DE19642439C1 - Verfahren zur optischen Detektion und Behandlung von Kulturpflanzen und nicht biologisch transformierte Kulturpflanze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Detektion und Behandlung von Kulturpflanzen und/oder Kulturpflanzenbeständen vor verschiedenen Hintergründen, insbesondere neben Unkraut, und eine nicht biologisch transformierte Kulturpflanze, die zur Durchfüh­ rung dieses Verfahrens geeignet ist.

An der Entwicklung von Detektorsystemen zur Erkennung von Kultur­ pflanzen wird in neuerer Zeit international intensiv gearbeitet, mit dem Ziel eine effektive und rationelle, gleichzeitig aber öko­ logisch sinnvolle Bearbeitung von Kulturpflanzen zu erreichen. Dabei bereitet insbesondere die Unterscheidung der Kulturpflanzen vor unerwünschtem Unkrautbewuchs Schwierigkeiten, da sich Kultur und Unkraut in der Färbung und teilweise, auch in Abhängigkeit des jeweiligen Entwicklungsstadiums, in Form und Habitus sehr stark ähneln. In der Pflanzenproduktion wird eine derartige Erkennung angestrebt, um Kulturpflanzenbestände beispielsweise mittels Fern­ erkundung zu kartieren und um die Kulturpflanzen gezielt und treffsicher entsprechenden Pflanzenschutzmaßnahmen unterwerfen zu können.

Aus der DE 41 32 637 C2 ist bereits ein Verfahren zur optischen Detektion und Behandlung von Kulturpflanzen, nämlich zur gesteuer­ ten Unkrautbekämpfung im Nutzpflanzenbau durch Versprühen von Her­ biziden auf bewachsenem Untergrund bekannt, bei dem der Untergrund fortlaufend mittels Sensoren optisch abgetastet und die erhaltenen Signale nach Verarbeitung durch einen Rechner zur Steuerung eines Unkrautbekämpfungsgerätes verwendet werden. Für das Verfahren ist es unerläßlich, daß die Nutzpflanzen eine vergleichbar hohe Pflanzdichte aufweisen, wie z. B. Getreidebestände, und daß sich Nutzpflanzen (Getreide) und Unkraut ("grüne Pflanzen") optisch genügend klar unterscheiden. Das Verfahren hat, wie andere opto­ elektronische oder auch auf Radar- oder Ultraschallortung basie­ rende Verfahren den Nachteil, daß die Erkennung von Nutzpflanzen gegenüber Unkraut häufig noch unsicher ist und bei bestimmten Nutzpflanzen/Unkraut-Kombinationen völlig versagt. Dies beruht insbesondere darauf, daß Pflanzen wie auch Unkräuter keine festen geometrischen Gebilde sind und in ihrer Form und Färbung sowie ihrem Habitus im Verlauf ihres Wachstums und ihrer Entwicklung, aber auch in Abhängigkeit von Umwelteinflüssen stark variieren. Der bildanalytischen Erkennung sind hierdurch prinzipielle Grenzen gesetzt.

Für verschiedene Zwecke erscheint es erstrebenswert, Kulturpflan­ zen und/oder Kulturpflanzenbestände vor verschiedenen Hintergrün­ den, insbesondere auch neben Unkraut, optisch detektieren und ge­ gebenenfalls behandeln zu können. Mögliche Anwendungsgebiete für eine solche Kulturpflanzendetektion reichen von der ökologischen Kartierung von Kulturpflanzenbeständen über gezielt eingesetzte Pflanzenschutzmaßnahmen in der Landwirtschaft, die gezielte land­ wirtschaftliche Bearbeitung von Kulturpflanzenbeständen bis zu automatischen Ernteverfahren und der Sortierung von Erntegütern.

Der Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, daß Kul­ turpflanzen mit möglichst hoher Genauigkeit und Treffsicherheit vor verschiedenen auch wechselnden Hintergründen, insbesondere neben anderen Pflanzen wie Unkräutern, erkannt und gegebenenfalls behandelt werden sollen.

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß das Verfahren nach Anspruch 1 sowie die Kulturpflanze nach Anspruch 14 vorgesehen.

