So geht Smart Farming heute
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.