Digitalisierung für Umweltschutz und Tierwohl
Die Landwirtschaft in NRW zählt zu den Vorreitern bei der Entwicklung und Nutzung digitaler Anwendungen und hat dabei nicht nur die Wirtschaftlichkeit im Auge. Viel wichtiger sind die Aspekte Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und Tierwohl. Wir zeigen Euch, wie Digitalisierung in der Landwirtschaft funktioniert und welche Auswirkungen die Technik auf Mensch, Tier und Pflanze hat.
Vom Smartphone zum Smart Farming
Für jeden von uns ist die Digitalisierung ganz selbstverständlich Teil des Alltags. Wir lassen uns von unserem satellitengestützten Navi zum Ziel führen, buchen Friseurtermine mit dem Handy oder haben Online-Besprechungen aus dem Homeoffice.
Was viele nicht wissen: Die Landwirtschaft zählt zu den Vorreitern bei der Entwicklung und Nutzung digitaler Anwendungen. Fast unsichtbar vollzieht sich in der Landwirtschaft deshalb gerade eine tiefgreifende Veränderung. Du hast bestimmt schon einmal von der Industrie 4.0 gehört. Gemeint ist damit die intelligente Vernetzung von Maschinen und Abläufen mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologie. Das Gleiche passiert auch in der Landwirtschaft. Sensoren erfassen Maschinen-, Tier-, Pflanzen- oder Wetterdaten. Spezielle Programme berechnen daraus Geräteeinstellungen, den Gesundheitsstatus von Schweinen und Kühen, Futter- und Düngemengen oder warnen vor Pflanzenkrankheiten. Kurz: Smart Farming hilft dabei, Äcker effizienter zu bewirtschaften, Böden gesund zu erhalten und Tierherden zu überwachen. Digital Farming zahlt damit nicht nur auf die Wirtschaftlichkeit ein. Noch wichtiger sind die damit verbundenden Effekte auf Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und Tierwohl.
Digitalisierung im Pflanzenbau
Der Satellit weiß, was wächst
Im Pflanzenbau sind die ersten Stufen der Digitalisierung bereits weit verbreitet. Etwa die Hälfte aller heute verkauften Mittelklassetraktoren ist mit sogenannten Spurführungssystemen ausgestattet. Diese Navigationsgeräte für den Acker nutzen die gleichen GPS-Satellitensignale wie das Navi in Deinem Pkw, übernehmen im Traktor aber gleichzeitig die Lenkung.
Sie steuern den Traktor entlang einer virtuellen Linie auf 2 cm genau – zuverlässig, eine Spur neben der anderen, den ganzen Tag und wenn es sein muss, auch in der Nacht. Das entlastet nicht nur den Fahrer, der nur noch Kontrollaufgaben übernimmt, es schont auch den Boden und spart viel Kraftstoff. Denn die extrem genaue Lenkung vermeidet, dass Streifen doppelt bearbeitet werden.
„Es gibt keine Überlappung beim Abfahren des Feldes, keine Unter- oder Überdosierung von Dünger- oder Pflanzenschutzmitteln mehr, womit wir das Risiko senken, Resistenzen zu erzeugen. Wir haben hier ein bis drei Prozent Betriebsmittelersparnis, 10 bis 30 Euro Ersparnis pro Hektar und eine starke Entlastung der Fahrer.“ - Hugo Hölken, Landwirt aus Münster
Apropos düngen. Natürlich wollen Landwirte und Unternehmen nur dort düngen, wo es absolut notwendig ist und dann auch nur so viel, wie die Pflanzen für ein gesundes Wachstum brauchen. Auch hierbei helfen Digitalisierung und Smart Farming vor allem im Bezug auf die Nachhaltigkeit. Beides bietet große Chancen für Unternehmen und ebnet die Zukunft für eine nachhaltige Landwirtschaft.
Mit Spezialkameras ausgestattete Satelliten oder Drohnen machen Aufnahmen von den Pflanzenbeständen und eine Software errechnet daraus deren Versorgungszustand. Dadurch kann der Landwirt exakt berechnen, wie viel Dünger er ausbringen muss.
Noch genauer wird es, wenn der so errechnete Düngeplan direkt an den Jobrechner eines Düngerstreuers weitergegeben wird. Der kann dann automatisiert und nachhaltig, an jeder Stelle des Feldes die exakte Düngemenge ausbringen.