Das Verfahren nach der Erfindung verwendet solche Kulturpflanzen, die mit einem in das Genom ihrer Zellen integrierten Markergen ausgestattet sind, wobei das Genprodukt des Markergens ein bei optischer Anregung lichtemittierendes Protein ist. Diese Kultur­ pflanze bzw. der Kulturpflanzenbestand wird erkannt oder detek­ tiert, indem vor dem Hintergrund eine Bestrahlung der Kulturpflan­ ze entweder mit natürlichem Sonnenlicht oder künstlich, i.a. mit UV-Licht oder blauem Licht erfolgt, bei der das Genprodukt, also das lichtemittierende Protein der Pflanze optisch angeregt wird. Die dadurch induzierte Lichtemission der transgenen Kulturpflanze wird mit einem Sensor oder optischen Detektor detektiert, und hieraus wird ein mit der Kulturpflanze bzw. der Kulturpflanzen­ dichte korreliertes Signal bestimmt. Die daraus erhaltene Informa­ tion wird für die Steuerung von Aktoren bei der Behandlung der Kulturpflanze verwendet, z. B. für das Schalten von Ventilen an Spritzgeräten, die Lenkung von Feldschleppern oder das Führen von Hackwerkzeugen in Reihen.

Vorzugsweise kann der Hintergrund ein von den Kulturpflanzen be­ wachsenes Gebiet, z. B. ein Feld sein. Neben den Kulturpflanzen kann dann gegebenenfalls der Gesamtbestand an grünen Pflanzen op­ tisch z. B. im Bereich des grünen Lichtes detektiert und ein mit dem Gesamtpflanzenbestand korreliertes Signal bestimmt werden, wonach durch Differenzbildung der Signale das Verhältnis von Kul­ tur- zu Unkraut- bzw. Fremdpflanzen bestimmt werden kann. Anhand einer solchen Information kann beispielsweise entschieden werden, ob eine Applikation von Pflanzenschutzmitteln überhaupt notwendig ist, und wenn ja in welchem Bereich. Im Bedarfsfall können die Pflanzenschutzmittel dann treffsicher nur dort appliziert werden, wo sie notwendig sind. Der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln in der Landwirtschaft kann so deutlich reduziert werden. Auch die Steuerung von Geräten zur mechanischen Unkrautbekämpfung ist hier­ über möglich, beispielsweise die Reihenführung konventioneller Hackgeräte oder die Steuerung von Geräten, die das Unkraut auch in der Reihe erfassen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das durch Differenzbildung gewonnene Signal mittels eines Rechners aufberei­ tet und mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen. Aus dem Ergeb­ nis wird automatisch eine Ja-Nein-Entscheidung für die Behandlung der Kulturpflanzen abgeleitet, oder es wird das Ausmaß bzw. die Stärke der Behandlung in Relation zur Größe des Signals festge­ legt. Ein unnötiger Verbrauch von Pflanzenschutzmitteln und die damit verbundene Umweltbelastung wird so vermieden.

Das durch die Differenzbildung gewonnene Signal oder das Kultur­ pflanzensignal allein kann zur Steuerung von mechanischen oder chemischen Pflanzenschutz- oder Bearbeitungsgeräten verwendet wer­ den, beispielsweise zur Steuerung mechanischer Unkraut-Hackgeräte oder Pflanzenschutzmittel-Spritzgeräte oder zur Lenkung eines Feldbearbeitungsgerätes. Die Behandlung kann dann gezielt in den Bereichen erfolgen, in denen Nicht-Kulturpflanzen detektiert wur­ den oder in denen geringe bzw. fehlende Lichtemissionen der Kul­ turpflanzen detektiert wurde. Eine solche Behandlung kann in der Ausbringung biologischer oder chemischer Unkrautbekämpfungsmittel, sowie anderer Pflanzenschutzmittel, bzw. Pflanzenstärkungsmittel bestehen. Die Behandlung kann auch mechanisch erfolgen, so daß die Steuerung des Pflanzenschutzgerätes in einer Reihenführung eines Unkraut-Hackgerätes besteht, wobei ein Hacken zwischen den Reihen, wie auch von dort aus zwischen den Einzelpflanzen erfolgen kann.

