Wie brandgefährdet eine Vegetationsfläche ist, hängt wesentlich vom Feuchtigkeitsgehalt der Pflanzen ab. Forschende des King’s College London und der University of Salford haben ein handelsübliches Messgerät für getönte Autoscheiben zu einem tragbaren Sensor umgebaut, der den Wassergehalt von Blättern innerhalb weniger Sekunden bestimmen kann. Das rund 140 britische Pfund teure System könnte künftig Feuerwehr und Forstwirtschaft bei der Einschätzung von Waldbrandgefahren unterstützen – und zugleich eine präzisere Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen ermöglichen.

Die frühzeitige Bewertung von Vegetationsbränden gewinnt angesichts zunehmender Trockenperioden und extremer Wetterereignisse an Bedeutung. Ein entscheidender Parameter ist der Wassergehalt von Blättern und anderen pflanzlichen Bestandteilen. Je stärker die Vegetation austrocknet, desto leichter kann sie sich unter entsprechenden Bedingungen entzünden.

Bislang erfordert die genaue Bestimmung der Blattfeuchtigkeit häufig aufwendige Laborverfahren. Dabei werden Pflanzenproben entnommen, getrocknet und gewogen. Dieses Verfahren liefert zuverlässige Ergebnisse, ist jedoch zeitintensiv und zerstört das untersuchte Pflanzenmaterial. Professionelle Messinstrumente für den Feldeinsatz können zudem mehrere Zehntausend Pfund kosten.

Einen deutlich kostengünstigeren Ansatz verfolgen Wissenschaftler um Dr. Luke Brown vom King’s College London und Professor Mark Danson von der University of Salford. Sie haben ein ursprünglich etwa 70 Pfund teures Gerät zur Messung der Lichtdurchlässigkeit getönter Autoscheiben so modifiziert, dass es den Wassergehalt von Pflanzenblättern zerstörungsfrei erfassen kann.

Zwei Lichtwellenlängen machen Blattfeuchtigkeit messbar

Das Messprinzip beruht auf der unterschiedlichen Absorption von Licht durch Wasser und pflanzliches Gewebe. Die Forschenden ersetzten die ursprünglichen Lichtquellen des Geräts durch zwei speziell ausgewählte Leuchtdioden, die im nahen Infrarotbereich bei Wellenlängen von 940 und 1.450 Nanometern arbeiten.

Während Wasser Licht bei 1.450 Nanometern stark absorbiert, ist die Absorption bei 940 Nanometern vergleichsweise gering. Durch den Vergleich der Lichtdurchlässigkeit bei beiden Wellenlängen lässt sich der Einfluss des Wassergehalts von anderen Eigenschaften der Blattstruktur unterscheiden.

Das Verfahren ermöglicht eine schnelle Messung unmittelbar an der Pflanze. Auf die Entnahme und anschließende Trocknung der Blätter kann verzichtet werden.

Für die Untersuchung simulierten die Wissenschaftler zunächst das Verhalten von Licht in 1.000 virtuellen Blättern mithilfe eines physikalischen Modells. Anschließend überprüften sie den Ansatz zwischen April und Juni 2026 auf der Rothamsted Experimental Farm im britischen Hertfordshire.

Untersucht wurden sechs Pflanzenarten, darunter Weizen, Raps, Buche, Birke, Hasel und Bergahorn. Die Blätter wurden über mehrere Tage kontrolliert getrocknet und wiederholt vermessen.

Messgenauigkeit nähert sich Laborverfahren

Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Zusammenhang zwischen den optischen Messwerten und dem tatsächlichen Wassergehalt der Blätter. Bei den untersuchten Pflanzen erklärte das Verfahren mindestens 81 Prozent der beobachteten Variation des sogenannten Fuel Moisture Content, eines für die Bewertung der Entzündbarkeit relevanten Feuchtigkeitsparameters.

Für eine weitere Kenngröße, die auf die Blattfläche bezogene Wassermenge, erreichten die Forschenden einen Erklärungsanteil von mindestens 85 Prozent.

Damit nähert sich das kostengünstige Instrument in den untersuchten Versuchen der Aussagekraft etablierter Labormethoden an. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Methods in Ecology and Evolution veröffentlicht.