Wenn man bedenkt, dass früher ein Feld meist auf Basis von langjährigen Erfahrungswerten mit Dünger versorgt wurde, führt Digital Farming zu enormen Einsparungen. Das schützt Umwelt und Grundwasser und ermöglicht eine nachhaltigere Landwirtschaft.
Auf den Punkt genau
Satelliten und Drohnen helfen aber nicht nur bei der Düngung. Auch der Pflanzenschutz kann damit gezielter erfolgen, bis hin zur Behandlung einzelner Pflanzen.
Bisher galt die Devise, Wirkstoffe im gesamten Pflanzenbestand möglichst gleichmäßig zu verteilen. Wäre es nun möglich, nur die behandlungswürdigen Pflanzen zu treffen, würde das mit Smart Farming eine Mitteleinsparung zwischen 50 und 90 % bedeuten.
Wie kann das gehen?
Spot Farming:
Beim Spot Farming geht es darum, ein Feld in kleine, möglichst einheitliche Einheiten – die Spots – einzuteilen (hier kommen die Satelliten und Drohnen ins Spiel). Forscher des Julius-Kühn-Instituts in Braunschweig haben errechnet, dass kleine, in Schwärmen arbeitende, autonome landwirtschaftliche Maschinen bei diesem Bewirtschaftungssystem große Vorteile bieten. Klein und langsam wird hier zum Vorteil. Denn Spot Farming bietet eine Einzepflanzenbehandlung mit unerreichter Präzision.
Echte Einzelpflanzenbehandlung:
Grundlage für solche Systeme sind sehr genaue Daten über die Art der Pflanzenerkrankung bzw. das konkurrierende Unkraut sowie den Standort der einzelnen Pflanze.
Per GPS werden die Pflanzen lokalisiert, hochauflösende Kameras ermöglichen das Unterscheiden von Unkraut und Nutzpflanze. Multispektrale Kameras, Spektrometer, Thermalkameras und Fluorometer erfassen zusätzlich den Stress der Kulturpflanzen. Mittelfristig erhoffen sich die Wissenschaftler, daraus Rückschlüsse auf den Krankheitsbefall von Kulturpflanzen, um Behandlungsempfehlungen erstellen zu können.
Die für diese spezielle Art der Pflanzenbehandlung notwendige Technik ist über das Prototypenstadium hinaus und befindet sich derzeit im Feldtest. Der „SmartSprayer“ von Amazone kann zum Beispiel einzelne Unkräuter in Reihenkulturen gezielt identifizieren (Grün-in-Grün-Erkennung) und behandeln. Die am Gestänge angebrachten Kameras erkennt in Millisekunden vorhandene Unkräuter in einem sehr frühen Wachstumsstadium. Eine speziell entwickelte LED-Lichttechnologie unterstützt die Pflanzenerkennung bei schwierigen Lichtverhältnissen auch nachts.
Eine Alternative zur unmittelbaren Koppelung von Unkrautbestimmung und Pflanzenschutzmaßnahme ist die Kombination von Drohnenaufnahmen und punktgenauer Pflanzenbehandlung. Als Erstes erstellt eine Drohne Aufnahmen der zu behandelnden Fläche und überträgt sie an eine Analysesoftware. Diese erkennt und lokalisiert Unkräuter. Im zweiten Arbeitsschritt kommt die Pflanzenschutzspritze ins Spiel. Mit den gewonnenen Daten lässt sie sich exakt steuern und bringt nur dort Mittel aus, wo auch tatsächlich Unkräuter stehen.
Bereits Alltag auf dem Acker
Hugo Hölken, ist 54 Jahre alt und Landwirt im Münsterland. Er bewirtschaftet 70 Hektar, hält 24.000 Stück Geflügel und betreibt zwei Windkraftanlagen sowie eine Photovoltaik-Anlage, mit denen er Hof und Haus selbst versorgt. Daneben ist er seit vielen Jahren politisch aktiv und ehrenamtlich tätig im Finanzausschuss und im Klimabeirat der Stadt Münster, im Westfälisch-Lippischen Arbeitgeberverband (WLAV) und im Aufsichtsrat der Stadtwerke Münster tätig. In diesen Funktionen setzt Hölken sich ein für die Digitalisierung der Landwirtschaft. Seine Hauptanliegen sind der Ausbau der 5G-Technologie im ländlichen Raum sowie die Etablierung von Förderprogrammen für die Digitalisierung. Die Technologie und ihre Förderung sind für ihn der Schlüssel für den erfolgreichen landwirtschaftlichen Strukturwandel.
