HyPhy - Innovative drohnenbasierte hyperspektrale Detektion von Schwermetallen in Pflanzen in Bezug auf Phytomining

Böden sind als Teil unserer belebten Umwelt eine natürliche und endliche Ressource. Sie sind Grundlage für das Pflanzenwachstum, stellen unsere tägliche Versorgung mit Lebensmitteln sicher, filtern Wasser und leisten weitere wichtige Funktionen für unsere Gesellschaft. Intensive anthropogene und vor allem industrielle Aktivitäten, die toxische Nebenprodukte und Abfallstoffe erzeugen, belasten unsere Böden stark. Zugleich gehen die von Böden gelieferten Ökosystemdienstleistungen zunehmend verloren. Das Vorhaben leistet einen Beitrag, um die Belastung von Böden zu reduzieren und deren Funktionen bzw. Ökosystemdienstleistungen zu verbessern. Bisher wurde die optische Spektroskopie für das Monitoring von Wertmetallkonzentrationen für Zn, Cu und Ni in der Pflanze noch nicht angewendet. Daher wird innerhalb des HyPhy Projektes zunächst mit Gewächshausversuchen (GH) begonnen, um anschließend das Verfahren in einem Feldeinsatz (Rieselfelder Brandenburg Ragow) zu testen. Verschiedene Hyperakkumulatoren werden im Gewächshaus mit unterschiedlichen Zn-, Cu- und Ni -Konzentrationen im Bodensubstrat kultiviert. In regelmäßigen Abständen wird der Akkumulationsverlauf mit der fernerkundlichen Sensorik erfasst. Zeitgleich werden Pflanzenteile und Böden für die chemische Analyse entnommen, sowie in-situ Messungen mit den Punktspektrometern zur Validierung durchgeführt. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf dem Zusammenhang zwischen dem mittels Standardlaborverfahren bestimmten Elementgehalt und der Änderung des identifizierten spektralen Merkmales eines Wertmetalls. Parallel werden die unter Laborbedingung ermittelten Daten prozessiert und erste Schritte für die Auswertungsroutine vorgenommen. In dem zweiten Schritt werden die UAV gestützten Sensoren in einem Feldversuch, auf einer Rieselfeldfläche in Ragow, für die Entwicklung einer prototypischen, automatischen und zeitnahen Prozessierungskette, eingesetzt, um den Akkumulationsverlauf flächendeckend zu erfassen.

MittelgeberAiF Projekt GmbH, Projektträger des BMWi
Förderzeitraum:01.10.2019 - 28.02.2022
Fördersumme:Gesamt: 317.741,00 €; BTU 134.011,00 €
LeitungDr. Magdalena Sut-Lohman

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