Ebenso wie eine Behandlung gezielt in Bereichen fehlender Kultur­ pflanzendichte oder in Bereichen, in denen Nicht-Kulturpflanzen detektiert wurden vorgenommen werden kann, kann auch eine Behand­ lung gezielt an der Kulturpflanze, oder an Teilen der Kulturpflan­ ze, bzw. an Positionen hoher Kulturpflanzendichte durchgeführt werden. Hierbei kann es sich um eine Pflanzenbehandlung, eine Dün­ gung oder eine Ernte handeln.

Die Erkennung der Kulturpflanzen kann auch dazu dienen, ihre Ernte zu steuern. Durch das nach dem Verfahren gewonnene Signal wird dann eine Erntemaschine für die Pflückung oder Rodung der Kultur­ pflanze gesteuert. Auch die bereits geerntete Kulturpflanze kann nach der Erfindung optisch detektiert werden, wobei die Behandlung der Pflanze in einer Sortierung des Ernteguts bestehen kann.

Das Verfahren ist alternativ online oder offline durchführbar. Unter einem Online-Verfahren wird hier ein Verfahren verstanden, bei dem die nahezu zeitgleiche Erfassung der Pflanzen durch opti­ sche Detektion sowie die Steuerung von Aktoren, wie z. B. das Schalten von Ventilen, die Steuerung eines Pflanzenschutzgeräts oder die Lenkung eines Feldbearbeitungsgerätes erfolgt. Unter ei­ nem Offline-Verfahren wird hier ein solches Verfahren verstanden, bei dem die Detektion in einem ersten Schritt erfolgt, woraufhin die Daten räumlichen Positionen zugeordnet und anschließend zwi­ schengespeichert werden, beispielsweise auf einem Datenträger. In einem nachfolgenden zweiten Schritt erfolgt dann separat die Be­ arbeitung der Kulturpflanzen unter Verwendung der in Schritt 1 gewonnenen Daten. Auf diese Weise können wiederum Feldspritzgerä­ te, Hackgeräte, Düngerstreuer etc. gesteuert werden. Die Position der einzelnen Kulturpflanzen kann mit einem konventionellen GPS-System erfaßt werden. Die Aufbereitung der Daten kann in Form ei­ ner Karte oder in Form einer Handlungsanweisung, z. B. eines Compu­ terprogramms für elektronisch gesteuerte Landmaschinen geschehen. Für die erste Stufe des Offline-Verfahrens bietet sich neben dem Überfahren der Ackerfläche mit einem mit Detektionssystemen aus ge­ rüsteten Schlepper auch die Fernerkundung mit Luftfahrzeugen oder Satelliten an.

Die Verbindung geeigneter transgener Kulturpflanzen mit der Detek­ tion und Bearbeitung nach der Erfindung liefert eine Reihe von Anwendungen für eine gezielte Steuerung von Geräten in der land­ wirtschaftlichen Anbaupraxis.

Beispielsweise in Getreidebeständen läßt sich durch die Erfassung des Deckungsgrades einmal in einem Wellenlängenbereich, der alle Pflanzen erfaßt, z. B. im Bereich des grünen Lichtes, und zum ande­ ren im Bereich der Lichtemission der transgenen Pflanze, im all­ gemeinen der grünen Fluoreszenz (nur markierte Kulturpflanzen) und anschließende Differenzbildung der Unkrautdeckungsgrad eindeutig und unabhängig von der Dichte des Kulturpflanzenbestandes bestim­ men. Durch den Vergleich mit Schwellenwerten kann dann eine Steu­ eranweisung für ein Feldspritzgerät sowohl im Offline- als auch im Online-Betrieb erstellt werden. Am Feldspritzgerät werden die Ven­ tile zu den Spritzdüsen nur dann geöffnet, wenn die gerade von den Düsen überfahrene Fläche einen über der Schadensschwelle liegenden Unkrautdeckungsgrad aufweist. Dies ist auch und vor allem bei der Bekämpfung von Unkräutern, die in Nestern auftreten, sinnvoll und vorteilhaft.

Nach der Erfassung des Kulturpflanzendeckungsgrades läßt sich auch eine teilflächenspezifische Stickstoffdüngung oder andere Düngung entweder mit einem dafür ausgerüsteten Düngerstreuer oder mit ei­ nem Feldspritzgerät mit Flüssigdünger durchführen.