Gleichzeitig, betont er, sei aber auch ein gesellschaftlicher Wandel nötig, damit diese Transformation gelingen könne. Dabei gehe es zum einen darum, den Landwirt als Unternehmer anzuerkennen und auch darum, von Seiten der Landwirtschaft Aufklärungsarbeit zu leisten, um so die vielen Vorurteile zwischen Stadt und Land abzubauen. Schließlich müsse sich auch das Denken der Politik ändern. Erste konkrete Schritte sieht Hölken in der Verlegung von Glasfaser-Leitungen und im verstärkten Ausbau von 5G.
Hölken setzt seit 15 Jahren RTK (englisch: real time kinematic) ein und konnte seine Effizienz dadurch unmittelbar um 15 Prozent steigern. Er verweist dabei auf das enorme Potential dieser Technologie. Bei einem flächendeckenden Einsatz dieser Technologie wären enorme Potentiale zu heben.
„Smart Farming ist das größte Umweltschutzprogramm der letzten Jahre! Wir, die Landwirte, können nicht zurück und wollen uns nun an die Erfordernisse des Klimaschutzes anpassen. Für den Erfolg der nächsten Generation ist das die Grundvoraussetzung.“ - Hugo Hölken, Landwirt aus Münster
Kein altes Eisen
Weil der chemische Pflanzenschutz nicht unumstritten ist, setzen Landwirte auf dem Weg zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft wieder verstärkt auf mechanische Unkrautbekämpfung. Mit Hacke und Striegel werden Unkräuter entfernt, ausgerissen oder verschüttet. Sie sind dann keine Konkurrenz mehr für den Mais, die Zuckerrübe oder das Getreide.
Früher brauchte es dafür eine ruhige Hand beim Lenken der Geräte, um nicht die Kulturpflanzen zu schädigen. Heute erkennen Bildverarbeitungssysteme die Reihen und sorgen dafür, dass das Hacken auch wirtschaftlich wieder interessant ist. Sie ermöglichen trotz großer Arbeitsbreiten Fahrgeschwindigkeiten bis 15 km/h und entlasten den Fahrer.
„Früher war alles anders, aber nicht alles besser! Wir müssen das Gute von früher mit dem Besten von heute verbinden. Wir können heute Unkraut wieder hacken statt spritzen und sind nicht mehr allein auf den Einsatz von Herbiziden angewiesen. Das schont nicht nur die Pflanze, sondern gleichzeitig Flora und Fauna – wie zum Beispiel den Bodenbrüter Kiebitz.“ - Hugo Hölken, Landwirt aus Münster
Ohne Fahrer ackern
Durch die Kombination von GPS-Signalen und Bordcomputern können Traktoren ein Feld schon heute selbständig bearbeiten. Der Fahrer ist lediglich noch für die Kontrolle und die Sicherheit zuständig. Aber auch das wird in absehbarer Zeit nicht mehr notwendig sein. Landmaschinenhersteller arbeiten seit langem an der Entwicklung von komplett eigenständigen Maschinen. Diese werden in absehbarer Zeit ohne Fahrer über das Feld fahren und grubbern, säen oder Unkräuter entfernen.
Damit die Maschinen keine Personen gefährden oder außer Kontrolle geraten, haben sie Sensoren und Kamerasysteme an Bord. In doppelter Ausführung und mit Not-Aus-Systemen für Unvorhergesehenes kommen sie ohne Kontrollperson vor Ort aus.
Bei der Entwicklung von autonomen Feldfahrzeugen und anderen Innovationen für das Feld verfolgen die Hersteller unterschiedliche Konzepte. Die Schwarmtechnologie setzt auf viele kleine Fahrzeuge, die jeweils wenige 100 kg wiegen. Sie drehen in großen Gruppen und mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit Tag und Nacht ihre Runden. So schaffen sie die gleiche Flächenleistung wie große Traktoren, arbeiten aber sehr genauer, bodenschonender und nachhaltiger. Der deutsche Landmaschinenhersteller Fendt aus dem Allgäu entwickelt seit einigen Jahren einen solchen Schwarmroboter. „Xaver“, wie er in Anlehnung an den Firmengründer heißt, kann auch schon Mais sähen.
