„Digitalisierung bedeutet für viele Betriebe eine neue Art zu arbeiten.“

Viele digitale Lösungen haben sich in der Landwirtschaft bereits etabliert. Andere werden bislang vor allem durch fehlende Spezialisten und Schulungsangebote ausgebremst. Prof. Patrick Noack ist Leiter des Kompetenzzentrums für Digitale Agrarwirtschaft an der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf. Er forscht seit über 20 Jahren zu den Potenzialen von neuen Technologien in der Landwirtschaft. Im Interview berichtet er von derzeitigen Hemmnissen und zukünftigen Potenzialen für die Digitaltechnik im Ackerbau.

 

Digitaltechnik wird in der Landwirtschaft bereits vielfältig eingesetzt, darunter automatisierte Lenksysteme sowie Sensoren zur Messung des Nährstoffgehalts oder der Temperatur im Boden (siehe hierzu auch unsere Interviews mit Prof. Griepentrog sowie Prof. Ruckelshausen). Welche weiteren digitalen Lösungen haben sich in den vergangenen Jahren in der Praxis etabliert – vor allem im Hinblick auf den integrierten Pflanzenbau?
Durchgesetzt haben sich bisher vor allem die Technologien, die von Boden und Kultur unabhängig sind und einfache Entscheidungen treffen (links/rechts, an/aus). Hier sind einerseits die Lenksysteme zu nennen, mit denen Überlappungen und Fehlstellen weitestgehend vermieden werden, sodass vor allem im Pflanzenschutz die Wirkstoffe optimal eingesetzt werden können.

Prof. Dr. Patrick Noack, Leiter des Kompetenzzentrums für Digitale Agrarwirtschaft an der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf

Aber auch die Teilbreitenschaltungssysteme, die einzelne Teilbreiten oder Düsen von Pflanzenschutzspritzen automatisch ein- und ausschalten, sind in ihrer Wirkung nicht zu unterschätzen, vor allem auf kleinen und unregelmäßig geformten Schlägen. Richtig angewendet können sie sogar für die automatische Einhaltung von Abstandsauflagen genutzt werden (z. B. mithilfe von PAM und OPAL).

Hochinteressant ist auch die automatische Erkennung von Beikräutern auf Bildern. Sie stellt die Grundlage für das Spot Spraying dar, mit dem Pflanzenschutzmittel nur dort ausgebracht werden, wo eine Notwendigkeit besteht. In diesem Zusammenhang sind auch neue Ansätze zur Messung der Biodiversität relevant, mit denen die Wirkung von Maßnahmen besser beurteilt werden kann.

 

Läuft die Implementierung digitaler Präzisionslandwirtschaft in der Geschwindigkeit, die Sie erwartet haben? Welche Herausforderungen gibt es bei der Umsetzung digitaler Tools für Landwirtschaftsbetriebe?
Gerade bezüglich der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung (Aussaat, Düngung) sind aus pflanzenbaulicher Sicht noch viele Fragen offen. Neben den pflanzenbaulichen Herausforderungen ist die Technik an der einen oder anderen Stelle noch nicht ausgereift oder zu kompliziert zu bedienen.

Meine Beobachtung ist, dass die meisten Landwirte auf Unterstützung durch Spezialisten angewiesen sind, wenn sie die Technologien effizient einsetzen wollen. Und von den Spezialisten gibt es zu wenige.

Wir müssen uns die Betriebe mit ihrer Ausstattung (Personal, Maschinen, Fläche) genau ansehen und dann entscheiden welche Technologie geeignet ist, um das Arbeiten zu vereinfachen.

 

Woran liegt es, dass die bereits vorhandenen digitalen Lösungen in der Landwirtschaft nicht flächendeckend umgesetzt werden?
Ausgewählte Lösungen werden (fast) flächendeckend und unabhängig von der Betriebsgröße genutzt: dazu gehören Lenksysteme und Teilbreitenschaltungen. Woran es fehlt sind Schulungen und die Unterstützung bei praktischen Problemen. Digitalisierung bedeutet für viele Betriebe eine neue Art zu arbeiten. Hierbei ist Begleitung unerlässlich.