Im Getreidebau werden häufig Fahrgassen für die Fahrten mit Pflan­ zenschutzgeräten oder Düngerstreuern angelegt. Da sich in diesen Fahrgassen keine Kulturpflanzen befinden, läßt sich dies nach der Erfindung leicht detektieren. Dadurch wird eine Steuerung des Schleppers möglich. Der Fahrer wird von der Aufgabe der exakten Lenkung entlastet und kann sich mehr der Überwachung des Arbeits­ gerätes widmen. Die Genauigkeit der Einhaltung der Fahrgassen und damit des Anschlußfahrens wird dadurch erhöht.

In Reihenkulturen können die Reihen und die einzelnen Pflanzen eindeutig identifiziert werden. Damit ergibt sich die Möglichkeit der Steuerung von mechanischen Unkrautbekämpfungsgeräten, die die Fläche zwischen den Kulturpflanzenreihen oder zwischen den Pflan­ zen in der Reihe bearbeiten.

In Reihenkulturen ist es häufig erwünscht und erforderlich, die Pflanzenreihe vollkommen unkrautfrei zu halten. Die Steuerung ei­ nes Pflanzenschutzgerätes für chemische Behandlungsmaßnahmen, z. B. eines Bandspritzgerätes, wobei nur ein schmales Band in der Reihe mit selektiven Herbiziden behandelt wird, kann dann so vorgenommen werden, daß die jeweilige Düse nur dann über ein Ventil einge­ schaltet wird, wenn sich in dem gerade überfahrenden Band tatsäch­ lich Unkräuter befinden. Die Fläche zwischen den Reihen kann bei Vorhandensein von Unkräutern mit einem Herbizid behandelt werden.

Weitere Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens er­ geben sich bei der Ernte, z. B. von Gurken und anderen maschinell erntbaren Pflanzen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren detek­ tiert und mit gesteuerten Werkzeugen ergriffen werden können.

Auch bei der Sortierung von Erntegütern ist eine Anwendung mög­ lich, beispielsweise bei der Trennung von Steinen und Kartoffeln oder der Trennung von Blättern und Samen.

Für die Erfindung ist eine transgene, nach Anregung lichtemittie­ rende Kulturpflanze erforderlich. Gemäß der Erfindung wird eine solche nicht biologisch transformierte Kulturpflanze mit einer stabil in das Genom ihrer Zellen integrierten DNA-Nucleotidse­ quenz, die ein bei photophysikalischer Anregung lichtemittierendes Protein kodiert, verwendet werden, bei der die Expression des lichtemittierenden Proteins unter Steuerung unterschiedlicher Pro­ motoren, beispielsweise eines lichtinduzierbaren, blütenspezifi­ schen oder gewebespezifischen Promotors, erfolgt. Dieser Promotor kann der lichtinduzierbare rbcS-Promotor der kleinen Untereinheit der Ribulosebiphosphat-Carboxylase aus der Kartoffel sein.

Ob ein lichtspezifischer oder gewebespezifischer Promotor einge­ setzt wird, läßt sich nach der Anwendung entscheiden. Beispiels­ weise kann man einen blütenspezifischen Promotor vorteilhaft dann verwenden, wenn während der Blüte gespritzt werden soll.

Das lichtemittierende Protein kann vorteilhaft das "green fluores­ cence protein (gfp)" aus der Qualle Aequorea viktoria sein. Die Verwendung anderer Fluoreszenz auslösender Proteine, insbesondere aus anderen Quallen, ist jedoch denkbar.

Bei Verwendung von gfp ist in Weiterbildung der Erfindung vorgese­ hen, daß der Wellenlängenbereich der Anregung und/oder der Emis­ sion des gfp durch Mutagenese verschoben wurde; dies erhöht die Sicherheit, mit der das Emissionssignal der Kulturpflanze von dem Detektionssignal der Unkraut- bzw. Fremdpflanze getrennt werden kann. Es ist vorteilhaft, vor den Fluoreszenzdetektor einen Filter einzusetzen, der Licht genau im Wellenlängenbereich des gewünsch­ ten Fensters durchläßt.