Serienreif und mit bis zu 1200 kg schon deutlich schwerer sind dagegen die Unkrautroboter Naio „Dino“ und „FarmDroid FD20“. Sie sind auf mechanische Unkrautbekämpfung bzw. zusätzlich auf das Säen spezialisiert. Akkus an Bord lassen sie unermüdlich ihre Runden drehen. Der FarmDroid ist zusätzlich mit Photovoltaikmodulen ausgestattet und muss zum Laden der Batterien nicht einmal ans Netz.
Die selbständig arbeitenden Roboter kosten zwischen 75.000 und 100.000 Euro – nicht wenig Geld. Dafür entlasten sie Landwirtinnen und Landwirte besonders bei zeitraubenden Arbeiten wie der Unkrautbekämpfung, für die kaum noch Arbeitskräfte zur Verfügung stehen.
Die Ausmaße eines ausgewachsenen Traktors erreicht der für schwere Feldarbeiten entwickelte Feldroboter „AgXeed 5.115T2“. Gut 6,5 t wiegt das 156 PS starke, fahrerlose Raupenfahrzeug. Weil die Entwickler bei der Konstruktion Standardteile aus dem Traktorbau verwendet haben, passen alle üblichen Geräte sowohl an den Ackerroboter wie auch an einen herkömmlichen Schlepper. Zwischen 225.000 und 260.000 € soll der AgXeed kosten, wenn er ab Frühjahr 2022 ausgeliefert wird.
Fahrerlose Feldroboter im Einsatz
Digitalisierung in der Tierhaltung
Melken, wenn es der Kuh gefällt
Automatische Melksysteme (AMS), sogenannte Melkroboter, sind ein echter Fortschritt in der Milchviehhaltung. Nicht der Mensch bestimmt, wann gemolken wird – die Kuh entscheidet, wann und wie häufig sie gemolken werden möchte. Das entspricht den natürlichen Bedürfnissen einer säugenden Kuh.
Mehr als 50 Prozent aller aktuell in Deutschland neu installierten Melksysteme sind AMS – Tendenz steigend. Das liegt nicht nur daran, dass AMS Bauern und Bäuerinnen von schwerer Arbeit entlasten. Melkroboter unterstützen sie auch dabei, ihre Tiere gesund zu halten und richtig zu füttern.
Denn der Melkroboter erfasst bei jedem Melken wichtige Gesundheitsdaten. Dazu gehören die Milchmenge, deren Leitfähigkeit sowie den Fett- und Eiweißgehalt der Milch. Aber auch die Bewegungsaktivität, die Ruhezeiten oder die abgerufene Kraftfuttermenge stehen dem Landwirt zur Beurteilung der Gesundheit eines jeden Tieres zur Verfügung. So kann er schwere Erkrankungen frühzeitig erkennen und behandeln. Natürlich kann er die Daten jederzeit und an jedem Ort per Tablet oder Smartphone einsehen.
Digitalisierung Betriebsmanagement
Bitkom-Studie: Digitalisierung in der Landwirtschaft
Landwirte nutzen die Chancen
Landwirte nutzen die Chancen - Ob Hightech-Landmaschinen, Agrar-Apps, Robotik oder Drohnen – Digitalisierung und Smart Farming sind heute ein fester Bestandteil der Landwirtschaft. Mehr als 8 von 10 landwirtschaftlichen Betrieben (82 Prozent) in Deutschland setzen digitale Technologien oder Anwendungen ein. Weitere 10 Prozent planen oder diskutieren dies.
Das hat eine repräsentative Studie zur Digitalisierung der Landwirtschaft ergeben, für die im Auftrag des Digitalverbands Bitkom, des Deutschen Bauernverbandes (DBV) und der Landwirtschaftlichen Rentenbank (LR) mehr als 500 Landwirte in Deutschland im Frühjahr 2016 befragt wurden. „Die Digitalisierung ist ein zentraler Bestandteil für eine zukunftsfähige Landwirtschaft. Wenn etwa Sensoren einen gezielten Einsatz von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln ermöglichen, werden nicht nur Boden und Umwelt geschont, sondern zugleich Ernte und Ertrag gesichert“, betont Andreas Schweikert, Bereichsleiter Landwirtschaft bei der Bitkom e.V..
