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Donnerstag, 25.01.2018

Spitzenforschung auf dem Land

Leuchtende Hefe und Sensoren im Kuhmagen sind in Meinsberg normal. Zumindest am Kurt-Schwabe-Institut.

Von Andreas Neubrand

Das Institut

Chemiker Manfred Decker stellt ein gemeinsames Projekt mit Agricon in Jahna vor. Dabei sollen Sensoren schneller helfen, den pH-Wert im Boden zu bestimmen. Für Bauern ein enormer Gewinn.
Chemiker Manfred Decker stellt ein gemeinsames Projekt mit Agricon in Jahna vor. Dabei sollen Sensoren schneller helfen, den pH-Wert im Boden zu bestimmen. Für Bauern ein enormer Gewinn.

© André Braun

Waldheim. Ein Sensor im Magen einer Kuh? Nicht gerade der Ort, an dem der Laie ein neues Instrument zur Messung vermuten würde. Dabei sei das für das Tier im Zweifelsfall überlebenswichtig. „Der normale pH-Wert im Magen einer Kuh liegt so zwischen sechs und sieben. Sinkt der Wert auf fünf, dann droht dem Tier eine Erkrankung an Pansenazidose“, Michael Mertig, der Leiter des Kurt-Schwabe-Instituts in Meinsberg. „Eine Krankheit, die man normalerweise erst erkennt, wenn es zu spät ist. Doch mit einem Sensor im Magen kann man die Veränderung rechtzeitig messen und gegensteuern. Die Kuh ist gerettet.“ Die größte Herausforderung sei es dabei gewesen, einen Akku zu entwickeln, der lange genug hält.

Staatsminister Thomas Schmidt (CDU) kam bei seinem Rundgang durch die Laborräume aus dem Staunen nicht heraus. Ausführlich ließ sich der Minister am Mittwoch über den aktuellen Stand von Forschung und Entwicklung informieren.

Das Kurt-Schwabe-Institut ist eines der führenden Institute in der Erforschung und Entwicklung von Sensoren und Messtechnik weltweit. Dabei arbeiten die Forscher des Instituts sowohl mit anderen Wissenschaftlern im In- und Ausland zusammen, aber auch mit Wirtschaftsunternehmen zusammen. „Ich freue mich sehr, nach all den gemeinsamen Reisen mit Herrn Mertig endlich die Zeit zu haben, mir sein Institut anschauen zu können“, sagte Schmidt.

Institutsleiter Michael Mertig gehört oft zu den Delegierten, die zusammen mit Minister Thomas Schmidt die deutsche Wirtschafts- und Forschungslandschaft im Ausland vertreten. So besuchten sie zusammen unter anderem Brasilien, China und Chile. „Ich habe bei unseren gemeinsamen Reisen festgestellt, dass es bei den Projekten vom Kurt-Schwabe-Institut nicht nur bei bloßen Absichtserklärungen blieb, sondern das meist etwas Konkretes in dem Gastland dabei heraus kam“, so Schmidt. Michael Mertig stimmte dem zu: „Es ist halt wie im Fußball. Es reicht nicht, nur schön zu spielen, hin und wieder muss man auch ein Tor schießen.“

Doch beim Kurt-Schwabe-Institut zeigte sich der Minister optimistisch. „Gerade für die Umwelt und die Landwirtschaft wird hier viel getan“, sagte er. „Und die Umwelt ist nun einmal ein Thema, welches jedes Land betrifft. Wir können in Sachsen keinen Beton für Biogasanlagen für Chile herstellen. Aber wir können hier die Sensoren entwickeln, die sie brauchen“, ergänzte Thomas Schmidt.

Das Institut

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1945: Gründung des Instituts durch Kurt Schwabe.

1957: Die Einrichtung dient der Technischen Hochschule als Entwicklungslabor.