Das gfp aus der Qualle Aequorea viktoria, das in letzter Zeit als Markergen in die Molekularbiologie Eingang gefunden hat, ist ein 27 kDa monomeres Protein, das bei einer Anregung mit UV- oder Blaulicht (Anregungsspektrum mit Maximum bei 395 nm mit einem se­ kundären Peak bei 470 nm) eine grüne Fluoreszenz (Emission bei 509 nm mit einer Schulter bei 540 nm) erzeugt (Prasher et al 1992, Scheen et al 1995). Die Detektion ist auch bei Anwesenheit der blauen Fluoreszenz der Vakuolen oder der roten Chlorophyll-Auto­ fluoreszenz der Plastiden möglich. Durch Optimierung der gfp-cDNA-Se­ quenz kann auch eine höhere Expressionsrate erreicht werden. Weiterhin kann eine Kompartimentierung des Proteins in der Pflanze oder die Verwendung eines lichtinduzierbaren, gewebespezifischen oder blütenspezifischen Promotors angezeigt sein.

Die transgenen Kulturpflanzen können insbesondere Tabak-, Kartof­ fel-, Raps-, Beta-Rüben-, Mais-, Getreide- oder Gemüsepflanzen sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnun­ gen zeigt:

Abb. 1 eine schematische Darstellung der Detektion von transgenen Kulturpflanzen neben Unkraut,

Abb. 2 die schematische Darstellung der Datenerfassung im Offline-Betrieb,

Abb. 3 eine schematische Darstellung einer im Offline-Be­ trieb gesteuerten Pflanzenbehandlung,

Abb. 4 die schematische Darstellung des Online-Betriebs mit zugehörigen Deckungsgradkurven,

Abb. 5 die schematische Darstellung eines Feldes mit Fahr­ gassen mit zugehöriger Deckungsgradkurve,

Abb. 6 eine Bearbeitung durch Hackwerkzeuge in Reihenkul­ turen, und

Abb. 7 eine Bandspritzung.

Abb. 1 zeigt die Detektion von transgenen Kulturpflanzen neben Unkraut in schematischer Darstellung. Für die Detektion grüner Fremdpflanzen neben Kulturpflanzen wird ein Gründetektor 1 zur Detektion des von grünen Pflanzen ausgehenden Lichtes und ein gleichartiger Detektor 2 als Fluoreszenzdetektor für die Detektion von gfp-emittiertem Fluoreszenzlicht verwendet. Vor den Detektor 2 wird ein Filter 3 geschaltet, der nach Möglichkeit Licht solcher Wellenlänge aus einem Peak des Emissionsspektrums des lichtemit­ tierenden Proteins durchläßt, das im Licht der grünen Pflanzen nicht oder in möglichst geringer Intensität vorhanden ist. Wird nun ausgehend von einer Lichtquelle 4 Licht geeigneter Wellenlänge für eine optische Anregung auf die transgene Kulturpflanze 5 aus­ gesendet, so antwortet diese durch Lichtemission, was über Filter 3 durch Detektor 2 nachgewiesen wird. Die Unkrautpflanze 6 hinge­ gen wird nur durch den Gründetektor 1 erfaßt bzw. detektiert, da sie kein Fluoreszenzlicht der von Filter 3 durchgelassenen Wellen­ länge abgibt. Ein über den Signalausgängen von Detektoren 1 und 2 gebildetes Differenzsignal, das gegebenenfalls rechnerisch weiter­ verarbeitet wird, gibt Aufschluß über den Kulturpflanzendeckungs­ grad und im Online-Betrieb auch direkt über das jeweilige Vorhan­ densein von transgener Kulturpflanze oder Unkrautpflanze bzw. son­ stigem Hintergrund.

Abb. 2 zeigt die Datenerfassung im Offline-Betrieb. Zur Aufnahme der später weiter zu verwendenden Signale wird eine Sensoreinheit 23 mit Speicher verwendet. Der wesentliche Unterschied zu der all­ gemeinen Darstellung nach Abb. 1 besteht darin, daß neben den De­ tektoren 1 und 2 noch ein GPS-Empfänger 20 vorhanden ist, der mit Hilfe von Satelliten 21 und einer DGPS-Station 22 die genaue Orts­ position angibt. Durch Korrelierung der erhaltenen Signale wird ein räumliches Bild der Kulturpflanzen- bzw. Fremdpflanzenorte erhalten, das gegebenenfalls auf Datenträger zwischengespeichert wird. Diese Daten können später für eine Kulturpflanzenbearbeitung wie in Abb. 3 dargestellt weiterverwendet werden.

