Sensor Pflanze meldet Wassermangel per Sensor

Wenn die Pflanze SMS schickt: Forscher des MIT haben einen Sensor entwickelt, der exakt beobachtet, wann eine Pflanze unter Wassermangel leidet. Die Technologie soll vor allem Landwirten helfen, die Folgen des Klimawandels besser im Blick zu behalten.

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Landwirte, Betreiber von Treibhäusern und Blumenliebhaber könnten künftig per Smartphone informiert werden, wenn ihre Pflanzen zu wenig Wasser haben. Denn Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben einen Sensor entwickelt, der Wassermangel von Pflanzen detektiert. Die Warnung landet auf einem Smartphone, sodass rechtzeitig gewässert werden kann.

Sensoren überwachen Blätter

Der Professor Michael Strano und sein Assistent Volodymyr Koman fanden zunächst heraus, wie Pflanzen kurz vor dem Verdursten reagieren. Sie brachten Sensoren auf den Blättern einer Friedenslilie an. Wie bei allen Pflanzen befinden sich in den Blättern feine Spaltöffnungen, Stomata genannt, aus denen Wasser verdunstet. Diese öffnen sich, wenn es hell wird. Bei Einbruch der Dunkelheit schließen sie sich wieder.

Die Sensoren bestehen aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die Strom leiten. Eingebettet sind sie in Natriumlaurylsulfat, eine waschaktive Substanz, die in Reinigungsmitteln und Zahnpasten verwendet wird. Die so hergestellte Tinte wird mithilfe eines Druckers so auf das Blatt gespritzt, dass ein Stromkreis entsteht. Er ist geschlossen, wenn der Spalt geschlossen ist. Öffnet er sich, wird er unterbrochen. Wird es hell, dauert es nur sieben Minuten, bis die Pflanze die Stomata öffnet. Ist die Sonne untergegangen, lässt sich die Pflanze länger Zeit und schließt erst nach 53 Minuten wieder den Spalt.

Die Folgen des Klimawandels einschätzen

Fehlt es der Pflanze an Wasser, verändert sich die Zeitspanne. Dann braucht die Pflanze 25 Minuten, um einen Spalt zu öffnen und schließt ihn schon 45 Minuten nach Sonnenuntergang. Diese Daten sollen sich nutzen lassen, um Wassermangel und ausreichende Bewässerung festzustellen. Aber Landwirte und andere Menschen, die mit Pflanzen zu tun haben, können deren Blätter natürlich nicht mit Sensoren bedrucken und ständig messen, wie lange es dauert, bis sich die Stomata öffnen und schließen.

Daher bauen die MIT-Forscher einen Sensor, der an den Blättern befestigt wird. Er enthält den Sensor, durch den Strom fließt, der beim Öffnen eines Stoma unterbrochen wird, einen Zeitmesser, einen Mobilfunksender, der den SOS-Ruf aussendet, und eine Stromquelle, etwa eine Knopfzelle. „Unser Sensor wird eine große Bedeutung in einer Zeit des Klimawandels bekommen, der zu Wassermangel und steigenden Temperaturen führt“, sagt Koman.

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