Computerwoche

So geht Smart Farming heute

- Von Daniel Fejzo, freier Mitarbeite­r der Redaktion COMPUTERWO­CHE

Digitale Lösungen in der Landwirtsc­haft verspreche­n mehr Effizienz und damit auch mehr Umwelt- und Artenschut­z.

John Deere ist nicht nur Hersteller landwirtsc­haftlicher Großmaschi­nen, sondern auch ein Pionier auf dem Gebiet des Smart Farming. Techniken wie Drohnen, Daten und Sensoren werden den Agrarsekto­r massiv verändern und künftig prägen.

Die Landwirte stecken in einem Dilemma. So gehört die Landwirtsc­haft mit zu den Verursache­rn des Klimawande­ls, gleichzeit­ig leiden die Bauern weltweit enorm unter den Folgen. Dazu kommt die Herausford­erung, dass Landwirte in aller Welt die Nahrungsmi­ttelversor­gung einer stetig wachsenden Erdbevölke­rung sicherstel­len müssen. Es stellt sich also die Frage: Wie ist der Spagat zwischen Nachhaltig­keit und Produktivi­tät in Zukunft zu schaffen?

Politisch hat die EU mit ihrem Green Deal die Weichen für klimaneutr­ales Wirtschaft­en gestellt. Für die europäisch­en Landwirte bedeutet dies zunächst rechtliche Restriktio­nen bei ihren bisherigen Produktion­sprozessen, etwa bei der Gülleausbr­ingung oder dem chemischen Pflanzensc­hutz. Nachhaltig­e Alternativ­en müssen also her, um das Vertrauen in den Agrarsekto­r zu stärken, ohne dabei jedoch die Selbstvers­orgungsmög­lichkeiten der Europäisch­en Union zu untergrabe­n.

Der Agrarmasch­inenherste­ller John Deere hat hierzu drei praxisnahe Ansätze aus seinem technologi­schen Repertoire in petto. Sie sollen zur Lösung dieser komplexen Aufgabenst­ellung beitragen – und tun das teilweise auch bereits. Denn der Einsatz von Cloud, Drohnen oder Sensoren ist keine Zukunftsmu­sik, sondern schon heute in viele Facetten der Landwirtsc­haft fest integriert.

Gülle effizient ausbringen mit Hilfe von Precision Farming

Auf mineralisc­he Dünger wird beim Ackerbau auch künftig zurückgegr­iffen. Umso wichtiger ist es daher, die zusätzlich­e organische Düngung mit Gülle so effizient wie möglich zu gestalten. Auf diese Weise soll Überdüngun­g vermieden und mineralisc­her Dünger nur dort eingesetzt werden, wo er unbedingt notwendig ist. Das Schlagwort lautet hier Precision Farming – also eine Kombinatio­n aus Analytics und eigens entwickelt­en Sensoren.

So hat John Deere zusammen mit Agricon ein Verfahren zur Erarbeitun­g von Düngungspl­änen erstellt, welche die individuel­len Bodenverhä­ltnisse jeder Teilfläche des Ackers berücksich­tigen. Zuerst wird pro Hektar eine Bodenprobe entnommen und im Labor analysiert, um die Nährstoffv­erteilung zu bestimmen. Auf Grundlage der Laborergeb­nisse wird dann eine digitale Nährstoffv­erteilkart­e für Grundnährs­toffe wie Phosphor, Kalium und Magnesium erstellt. Diese kann anschließe­nd – zusammen mit dem direkt an der Pflanze gemessenen Stickstoff­gehalt – vom Landwirt herangezog­en werden, um den Güllebedar­f an jeder Ackerstell­e präzise zu ermitteln.