Abb. 3 zeigt eine im Offline-Betrieb gesteuerte Pflanzenbehand­ lung. Der GPS-Empfänger 20 errechnet aus den Signalen der Satelli­ ten 21 und der DGPS-Station 22 seinen jeweiligen Standort. In der Steuereinheit 30 wird dann in Verbindung mit den zuvor ermittelten Postitions- und Deckungsgraddaten eine Steueranweisung für das Feldspritzgerät erzeugt, die Art und Ausmaß der Behandlung fest­ legt, wie zu Abb. 4 näher beschrieben.

Abb. 4 zeigt die Kulturpflanzenbearbeitung mit einem Feldspritzge­ rät im Online-Betrieb. Das Feldspritzgerät wird so gesteuert, daß das Ventil zu der Spritzdüse nur dann geöffnet wird, wenn die ge­ rade von den Düsen überfahrene Fläche einen über der Schadens­ schwelle liegenden Unkrautdeckungsgrad aufweist. Hierfür wird dem Feldspritzgerät ein Signal übermittelt, das aus dem Differenzsi­ gnal der Detektoren-Ausgangssignale von den Detektoren 1 und 2 in einer Sensoreinheit 40 ermittelt wurde.

In der unteren Bildhälfte sind Deckungsgradkurven gezeigt, bei denen ein relativer Deckungsgrad über einer Raumkoordinate aufge­ tragen ist, die der Fahrtrichtung des oben gezeigten Feldspritzge­ rätes entspricht. Es bedeuten: a = Gesamtdeckungsgrad, b = Kultur­ pflanzendeckungsgrad, c = Differenz a-b = Unkrautdeckungsgrad, d = Schwellenwert. Unkrautnester werden deutlich erkannt und können gesondert behandelt werden. In Bereichen, in denen die Kurve c unter den Schwellenwert d abfällt, kann auf Spritzen verzichtet werden.

Abb. 5 zeigt in schematischer Darstellung ein Feld 50 mit darin angelegten Fahrgassen 52. Mit den Daten der unten dargestellten Deckungsgradkurve kann ein Feldbearbeitungsgerät exakt durch die Gassen gesteuert werden. Diese zusätzliche Automatisierung entla­ stet den Fahrer und dient einer exakten Bearbeitung.

Abb. 6 zeigt eine Reihenkultur 60, die mit einem speziellen Hack­ gerät zwischen den Reihen bearbeitet werden soll. Die Behandlung zwischen den Reihen erfolgt durchgängig, während die Behandlung in den Reihen gezielt mittels einer Sensoreinheit 40 und entsprechen­ den Werkzeugen 61 absätzig und nur zwischen den Kulturpflanzen erfolgt. Die Steuerung des Hackgerätes erfolgt in entsprechender Weise, wie für das Befahren von Gassen anhand von Abb. 5 beschrie­ ben.

Abb. 7 zeigt eine Bandspritzung, die mit Hilfe der ermittelten Daten so gesteuert wird, daß die Spritzventile nur dann geöffnet werden, wenn sich an der überfahrenen Stelle in dem Band Unkraut befindet, wie hier an Band 70 im Vergleich zu dem nicht-verunkrau­ teten Band 71 gezeigt.