Allerdings bestehen noch Einschränkungen. Das Messgerät muss für verschiedene Pflanzenarten gesondert kalibriert werden. Bei stark ausgetrockneten Blättern nimmt die Zuverlässigkeit der Ergebnisse ab.

Eine umfassende Validierung unter unterschiedlichen natürlichen Umweltbedingungen steht ebenfalls noch aus.

Potenzial für Feuerwehr und Forstwirtschaft

Für die Waldbrandprävention könnte der Sensor eine zusätzliche Informationsquelle darstellen. Feuerwehr, Forstbehörden und andere für den Vegetationsbrandschutz zuständige Stellen könnten damit den Feuchtigkeitszustand ausgewählter Pflanzenbestände regelmäßig vor Ort untersuchen.

Solche Messungen können helfen, Veränderungen der Brennstofffeuchtigkeit frühzeitig zu erkennen und besonders ausgetrocknete Vegetationsbereiche zu identifizieren.

Denkbar wäre auch die Einbindung der Messergebnisse in bestehende Systeme zur Bewertung der Waldbrandgefahr. Diese berücksichtigen neben dem Zustand der Vegetation unter anderem Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wind und Niederschläge.

Das Gerät selbst erkennt allerdings weder offene Brände noch Rauch oder Glutnester. Es handelt sich auch nicht um ein automatisches Waldbrandmeldesystem. Sein möglicher Beitrag liegt vielmehr in der vorbeugenden Bewertung eines wichtigen Risikofaktors.

Gerade für die örtliche Gefahreneinschätzung könnte die kostengünstige Messtechnik künftig eine Ergänzung zu Wetterdaten, Fernerkundungsverfahren und etablierten Methoden des Vegetationsmonitorings bieten.

Auch für die Landwirtschaft interessant

Neben dem vorbeugenden Brandschutz sehen die Forschenden Anwendungsmöglichkeiten in der Landwirtschaft. Mithilfe regelmäßiger Messungen könnte festgestellt werden, wann Pflanzen unter Trockenstress geraten und eine zusätzliche Bewässerung erforderlich wird.

Ein genaueres Verständnis des Wasserzustands von Nutzpflanzen kann dazu beitragen, Bewässerungsmaßnahmen bedarfsgerechter zu planen. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund knapper Wasserressourcen von Bedeutung.

Nach Angaben des King’s College London entfällt weltweit etwa 70 Prozent der Süßwassernutzung auf die Landwirtschaft. Verbesserte Messverfahren könnten deshalb auch einen Beitrag zu einem effizienteren Wassermanagement leisten.

Kostengünstige Messtechnik als Baustein der Prävention

Mit Materialkosten von rund 140 Pfund eröffnet die Entwicklung grundsätzlich die Möglichkeit, Blattfeuchtigkeit auch dort zu erfassen, wo teure Spezialinstrumente bislang nicht wirtschaftlich einsetzbar sind. Voraussetzung bleibt allerdings, dass sich die Messergebnisse bei weiteren Pflanzenarten und unter wechselnden Einsatzbedingungen bestätigen lassen.

Für den Vegetationsbrandschutz liegt der mögliche Nutzen vor allem in der schnellen und wiederholbaren Untersuchung des Brennstoffzustands. Je besser die Feuchtigkeit der Vegetation bekannt ist, desto differenzierter lassen sich lokale Risikobedingungen bewerten.

Die Entwicklung zeigt damit, wie sich vergleichsweise einfache optische Messtechnik für neue Aufgaben der Sicherheitsvorsorge nutzen lässt. Sie ersetzt weder die professionelle Waldbrandfrüherkennung noch eine umfassende Gefahrenprognose. Als ergänzendes Instrument zur Bewertung der Vegetationsfeuchtigkeit könnte sie jedoch künftig dazu beitragen, Risiken frühzeitiger zu erkennen und präventive Maßnahmen gezielter auszurichten.

Redaktionelle Grundlage: King’s College London, Pressemitteilung „Scientists turn £70 gadget into wildfire early-warning tool“, 7. Oktober 2026; Luke A. Brown und F. Mark Danson, „Rapid non-destructive assessment of leaf water status with low-cost transmittance meters“, Methods in Ecology and Evolution, 12. August 2026, DOI: 10.1111/2041-210x.70388; pressetext, „Modifiziertes Gerät erkennt Waldbrandgefahren“, 12. Oktober 2026.