24. Juni 2026
Forscherinnen und Forscher des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) haben in Zusammenarbeit mit internationalen Partnern ein Handbuch veröffentlicht, das zeigt, wie man kostengünstig und mit einfachen Mitteln eigene Umwelt-Sensoren baut. Die Anleitung richtet sich an Forschende, Studierende und Praktiker weltweit – besonders in Regionen, in denen teure Messgeräte oft fehlen.
Die Entwicklung kostengünstiger Umweltsensoren (SensorWeb) ist ein integraler Bestandteil der AgroFlux® Sensorplattform, welche das Ziel verfolgt, den Kreislauf von Kohlenstoff, Stickstoff und Wasser in der Landwirtschaft zu erforschen. Das Handbuch enthält detaillierte Bauanleitungen und die benötigte Software für die Umweltsensoren. Es wurde als lebendes Dokument auf der Plattform Zenodo veröffentlicht. Das bedeutet, regelmäßige Updates erfolgen in Form neuer Versionen und sind für alle frei zugänglich.
Messtechnik selbst bauen: Günstige Sensoren für alle
Wie misst man eigentlich, wie viel Wasser eine Pflanze braucht? Oder wie viel klimaschädliche Treibhausgase ein Acker freisetzt? Normalerweise braucht man dafür teure Geräte, die oft nur in wohlhabenden Ländern verfügbar sind. Das von ZALF-Forscher Dr. Mathias Hoffmann und seinem Team entwickelte Handbuch erklärt, wie man mit einfachen Bauteilen und etwas handwerklichem Geschick selbst Sensoren bauen kann. Diese messen zum Beispiel:
- Spektrale Pflanzenindices: Wie gesund ist meine Pflanze? Wie gut entwickelt sie sich?
- Evapotranspiration und Treibhausgase: Wie viel CO₂ oder Methan gibt ein Feld ab?
- Mikroklima: Wie warm und feucht ist es direkt über dem Boden?
Das Ziel dabei ist es, Wissenschaft für alle zugänglich zu machen – unabhängig davon, ob jemand in Deutschland, Ghana oder Bolivien forscht. So können Betriebe vor Ort selbst Daten sammeln und herausfinden, wie sie ihre Felder nachhaltiger bewirtschaften können.
Das mobile Labor: Lab-on-wheels
Die Bauanleitungen sind so gestaltet, dass sie auch ohne teure Werkzeuge umsetzbar sind. Besonders spannend: Das Projekt Lab-on-Wheels – eine solarbetriebene Bau-und Programmierstation im Kofferformat – bringt das nötige Equipment direkt zu den Nutzerinnen und Nutzern. Egal, ob in Syrien, Benin oder Ruanda: Wer keine eigene Werkstatt hat, kann die mobilen Labore ausleihen, um Sensoren zu bauen und zu programmieren.
Die Low-Cost-Sensoren kosten je nach Anwendungszweck und Bauteilen zwischen 60 und 300 Euro. Damit liegen sie bei einem Bruchteil der High-Cost-Sensoren, die je nach Modell 3.000 bis 10.000 Euro kosten können. Der Versand der Lab-on-wheels wird aktuell in einem ersten Roll-out getestet. Die ersten sechs Koffer werden im Sommer 2026 an Partnereinrichtungen verschickt. Die Empfänger bauen Sensoren nach, testen diese und melden zurück, um Anpassungen vorzunehmen, sofern nötig.
Wer einen Koffer ausleihen oder Fragen klären möchte, kann sich direkt an Dr. Mathias Hoffmann wenden.
Von der Forschung in die Praxis: Warum das Projekt wichtig ist
Die Landwirtschaft steht vor großen Herausforderungen: Der Klimawandel verändert Wetterbedingungen, Böden verlieren an Fruchtbarkeit, und gleichzeitig muss mehr Nahrung für eine wachsende Weltbevölkerung produziert werden. Um Lösungen zu finden, braucht es Daten – doch die sind oft schwer zu bekommen, besonders in ärmeren Regionen.
