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StartseiteForschung aktuellLasertechnik gegen Kornkäfer23.01.2019

Chemiefreie SchädlingsbekämpfungLasertechnik gegen Kornkäfer

Kornkäfer, Dörrobstmotten und andere Schädlinge können in Vorratslagern ganze Ernten vernichten. Um sie möglichst früh unschädlich zu machen, haben Forscher am Julius-Kühn-Institut in Berlin einen „Insektenlaser“ entwickelt: Ein Kamerasystem spürt die Tiere zunächst auf - ein Laser tötet sie.

Von Maren Schibilsky

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Kornkäfer, Reiskäfer auf Reiskörnern. (imago)
Der Kornkäfer ist ein weit verbreiteter Getreideschädling (imago)
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In einem Labor am Julius-Kühn-Institut in Berlin hat der Biologe Peter Kern eine 50 Zentimeter lange Versuchsstrecke mit Weizenkörnern ausgelegt. Darauf krabbeln unzählige schwarze Käfer. Nur fünf Millimeter groß.
 
"Wir haben den Kornkäfer hier. Den haben wir ausgewählt, weil der ein sehr wichtiger Schädling ist. Der ist sehr klein und schwarz. Und die Zwischenräume in dem Getreide sind auch schwarz. Deswegen ist es sehr schwer, den zu erkennen. 

Rund einhundert Schadinsekten gibt es weltweit, die wirtschaftlich in der Lagerhaltung eine Rolle spielen. Käfer, Motten, Staubläuse, Milben.

Chemiefreie Methoden

Der Vorratsschutzexperte Cornel Adler kennt sie alle. Wie kein anderer in Deutschland. Seit 25 Jahren sucht er am Julius-Kühn-Institut nach verschiedenen Methoden, um diese Schadinsekten aufzuspüren und effektiv zu bekämpfen: 

"Wir suchen generell nach Möglichkeiten der nichtchemischen Bekämpfung, dass man die Tiere entweder sehr früh entdeckt und dann unschädlich macht oder dass die Tiere überhaupt reinkommen, weil wir wollen ja nicht, dass die Qualität der Lebensmittel beeinträchtigt wird, d.h. wir wollen nicht, dass sich ein großer Befall aufbaut und dann wird behandelt." 

Oft werden Schadinsekten zu spät entdeckt, so dass am Ende nur die chemische Keule hilft. Sprich die Behandlung mit Phosphorwasserstoff, einem Nervengas. Dagegen haben aber bereits einige Schädlinge Resistenzen entwickelt.

Erst optisch aufspüren - dann bekämpfen

Cornel Adler hat bereits einige Methoden erforscht, um Schädlinge früh aufzuspüren. Mit Lockstoffen in Fallen oder mit Mikrophonen, die die Fressgeräusche der Tiere ausmachen. Die neueste Entwicklung: ein sogenannter "Insektenlaser". Ein Verfahren, das erstmals das optische Aufspüren von Schädlingen direkt mit einer Bekämpfungsmethode verbindet - erzählt Peter Kern.
 
"Die Grundidee dabei ist, die optischen Mittel, die wir heutzutage haben, die eigentlich aus der Gesichtserkennung kommen, im Vorratsschutz zu nütze zu machen. Zudem wollen wir das noch kombinieren mit einer Bekämpfungsmethode und haben uns da den Laser ausgesucht. Der könnte direkt unter der Kamera angebracht werden und gleich das Insekt unschädlich machen."

Im Labor testen die Forscher die optische Früherkennung. Eine hochauflösende Kamera fährt automatisch auf einer Schiene über die Versuchsstrecke, auf der die Weizenkörner ausgelegt sind und die schwarzen Kornkäfer krabbeln. Während der Fahrt gewinnt die Kamera Bildinformationen von der Oberfläche der Weizenkörner und den Insektenkörpern. Sie vergleicht diese kontinuierlich mit Referenzbildern und Merkmalen von Schadinsekten, die in einer Datenbank hinterlegt sind - berichtet Projektleiter Cornel Adler:

"Das Prinzip ist erstmal, dass man mithilfe der Kamera Bilder entwickelt, die die Umrisse der Insekten abbilden. Diese Umrisse werden dann gespeichert und geben der Kamera später eine Entscheidungsmöglichkeit. Handelt es sich hierbei um ein vorratsschädliches Insekt oder nicht."

Erster Prototyp 2020

Ist der Schädling identifiziert, kommt der Laser zum Einsatz. Innerhalb von Millisekunden sendet dann die Kamera ein Signal an das Lasergerät, das seine Strahlen umgelenkt über einen Schwingspiegel punktgenau auf das Insekt abfeuert – erzählt Peter Kern:

"Natürlich darf der Laser nicht zu stark sein, dass es kein Feuer gibt. Und es sollte auch nicht zu starken Verbräunungen kommen im umliegendem Material oder zu Staubexplosionen."

Erste Tests haben gezeigt: Insektenerkennung und Lasertechnik funktionieren. Nun arbeiten die Forscher am Zusammenspiel beider Technologien. Wenn alles nach Plan läuft, rechnen sie 2020 mit einem ersten Prototyp. 

"Das soll dann eben ein fahrbares System sein. Es würde dann an der Decke befestigt werden und würde dann in Zeiten, wo das Lager nicht betreten wird, die Oberfläche des Lagers abscannen und dann würde auch der Laser zum Einsatz kommen."

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