 

Bei welchen digitalen Lösungen sehen Sie selbst das vielversprechendste Potenzial?
Die künstliche Intelligenz kann in Zukunft sicherlich viel dazu beitragen, dass Entscheidungen einfacher und besser getroffen werden können. Ein gutes Beispiel sind Chatbot-basierte Beratungssysteme („ChatGPT“), die mit gesetzlichen Auflagen und Verordnungen gefüttert, einfache Antworten auf einfache Fragen geben können.

Wenn eine Zusammenarbeit bei der Erfassung von Daten für das Training von KI gelingt (z. B. globale Bilddatenbank mit Unkräutern), kann die Fehlerrate zukünftig wahrscheinlich erheblich reduziert werden: die Modelle werden dann gut und stabil, wenn ihnen sehr viele und korrekte Datensätze „gezeigt“ werden.

KI ist dann stark, wenn die Daten eine für den Menschen nicht mehr übersehbare Vielfalt annehmen. Durch das Verschneiden von Wetter- und Bodenfeuchtemesswerten, Satellitenaufnahmen und Bewirtschaftungsdaten aus Ackerschlagkarteien könnte eine neue Datenquelle für die Beratung abgeleitet werden.

 

Ein Blick in die Glaskugel: Wie wird sich die Digitalisierung in der Landwirtschaft in den nächsten fünf Jahren weiterentwickeln?
Es muss gelingen, den Mehrwert neuer Lösungen zu vermitteln, die Komplexität zu reduzieren und die Unterstützung von Landwirten auszubauen, damit die Situation nicht stagniert.

 

Vielen Dank für das Gespräch, Herr Prof. Noack

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„Pflanzenschützer des Jahres 2023“ gesucht!

Pflanzenschutz ist ein erklärungsbedürftiges Thema. Aus diesem Grund gibt es „Die Pflanzenschützer“ und die dazugehörige Mitmachaktion „Schau ins Feld!“. Jedes Jahr werden einige der teilnehmenden Landwirtinnen und Landwirte, die sich während der Saison in besonderem Maße engagiert haben, für ihren Einsatz ausgezeichnet.

Jetzt bewerben und Tickets für die IGW 2024 gewinnen

Die gesamte „Pflanzenschützer“-Community ist herzlich eingeladen, sich über das unten verlinkte Formular als „Pflanzenschützer des Jahres“ zu bewerben. Wir wählen zwei engagierte Teilnehmende aus und laden sie zu einem Besuch auf die Internationale Grüne Woche 2024 nach Berlin ein (inkl. Messeticket, Kostenübernahme für die An- und Abreise sowie Unterkunft).

Auf den Acker geschaut

Inzwischen gehören mehr als 1.000 Landwirtinnen und Landwirte aus ganz Deutschland dem „Pflanzenschützer“-Netzwerk an. Sie legen ein oder mehrere „Schau!-Fenster“ am Feldrand, an der Obstwiese oder dem Weinberg an und stellen Infotafeln zu Biodiversität oder Zwischenfrüchten auf, um in den Dialog mit der Presse sowie mit Verbraucherinnen und Verbrauchern zu treten. So schaffen sie Aufmerksamkeit für Themen rund um den integrierten Pflanzenbau: für die verschiedenen Bausteine des Pflanzenschutzes, die sachgemäße Anwendung von Pflanzenschutzmaßnahmen, aber auch für andere relevante Themen wie Pflanzenernährung, Pflanzenzüchtung, Digitalisierung oder Biodiversität.

Die Teilnehmenden machen sichtbar, was sie im Laufe der Saison auf dem Acker machen, um ihre Pflanzen zu schützen und eine ausreichende Ernte zu sichern. Um die Reichweite für „Schau ins Feld!“ zu erhöhen, senden sie uns regelmäßig Fotos oder Videos und greifen die Aktion auch auf ihren eigenen Kanälen auf. Viele Teilnehmende nutzen Hoffeste oder anderen Veranstaltungen vor Ort, um mit Interessierten in den Austausch zu kommen. Hier unterstützen die Aktionsmaterialien der „Pflanzenschützer“ oder die Info-Broschüre Pflanzenschutz beim Einstieg in komplexe Themen.