Claims (18)

1. Verfahren zur optischen Detektion und Behandlung von Kultur­ pflanzen und/oder Kulturpflanzenbeständen vor verschiedenen Hin­ tergründen, insbesondere neben Unkraut, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Kulturpflanze eine mit einem in das Genom ihrer Zellen integrierten Markergen ausgestattete transgene Kul­ turpflanze ist, wobei das Genprodukt des Markergens ein bei optischer Anregung lichtemittierendes Protein ist,
• - daß eine Bestrahlung der Kulturpflanze vor dem Hintergrund erfolgt, bei der das Genprodukt optisch angeregt wird,
• - daß eine durch die Bestrahlung induzierte Lichtemission der transgenen Kulturpflanze optisch detektiert und daraus ein mit der Kulturpflanze und/oder der Kulturpflanzendichte korreliertes Signal bestimmt wird, und
• - daß eine daraus erhaltene Information für die Steuerung von Aktoren bei der Behandlung der Kulturpflanze verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hin­ tergrund ein von den Kulturpflanzen bewachsenes Gebiet, z. B. ein Feld ist, daß neben der Kulturpflanzendichte der Gesamtbestand an grünen Pflanzen optisch detektiert wird, vorzugsweise im Be­ reich des grünen Lichtes und ein mit dem Gesamtpflanzenbestand korreliertes Signal bestimmt wird, und daß durch Differenzbil­ dung der Signale das Verhältnis von Kultur- zu Unkraut- bzw. Fremdpflanzen bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Differenzbildung gewonnene Signal mittels eines Rechners aufbe­ reitet, mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen und aus dem Ergebnis automatisch eine Ja-Nein-Entscheidung für die Behand­ lung oder mittels der Größe des Signals eine Entscheidung über das Ausmaß der Behandlung abgeleitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das durch Differenzbildung gewonnene oder das Kultur­ pflanzen-Signal zur Steuerung von mechanischen oder chemischen Pflanzenschutz- oder Bearbeitungsgeräten verwendet wird, bei­ spielsweise zur Steuerung mechanischer Unkraut-Hackgeräte oder Pflanzenschutzmittel-Spritzgeräte oder zur Lenkung eines Feld­ bearbeitungsgerätes.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Behandlung gezielt in Bereichen erfolgt, in denen Nicht-Kulturpflanzen detektiert wurden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ handlung eine Ausbringung biologischer oder chemischer Unkraut­ bekämpfungsmittel ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ handlung eine mechanische ist und daß die Steuerung des Pflan­ zenschutzgerätes in einer Reihenführung eines Unkraut-Hackgerä­ tes besteht, wobei ein Hacken zwischen den Reihen und/oder um die Pflanzen erfolgen kann.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ handlung gezielt an der Kulturpflanze oder an Teilen der Kultur­ pflanze durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ handlung eine gezielte Behandlung der Kulturpflanze, beispiels­ weise eine Düngung ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ handlung eine Erntemaßnahme, beispielsweise eine Pflückung oder Rodung der Kulturpflanze ist.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ handlung an der geernteten Kulturpflanze vorgenommen wird und in einer Sortierung von Erntegut besteht.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Detektion der Kulturpflanzen und die Steuerung der Aktoren für die Bearbeitung mit Hilfe von durch die Detek­ tion gewonnenen Signalen nahezu zeitgleich erfolgt (online).

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die aufgrund der Detektion gewonnenen Signale ei­ ner räumlichen Position zugeordnet, zwischengespeichert und bei einer nachfolgend separat erfolgenden Bearbeitung verwendet wer­ den (offline).

14. Nicht biologisch transformierte Kulturpflanze mit einer stabil in das Genom ihrer Zellen integrierten DNA-Nucleotidsequenz, die ein bei photophysikalischer Anregung lichtemittierendes Protein kodiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Expression des lichte­ mittierenden Proteins unter Steuerung verschiedener Promotoren erfolgt, z. B. lichtinduzierbarer, blütenspezifischer oder gewe­ bespezifischer Promotoren.

15. Transformierte Kulturpflanze nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Expression unter Steuerung des lichtindu­ zierbaren rbcS-Promotors der kleinen Untereinheit der Ribulose­ biphosphat-Carboxylase aus der Kartoffel erfolgt.

16. Transformierte Kulturpflanze nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtemittierende Protein das "green fluorescence protein (gfp)" aus der Qualle Aequorea viktoria, oder ein lichtemittierendes Protein einer anderen Qualle ist.

17. Transformierte Kulturpflanze nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wellenlängenbereich der Anregung und/oder der Emission des gfp durch Mutagenese verschoben worden ist.

18. Transformierte Kulturpflanze nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulturpflanzen insbesondere sind:

• - Tabak, Kartoffel, Raps, Beta Rüben, Mais, Getreide, Gemüse.