Digitalisierung in der Landwirtschaft
Wie gelingt es, den Pflanzenbau unter sich ändernden Umweltbedingungen künftig zugleich nachhaltig und effizient auszurichten? Dieser Frage geht das digitale Experimentierfeld "Express" nach. Der Einsatz von Drohnen, moderner Sensorik, Virtual Reality und komplexen Datenmanagementsystemen soll dazu beitragen. Hier gibt es Fragen und Antworten dazu. Die neuen Impulse für die digitale Transformation der Landwirtschaft können Sie jetzt online miterleben.
Drohnen werden als mobile Datensammler in der Landwirtschaft getestet.
Foto: Fraunhofer IMW/Jakob Milzner
Was sind digitale Experimentierfelder?
Die Bundesregierung will die Digitalisierung der Landwirtschaft mit vorantreiben. Seit 2019 unterstützt sie 14 sogenannte digitale Experimentierfelder: Hier wird direkt vor Ort im Austausch mit Landwirten und Landwirtinnen untersucht, wie digitale Techniken zum Schutz der Umwelt, der Steigerung des Tierwohls und der Biodiversität sowie zur Arbeitserleichterung eingesetzt werden können.
Worin liegt der Schwerpunkt des Experimentierfeldes "Express"?
"Express" steht für Experimentierfeld zur datengetriebenen Vernetzung und Digitalisierung in der Landwirtschaft.
Hinter dem Namen verbirgt sich ein sehr praktischer Ansatz: "Express" will dazu beitragen, dass landwirtschaftliche Betriebe aus der Vielzahl möglicher digitaler Anwendungen passgenaue Lösungen für den eigenen Bedarf finden. Ob Drohnen, Sensoren, Datenmanagementsysteme: Gerade kleine und mittlere Betriebe stehen oft vor der Frage, welche Verfahren für sie am besten geeignet sind. "Express" testet marktreife Technologien - zugleich werden die Potenziale vernetzter digitaler Technologien erforscht. Damit wird der Weg für einen nachhaltigen und effizienten Pflanzenbau bereitet.
Neueste Erkenntnisse zum Experimentierfeld EXPRESS können heute und morgen im Rahmen der „Mitteldeutschen Digitaltage im Wein- und Obstbau“ vor Ort und auch Online mitverfolgt werden. Die Regionalkonferenz bietet eine Plattform, auf der digitale Technologien und Methoden präsentiert werden, mit der Möglichkeit sich auf breiter Basis mit Spezialisten aus Forschung und Praktikern auszutauschen, zu vernetzen und konkrete Lösungen und Best Practises kennenzulernen. Hier geht es zur „EXPRESS“- Webseite und zur Veranstaltung.
Wie wird generell sichergestellt, dass die Erkenntnisse weitergetragen werden und Landwirtinnen und Landwirte sie nutzen können?
"Express" wird von einem Forschungsverbund durchgeführt, den das Institut für Wirtschaftsinformatik an der Universität Leipzig koordiniert. Eine umfassende Wissenstransfer-Strategie, die das Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW umsetzt, gewährleistet, dass von den Erkenntnissen alle beteiligten Forschungsinstitute und Akteure profitieren und gezielt interessierte Landwirte erreicht werden. "Express" will dafür sorgen, dass die richtigen Informationen zum richtigen Zeitpunkt den richtigen Personen zur Verfügung stehen, um sie in ihrer Entscheidung zu unterstützen, welche Digitaltechniken sie anschaffen und anwenden.
Welche digitalen Techniken und Formen der Vernetzungen werden von "Express" erprobt?