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Schädlingsmonitoring im Bestand: Digitale Lösungen schaffen Erleichterung

Schädlinge können sich auf Ackerflächen rasant vermehren und dabei – wie der Name bereits sagt – große Schäden anrichten. Ein gutes Schädlingsmonitoring ist deshalb eine besonders wichtige Präventionsmaßnahme für Landwirtinnen und Landwirte.

Eine effektive Methode ist hierbei die Gelbfalle: eine flache Schale, in der sich Wasser mit einem Tropfen Spülmittel befindet.  Die Schale wird in der Nähe von Pflanzen aufgestellt, die anfällig für Schädlinge sind, z. B. im Raps. Viele auf Raps spezialisierte Schadinsekten wie Rapsglanzkäfer, Rapserdfloh und diverse Rüsslerarten werden von der gelben Farbe angezogen. Ein feinmaschiges Gitter über der Flüssigkeit verhindert, dass größere Nützlinge wie Bienen dabei zu Schaden kommen.

Durch die regelmäßige Kontrolle der Gelbschalen kann der Befall von Schädlingen frühzeitig erkannt und eingeschätzt werden, bevor die Populationen weiter wachsen. Auf diese Weise entscheiden Landwirtinnen und Landwirte dann, ob eine Bekämpfung notwendig ist, um größere Ertragseinbußen und Ernteausfälle zu verhindern.

Zeitersparnis durch weniger Kontrollen

Seit dem vergangenen Herbst gibt es die Gelbschale auch in digitaler Form, z. B. von Bayer CropScience. Ein Landwirt, der eine solche digitale Gelbschale frühzeitig testen durfte, war Roni Schneichel aus Kruft (Rheinland-Pfalz). Er ist bereits seit vielen Jahren Teil des Pflanzenschützer-Netzwerks und regelmäßig mit mehreren Nullparzellen bei „Schau ins Feld!“ dabei.

„Zweimal am Tag kriege ich über die an der Gelbschale integrierte Kamera ein Foto geschickt“, beschreibt Roni Schneichel die Funktion. „So kann ich meist direkt erkennen, welche Schädlinge auf meinen Feldern unterwegs sind und kann mir tägliche Kontrollfahrten sparen. Überschreitet die Zahl eines Schädlings die Schadschwelle (z. B. fünf Rapsstängelrüssler in drei Tagen), erfolgt automatisch eine Warnung. „Auch nachdem das Gerät gesäubert wurde, bleiben die Zahlen der Schädlinge in der App verfügbar und ich kann die Pflanzenschutzmaßnahmen so gut dokumentieren,“ so Roni Schneichel weiter.

Insgesamt zeigt sich der Landwirt zufrieden. Die digitale Gelbschale sei eine große Erleichterung für das Schädlingsmonitoring.

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„Schau ins Feld!“ 2023 – Warum moderner Pflanzenschutz notwendig ist

Der Startschuss für die neue Saison ist gefallen. Landwirtinnen und Landwirte aus ganz Deutschland machen auch in diesem Jahr wieder auf die Bedeutung eines ganzheitlichen Pflanzenbaus aufmerksam. Die kostenlose Mitmach-Aktion „Schau ins Feld!“ ist ein Aufruf zum sachlichen Dialog über das komplexe und häufig kontrovers diskutierte Thema Pflanzenschutz.

