Smart Farming wird oft als die „vierte Revolution“ der Landwirtschaft bezeichnet. Künstliche Intelligenz, Roboter, Sensoren und Drohnen sollen es Landwirten ermöglichen, etwa für einen präziseren Pflanzenschutzmitteleinsatz zu sorgen, die Tiergesundheit genauer zu kontrollieren oder Arbeitszeit einzusparen. Das EIT-Programm für Lebensmittelforschung und -innovation der Europäischen Union stellt einige agrartechnische Lösungen „für eine klimaneutrale, widerstandsfähige und wirtschaftlich tragfähige Landwirtschaft“ in seinem neuen Report ‚Nachhaltige Landwirtschaft‘ vor.

Echtzeitmessung von Pflanzeninhaltsstoffen bei Ernte

Die Verknüpfung intelligenter Sensordaten mittels Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) kombiniert mit GPS-Ortung ermöglicht die Echtzeitmessung von Pflanzeninhaltstoffen wie Protein-, Kohlenhydrat- oder Ölgehalt bei der Ernte. Dies soll eine bessere Aufteilung in verschiedene Qualitätsstufen ermöglichen, um die Planung und Wirtschaftlichkeit der nächsten Verarbeitungsschritte zu verbessern und Lebensmittelverluste bei Getreide wie Weizen, Gerste und Ölsaaten zu reduzieren.

Da der Proteingehalt in hohem Maße mit der Stickstoffaufnahme aus dem Boden zusammenhängt, können außerdem Ertragskarten für eine nachhaltigere, ausgewogene Stickstoffdüngung in den Folgejahren erstellt werden (EIT-Food-Projekt „Constituent sensing of small grains“).

Erik Jennewein betreibt einen landwirtschaftlichen Betrieb, ein Hotel und ein Restaurant im Südwesten von Deutschland. Er nimmt an dem Projekt „Constituent sensing of small grains“ teil, um neue intelligente Anbautechnologien zu testen, die den Einsatz von Düngemitteln und Pflanzenschutzmitteln einschränken und so umweltfreundliche Anbaumethoden ermöglichen sollen. „Der Vorteil von Smart Farming besteht darin, dass man besser versteht, was auf dem Feld tatsächlich passiert.“

Digital gesteuerte Unkrautbekämpfung

Der Aufwand der Flächenbewirtschaftung soll durch eine digital gesteuerte standort- und flächenbezogene Unkrautbekämpfung reduziert werden, bei der die Behandlung nur auf die betroffenen Unkrautflecken angewendet wird. Im Rahmen des EIT Food-Projektes „Dacweed“ wird dies bei Herbizidapplikationen für Getreide wie Weizen und Reihenkulturen wie Mais getestet.

Die von den Kameras abgeleiteten Sensordaten bieten Input für ein neuronales Netzwerk, das darauf trainiert ist, das gesichtete Pflanzenmaterial in Nutzpflanzen und Unkraut zu unterteilen und selbstständig eine spezifische Besprühung einzuleiten. Die Integration eines solchen Wahrnehmungssystems zur Erkennung und Kontrolle von Aktionsgeräten soll eine selektivere und effizientere Herbizidapplikation ermöglichen und den Herbizideinsatz reduzieren.

Sensoren für mehr Tiergesundheit im Kuhstall?

In der Präzisions-Viehhaltung können intelligente Technologien dabei behilflich sein, dass positive Tierschutzpraktiken gefördert und zertifiziert, die Aufzucht gesünderer Tiere unterstützt und die Herden effizienter verwaltet werden. Die Automatisierung kommt häufig bei der Verteilung von Futtermitteln zum Einsatz.

Biosensoren und tragbare Technologien wie Wärme- und Sehsensoren messen Veränderungen der Körpertemperatur und des Gangbildes, um medizinische Probleme vorzeitig zu erkennen und dem einzelnen Tier eine spezielle Behandlung zukommen zu lassen. Bei Herden werden Kameras oder Roboter eingesetzt, die den Gesundheitszustand der Tiere überwachen und sicherstellen sollen, dass sie genügend Weideland zum Grasen haben.

