Digitalisierung beflügelt innovative Landwirtschaft

Erstellt von Joachim Kläschen

Während das Thema ‚Nachhaltigkeit‘ in vielen Bereichen der Gesellschaft gerade erst einzieht, ist es in der Landwirtschaft seit langem fest verwurzelt. Allerdings unterscheidet Prof. Dr. Yves Reckleben, der am Fachbereich Agrarwirtschaft unter anderem ‚Smart Farming‘ und ‚Technik in der Pflanzenproduktion‘ unterrichtet, in der Landwirtschaft zwei scheinbar gegensätzliche Bedeutungen des Begriffs: „Landwirte mussten immer schon wirtschaftlich denken und handeln. In der konventionellen Landwirtschaft bedeutet das beispielsweise, bei möglichst geringem Einsatz von Mitteln einen möglichst hohen Ertrag zu erwirtschaften. Nur wenn Landwirte rentabel arbeiten, können sie ihren Betrieb langfristig – also nachhaltig – erhalten. Auf der anderen Seite müssen Landwirte aber auch mit ihren Ressourcen, beispielsweise dem Boden, schonend umgehen. Dieses nachhaltige Handeln ist die Voraussetzung dafür, dass sie ihren Betrieb einmal an eine folgende Generation weitergeben können.“ Yves Reckleben und seine Kolleginnen und Kollegen erforschen in verschiedenen Projekten am Fachbereich, wie Landwirtinnen und Landwirte durch Innovationen in beiden Bereichen nachhaltiger arbeiten können.

Große Bedeutung kommt dabei der Digitalisierung zu. Durch Sensor- und Bildinformationen in Verbindung mit weiteren Datenquellen können in der Landwirtschaft Tätige beispielsweise einen tieferen Einblick in den Zustand und die Ansprüche ihrer Flächen erhalten, wie Reckleben erklärt. „Dünge- und Pflanzenschutzmittel machen einen sehr großen Posten in den Kalkulationen von Landwirten aus. Allein schon aus diesem Grund ist es in ihrem Interesse, diese nur sparsam einzusetzen. Sensoren in den Landmaschinen und Feldern können kontinuierlich Bodenwerte ermitteln und lassen Rückschlüsse über die Bodengesundheit zu. In der Kombination mit Satellitenaufnahmen, wie solchen aus den Erdbeobachtungssatelliten Sentinel-2, und Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes erhalten Landwirte ein hyperlokales und damit sehr differenziertes Bild vom Zustand ihrer Flächen – in jedem Fall differenzierter, als schauten sie sich vor der Düngung nur einen Teil ihrer Fläche an und zögen aus diesem Eindruck dann Rückschlüsse auf den Gesamtbedarf.“ Mehr noch tragen solche komplexen Daten dazu bei, den Landwirtinnen und Landwirten eine differenzierte Grünertragsprognose zu liefern, damit diese früh wissen, ob es ‚ein gutes Jahr‘ wird und wo sie noch nachbessern könnten.

Doch nicht nur für die effizientere Ausbringung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln bietet vernetzte Technologie großes Potenzial, weiß Reckleben: „Landwirte können mit der entsprechenden Technik und Daten besser beurteilen, wann sie bestimmte Arbeitsschritte vornehmen. So ist es für den Boden eine besondere Belastung, wenn er in feuchtem Zustand mit schweren Maschinen befahren wird, weil dies zu einer Verdichtung und Schädigung des Bodens führt. Präzise Wettervorhersagen und Feuchtigkeitsmessungen geben den Landwirten eine bessere Entscheidungsgrundlage für die Bearbeitung. Wenn der Landwirt weiß, dass seine Felder für eine Bearbeitung eigentlich noch zu feucht sind, aber die Witterung beständig bleibt – also ein optimaler Zeitpunkt für die Bearbeitung erst noch kommt – kann er Arbeitsschritte entsprechend planen und so den Boden schonen.“