Besonders weit verbreitet sind aktuell GPS-gesteuerte Landmaschinen, die von 45 Prozent der Landwirte genutzt werden. Unter den Betrieben, die Nutztiere halten, sind intelligente Fütterungssysteme mit 46 Prozent bei fast jedem Zweiten im Einsatz. 40 Prozent aller Landwirte arbeiten mit Agrar-Apps für das Smartphone oder Tablet, ebenfalls 40 Prozent steuern ihren Betrieb mithilfe von Farm- oder Herdenmanagement-Systemen. Eine intelligente und teilflächenspezifische Ausbringung von Pflanzenschutz- oder Düngemitteln ist bereits bei jedem Dritten (32 Prozent) im Einsatz – so werden Ressourcen und die Umwelt geschont.
Mehr als jeder Vierte (28 Prozent) nutzt Sensortechnik, etwa zur tierindividuellen Überwachung oder zur Messung von Klima-, Boden- und Pflanzendaten. 19 Prozent setzen auf vorausschauende Wartung, bei der mit Sensoren und Datenanalyse drohende Ausfälle von Anlagen und Maschinen frühzeitig erkannt werden. Auf etwas geringerem Niveau bewegt sich bezogen auf alle Betriebsarten der Einsatz von Robotertechnik (12 Prozent). Allerdings setzen bereits 21 Prozent der Milchviehbetriebe Melkroboter ein. Drohnen werden von jedem zehnten (11 Prozent) Landwirt genutzt.
Quelle: Bitkom
Ackerbaustrategie 2035: Mehr Nachhaltigkeit durch digitale Technologien
Die Mehrheit der Landwirte in Deutschland sieht in digitalen Technologien große Potenziale für eine nachhaltigere Landwirtschaft. So sind 93 Prozent der Ansicht, dass digitale Technologien und Smart Farming dabei helfen, Dünger, Pflanzenschutzmittel und andere Ressourcen einzusparen. 81 Prozent sagen, durch digitale Technologien werde eine umweltschonendere Produktion ermöglicht. 7 von 10 Landwirten (69 Prozent) betonen, die Digitalisierung sei prinzipiell eine große Chance für eine nachhaltigere und ökologische Landwirtschaft.
Zum Ende des Online-Beteiligungsverfahrens zur Ackerbaustrategie 2035 betont Schweikert: „Ob ökologisch oder konventionell, ob kleiner oder großer Hof: Digitale Technologien sind bereits für alle Arten von Betrieben vorhanden und müssen stärker in die Fläche gebracht werden. Ein Schwerpunkt der politischen Flankierung sollte daher vor allem auf der wirtschaftlichen, rechtlichen und technischen Unterstützung von Landwirten bei der Inbetriebnahme gelegt werden.“ Zugleich müsse die öffentliche Verwaltung bei der Digitalisierung eine Vorreiterrolle einnehmen. Schweikert: „Während die Digitalisierung auf den Höfen voranschreitet, droht die Verwaltung dieser Entwicklung hinterherzulaufen.
Für die Steigerung der Nutzbarkeit digitaler Systeme ist eine digitale Verwaltung von zentraler Bedeutung. Dazu gehören etwa der digitale Datenaustausch mit den IT-Systemen der Landwirte über offene Schnittstellen, die Vernetzung von öffentlichen Plattformen sowie digitale Beratungs- und Serviceangebote für Landwirte. Leider lässt die Ackerbaustrategie 2035 die Verwaltung als elementares Glied des digitalen Ökosystems außen vor. Eine zukunftsfähige Landwirtschaft braucht eine digitale Verwaltung, um die Potenziale der Digitalisierung für Landwirte und Verbraucher zu heben."
Quelle: Bitkom
Smart Farming ist Future Farming
Neue Entwicklungen wie Blockchain, Big Data, Robotik und künstliche Intelligenz verändern die Zukunft, und auch der Agrar- und Ernährungssektor bildet hier keine Ausnahme. Future Farming verbessert die Nahrungsmittelproduktion durch Automatisierung, die Entwicklung neuer Anbau- und Produktionssysteme und die Anwendung von Data Science. Future Farming umfasst Bereiche wie Vertical Farming, Robotik, datengesteuerte Landwirtschaft und Precision Farming. Viele Agrar-Unternehmer haben sich in Arbeitsgruppen zusammengeschlossen und arbeiten mit Forschern und Wissenschaftlern Hand in Hand, um Innovationen im Agrar- und Lebensmittelsektor zu entwickeln.
