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Düngen à la carte
Jede Pflanze einzeln zu umhegen, spart nicht nur Dünger, Pestizide und Wasser, sondern steigert zugleich auch den Ertrag eines Landwirts. Was nach großem manuellen Arbeitsaufwand klingt, kann mit Precision Farming hochautomatisiert gelingen.
Mehr Ertrag mit weniger Pestiziden: Lange Zeit war das ein unauflösbarer Zielkonflikt. Wer auf Bio-Landwirtschaft umstieg, musste mit weniger Ernte rechnen. Mit der Digitalisierung der Landwirtschaft soll sich das nun ändern. Das Prinzip: Je genauer ein Landwirt sein Land kennt, desto besser kann er es bewirtschaften. Dazu werden die oft mehrere hundert Hektar großen Felder mit technischer Unterstützung in kleinere Teilflächen zerlegt, die der Landwirt dann möglichst individuell bearbeitet. Dabei geht es immer um das Wissen des Bauern, was an einem definierten Ort zu einer festgelegten Zeit mit einer bestimmten Maschine gemacht werden soll. „Die Präzision in der modernen Landwirtschaft wird grundsätzlich von zwei Dingen beeinflusst“, sagt Dr. Joachim Stiegemann, der bei CLAAS E-Systems arbeitet, der Digital-Tochter des Landmaschinenherstellers CLAAS. „Einerseits kann der Landwirt mit GPS-basierten Technologien seine Maschinen immer präziser steuern, andererseits sein Wissen über die bearbeitete Fläche mit georeferenzierten Daten immer weiter verfeinern.“
Autonome Anbaugeräte
Die entwickelten technischen Lösungen sind dabei so vielfältig wie die Aufgaben eines Landwirts. An hochautomatisierten, selbstfahrenden Erntemaschinen arbeitet CLAAS schon seit vielen Jahren. Diese können inzwischen mit Hilfe eines automatischen Lenksystems das Feld in exakt festgelegten Bahnen abfahren. Das Arbeitsprogramm legt der Bauer zuvor im Büro fest. „Je nachdem, welche GPS-Technik und Sensoren eingesetzt werden, können die Landmaschinen mit einer Präzision von zwei bis drei Zentimetern auf dem Feld gesteuert werden“, berichtet Stiegemann. Dabei arbeiten nicht nur die Traktoren, sondern auch die Anbaugeräte mittlerweile hochautomatisiert.
Ein Beispiel dafür ist ein Hackgerät, das zur mechanischen Unkrautbekämpfung auf Mais-, Soja- oder Zuckerrübenfeldern eingesetzt wird. Beim Säubern muss der Landwirt besonders achtsam vorgehen, um die Kulturpflanzen nicht zu beschädigen. CLAAS E-Systems hat ein System entwickelt, das es erlaubt, mechanische Hacksysteme zur Unkrautbekämpfung mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern zwischen den Pflanzenreihen zu führen. „Wir setzen dafür eine Spezialkamera ein“, erläutert Stiegemann. „Anhand der erfassten Bilddaten erkennt das System die Pflanzenreihen, und eine Software setzt die Kamerabilder in Steuersignale um, die an die hydraulische Steuerung des Hackgeräts gesendet werden.“ So werden die Hackwerkzeuge mit großer Präzision entlang der Pflanzenreihen geführt, ohne diese selbst anzugreifen.
Die Präzision in der modernen Landwirtschaft wird von zwei Dingen beeinflusst: Steuerung der Maschine und das Wissen über die Fläche.
Dr. Joachim Stiegemann, Claas E-Systems
Im digitalen Ackerbau liefern die Sensoren darüber hinaus Daten, mit denen die Maschinen ihre Arbeitsgeschwindigkeit automatisch den wechselnden Bedingungen auf einem Acker anpassen können. So misst beispielsweise ein Sensor bei der Aussaat den Wassergehalt des Bodens und meldet dies an eine Software. Die lässt dann den Drehteller, der das Saatgut ausbringt, abhängig davon langsamer oder schneller rotieren. Oder ein Sensor am Traktor misst beim Düngen die Menge der Biomasse an der jeweiligen Stelle, um mehr oder weniger Dünger auf das Feld zu bringen. „Mit der Vernetzung der Anbaumaschinen werden immer mehr Daten über Böden und Pflanzen gesammelt, um Felder effizienter zu bewirtschaften und zugleich die natürlichen Ressourcen zu schonen“, bestätigt Thomas Muhr, Geschäftsführer der Firma Geo-Konzept.
Daten ernten
Das oberbayerische Unternehmen, das der Agraringenieur vor mehr als 25 Jahren gründete, vertreibt Sensoren, GPS-Technik und Agrar-Software zur Anbauplanung an Berater und Landwirte. „Etwa zehn bis 20 Prozent der Betriebe in Nord- und Westeuropa setzen Werkzeuge für die Präzisionslandwirtschaft mittlerweile ein“, schätzt Muhr. „Und sie profitieren davon gleich doppelt.“ Als Beispiel nennt Muhr ein Weizenfeld, auf dem die Böden an bestimmten Stellen nicht genug Wasser aufnehmen können. Wenn der Landwirt das nicht weiß, bringt er hier zu viel Dünger aus. Der Boden kann den Stickstoffdünger an diesen Stellen aber nicht aufnehmen, und der Regen verlagert ihn an andere Stellen oder wäscht ihn in Flüsse aus. Genaue Kenntnis über die Bodenverhältnisse können diese Umweltbelastung vermeiden und gleichzeitig Düngemittel sparen. Darüber hinaus kann der Landwirt bei Böden, die viel Wasser aufnehmen, zusätzliche Düngungen vornehmen und seinen Ertrag erhöhen.
Etwa zehn bis 20 Prozent der Betriebe in Nord- und Westeuropa setzen Werkzeuge für die Präzisionslandwirtschaft mittlerweile ein.
Thomas Muhr, Geschäftsführer der Firma Geo-Konzept
Das Wissen über die Bodenfaktoren hält die Software von Geo-Konzept in einer sogenannten Applikationskarte fest, die der Landwirt auf einem großen Display in seinem Traktor sehen kann. In die Karte fließen nicht nur die Daten ein, die von den Sensoren der Anbaugeräte gesammelt werden, sondern auch historische Daten zur Anbaufläche und Informationen aus Bodenproben, die manuell entnommen und im Labor analysiert wurden. „Immer häufiger werden außerdem Drohnen eingesetzt, die mit Kameras ausgerüstet sind und über die Felder fliegen“, berichtet Muhr. „Die Analyse der Kamerabilder ermöglicht es, für eine bestimmte Parzelle die Art und Qualität des Bodens exakt zu bestimmen.“ In der Cloud werden diese Daten zusammengeführt, von einer Software ausgewertet und dann in die Applikationskarten zurückgeführt. „Mit dem Einsatz von Applikationskarten kann ein Landwirt im klassischen Ackerbau von Weizen, Mais, Kartoffeln oder Rüben seine Kosten für Betriebsmittel in einer Größenordnung von bis zu zehn Prozent senken“, rechnet Muhr vor. „Und selbst wenn er weniger Einsparung hätte, würde er zumindest die natürlichen Ressourcen effizienter nutzen und seine Ernte steigern.“ Es scheint, als würde die Digitalisierung mit einem alten Sprichwort brechen: Nicht der dümmste, sondern der vernetzte Bauer erntet in Zukunft die dicksten Kartoffeln.
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