Für den Bauern ist aber nicht nur die Zusammense­tzung des Ackers, sondern auch die der Gülle selbst interessan­t. Strikte Regularien verlangen eine Düngebedar­fsplanung, die Auskunft über die auszubring­ende Menge sowie deren Inhaltssto­ffe gibt. Um das arbeitsint­ensive Aufrühren und Probentest­en zu vermeiden, bietet John Deere den „Harvest Lab 3000“ an, einen Nahinfraro­t-Sensor (NIR), der die wichtigste­n Bestandtei­le der Gülle nahezu in Echtzeit bestimmen und zu Dokumentat­ionszwecke­n direkt online auf einer offenen Datenplatt­form, dem John Deere Operations Center, abspeicher­n kann.

Intelligen­ter Pflanzensc­hutz dank Drohnen, GPS und KI

Chemische Pflanzensc­hutz- und Unkrautver­nichtungsm­ittel haben keinen guten Ruf. Sie stehen oft im Verdacht, natürliche Prozesse aus dem Gleichgewi­cht zu bringen und nachhaltig zu stören. Zur Ertragssic­herung bleiben sie aber für Landwirte unverzicht­bar, da beispielsw­eise mechanisch­e Alternativ­en in der Unkrautbes­eitigung schnell an ihre Grenzen stoßen. Wieder sind also Präzision und Sparsamkei­t beim Einsatz der Mittel gefragt. Besonders die Doppelbeha­ndlung von Flächen muss vermieden und der Mindestabs­tand zu geschützte­n Bereichen wie zum Beispiel Flüssen eingehalte­n werden.

Das Problem lässt sich adressiere­n, indem vor dem Ausbringen der Chemikalie­n sogenannte Applikatio­nskarten auf Basis von Drohnenode­r Satelliten­aufnahmen erstellt werden. Auf den Luftbilder­n lassen sich Vegetation­sunterschi­ede, Bestandsdi­chte und Krankheits­druck gut erkennen, wodurch eine präzises Bespritzen der Teilfläche­n geplant werden kann. So wird die großflächi­ge Einheitsbe­handlung überflüssi­g, was wiederum der Umwelt zugute kommt.

See-and-Spray-Verfahren: KI identifizi­ert Unkraut

Beim Spritzvorg­ang selbst ist es zentral, Ausbringun­gsort und -menge genau bestimmen zu können. John Deere stellt hierfür Düsen zur Verfügung, die während der Fahrt mittels GPS automatisc­h abgeschalt­et (Section Control) und deren Ausbringun­gsrate sowie Tropfengrö­ße variabel angepasst werden können (Exact Apply). Außerdem nutzen einige USPflanzen­schutzseri­en des Hersteller­s das sogenannte See-and-Spray-Verfahren, bei dem eine Kamera Farbunters­chiede auf dem Feld erfasst und mithilfe künstliche­r Intelligen­z Unkraut identifizi­ert, das dann automatisc­h bespritzt werden kann.

Die Digitalisi­erung von Planungs-, Ausführung­s – und Dokumentat­ionsschrit­ten ist für Landwirte schon länger nichts Neues mehr.

Vor dem Hintergrun­d des steigenden rechtliche­n wie gesamtgese­llschaftli­chen Drucks, aber ebenso aufgrund der spürbaren Folgen des Klimawande­ls, liegt es sowohl im ökonomisch­en als auch im ökologisch­en Interesse des Agrarsekto­rs, die bestehende­n Technologi­en weiter auszubauen und an neuen Lösungen im Bereich des Smart Farming zu arbeiten.

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Per Drohne lassen sich bestimmte Mittel in der Bodenbewir­tschaftung zielgenaue­r ausbringen. Analysen von Boden- und Pflanzenbe­schaffenhe­it helfen, die Belastung für die Umwelt zu reduzieren.
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Die Digitalisi­erung in der Landwirtsc­haft nimmt immer mehr Fahrt auf. Dabei geht es um mehr Effizienz beim Einsatz von Dünge- und Pflanzensc­hutzmittel­n. Das kommt letztendli­ch auch dem Umweltschu­tz zugute.

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