Wir bedanken uns für die redaktionelle Unterstützung bei der Landwirtschaftsverlag GmbH, Redaktion Wochenblatt für Landwirtschaft und Landleben. Zusätzlich bedanken wir uns bei Claas KGaA mbH, bei der AMAZONEN-Werke H.Dreyer SE & Co. KG, bei der AGCO GmbH, Kverneland Group Deutschland GmbH und Naïo Technologies für das Bildmaterial.
Glossar
Precision Farming:
Statt davon auszugehen, dass ein großes Feld an jeder Stelle die gleichen Wachstumsbedingungen für die Pflanzen liefert, unterteilt Precision Farming die Fläche in viele Teilschläge und behandelt diese auch individuell. Voraussetzung dafür ist die Möglichkeit, eine Fläche zu kartieren, Eigenschaften wie Ertrag, pH-Wert oder Nährstoffgehalte zu ermitteln und später mit entsprechenden Maschinen teilflächenspezifisch zu düngen bzw. zu bearbeiten.
Smart Farming - Digitalisierung der Landwirtschaft:
geht einen Schritt weiter. Daten werden nicht erst erfasst, an anderer Stelle verarbeitet und erst später, z.B. beim Düngerstreuen, genutzt. Smart Farming erhebt Daten in Echtzeit, verrechnet sie und leitet daraus unmittelbar Handlungsempfehlungen ab. Smart Farming bedeutet im Grunde die Digitalisierung der Landwirtschaft und ist sozusagen "Landwirtschaft 4.0". Auch die Digitalisierung in der Landwirtschaft schreitet immer weiter voran. So gibt es beispielsweise Anbaugeräte für Traktoren, deren Sensoren während der Überfahrt die Lichtreflexion eines Pflanzenbestandes messen und abhängig von diesem Wert unmittelbar unterschiedliche Düngermengen ausbringen.
Digital Farming/Farming 4.0:
Bindet unter anderem die Möglichkeiten des Internet ein und ergänzt die bestehenden Verfahren um
- Die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (Vernetzung von Maschinen)
- Das Cloud-Computing (Bietet große Rechnerleistung und Speicherkapazität)
- Künstliche Intelligenz (KI) und Big-Data-Analysen (Sinnvolle Analyse großer Datenmengen)
- Die Robotik mit mobilen und stationären Einheiten (Autonomes Arbeiten)
Künstliche Intelligenz (KI):
Im Bereich der Maschinenanwendung heißt: Maschinen lernen aus aufgezeichneten und ständig aktualisierten Daten, indem sie nach Mustern oder wiederkehrenden Strukturen suchen. Daraus werden Verfahrensschritte abgeleitet, die sich bei veränderter Datenlage anpassen.
Kurz: Ein Muster erkennendes, selbständig lernendes und letztlich auch Entscheidungen treffendes System.
Chancen der Digitalisierung:
Hier gilt es, zwei Größen gegeneinander abzuwägen. Zwar haben wir es bei der Digitalisierung der Landwirtschaft mit den bekannten Risiken rund um komplexe Datenschutzrichtlinien und IT-Sicherheit zu tun, doch überwiegen hier klar die Chancen der Landwirtschaft der Zukunft. Sie ist ressourcenschonender, nachhaltiger und effizienter. Sie ist ökologischer und ökonomischer. Und das Wichtigste: Nur sie ist zukunftsfähig. Mit jedem Schritt in Richtung digitale Landwirtschaft wachsen ihre Potentiale und damit auch die Chancen.
Landschaftspflege:
Sie ist ein wichtiger Baustein des Naturschutzes in Deutschland und wird über das Bundesnaturschutzgesetz definiert. So sollen durch aktive und passive Maßnahmen natürliche und naturnahe Flächen gestaltet und gepflegt werden. Das Ziel ist der Erhalt der Vielfalt, Eigenart und Schönheit sowie des Erholungswertes von Natur und Landschaftspflege. Die Landwirtschaft als Wirtschaftssektor steht hier in besonderer Verantwortung, denn nur eine ökologische und nachhaltige Landwirtschaft ist mit diesen Zielen vereinbar. Die Digitalisierung und Automatisierung der Prozesse kann hier viel Gutes beisteuern.