Daten für Viehhalter an zentralem Punkt zusammenführen

Da Viehzuchtbetriebe regelmäßig Daten zu Umgebungsbedingungen, Tierverhalten und Produktionsparametern erzeugen und überwachen, besteht ein Bedarf an fortschrittlichen Datenanalysesystemen, die verschiedene Datensätze integrieren und den Landwirten als Entscheidungshilfe dienen.

In der Milchwirtschaft werden die Berichte über die Milchqualität in den Molkereien und Laboren häufig für Langzeitanalysen aufgezeichnet. Die Entwicklung eines datengesteuerten Tools zur Entscheidungsunterstützung, das getrennte Daten zusammenführt, ist das Ziel des EIT Food-Projekts „Big Data und fortschrittliche Analytik für ein nachhaltiges Milchviehmanagement“. Parameter wie Hitzestress, Fruchtbarkeit und Milchqualität bei Milchkühen werden überwacht, um Algorithmen zu entwickeln, die auf einer Online-Plattform integriert werden. Die Plattform soll den Akteuren in der Milchviehhaltung helfen, ihre Entscheidungsprozesse zu verbessern. Dabei geht es vor allem darum, die nachhaltige Produktion, den Tierschutz und die Produktivität zu optimieren.

„Damit Landwirte davon überzeugt werden können, in neue, nachhaltige Technologien zu, müssen Gewinn und Nutzen klar sein – oft sind neue Technologien nur für große Betriebe rentabel“, so Łukasz Czech, Landwirt und Berater. Mit seiner Familie betreibt er auf 250 Hektar eine Schweinezucht in Polen. Er engagiert sich für nachhaltige Lösungen im Rahmen des Programms zur Entwicklung des ländlichen Raums, der EIP-Agri und der Operationellen Gruppen.

Echtzeitüberwachung von Schweinen von Geburt bis Schlachthof

Das EIT Food-Projekt Pig Tracker nutzt die Echtzeitüberwachung von Schweinen von der Geburt bis zum Schlachthof und verknüpft dabei Videokameras mit einem KI-gesteuerten Tool zur Vorhersage von Gewicht und Verhalten der Schweine. Dadurch werden rückverfolgbare, transparente Informationen darüber gewonnen, woher das Schweinefleisch stammt und unter welchen Bedingungen es aufgezogen wird. Dadurch erhofft man sich verschiedene Vorteile:

• Förderung und Zertifizierung positiver Tierschutzpraktiken
• Unterstützung der Aufzucht gesünderer Tiere
• Unterstützung der Landwirte bei der effizienteren Verwaltung ihrer Herden.

Vor allem aber soll dies zu mehr Transparenz in der Lebensmittelkette führen. Im Rahmen des EIT Food-Projekts Pig Tracker arbeiten die Beteiligten mit Landwirten und anderen Akteuren entlang der Wertschöpfungskette zusammen.

Über EIT Food

EIT Food ist eine Innovationsgemeinschaft aus den führenden europäischen Universitäten zu Landwirtschaft und Food sowie die Agrar- und Ernährungswirtschaft, die sich gemeinschaftlich an der Umgestaltung des Lebensmittelsektors auf mehr Nachhaltigkeit beteiligt. Unterstützt von der EU investiert EIT Food in Projekte, Organisationen und Einzelpersonen, die Ziele für ein gesundes und nachhaltiges Ernährungssystem teilen. Das Netzwerk unterstützt die Entwicklung und Umsetzung nachhaltiger Lösungen, will die Umweltauswirkungen landwirtschaftlicher Tätigkeiten reduzieren und gleichzeitig die landwirtschaftliche Produktivität und Rentabilität fördern.

Zum Report

Den vollständigen Report "Sustainable Agriculture" in englischer Sprache finden Sie bei EIT Food. Verfasst wurde das Whitepaper von Dr. Kerstin Burseg und Dr. Georg Schirrmacher, die von EIT Food Central (Deutschland) stammen, sowie ergänzenden Autoren.
Dort werden u.a. folgende weitere Themenschwerpunkte aufgegriffen:

• Anerkennung der Bedeutung gesunder Böden in der nachhaltigen Landwirtschaft
• Vertrauensbildung und Akzeptanz von landwirtschaftlichen Innovationen