Bei „Schau ins Feld!“ zeigen die Teilnehmenden, warum die moderne Landwirtschaft auf einen integrierten Pflanzenbau setzt. So wird erklärt, dass beim Anbau von Getreide, Obst und Gemüse zahlreiche Aspekte perfekt ineinandergreifen müssen, um ausreichend gesunde und qualitativ hochwertige Lebensmittel erzeugen zu können. Dazu zählen etwa die Wahl der richtigen Sorte, eine bedarfsgerechte Pflanzenernährung sowie der verantwortungsvolle und sachkundige Einsatz von Pflanzenschutzmaßnahmen. Dabei setzt sich die Aktion auch mit aktuellen Problemfeldern und Zielkonflikten sowie mit entsprechenden Lösungsansätzen auseinander. Zum Beispiel geht es um die Frage, wie sich hohe Flächenproduktivität und gezielte Biodiversitätsförderung in Einklang bringen lassen und welche Rolle digitale Tools dabei spielen können.

Im letzten Jahr verzeichnete „Schau ins Feld!“ deutschlandweit mehr als 900 Teilnehmende. Diese legten an vielgenutzten Wegen – am Rande ihrer Felder, Weinberge oder Obstplantagen – mehr als 1.800 sogenannter „Schau!-Fenster“ an. In diesen Nullparzellen wird auch 2023 wieder auf jegliche Formen des Pflanzenschutzes verzichtet, um die Folgen für die Entwicklung und Ernte der angebauten Kulturpflanzen aufzuzeigen. Eine kostenlos bestellbare Info-Tafel schafft Aufmerksamkeit und erklärt die Aktion.

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Digitalisierung als Lösung für eine produktive und nachhaltige Landwirtschaft

Digitalisierung ist auch in der Landwirtschaft ein großes Thema – die Adaption neuer Technologien erfolgt jedoch sehr heterogen. Einige digitale Lösungen werden bereits von einem Großteil der Landwirtinnen und Landwirte genutzt, bei anderen warten viele noch ab.

Landwirt Torsten Reim aus Hohenstein im Taunus gehört zu denen, die das Thema Digitalisierung im Ackerbau vorantreiben. Das Zögern von Berufskolleginnen und Kollegen überrascht ihn aber nicht. „Vor ca. 70 Jahren lösten Traktoren zunehmend Pferde in der Landwirtschaft ab. Die Sorge um das Ende des traditionellen Landwirtschaftsbilds war damals groß“, beschreibt er bereits frühere Akzeptanzprobleme bei technischen Fortschritten. „Nutzen und Vorteile überzeugten schließlich doch. Technische Entwicklungen haben seitdem den Job der Landwirtinnen und Landwirte wesentlich angenehmer und körperlich schonender gemacht. Sie sorgen zeitgleich für mehr Effizienz, Produktivität und Ressourcenschonung.“ Für Torsten Reim ist die Bewirtschaftung seiner Ackerflächen ohne digitale Lösungen gar nicht mehr denkbar.

Torsten Reim setzt im Anbau auf digitale Technologien.

Auf der Spur bleiben: Lenksysteme für landwirtschaftliche Fahrzeuge

Einer der bereits etablierten Bausteine der Digitalisierung sind Lenksysteme. „Sensoren, die in kleinen Boxen auf dem Traktordach angebracht sind, sehen wir inzwischen oft“, berichtet Reim. „Spurführungssysteme lenken den Schlepper und das Anbaugerät mittels hochpräziser Satellitentechnik mit einer Genauigkeit von bis zu +/- 2cm. Ohne solche Technik müssten sich Landwirtinnen und Landwirte auf ihr Augenmaß verlassen.“ Torsten Reim kennt es aus Erfahrung: „Wer, Pi-mal-Daumen arbeitet, riskiert Überlappungen des Arbeitsbereiches, Spuren oder sogar das Vergessen einzelner Streifen. Das führt nicht nur zu einer stärkeren Bodenverdichtung und einem höheren Spritverbrauch. Auch die Anwendung von wertvollen und spezialisierten Dünge- und Pflanzenschutzmitteln sowie von Saatgut wird ungenauer. Lenksysteme dagegen entlasten den Fahrer und sparen Ressourcen.“

Digitale Systeme finden im Ackerbau bereits in unterschiedlichen Bereichen Anwendung.