1993: Umbenennung in Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik

Seit 2010 ist Michael Mertig Direktor des Instituts, es beschäftigt 40 Mitarbeiter.

Quelle: Kurt-Schwabe-Institut

Umweltschutz und Agrarwirtschaft gehen tatsächlich in dem Institut Hand in Hand. So stellte Michael Mertig dem Minister mehrere Projekte vor, an denen die Wissenschaftler des Instituts im Moment tüfteln und die belegen, wie nahe sich Umweltschutz und Agrarwissenschaft oft sind.

Eines dieser Projekte soll den Bauern dabei helfen, ihre Felder optimal zu düngen. „Um einen Boden richtig düngen zu können, muss man seine genaue Beschaffenheit kennen. Vor allem der pH-Wert ist dabei von großer Bedeutung“, so Chemiker Manfred Decker. „Diesen Wert messen die meisten Landwirte noch klassisch. Sie entnehmen alle paar Meter eine Bodenprobe, verpacken sie, schicken sie in ein Labor und warten auf das Ergebnis.“

Diese Methode sei aber sehr umständlich, teuer und sowohl zeitintensiv als auch langwierig. „Unsere Methode ist da wesentlich einfacher. Ein Stecher, der an einen Traktor angehängt ist, entnimmt alle 50 Meter eine Probe. Diese wird dann sofort von Steinchen und anderem gereinigt und direkt analysiert. Das geht mit unserem Messverfahren sehr schnell und genau“, erklärte Mertig. Damit kann der Landwirt sein Feld zielgenau düngen. Das Verfahren wurde in Zusammenarbeit mit Agricon aus Jahna entwickelt, einem der führenden Unternehmen für Digitalisierung in der Landwirtschaft.

Doch dies sei erst der Anfang. Danach solle auch der exakte Wert von Kalium gemessen werden. Doch ein Problem hätte beinahe das Projekt zu Fall gebracht. „Die niedrigen Milchpreise hätten das Projekt fast unrentabel gemacht“, sagte Decker. In diesem Zusammenhang warf der Staatsminister ein, dass genaue Messverfahren die Menge an teuren Düngemitteln reduziere und der Landwirt somit Kosten sparen könne.

Ein besonderes Projekt stellte Christine Schmidt vor: Einen Sensor, der mittels genveränderter Hefezellen den Rückstand von Arzneimitteln im Wasser messen könne. „Dabei ist nicht nur die wissenschaftliche Seite anspruchsvoll“, sagte Christine Schmidt. „Da es in Deutschland verboten ist, genveränderte Zellen entweichen zu lassen, brauchten wir für dieses Projekt eine juristische Beratung.“

Aber auch bei anderen Forschungen zeigte sich Staatsminister Thomas Schmidt interessiert. So zum Beispiel von der Sensortechnik, mit deren Hilfe sich gleich vor Ort Schwermetallverunreinigungen in Gewässern messen lassen sollen. Michael Mertig ergänzte: „Auch den Nachweis von strategischen Wertstoffen, wie Kupfer oder Indium, können wir so erbringen.“ Das besondere sei dabei, dass die Hefe anfängt zu leuchten, wenn sie in Kontakt mit dem Medikament kommt.

Doch damit erschöpft sich das Repertoire des Instituts noch lange nicht. „Hier im Institut wird nicht nur geforscht und entwickelt, sondern auch der Nachwuchs ausgebildet“, so Michael Mertig. „Derzeit haben wir neun Doktoranden. Drei davon aus anderen Ländern: einen aus China, einen aus Indien und einen aus Weißrussland. Für uns ist die Pflege von jungen Wissenschaftlern enorm wichtig.“ Thomas Schmidt zeigte sich stolz, angesichts der Forschung im Land Sachsen. Mit Blick auf das Kurt-Schwabe-Institut sagte er: „Das wir gerade auf dem Land seit Jahrzehnten so gute Wissenschaftler und Forscher haben, stimmt mich froh.“