{"id":105,"date":"2016-02-07T21:06:41","date_gmt":"2016-02-07T20:06:41","guid":{"rendered":"http:\/\/floranium.com\/de\/?page_id=105"},"modified":"2020-01-15T12:50:30","modified_gmt":"2020-01-15T11:50:30","slug":"funktionsweise","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/floranium.com\/de\/funktionsweise\/","title":{"rendered":"Funktionsweise"},"content":{"rendered":"

Wie funktioniert ein Floranion?<\/h2>\n

Pflanzen-Aktivit\u00e4ten und Signale<\/b><\/span><\/p>\n

Grunds\u00e4tzlich kann zwischen zwei unterschiedlichen biologischen Aktivit\u00e4ten in einer Pflanze unterschieden werden, welche Signale aussenden: Prim\u00e4re und sekund\u00e4re Stoffwechselprozesse. <\/span><\/p>\n

Zu den Prim\u00e4ren Stoffwechselprozessen (Prim\u00e4rmetaboliten) z\u00e4hlen Fotosynthese, Ionenaustausch an den Zellmembranen (Anionen\/Kationen), Reizweiterleitungen \u00fcber Aktionspotenziale sowie auch die Kommunikation \u00fcber elektrische Signale durch die N\u00e4hrstoff-Bahnen (Phloem). Signale, die durch prim\u00e4re Stoffwechselprozesse ausgel\u00f6st werden, lassen sich allerdings nur mit viel Aufwand messen. Dazu werden extrem feine Elektroden ben\u00f6tigt die direkt in die N\u00e4hrstoff Bahnen eingebracht werden k\u00f6nnen, ohne dabei \u00fcber die feuchte Au\u00dfenhaut der Pflanze \u201ekurzgeschlossen\u201c zu werden. Ein Beispiel ist die \u201eBlattlaus-Bio-Elektrode\u201c (Ja \u2013 Sie haben richtig gelesen!). Eine Kohlblattlaus wird mit einem sehr feinen Golddraht verbunden. Da die Blattlaus auf die N\u00e4hrstoffe der Pflanze aus ist, dringt sie mit ihrem Stachel in die N\u00e4hrstoff-Bahn (Phloem) ein und stellt durch Saugen eine direkte elektrische Verbindung zum Phloem her. Ob die Blattlaus merkt, dass sie als Elektrode missbraucht wird, ist unbekannt.<\/span><\/p>\n

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Sekund\u00e4re Stoffwechselprozessen (Sekund\u00e4rmetaboliten) erzeugen pflanzliche Stoffe wie phenolische und isoprenoide Verbindungen, Alkaloide (Koffein, Nikotin) und Aminos\u00e4uren wie Alliin oder Canavanin. Diese Prozesse wirken sich auf die elektrolytischen Eigenschaften der Pflanze aus und k\u00f6nnen deshalb mittels Elektroden an der Au\u00dfenhaut der Pflanze elektrisch gemessen werden.<\/span><\/p>\n

Das Funktionsprinzip des Floranions ist \u00e4hnlich eines EKG Ger\u00e4tes im medizinischen Bereich: \u00dcber einen hochohmigen Widerstand wird eine kleiner Strom im uA Bereich auf ein Blatt gegeben, der durch die Pflanze gegen Erde abflie\u00dft. Gleichzeitig wird die Spannung dann zwischen Blatt und Erde verst\u00e4rkt, gefiltert und mittels Analog-Digital Wandler von einem Mikrocontroller gemessen.<\/span><\/p>\n

\"floraniumHowItWorks002s\"<\/p>\n

Der Mikrocontroller wandelt die Messwerte in ein RGB Farbspiel um. Im Prinzip \u00e4hnlich der Funktionsweise des Zeigers einer mechanischen Messuhr, bei dem der rotierende Zeiger quasi eine volle Umdrehung macht pro Millimeter Nadeldistanz. Somit lassen sich trotz gro\u00dfem Spannungshub (Dynamik Bereich) auch sehr kleine Signal\u00e4nderungen beobachten.<\/span><\/p>\n

\"messuhr00\"<\/p>\n

Zus\u00e4tzlich werden die Messwerte als seriellen Daten-Stream am USB Port ausgegeben bzw. beim Floranion Scientific \u00fcber das Display angezeigt. Zur Vermeidung von elektrostatischen- oder elektromagnetischen St\u00f6rungen empfiehlt es sich, die Pflanze in eine abgeschirmte Messkammer zu setzen.<\/span><\/p>\n

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\"flrmGlobeShield2s2\"<\/p>\n

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Die \u00fcber die USB Schnittstelle seriell \u00fcbertragenen Daten k\u00f6nnen mittels eines Terminal Programms wie beispielsweise Putty (Windows) oder gtkTerm (Linux) und dem Programm KST live angezeigt, oder in einer Datei aufgezeichnet werden.<\/span><\/p>\n

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\"kstScreenShotAlpenveilchen\"<\/p>\n

Bild: Typischer Messkurvenverlauf der Aktivit\u00e4ten eines Alpenveilchens. Gemessen mit einem Floranion Discovery.<\/p>\n

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Wie funktioniert ein Floranion? Pflanzen-Aktivit\u00e4ten und Signale Grunds\u00e4tzlich kann zwischen zwei unterschiedlichen biologischen Aktivit\u00e4ten in einer Pflanze unterschieden werden, welche Signale aussenden: Prim\u00e4re und sekund\u00e4re Stoffwechselprozesse. Zu den Prim\u00e4ren Stoffwechselprozessen (Prim\u00e4rmetaboliten) z\u00e4hlen Fotosynthese, Ionenaustausch an den Zellmembranen (Anionen\/Kationen), Reizweiterleitungen \u00fcber Aktionspotenziale sowie auch die Kommunikation \u00fcber elektrische Signale durch die\u2026<\/p>\n

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