Die Versalzung von Böden ist ein Schlüsselproblem für das Pflanzenwachstum. Daten des US-Landwirtschaftsministeriums zeigen, dass etwa 30 % der bewässerten Flächen dadurch Ertragseinbußen erleiden. Um diese Herausforderung zu bewältigen, haben Forscher der Pennsylvania State University ein kostengünstiges Sensorsystem entwickelt, das Salzstress bei Pflanzen frühzeitig anhand flüchtiger organischer Verbindungen erkennen kann, noch bevor sichtbare Schäden auftreten.

Das Sensorsystem fungiert als eine Art „elektronische Nase“ für Pflanzen und kann Unterschiede in den Gasemissionsmustern erkennen, die Pflanzen unter Salzstress freisetzen. „Wir haben ein Hydrokultursystem verwendet, um den Salzgehalt zu kontrollieren und sicherzustellen, dass die erfassten flüchtigen Profile tatsächlich vom Salzgehalt bestimmt werden“, sagte Erstautor Ali Ahmad. In den Experimenten erzeugten die Forscher durch Zugabe von Natriumchlorid verschiedene Stressgruppen. Mit Hilfe von Glockengefäßen wurden die Gase aufgefangen und mit kostengünstigen Sensoren gemessen.

Die Sensoren erfassten drei unterschiedliche Gasmuster von gesunden, mäßig gestressten und stark gestressten Pflanzen. Die Forscher trainierten ein KI-Modell zur Erkennung dieser Muster, das in der Validierung eine Genauigkeit von bis zu 99,15 % erreichte. Koautor Francesco Di Gioia erklärte: „Salzstress ist ein globales Problem. Dieses kostengünstige Sensorsystem kann frühzeitig warnen und Landwirten bei der Bewältigung helfen.“

In der Präzisionslandwirtschaft hat dieses kostengünstige Sensorsystem das Potenzial, verschiedene Pflanzenprobleme wie Krankheiten oder Trockenstress zu erkennen. Di Gioia fügte hinzu: „Die Kombination von preiswerten Gassensoren mit KI ist vielversprechend für die intelligente Landwirtschaft, aber es müssen noch technische und Netzwerk-Herausforderungen bewältigt werden.“ Die zugehörigen Studien wurden in den Fachzeitschriften „IEEE Sensors Journal“ und „Advanced Sensor Research“ veröffentlicht.

Veröffentlichungsdetails: Autor: Jeff Mulhollem, Pennsylvania State University; Titel: „Low-cost sensor system could warn farmers of salt stress in plants“; veröffentlicht in: „IEEE Sensors Journal“ (2026).