Teilflächenspezifische Bewirtschaftung: Gelebte Digitalisierung im Ackerbau

Seit über 10 Jahren bewirtschaftet Torsten Reim alle seine Flächen teilflächenspezifisch. Dabei unterteilt er das Feld in kleinere Bereiche, die dann entsprechend ihres jeweils spezifischen Bedarfs bewirtschaftet werden. Das bringt klare Vorteile, denn: „Nicht jeder Bereich auf dem Acker hat die gleiche Beschaffenheit. Eine gleiche Bewirtschaftung bringt dann große Unterschiede bei Erträgen. Je differenzierter auf einzelne Flächenteile geschaut wird, umso wirtschaftlicher arbeiten Landwirtinnen und Landwirte.“

Aussaat und Düngung

Torsten Reim hat ein EIP-Agri-Förderprojekt auf die Beine gestellt, bei dem er in Zusammenarbeit mit diversen innovativen Unternehmen und mit Hilfe von Satelliten die Wasserführung des Bodens prüft. Darüber hinaus misst er die Gammastrahlung, die der Boden abstrahlt.  Anhand der Ergebnisse bewirtschaftet er seine Ackerflächen teilflächenspezifisch. „Unser Ziel ist es, dass wir effizienter düngen und dabei nicht auf Ertrag fokussiert sind, sondern auf Qualität. Wir wollen herausfinden, welchen Unterschied diese Art der Bewirtschaftung am Ende für Werte wie den Weizenproteingehalt oder Rapsölgehalt macht“, erklärt Torsten Reim. „Mit konkreten Daten und Fakten können wir die Vorteile der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung besser aufzeigen. Dies ist wichtig, um Landwirtinnen und Landwirte von einer solchen Anschaffung zu überzeugen. Umstellungen auf neue Technik sind schließlich mit hohen Investitionen verbunden.“

Aus den Satellitenaufnahmen des Ackers werden außerdem Ertragsprofile erstellt. Mit Hilfe von Applikationskarten werden dann Aussaat und Düngung auf die Erfordernisse der Teilflächen abgestimmt. Die Qualität des Ernteguts kann Reim bei der Ernte schließlich direkt validieren. „Dafür nutze ich einen NIR-Sensor an meinem Mähdrescher“, erklärt der Landwirt das Vorgehen. „Diese Sensoren werden sonst hauptsächlich bei der Gülleausbringung zur Messung und Dokumentation der Inhaltsstoffe und Durchflussmenge benutzt. Ich kann damit aber z. B. auch die Eiweißerträge von Weizen messen und gleich bei jedem Abtanken entscheiden, welcher Weizen in welches Silo wandert.“ Durch eine frühzeitige Unterscheidung wird verhindert, dass unterschiedliche Getreidequalitäten vermischt werden und den Wert des Ernteguts mindern. 

Reduzierung von Pflanzenschutzmitteln

Gerade auch im Bereich Pflanzenschutz und Düngung bietet die Digitalisierung viele Möglichkeiten für die präzisere Behandlung variierender Pflanzenbestände. So können Pflanzenschutz- und Düngemittel noch gezielter eingesetzt werden. „Eine Möglichkeit stellt auch hier die Arbeit mit Applikationskarten dar“, so Torsten Reim. „Damit kann die optimale Dosiermenge für die verschiedenen Feldzonen ausgemacht werden. Es werden anschließend wirklich nur die notwendigen Mengen an Pflanzenschutzmitteln ausgebracht, die von den Pflanzen für ein gesundes Wachstum gebraucht werden.“

Zudem arbeiten Unternehmen an Lösungen, in denen Kameras und Programme Beikräuter im frühen Stadium erkennen, damit gezielt nur diese Pflanzen besprüht werden. Die Unkraut- und Krankheitserkennung wird dabei immer besser. In Zusammenarbeit mit Drohnen kann z. B. Gelbrost im Getreide, der oft nur nesterweise auftritt, schon früh erkannt und gezielt nur dort behandelt werden, wo es auch notwendig ist. Torsten Reim ist sich sicher: „Das sogenannte ,Spot Spraying‘ wird eine Revolution im Pflanzenschutz bedeuten“.

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