Agrarroboter:
Sie sind die nächste Generation moderner Landtechnik und unentbehrlich für die Automatisierung landwirtschaftlicher Prozesse. Ob das Ausbringen von Saatgut oder Pflanzenschutzmitteln, die Unkrautbekämpfung oder die Bewässerung, die Kartierung von Bonituren oder die Ernte – diese Tätigkeiten führen Agrarroboter autonom aus und sind dabei weitaus effizienter als der Mensch. Sie sammeln und verarbeiten Daten in Echtzeit, leiten durch künstliche Intelligenz selbstständig nächste Arbeitsschritte ab und setzen diese bis hin zur einzelnen Pflanze um. Das spart Zeit, Geld und viel Muskelkraft. Dabei reicht das Spektrum vom großen Feldroboter bis hin zur kleinen Drohne.
Landwirtschaftliche Drohne:
Sie ist das unverzichtbare Universalwerkzeug der digitalen Landwirtschaft. Per Smartphone gesteuert oder autonom lassen sich mit ihr Applikationskarten erstellen, Düngemittel ausbringen, Wetterdaten sammeln, Schädlinge vertreiben oder Wildtiere oder Gelege vor der Mahd im Feld aufspüren. Durch ihre im Vergleich zu größeren Agrarrobotern geringen Anschaffungskosten und ihre vielseitigen Einsatzmöglichkeiten ist sie einer der wichtigsten Bausteine für die flächendeckende Digitalisierung der Landwirtschaft.
Applikationskarten:
Acker ist nicht gleich Acker. Da eine Anbaufläche in sich sehr unterschiedliche Spezifika aufweisen kann, ist eine Bonitur der Anbaufläche nötig, also eine qualitative Untersuchung und anschließende Kartierung der Fläche. Das Ergebnis ist die Applikationskarte, die Grundlage von modernem Ackerbau. Durch die digitale Erstellung der Karten durch Satelliten oder Drohnen kann jedes landwirtschaftliche Unternehmen mit geringem finanziellen Aufwand wertvolle Zeit sparen – und natürlich Geld.
Prozessoptimierung:
Wie in allen Wirtschaftsbereichen spielt die Prozessoptimierung auch für die Landwirtschaft eine immer wichtigere Rolle. Durch KI-gestütztes Datenmanagement und Cloud-Computing wird beispielsweise der Betrieb von Agrar-Robotern gesteuert und dabei immer weiter optimiert. Prozesse werden somit beschleunigt und in ihrer Qualität sukzessive verfeinert. Auf diese Weise wird Landwirtschaft nachhaltiger, umweltschonender und effizienter.
5G:
Mobilfunkstandard, der seit 2019 in Deutschland ausgebaut wird und nach und nach den LTE-Standard ablösen soll. 5G ist Voraussetzung für die Echtzeitverarbeitung großer Datenmengen und notwendige Bedingung für die Digitalisierung der Landwirtschaft. Die Herausforderung für die Netzbetreiber besteht nun darin, die Netzabdeckung nicht nur im urbanen, sondern auch im ländlichen Raum zu gewährleisten und so den Grundstein für die Transformation der Landwirtschaft zu legen. Dies wird aber wohl noch einige Zeit dauern. So hat beispielsweise die Deutsche Telekom zu Beginn der Ausbauphase angekündigt, bis 2025 mindestens 99 Prozent der Bürgerinnen und Bürger und 90 Prozent der Fläche der Bundesrepublik zu versorgen.
Tierwohl:
Ist eine Brancheninitiative aus dem Jahr 2015. Mehr Tierwohl ist aber auch eine politische Forderung und genauso eine gesellschaftliche Erwartung. Die Digitalisierung der Landwirtschaft und moderne Sensorik bieten die Chance, dieses Ziel flächendeckend und durch nachvollziehbares, standardisiertes Qualitätsmanagement zu erreichen.
Digital Animal Farming:
Beschreibt die Digitalisierung der Tierhaltung in der Landwirtschaft und hat, neben der Steigerung der Produktion, auch das Tierwohl zum Ziel. Mittels Sensoren werden unterschiedlichste Daten gesammelt und ausgewertet. So könne eine differenzierte Analyse des Stallklimas vorgenommen und Parameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität individuell gesteuert werden. Ein anderer Aspekt ist die Möglichkeit der individuellen Überwachung von Tieren. Erkrankungen von Tieren werden nicht nur sehr früh erkannt, und damit auch das Risiko minimiert, dass Krankheiten auf andere Tiere übertragen werden.
