Ultraschall-Visite bei Pflanzen

Mittwoch, 3. Februar 2010, 22:01 • Rubrik Klima, Umwelt, Physik, Technik.

An ihren Schwingungen lässt sich ablesen, ob es einer Pflanze gut geht oder nicht. Entsprechende Versuche haben spanische Forscher angestellt. Werden Blätter mit Ultraschall mechanisch angeregt, erlauben ihre bevorzugten Schwingungsfrequenzen Rückschlüsse über Wassergehalt, Gewebedichte und andere Faktoren.

Foto: Jon Sullivan (Public Domain)

Anders als etwa bei einer Schwangerschaftsuntersuchung, kann der Ultraschall dabei durch die Luft übertragen werden und muss nicht durch ein “Schallgel” geleitet werden. Daher brauche man die Blätter nicht einmal berühren, erklärt Tomás Gómez vom Institut für Akustik des spanischen Forschungsrates CSIC. “Die Stimme des Laubs selbst ist es, die uns Information über seinen Zustand und seine Eigenschaften mitteilt.”

Goméz und seine Kollegen setzen Breitband-Ultraschall mit Frequenzen zwischen 0,2 und 2 Megahertz ein – um ein Vielfaches jenseits der menschlichen Hörgrenze gelegen. Ähnlich wie ein Gong oder eine Gitarrensaite, werden die Blätter dadurch in Resonanzschwingungen versetzt, deren Frequenzen unter anderem von ihren mechanischen Eigenschaften abhängen. Diese variieren wiederum mit Faktoren wie der Blattdicke oder dem Wassergehalt, beobachteten die Forscher bei Versuchen mit Pappeln, Platanen, Liguster und Lorbeerkirsche.

Die Analyse des Resonanz-Ultraschalls könne Land- und Forstwirten daher wichtige Daten über den Zustand ihrer Schützlinge liefern, so Goméz’ Kollege Eustaquio Gil-Pelegrín vom CITA-Forschungszentrum in Zaragoza. Die Methode sei so empfindlich, dass man anhand der Resonanzveränderung den Verlust von lediglich einem Prozent des Gewebewassers verfolgen und beispielsweise jenen Punkt abpassen könne, an dem eine Pflanze ihre winzigen Spaltöffnungen für den Gasaustausch schließe.

Forschung: Tomás E. Gómez Álvarez-Arenas, Instituto de Acústica, CSIC, Madrid; Eustaquio Gil-Pelegrín, Unidad de Recursos Forestales, Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón, Zaragoza; und andere

Veröffentlichung Applied Physics Letters, Vol. 95(19), Artikel 193702, DOI 10.1063/1.3263138

WWW:
CSIS-Instituto de Acústica
Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón
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