Um der Landwirtschaft weitere Einblicke zu geben, arbeitet der Fachbereich Agrarwirtschaft zusammen mit dem Fachbereich Informatik und Elektrotechnik und dem Fachbereich Medien an dem Projekt „BeSt-SH“. Ziel ist es zum einen, alle Prozesse, die in landwirtschaftlichen Betrieben anfallen, exakt zu erfassen und ihr Zusammenwirken zu analysieren. „Wenn Landwirte um exakte Werte ihres Futters und das Verhalten ihrer Tiere wissen, vereinfacht das nicht nur die Planung beim Einkauf und der Lagerkapazitäten; sie erhalten beispielsweise auch Einblicke in die Zusammensetzung der Gülle und können diese viel effektiver in Abhängigkeit vom Nährstoffgehalt einsetzen“, weiß Reckleben. Schließlich sollen Betriebe und ihre Prozesse so in einer Augmented Reality (AR) um wesentliche Informationen erweitert werden. Mit einem Headset können Interessierte auf eine räumliche Nachbildung ihres Betriebes blicken und Veränderungen und deren Auswirkungen live verfolgen. Beispielsweise, wie sich die Größe einer Anlage auf das Gesamtgefüge des Betriebs auswirkt. Wie in einem Videospiel werden Komponenten in der Simulation verschoben, vergrößert und verkleinert, die Auswirkungen auf die Produktion und Stoffströme umgehend sichtbar. Diese Erkenntnisse über die komplexen Zusammenhänge sollen nicht nur in der Landwirtschaft aktiv und beratend Tätigen helfen, sondern auch schon in die Ausbildung von angehenden Landwirtinnen und Landwirten sowie Studierenden einfließen.

Dass in der Landwirtschaft selbst kleinste Veränderungen große Auswirkungen haben können, zeigt ein mittlerweile abgeschlossenes Projekt am Fachbereich, das sich mit der flächendeckenden Bereitstellung von Korrektursignalen auseinandersetzt. Reckleben erklärt: „Bei der Bearbeitung der Felder benötigen die Landmaschinen präzise Positionsangaben. Herkömmliche GPS-Signale sind zu ungenau, denn sie bestimmen die Positionen lediglich auf einige Meter. Mit Hilfe von sogenannten Korrektursignalen lassen sich die Maschinen auf einen Zentimeter-präzisen Kurs bringen, der es den Landwirten ermöglicht, die zur Verfügung stehende Fläche bestmöglich auszunutzen. Auch werden durch die korrigierten Angaben die Verbrauchsmengen für Dünge- und Pflanzenschutzmittel reduziert, was neben dem wirtschaftlichen Vorteil auch die Böden schont.“ Aus diesem Projekt am Fachbereich ist schließlich das Start-up-Unternehmen ‚Sim2x‘ hervorgegangen, das der Landwirtschaft und Lohnunternehmern exakte Daten für 150 Euro im Jahr zur Verfügung stellt; ein angesichts der Einsparungen bei den Arbeitsmitteln und den Möglichkeiten zur effektiveren Bewirtschaftung der Flächen geringer Preis, meint Reckleben.

Wie sich Innovationen in der Landwirtschaft gleich in mehreren Hinsichten für Mensch und Natur auszahlen können, zeigt eine am Fachbereich entwickelte Siloabdeckung aus Maisgries. Üblicherweise verwenden Agrarbetriebe drei Lagen Kunststofffolie, um das geerntete Grünfutter von den Feldern in Fahrsilos für den Winter haltbar zu machen und zu lagern. Entsprechend entsteht in den Betrieben jedes Jahr Plastikabfall, der nur schwer recycelt werden kann. Reckleben hat am Fachbereich eine Abdeckung aus Maisstärke entwickelt, die nicht nur biologisch abbaubar ist, sondern sogar als Viehfutter verwendet werden kann. „Bei unseren Experimenten konnten wir zudem einen interessanten Nebeneffekt beobachten“, sagt der Professor. „Kühe sind Feinschmecker, sie fressen zuerst das Futter, das ihnen am besten schmeckt. Tatsächlich haben die Tiere zunächst die Reste der neuen Abdeckung verzehrt, die der Silage beigemischt war. Nicht nur vermeidet die abbaubare Folie Abfall, sie hat zudem einen hohen Nährwert, so dass Landwirte weniger Kraftfutter aufwenden müssen.“

Diese Abdeckung aus nachwachsenden Rohstoffen hat sich im Projektversuch bewährt, und das Team um Yves Reckleben hat viele positive Rückmeldungen von Fachleuten aus der Landwirtschaft erhalten. Nun ist es allerdings an der Industrie, die Idee aufzugreifen, damit das innovative Verfahren Landwirtinnen und Landwirten im großen Maßstab zur Verfügung steht. Dafür führt der Fachbereich bereits Gespräche mit Unternehmen, damit die nachhaltigen Ideen auch in der alltäglichen landwirtschaftlichen Praxis die Arbeit erleichtern und den Anteil von Plastik reduzieren.

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