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Landwirtschaft 4.0

Drohnen helfen gegen Unkraut

Die Landwirtschaft befindet sich im Umbruch. Morgens schalten die Landwirte zuerst ihre Computer ein und prüfen den Wetterbericht und Sensordaten. Bald schon sollen Drohnen beim Pflanzenschutz und Düngen helfen. Die Digitalisierung hilft, Produktivität und Nachhaltigkeit zu fördern.

Der vom Julius-Kühn-Institut entwickelte Hexakopter zur Unkrauterkennung. Mittels Drohnenbildern werden Spritzkarten erstellt, die helfen Unkräuter ganz gezielt zu bekämpfen. Foto: Julius-Kühn-Institut, A. Littmann

Die Landwirtschaft nimmt schon jetzt eine Vorreiterrolle bei der Anwendung digitalisierter Produktionsprozesse ein. Das sogenannte Smart Farming ist in viele landwirtschaftliche Unternehmen integriert: Sensordaten verraten den Landwirten etwas über den Zustand ihrer Pflanzen oder Tiere. Der Fuhrpark ist vernetzt. Software verwaltet den digitalen Hof. Das alles dient der Nachhaltigkeit und der Ressourceneffizienz. Die Umwelt wird dabei besser geschont.

Digitalisierung von großer Bedeutung

Die Digitalisierung landwirtschaftlicher Produktionsprozesse wird künftig noch mehr an Bedeutung gewinnen. "Die Landwirtschaft ist eine Fortschrittsbranche und die Digitalisierung bietet die Chance, unsere Position im weltweiten Wettbewerb zu stärken. Die Digitalisierung erlaubt eine präzise Bearbeitung der Äcker und erhöht so die Ertragskraft. Gleichzeitig hilft sie den Bauern dabei, Rücksicht auf Belange des Umweltschutzes zu nehmen", erklärte Bundeslandwirtschaftsminister Christian Schmidt.

Sein Ziel sei es, dass auch die kleinen und mittleren Familienbetriebe den Sprung in eine smarte Landwirtschaft schaffen und von den Effizienzsteigerungen profitieren. "Dafür setze ich auf eine starke Förderung von Forschung und Innovation", betonte Schmidt.

"Crop Watch" - Drohnen in der Landwirtschaft

Ein Beispiel dafür ist das Projekt "Crop Watch". Peter Bleser vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) würdigte bei der Übergabe von Zuwendungsbescheiden für das Projekt am Institut für Pflanzenbau der Universität Bonn den Einsatz von Drohnen: "Einen wichtigen Beitrag zur technischen Revolution in der Landwirtschaft leisten unbemannte Flugsysteme."

Das Ziel von "CropWatch" ist die Entwicklung eines Datenmanagementsystems zur Kontrolle und Analyse des Pflanzenproduktionsprozesses. Es werden Drohnen eingesetzt, die mit speziellen Sensoren und Kameras ausgestattet sind und wichtige Daten liefern.

Dazu konstruieren die Forscher zwei Messplattformen. Die erste Plattform empfängt Daten von einer Digitalkamera, die an einem Traktor angebaut wurde. Die zweite Messplattform wird mit Daten von einer an einer Drohne montierten Digitalkamera versorgt. Aus diesen Aufnahmen werden geometrische und radiometrische Daten gewonnen und wichtige Parameter wie zum Beispiel Pflanzenhöhe, Ährendichte, Lager oder Abreifegrad abgeleitet.

Von Wetterdaten bis zum Pflanzenzustand

Dafür werden programmierte Algorithmen verwendet, die auch Informationen zu Wetterdaten, Eigenschaften des Pflanzenstandortes, Bewirtschaftung und den Ernteergebnissen berücksichtigen. So werden Erkenntnisse über Auswirkungen bestimmter Witterungsszenarien und den genauen Pflanzenzustand gewonnen.

Dem Landwirt werden die Informationen anschließend automatisch zur Verfügung gestellt. Eine abschließende Visualisierung gibt Aufschluss über die Reaktionen von Pflanzenbeständen auf Umweltwirkungen und demonstriert den Einfluss von Bewirtschaftungsmaßnahmen auf den Ertrag.

Das Gesamtvolumen des Forschungsvorhabens beträgt bei einer Laufzeit von drei Jahren rund eine Million Euro und wird vom BMEL mit rund 766.000 Euro gefördert.

Unkrauterkennung durch Drohnen

Ein Projekt des Julius-Kühn-Instituts in Braunschweig untersucht, wie Drohnen auf dem Acker genutzt werden können, um Unkräuter zu erfassen und sie so gezielter bekämpft werden können. Unkräuter kommen auf dem Acker häufig in Nestern vor. Somit ist das Ziel der Forscher, Unkräuter nur da zu bekämpfen, wo sie tatsächlich stehen. Dadurch wird verhindert, ein gesamtes Feld mit Unkrautbekämpfungsmittel behandeln zu müssen.

Zur genauen Erfassung der Unkräuter wird eine Drohne, ein Hexakopter, mit einer handelsüblichen Kamera eingesetzt. Die Drohne fliegt GPS-gestützt eine einprogrammierte Route über die Ackerflächen; Flug und Auslösung der Kamera erfolgen vollautomatisch. An einem "Live-Bild" an der Fernsteuerung kann der Pilot die Aufnahmen mitverfolgen. Auch am PC ist die Flugroute nachvollziehbar.

Mit einer speziellen Software werden die Bilder dann ausgewertet und Art und Dichte des Unkrauts ermittelt. Anschließend werden daraus Spritzkarten für die Ackerflächen erstellt. So können Landwirte ganz gezielt Unkrautbekämpfungsmittel einsetzen - und die Umwelt schonen.

Weitere Weichenstellungen erforderlich

Die vorgestellten Projekte zeigen: Mit einer digitalisierten Landwirtschaft kann eine umweltschonende und nachhaltige Agrarproduktion gestaltet werden. Die Landwirtschaft wird gleichzeitig noch leistungsfähiger und schont die Ressourcen Das BMEL fördert deshalb Innovationen in der Agrartechnik mit rund 29 Millionen Euro.

Auf der Fachtagung "Digitalisierung in der Landwirtschaft" im Februar 2016 in Berlin diskutierten Fachleute die aktuellen Herausforderungen. Eine Vielzahl von Aspekten, - von technischen Fragen bis hin zu Datensicherheit und Datenschutz, - wurden beleuchtet. Das Ziel: Durch die Diskussion unterschiedlicher Ansätze, Ideen und Bewertungen rund um das Thema Digitalisierung Grundlagen für weitere Planungen zu schaffen.

Das Ministerium hat das Thema weiter auf der Agenda. Es ist das erklärte Ziel, die Weichen so zu stellen, dass bestmöglich die Chancen der Digitalisierung genutzt und Risiken verringert werden. 

Freitag, 5. August 2016

Zusatzinformationen

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