Herzlich willkommen bei Bioökonomie erleben.

Ich bin Margarita, Biologin und Wissenschaftsredakteurin und ich beschäftige mich heute mit der Frage, wie der Bauernhof der Zukunft eigentlich aussehen könnte. Bei Großkreutz in Brandenburg entsteht gerade ein bundesweit einzigartiger Modellbetrieb für die Landwirtschaft. Der Leibniz Innovationshof, kurz Inno Hof. Hier verbindet sich Forschung mit modernster Technik. Und wie das funktioniert, das finde ich jetzt für Euch heraus.

Seit 2021 wird hier interdisziplinär daran geforscht, wie landwirtschaftliche Prozesse im Sinne einer nachhaltigen Bioökonomie verbessert werden können. Heute lerne ich zwei spannende Projekte kennen. DigiMix-PA, der digital gestützte Präzisionspflanzenbau und Res4Live, die haltungsoptimierte Viehzucht ohne fossile Brennstoffe. Und dafür geht es jetzt erst mal zu den Kühen. 

Dr. Hoffmann vielen Dank, dass Sie mich empfangen haben. Wir sind ja jetzt hier am Kuhstall von Res4Live.

Was ist an diesem Kuhstall so besonders?

Wir haben in diesem Kuhstall unheimlich viele Sensoren. Das ist auf der einen Seite die Klimamessungen, weil wir wissen wollen, wie ist überhaupt das Klima im Stall? Man kann nicht einfach draußen Wetterstationen nehmen, sondern wir wollen im Bereich der Tiere wissen, wie warm ist es, wie ist die Luftfeuchtigkeit, die Windgeschwindigkeit wird mit erfasst und auch die Solarstrahlung.

Und warum ist das alles so wichtig?

Weil wir gerade im Moment das Problem haben durch den Klimawandel, dass wir das auch bei den Kühen immer mehr merken. Also denen ist heiß im Sommer, das geht bei Kühen schon bei 15 Grad los, dass die ersten anfangen mit einer erhöhten Atemfrequenz, dass man sieht, denen geht es nicht gut, die leiden. Man merkt es später auch in der Milchleistung.

Und wir möchten halt zum einen wissen, wann geht es los, wann zeigen wirklich die ersten Kühe Probleme? Wie können wir reagieren? Und wenn wir reagieren durch die Lüftung... Eine bessere Kühlung, dass wir dann auch wieder sehen: merken wir das im Stall und an den Tieren.

In modernen Ställen gehört der Einsatz von Ventilatoren mittlerweile zum Standard. Am InnoHof geht man noch einen Schritt weiter. Über Lüftungsschläuche wird frische, gekühlte Luft direkt zu den Tieren geleitet. Diese gezielte, individuelle Belüftung verbessert die Haltungsbedingungen für die Tiere. Und neben den ganzen Sensoren im Stall zur Kontrolle der Umgebung gibt es auch viele direkt an den Tieren.

Ich kann die Tiere leider nicht fragen, wie es ihnen gerade geht, wie sie sich fühlen, ob es ein guter oder ein schlechter Tag ist... Deswegen müssen wir das über Sensoren erfassen. Wir sehen hier am Halsband diese grauen Tropfen hinterm Ohr. Darüber wird die Wiederkäuzeit erfasst.

Veränderungen in der Wiederkäuzeit helfen dabei, Stress oder Krankheiten früh zu erkennen. Ein weiterer Sensor im Pansen erfasst Körpertemperatur, Aktivität und Trinkverhalten, während ein Nasensensor die Atemfrequenz misst, ohne die Tiere zu stören. Auch ein Pedometer am Hinterbein der Kühe, sozusagen eine etwas größere Smartwatch, gibt Aufschluss über Aktivität und Liegezeit, wichtige Indikatoren für Gelenkprobleme oder Hitzestress.

Ich brauche gar nicht mehr in den Stall zu gehen. Ich kann in meinem Büro am Computer mir die Daten in Echtzeit herunterholen und direkt mit der Auswertung beginnen und sehen, was passiert. Hier liegen zwei Kühe in den Liegeboxen und die Wärmebildkamera zeigt mir erst mal die heißesten Bereiche, so gerade im Bereich Auge, Nase. Also auch die Körpertemperatur außen wird erfasst.

Wir nutzen das vor allem zur Erfassung der Atemfrequenz.

Und was ihr draußen vor dem Stall nicht riechen konntet, sind die Ausscheidungen der Kühe, die auch in der Biogasanlage, die direkt auf dem Hof steht, weiterverarbeitet werden. Lasst uns das mal direkt anschauen. Hallo Dr. Ammon, vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben.

Hallo Margarita.

Wo stehen wir denn hier? Was ist das hier?

Das ist der Güllebehälter. Für uns ein wertvoller Reststoff. Einerseits natürlich für die Düngung, andererseits aber auch, um unsere Biogasanlage damit zu füttern.

Und wie funktioniert so eine Anlage genau?