In mehreren Schwerpunkten stellt "Express" digitale Technologien auf den Prüfstand, testet Möglichkeiten der Vernetzung, forscht nach neuen Lösungen und ermittelt Transferpotentiale. Hier einige Beispiele:
Was hat Virtuelle Realität mit Landwirtschaft zu tun? "Express" sieht vielfältige Potenziale - zum Beispiel die sogenannte "elektronische Krankenakte". Landwirte könnten künftig mit VR-Brille ihre Felder begehen und sich zu jeder Pflanze Informationen zu Wachstum, Gesundheitszustand oder Schädlingsbefall anzeigen lassen. Für einfache Informationen würde auch eine Smartphone-Kamera reichen – eine App würde die Informationen automatisch über das Bild legen.
Foto: Fraunhofer IMW/Jakob Milzner
Precision Farming gegen Wasserstress: Trockene Böden werden für den Pflanzenbau immer mehr zu einem Problem. Landwirtschaftliche Betriebe sind deshalb zunehmend auf Bewässerung angewiesen. Sollten trockene Sommer die Regel werden, könnte Wasserknappheit eine Folge sein. Deshalb ist es notwendig, Wasservorräte bedarfsgerecht einzusetzen.
Foto: Fraunhofer IMW/Jakob Milzner
In "Express" arbeiten Forscherinnen und Forscher vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH (UFZ) an mehreren digitalen Lösungen, deren gemeinsames Ziel es ist, die Bewässerung von Pflanzen punktgenau zu optimieren.
Foto: Fraunhofer IMW/Jakob Milzner
Hier spielt digitale Sensorik eine wichtige Rolle. Denn wenn es möglich ist, den Trockenstress von Pflanzen präzise zu bestimmen, kann das vorhandene Wasser genau dort genutzt werden, wo der Bedarf am höchsten ist. Digitale Technologien würden so dabei helfen, den Verbrauch von Wasser in der Landwirtschaft auf ein notwendiges Minimum zu reduzieren.
Foto: Fraunhofer IMW/Juliane Welz
Precision Farming reduziert Pflanzenschutzmittel: Auch Weingüter stehen vor der Herausforderung, ihre Prozesse zu optimieren, um effizienter und nachhaltiger zu produzieren. So sollen Pflanzenschutzmittel minimiert werden. In "Express" testen Wissenschaftler vom Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gGmbH (IMMS), wie digitale Sensortechnik hier unterstützen und überflüssiges Spritzen vermeiden kann.
Foto: Fraunhofer IMW/Jakob Milzner
Die Sensoren stellen wichtige Informationen bereit, zum Beispiel zum Nährstoffgehalt im Boden oder zum Pflanzenwachstum. Für die punktgenaue Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln an einzelnen Rebstöcken könnten autonome Schlepper oder Drohnen eingesetzt werden.
Foto: Fraunhofer IMW/Jakob Milzner
Automatisierte Überwachung von Umweltfaktoren: Die Gesundheit von Pflanzen in Sonderkulturen hängt vor allem von ihrer Umgebung ab. Sensoren ermöglichen die präzise Erfassung von Klima-, Pflanzen- und Bodenfaktoren. Im Fokus von "Express" stehen Sensoren und andere Technologien, die leicht handzuhaben sind, möglichst autonom arbeiten, bei der Feldarbeit nicht im Weg – und relativ kostengünstig sind.
Foto: Fraunhofer IMW/Jakob Milzner
Drohnen werden als mobile Datensammler getestet, die zum einen die Daten der Sensorik auslesen, zum anderen aber auch selbst Informationen erheben. Dies ermöglichen spezielle Kamerasysteme, die per hochauflösender Bilder Fernerkundungsdaten liefern. Mittels 5G- und weiterer Mobilfunk-Technologien wäre eine automatisierte Übertragung größerer Datenpakete künftig in Echtzeit möglich.
Foto: Getty Images/ollo
14 Experimentierfelder, über Deutschland verteilt, haben ein Ziel: Die Digitalisierung in der Landwirtschaft voranbringen, digitale Techniken erforschen und deren Praxistauglichkeit testen. Wir stellen regelmäßig ein Experimentierfeld vor.