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Hightech für höchste Qualität: Saatgut im Computertomographen

KWS-Mitarbeiterin am Computer vor dem Tomographen

Saatgut in höchster Qualität ist eine der Voraussetzungen für beste Erträge. Eine der Grundvoraussetzungen, damit aus einem Saatkorn eine ertragreiche Pflanze wächst: Das Korn muss einen gesunden Embryo enthalten. Ob das der Fall ist, sehen auch die Experten einem Samen von außen allerdings nicht an. Am besten wäre es, man könnte direkt in die wenige Millimeter kleinen Samen von Zuckerrüben hineinblicken. Genau diesen prüfenden Blick unternehmen Saatgut-Experten von KWS mit einem 3D-Computertomographen.

Dieses Verfahren ist nötig, weil natürlicherweise nicht alle Samen einer Zuckerrübenpflanze genau gleich sind. Ein geringer Prozentsatz der Samen ist leer oder enthält zwei Embryonen, sogenannte Zwillinge. Das ist eine ganz natürliche Folge der biologischen Variation. Von außen sieht man es den graubraunen, etwa drei bis sechs Millimeter großen und sternförmigen Körnern nicht an. Würde der Landwirt solche Samen ins Feld bringen, gäbe es entweder Leerstellen oder auch zwei Pflanzen an einer Stelle. Beides würde den Ertrag mindern. Das ist natürlich unerwünscht, sowohl beim Landwirt als auch beim Züchter.

  • Probe in der Hand einer KWS-Mitarbeiterin
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    Ein Blick auf die Probe: Jedes einzelne Korn wird in der Analyse erfasst.

  • Die Proben der zahlreichen Samen
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    60 Proben mit insgesamt 18 000 Samen auf einen Streich.

  • Die Proben im Tomographen werden vom Detektor überprüft
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    Einstellen der Proben in den Tomographen, links an der Wand der Detektor, durchleuchtet wird von rechts.

Jede Charge wird einzeln geprüft

Vielmehr soll aus möglichst jedem Samen eine einzelne, kräftige Pflanze wachsen. Daher sortiert KWS die unerwünschten Samen mit großem Aufwand aus. Nach der Aufbereitung bis zu den bekannten orangenen Saatgutpillen bleiben gewöhnlich weniger als 30 Prozent der Samen übrig – eine rigorose Auswahl. Um diesen Prozess bestmöglich zu steuern, wird jede Charge einzeln geprüft. Dabei hilft den Experten im Saatgut-Qualitätslabor der Computertomograph.KWS Experte Olaf Brinkmann öffnet die Tür zu einem nüchtern eingerichteten Laborraum. Dort steht das etwa zwei Kubikmeter große, von der Fraunhofer-Gesellschaft entwickelte Gerät. Von diesem „Seed Inspector“ sind weltweit nur eine Handvoll weiterer Geräte im Einsatz. Im seinem Inneren befinden sich eine schwache Quelle für Röntgenstrahlen und auf der gegenüberliegenden Seite ein Röntgendetektor. Dazwischen sind ein kleiner elektrischer Drehteller und ein Roboterarm installiert.

Zwei Bilder pro Sekunde

Zur Analyse kommt eine repräsentative Anzahl von Samen einer Probe in eine kleine Dose. Jeweils 60 Dosen stehen auf einem Tablett, das Mitarbeiterin Sylvia Letsch in den Tomographen stellt. Mit dem Start der Anlage beginnt ein vollautomatischer Prozess, der etwa sechs Stunden dauert. Alle sechs Minuten stellt der Roboterarm eine Dose auf den Drehteller.

Durch die anschließende Rotation der Dose im Röntgenstrahl werden dreidimensionale Bilder erzeugt. Dafür nimmt der Sensor etwa zwei Bilder pro Sekunde auf. Ein Computer verrechnet die einzelnen Bilder dann zu einem dreidimensionalen Bild der Probe. Dank der hohen Auflösung können die Experten der Saatgutqualitätskontrolle unter der Leitung von Sebastian Förster jedes einzelne Korn bis ins Innerste betrachten.

  • Rüttelsiebe bereiten das Saatgut auf.
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    Das Aufbereiten des Saatgutes erledigen große Rüttelsiebe. Die Qualität wird mit dem Tomographen zwischendurch immer wieder geprüft.

  • Fertiges Saatgut
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    Am Ende steht die Pille: das fertige Saatgut.

  • Die Verpackungsstraße
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    Es folgt die Verpackungsstraße.

  • Leere Samen werden vollständig ausgeschlossen.
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    So soll es schließlich aussehen: keine Rüben-Zwillinge oder Fehlstellen durch leere Samen im Feld.

Immer objektiv

Mehr noch: Der speziell für die Zwecke von KWS entwickelte Algorithmus erkennt und vermisst automatisch die mehrschichtige Hülle, den Embryo und kleine Hohlräume in jedem einzelnen Saatkorn. Dank der dreidimensionalen Volumenbilder werden also nicht nur leere Samen erkannt, sondern auch Körner mit geschrumpften Embryonen. Dabei ist die Maschine unermüdlich und der Algorithmus der Software immer objektiv. Mehr als 3,9 Millionen Samen durchleuchtet das Qualitätslabor pro Saison, um einen der wichtigsten Grundsätze von KWS zu erfüllen: Bestes Saatgut für die Landwirte.

„Nach der Analyse wissen wir, ob die betreffende Charge nochmals in unsere Saatgutaufbereitung muss, um die Zahl der Zwillinge oder leerer Samen weiter zu verringern. Auch stark geschrumpfte Embryonen sind ein Hinweis auf eine niedrigere Saatgutqualität. Die Keimfähigkeit kann darunter leiden. Auch solche Anteile sortieren wir aus, um die Qualität zu erhöhen“, sagt Laborleiter Sebastian Förster.

Fortschritt für Züchter

Auch Züchter neuer Sorten profitieren vom Computertomographen in der KWS-Zentrale im niedersächsischen Einbeck. „Unsere Zuchtkollegen wollen auch wissen, wie der Füllungsgrad ihrer neuen Zuckerrübenlinien ist. Das sind wichtige Informationen und ein wichtiges Kriterium für die Prüfung neuer Sorten “, fügt Förster hinzu. Die Erfahrung zeigt, dass es bei den Zuckerrüben enorme Unterschiede gibt: Einige Sorten liefern einen sehr geringen Ertrag an hochwertigen Samen, während bei anderen Sorten der größte Teil des Samens zu den bekannten orangefarbenen KWS-Pellets weiterverarbeitet werden kann.

Der Computer hat aus zahlreichen Bildern eine Animation des untersuchten Samens zusammengesetzt

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