Die wird täglich mit der Gülle beschickt und auch mit anderen Resten, die hier anfallen, die Silage oder Futterreste und dann wird das Substrat von den Mikroorganismen fermentiert und wir bekommen Biogas.

Und was kann man aus dem Biogas dann alles machen, was hier auf dem Hof anwendbar ist?

Die Standardnutzung ist die Nutzung im Blockheizkraftwerk. Das heißt, das Biogas wird verbrannt und wir erzeugen Strom und Wärme. Eine andere Möglichkeit: wir haben da gerade unseren umgerüsteten Gastraktor, mit ein bisschen Anpassung kann man den Betanken.

Darf ich das auch selber probieren mit dem Tanken?

Na klar, funktioniert wie eine normale Tankstelle. Einmal den Deckel aufmachen, dann drüben die Pistole holen.

Oh Gott ist die schwer

Dann aufsetzen.

Und den Hebel betätigen.

Ich bin Tankwart für einen Traktor.

Vielen Dank. Dr. Ammon. Mit dem Traktor fahre ich jetzt auch gleich mal mit.

Na dann.

Mit diesem Traktor kann man dank der Gülle auf zirkuläre Art und Weise die Arbeiten auf seinem Hof erledigen. Dass Gülle als Treibstoff genutzt werden kann, war mir neu. Was ich wusste, war, dass man damit düngen kann und wie das auf dem Bauernhof der Zukunft funktioniert, das erklärt mir jetzt Sebastian Vogel. Hallo Dr. Vogel, vielen Dank, dass Sie Zeit für mich haben.

Wo stehen wir denn hier? Was ist das?

Das ist ein moderner Gülle-Tankwagen. Momentan düngt man Gülle nach Volumen. Man regelt das Volumen, versprüht mehr oder weniger. Aber man weiß im Grunde nicht, wie viel Nährstoffe dann aufs Feld gebracht werden. Und das soll dieser Gülle-Tankwagen lösen. Da ist ein Nahinfrarotspektrometer verbaut, der während der Befüllung und auch während der Ausbringung im Feld jede Sekunde eine Messung macht und misst, wie viel Nährstoffe tatsächlich in der Gülle enthalten sind.

Denn nur so kann man sie dann auch so ausbringen, dass der Boden genau das bekommt, was er braucht.

Und woher wissen wir, was der Boden genau braucht?

Dazu haben wir diese Sensorplattform hier entwickelt. Wir fahren mit der Plattform übers Feld. Auf der sind mehrere Sensoren Bodensensoren verbaut, die dann während der Fahrt einmal pro Sekunde eine Messung machen und damit unterschiedliche Bodeneigenschaften ansprechen können. Und mit diesen Daten können wir dann hochaufgelöste Bodenkarten erstellen, die uns dann genau zeigen, wo ist der Bedarf im Boden? Für welche Nährstoffe größer und wo nicht so groß.

Und daran kann man genau die Düngung dann auch mit der Gülle und mit dem Nährstoffdünger dann auch ausrichten.

Es gibt bereits viele digitale Lösungen für die Präzisionslandwirtschaft, aber genutzt werden sie von den Landwirten bislang nur wenig. Dr. Sebastian Vogel und sein Team wollen das ändern und die Stickstoffdüngung im Betrieb komplett digitalisieren. Dafür braucht man auf dem Feld einiges an Technik. Wir haben ja jetzt schon die Bodensensor-Plattform kennengelernt, die definieren kann, was der Boden braucht. Aber woher weiß man, was jede einzelne Pflanze braucht?

Ja, dafür brauchen wir Fernerkundungsmethoden und das kann eben diese wunderbare Drohne hier liefern. Die fliegt übers Feld und kartiert die Stickstoffversorgung. Also ob die Pflanze gut wächst oder schlecht wächst.

Diese Drohne ist im Drucken groß. Okay, und wie kann sie das erkennen?

Da ist eine Kamera drunter angebracht und die kann in verschiedene Spektralbereichen einerseits ein Foto aufnehmen oder ein ganz normales RGB Foto, so wie wir es in normalen Kameras haben. Und aus diesen Luftbildern, die daraus entstehen, kann man Vegetationsindizes ableiten und Bereiche identifizieren, wo es besser wächst, wo es schlechter wächst, wo eventuell mehr Nährstoff gebraucht wird und wo weniger.

Es fühlt sich einerseits ungewohnt an, wenn man an den Bauernhof von früher denkt, aber die Sensoren und Drohnen sind der Schlüssel zu einer nachhaltigeren und effizienteren Landwirtschaft. Bald könnte dieser InnoHof weit verbreitete Realität werden und dazu beitragen, dass wir Böden besser pflegen, Erträge steigern und Ressourcen schonen. Ein Gewinn für uns alle. Und ihr fragt Euch jetzt, wie die Landwirte der Zukunft all diese Technologie kennenlernen können.

Zum Beispiel mit dieser VR-Brille aus dem Forschungsprojekt. Und das schaue ich mir jetzt mal genauer an. 

Viel Spaß noch und bis zum nächsten Mal mit Bioökonomie erleben.