Wenn eine Nutzpflanze Symptome von Schädlingsbefall oder Mangelversorgung zeigt, dann ist es oftmals schon zu spät, um durch Interventionen Ertragsausfälle noch zu verhindern. Je früher ein Problem auf dem Acker erkannt wird, desto wirkungsvoller können Landwirte und Landwirtinnen jedoch eingreifen. Digitale Sensoren können dafür ein wichtiges Hilfsmittel sein. Wann sich welche Methoden eignen, was diese leisten und auch wie sie zusammenspielen können, untersucht das Forschungsprojekt „FarmerSpace“. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert das Vorhaben von Februar 2020 bis Februar 2023.

Welche Methode ist präziser?

Sensor- und Datenübertragungssysteme, Funksensornetzwerke, optische und maschinengestützte Sensoren, Drohnentechnologie, Robotik und maschinelle Lernverfahren ringen um die Gunst der Beschäftigten in der Landwirtschaft. Auf einem fünf Hektar großen Testacker müssen sie sich daher beweisen. Was vermisst das Feld besser – Laserscanner, Drohnen oder fahrende Roboter? „Wir wollen in erster Linie herausfinden, welche Methode die präziseren Geodaten liefert“, erläutert André Weiskopf, Wissenschaftler am Fraunhofer IOSB-AST, die Fragestellung.

Reaktion und Prävention

Andere Systeme erfassen den Gesundheitszustand der einzelnen Pflanzen. Das ermöglicht neben einer rechtzeitigen Behandlung auch eine kostengünstigere und oftmals ökologisch vorteilhafte: „Wenn etwa der Rüsselkäfer nur zehn Quadratmeter des gesamten Felds befällt, kann der Landwirt die restliche Fläche außer Acht lassen“, schildert Weiskopf. Auf diese Weise werde das Grundwasser weniger belastet. Insbesondere der Gewässerschutz profitiert zudem bereits von der präzisen Vermessung des Feldes: Wegen möglicher Einträge ins Grundwasser entscheidet unter anderem die Hangneigung darüber, wo Pflanzenschutzmittel gespritzt werden dürfen. Bislang sind diese topologischen Daten oft recht ungenau.

Neben einer schnellen Reaktion auf Probleme auf dem Acker ermöglichen digitale Sensoren sogar passgenaue Präventionsmaßnahmen. So erfassen Mikroklimasensoren beispielsweise Bodentemperatur und Bodenfeuchte und können eine Warnung auslösen, wenn die Bedingungen für Infektionskrankheiten günstig sind.

Was ist geeignet und wirtschaftlich?

Der Vergleich der verfügbaren Methoden soll dazu dienen, dass in Zukunft sowohl die funktionalste als auch die wirtschaftlichste Methode identifiziert werden kann. „Wir leiten eine Handlungsempfehlung ab, welche Technologie sich für welches Problem eignet und informieren den Landwirt über die Art und Anzahl der erforderlichen Sensoren und Messungen“, resümiert Fraunhofer-Forscher Norbert Fränzel.

bl