Hier setzt AgroFlux® an: Die Plattform kombiniert hochpräzise Messgeräte mit den günstigen, selbstgebauten Sensoren (SensorWeb). Mithilfe der Sensoren können Betriebe weltweit herausfinden, wie sich ihre Böden und Pflanzen verhalten – und wie sie sie besser schützen können. Die Daten helfen zum Beispiel dabei, herauszufinden:
- Wie viel Wasser eine Pflanze wann wirklich braucht – und wann man sparen kann.
- Wie viel Treibhausgase ein Acker freisetzt – und wie man das reduzieren kann.
- Wie sich unterschiedliche Anbaumethoden auf den Boden auswirken – und welche am nachhaltigsten sind.
Bisher wurden bereits fünf verschiedene DIY-Sensoren entwickelt, die in dem Handbuch detailliert beschrieben werden. Die Anleitungen sind so einfach gehalten, dass auch Schulen oder lokale Umweltgruppen sie nutzen können.
Erste Forschungsarbeiten, die auf Daten der Sensoren basieren, wurden bereits in Benin abgeschlossen. Weitere Forschungsteams in Uganda, Ruanda und Syrien planen, mit den Sensoren zu arbeiten.
Was kommt als Nächstes?
Das Handbuch wird ständig erweitert. In der nächsten Version sollen zum Beispiel Anleitungen für ein günstiges System zur Probennahme von Luft in Messkammern hinzukommen.
Die Nutzenden sind herzlich dazu eingeladen, auf den bestehenden Entwürfen aufzubauen, Anpassungen zu teilen und neue Kapitel beizusteuern. Senden Sie einfach eine E-Mail an den Autor (mathias.hoffmann@zalf.de) und reichen Sie eine Aktualisierung ein.
Zukünftige Versionen werden weitere kostengünstige DIY-Systeme sowie deren Integration in die MonksHillLab Logger App, eine von der Arbeitsgruppe entwickelte Anwendung, enthalten. Gemeinsam möchten wir dieses Handbuch somit zu einer praktischen, sich ständig weiterentwickelnden Ressource für Forschende, Studierende und Menschen aus der Praxis ausbauen.
Außerdem ist geplant, einen Online-Workshop oder eine Low-Cost Sensor Summer School zu veranstalten. Hier können Interessierte lernen, wie man die Sensoren selbst baut und einsetzt. Interessierte, die bei der Gestaltung dieses Formats mitwirken möchten, können sich über den Feedback-Link melden: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSd-lZMnjAK-ll1-eMoKwWdKpjrdHeFioPDRd5Fp-lMQW38EWg/viewform?usp=header
Projektpartner:
- University of Damaskus, Faculty of Agriculture, Department for Rural Engineering (Syrien)
- CSIR-Savanna Agricultural Research Institute (SARI) (Ghana)
- University of Abomey-Calavi, Laboratory of Hydraulic and Water Control (LHME), National Water Institute (Benin)
- Ministry of Water and Environment, Department of Wetlands (Uganda)
- University of Greifswald
- University of Rwanda - CAFF (Ruanda)
Hinweis zum Text:
Dies ist eine mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (Mistral-large-3) erstellte Zusammenfassung des Originaltextes: Hoffmann, M. (Ed.), Macagga, R., Asante, M., Sossa, G., Al-Hamwi, W., Dahlmann, A., Dubbert, M., Dubbert, D., Marschall, J., & Shay Kretzschmar, M. (Jahr). Build-It-Yourself: Low-Cost Systems for Field Ecophysiology. An Open Handbook for DIY Environmental Measurement Systems. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.17943693, veröffentlicht unter der Lizenz CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. Der Text wurde unter den Gesichtspunkten der KI-Regelungen am ZALF sorgfältig überprüft und überarbeitet.
Infomaterial und weiterführende Informationen:
