FAMOSOS: Sensorsystem ermöglicht in-situ Bodenanalysen vor Ort

Gesunde Böden sind eine Grundlage für eine nachhaltige und gleichzeitig ertragsreiche landwirtschaftliche Nutzung. In situ-Messungen von indikativen Bodenparametern wären daher für Landwirtinnen und Landwirte ein effektives Tool, um die Bewirtschaftung zu optimieren – bisher sind allerdings kaum praktikable Lösungen am Markt verfügbar. Forschende des Fraunhofer EMFT entwickeln im Projekt FAMOSOS gemeinsam mit Partnern ein Messsystem, das Echtzeit-Bodendaten zu Stoffflüssen wie Stickstoff (Ammonium, Nitrat, Lachgas), Feuchtigkeit, pH-Wert und gelöstem Sauerstoff liefert. 

Bodenanalysen werden bisher in der Regel im Labor durchgeführt, was zeit- und kostenintensiv ist. Das Projekt FAMOSOS (FArm MOnitoring via Real-time SOil Sensing ) zielt daher darauf ab, ein einfaches, genaues und zuverlässiges Sensorsystem zu entwickeln, welches Messungen direkt vor Ort und in Echtzeit erlaubt.  Im Rahmen des Vorhabens wollen die Forschungspartner ihr Messsystem auf verschiedenen Anbau- und Grünlandsystemen sowohl in der konventionellen als auch in der ökologischen Bewirtschaftung erproben.

Das Fraunhofer EMFT wird eine aktive mikrofluidische Extraktionseinheit als Teil des Sensorsystems entwickeln. Diese enthält Saugsonden oder Bodenprobennehmer, welche mit einer anwendungsspezifischen piezoelektrischen Mikromembranpumpe integriert werden. Die miniaturisierte Einheit wird direkt im Boden eingesetzt und überträgt die generierten Daten drahtlos an eine zentrale Messtation. Dabei sollen je nach Forschungsbedarf kontinuierliche oder diskontinuierliche Betriebsmodi möglich sein. Mit ihrem Ansatz ermöglichen die Forschenden aussagekräftige Bodenanalysen ohne aufwändige Probenvorbereitung und lange Wartezeiten auf Laborergebnisse.  

FAMOSOS bringt ein sehr erfahrenes Team mit Fachwissen in den Bereichen Bodenphysik und biophysikalische Modellierung, Bodenmikrobiologie, landwirtschaftliches Management, Mikrofluidik sowie Informations- und Kommunikationstechnologien, einschließlich Sensoren und drahtloser Datenübertragung, zusammen. Die im Projekt generierten Daten werden ein prozessbasiertes Verständnis des Stickstoffkreislaufs ermöglichen und wertvollen Input für prozessorientierte Modellen liefern.

Das Projekt wird  durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF unter der Fördernummer 031B1377B gefördert.