Zukunftslabor Agrar: Kleine Felder und smarte Helfer
Das Projekt „Zukunftslabor Agrar“ präsentiert erste Ergebnisse zum Konzept des sogenannten Spot Farming und zeigt darin Potenziale, aber auch aktuelle Hindernisse für dessen Einsatz auf.
Kartoffeln, Mais und Co. werden heutzutage auf weitläufigen Feldern angepflanzt, damit Landmaschinen das Areal bearbeiten können – selbst an Standorten, wo Nutzpflanzen keine optimalen Wachstumsbedingungen vorfinden. In solchen Fällen kommen meist Dünger und Pflanzenschutzmittel zum Einsatz, um den Nachteil wettzumachen und gute Erträge zu erzielen. Doch diese gängige Anbaumethode stößt zunehmend an ihre Grenzen. Eine Alternative könnte das Konzept des sogenannten Spot Farming sein.
Spot Farming – ein Konzept für die Zukunft
„Ziel des Spot Farming ist es, unterschiedliche Pflanzen dort anzubauen, wo sie jeweils optimale Wachstumsbedingungen vorfinden. Damit werden sie resilienter, ertragreicher und wir schützen unsere Umwelt“, erklärt Jens Wegener vom Julius Kühn-Institut, der die Methode des Spot Farming mitentwickelt hat. Bei dieser Methode wird der Anbau der Pflanzen demnach nicht wie bisher an der Schlagkraft der Landmaschinen ausgerichtet. Hier muss sich die Technik dem Pflanzenanbau anpassen. Das Prinzip: Teile des Feldes werden jeweils unterschiedlich bepflanzt. Um die kleinen Flächen – die sogenannten Spots – zu bewirtschaften, werden auch kleine Maschinen und Roboter benötigt.
Noch ist diese Anbaumethode nur eine Idee und findet in der Praxis keine Anwendung. Im Projekt „Zukunftslabor Agrar“ (ZLA) haben Forschende vom IGB gemeinsam mit Partnern dieses Konzept nun genauer unter die Lupe genauer. Daran beteiligt sind neben dem IGB, das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), die Universität Osnabrück, die Hochschule Osnabrück, die Georg-August-Universität Göttingen, die Technische Universität Braunschweig, das Thünen-Institut und die Universität Vechta. Das Vorhaben wird im Rahmen des Zentrums für Digitale Innovationen Niedersachsen (ZDIN) vom Land mit 3,7 Mio. Euro gefördert.
Auf dem Weg zur Realisierung
„Im ZLA sind wir auf dem Weg hin zur Realisierung von Spot Farming eklatante Schritte weitergekommen“, berichtet Jens Wegener. Unter anderem entwickelten Forschende am IGB eine agrarwissenschaftliche Methode, um die unterschiedlichen Wachstumsbedingungen der Spots in einem Feld zu identifizieren. Dafür wurden frei zugängliche Geodaten genutzt. Auf dieser Grundlage entstand gemeinsam mit dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) ein Tool, mit dem automatisiert Feldkarten mit Spots erstellt werden, die mit Robotern bewirtschaftet werden können. Forschende der TU Braunschweig konstruierten wiederum den physischen Prototyp einer Universalsämaschine, die die Saat in idealen Abständen für das Wachstum der Pflanzen in die Erde einbringt und an einem Roboter befestigt wird.
Damit Roboter die Spots gezielt ansteuern und bearbeiten können, kreierten DFKI-Forschende eine semantische Karte mit Geo- und Umgebungsdaten eines realen Bauernhofs. „Mittels dieser Karte konnte ein Roboter seine Umgebung wahrnehmen, verstehen, darin navigieren und autonom über den Betrieb fahren“, berichten die Projektpartner.
Technik kann sich Spot Farming anpassen
„Roboter ermöglichen neue Prozesse in der Landwirtschaft. Durch das Projekt ZLA haben wir deutlich gesehen, dass das keine Fantasie ist. Die Technik kann zum Beispiel beim Spot Farming in Pflanzenbauprozessen eingesetzt werden, die mit den heute üblichen Maschinen nicht möglich sind“, sagt der Sprecher des ZLA-Projektes, Joachim Hertzberg.
Digitalisierung noch mit Hindernissen
Intelligente Technologien wie Roboter benötigen jedoch eins: Daten. Diese sind derzeit nicht überall verfügbar. Den Forschenden zufolge fehlt es aktuell an einer „durchgängigen Digitalisierung der Landwirtschaft“. „Wenn man wissen will, wo zum Beispiel Feldgrenzen verlaufen, braucht man die entsprechenden Geodaten. Aber nicht in jedem Bundesland können diese einfach so abgerufen werden. Während sie zum Beispiel in Nordrhein-Westfalen einfach heruntergeladen werden können, schreibt man bei uns in Niedersachsen erstmal eine E-Mail an das Amt“, berichtet Benjamin Kisliuk vom DFKI.
Neben den technischen Voraussetzungen für das Spot-Farming-Konzept wurde im ZLA-Projekt auch die Akzeptanz von digitalen Helfern in der Landwirtschaft untersucht. Hier zeigte sich, dass einige Landwirtinnen und Landwirte neuen Technologien noch skeptisch gegenüberstehen. „Wir müssen Beweise anführen, die zeigen, dass digitale Technologien ökologisch, ökonomisch und sozial sinnvoll sind“, berichtet Silke Hüttel von der Georg-August-Universität Göttingen.
bb
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