenschaftler mitentwickelt und getestet.

„Wir sind begeistert, dass sich die ESA für dieses relativ junge Forschungsfeld entschieden hat“, sagt Prof. Dr. Uwe Rascher vom Jülicher Institut für Pflanzenwissenschaften (IBG-2). Der Satellit ‚Fluorescence Explorer‘, kurz FLEX, wird globale Karten der aktuellen Pflanzenfluoreszenz liefern.

Werkzeug für Politik und Wirtschaft

Diese ist ein direkter Maßstab der Photosyntheseaktivität und somit der Produktivität von Pflanzen. Das Spektrometer an Bord dient aber nicht nur einer Bestandsaufnahme. Es erkennt Pflanzen, die unter Stress stehen, noch bevor das menschliche Auge Veränderungen wahrnimmt.

Damit wird es ein wichtiges Werkzeug auch für Politik und Wirtschaft. Beispielsweise könnten Anbau und Ernte von Nutzpflanzen mithilfe der FLEX-Daten zukünftig optimiert werden. Das Messprinzip und die wissenschaftlichen Grundlagen wurden in den vergangenen drei Jahren in mehreren Studien und Kampagnen geprüft.

(Bild: Forschungszentrum Jülich)

(Bild: Forschungszentrum Jülich)

Erst vom Flugzeug, nun aus dem Orbit

Dabei spielte das flugzeuggestützte Spektrometer HyPlant der Jülicher Pflanzenforscher eine wesentliche Rolle. „Wir haben in Europa und den USA sowohl bewirtschaftete Agrarflächen als auch Ökosysteme und Landschaften vom Flugzeug aus mit HyPlant erfolgreich untersucht“, sagt Uwe Rascher.

„Trockenheit, Hitze, Luftverschmutzung, Parasitenbefall oder schlechte Bodenverhältnisse dämpfen die Photosyntheseaktivität von Pflanzen, und dies lässt sich mit HyPlant erstmals großflächig abbilden“, erklärt Rascher. „Aus der Luft ist uns das im lokalen Maßstab gelungen, aus dem Orbit werden wir dann in der Lage sein, ein globales Bild zu erhalten, wie die Vegetation der Erde Photosynthese betreibt und dabei CO2 fixiert“, fügt er an.

(Bilder: Forschungszentrum Jülich)

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