Einzelpflanzenbehandlung:
Moderne Agrar-Roboter schaffen das, was von Hand, mit konventionellen Landmaschinen und im laufenden Betrieb ohne sie kaum möglich ist: die individuelle Pflege einzelner Pflanzen. Grundlage dafür sind die simultan gesammelten Daten, die dem Roboter Aufschluss über Parameter wie den PH-Wert und den Bewässerungszustand des Bodens oder auch über etwaigen Schädlingsbefall der Pflanze liefern. Diese Feldroboter identifizieren aber auch Unkraut rund um eine einzelne Pflanze und sind in der Lage, dieses mechanisch und ohne den Einsatz von Pestiziden zu entfernen. Dabei gehen sie so präzise vor, dass beispielsweise die Nester der bodenbrütenden Kiebitze erkannt und erhalten werden können. Die Einzelpflanzenbehandlung und die mechanische Unkrautbekämpfung sind also nicht nur ressourcenschonend, sondern gleichzeitig ein wichtiger Beitrag zum Naturschutz.
RTK / Echtzeitkinematik:
RTK (englisch: real time kinematic) beschreibt das Verfahren zur präzisen Positionskoordinatenbestimmung durch Satellitennavigation in Echtzeit. Grundvoraussetzung dafür ist die 5G-Technologie, denn nur sie erlaubt die Verarbeitung dieser Daten in Echtzeit. Hierfür wird mit mindestens fünf Satelliten kommuniziert, wodurch bis auf wenige Zentimeter genau navigiert werden kann.
Carbon Farming:
Elementarer Baustein regenerativer Landwirtschaft. Durch Carbon Farming soll dem Boden kontinuierlich Kohlenstoff zurückgeführt werden und so langfristig neuer Humus gebildet werden. Dies ist notwendig, da der Nährstoffgehalt der landwirtschaftlich genutzten Böden stetig abnimmt – und das durch die konventionellen Bodenbehandlungsmethoden immer schneller. Um es den Böden zu erlauben, sich zu erholen, muss die Fruchtfolge ausgeweitet werden, zum Beispiel durch den Anbau von Zwischen- und Deckfrüchten. Sie sind in der Lage, Stickstoffe aus der Luft in ihrem Wurzelwerk zu binden. Es geht hierbei also nicht nur um die Reduktion, sondern auch um die Kompensation des CO2-Ausstoßes. Dieser Ansatz ist nicht nur vor dem Hintergrund des Naturschutzes und der Biodiversität interessant, sondern eröffnet landwirtschaftlichen Betrieben auch im Kontext des anziehenden Handels mit CO2-Zertifikaten völlig neue Perspektiven und mögliche Einnahmequellen.
Regenerative Landwirtschaft:
Bezeichnet den landwirtschaftlichen Ansatz, der sich mit der Regenerationsfähigkeit des Bodens und mit dem Erhalt der Biodiversität im Boden beschäftigt. Die Regenerative Landwirtschaft verbindet Ideen aus den Bereichen Agrarökologie, Permakultur, ökologischer Landwirtschaft, Agroforstwirtschaft und Renaturierungsökologie. Wichtigstes Element dieses Ansatzes ist die Praxis der Dauerbegrünung. Dadurch, dass landwirtschaftliche Flächen zu keiner Zeit brachliegen, wird dem Boden ganzjährig möglichst viel organisches Material zugeführt. Das verbessert die Qualität der Humusschicht sowie ihre Fähigkeit, Wasser zu speichern. Außerdem ermöglicht es eine bessere Durchwurzelbarkeit und minimiert das Risiko von Erosion. So zählt auch die Methode Carbon Farming zur Praxis Regenerativer Landwirtschaft.
EU Carbon Farming Initiative:
Vorstoß der EU-Kommission zur politischen Realisation und europaweiten Etablierung von Carbon Farming. Dabei geht es um zum einen um technische Fragen, wie die der Ausarbeitung und Definition von Messungsstandards, aber auch um finanzielle Aspekte, wie praktikable Vergütungsmodelle für Landwirtschaftsbetriebe oder auch Förderprogramme. Um diese Initiative voranzutreiben, hat etwa Frankreich angekündigt, das Thema Carbon Farming im Rahmen seiner Ratspräsidentschaft zu einer seiner Hauptprioritäten zu machen. Ein Legislativvorschlag der EU-Kommission wird bis Ende 2022 erwartet.
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