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Düngedrohnen und Unkrautroboter - Digitaler Ackerbau - Rettung für Landwirte?

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Das Image der Landwirtschaft ist mies zurzeit: zu viel Nitrat im Grundwasser, zu viel Chemie auf den Feldern. Künstliche Intelligenz und Hightech könnten eine Lösung sein.

Zwei Männer mit einer fliegenden Drohne auf einem Feld.
In der Domäne Schickelsheim hilft eine Drohne, den Wuchs auf einem Winterweizen-Feld genau zu bestimmen.
Quelle: ZDF

Es ist wirkt wie ein Spielplatz für technikbegeisterte Landwirte: Auf dem Hof von Kaspar Haller, Landwirt in der Domäne Schickelsheim im niedersächsischen Landkreis Helmstedt, stehen diverse Feldroboter und andere künstlich intelligente, automatisierte Landmaschinen: eine autonom fahrende Sämaschine, ein Hackgerät, das Zuckerrüben von Unkraut durch einen Algorithmus unterscheiden kann. Vorteil: Die Maschine vernichtet das Unkraut mechanisch, ohne Einsatz von Chemie. Ein Traktor mit Spezialsensoren kann den Nährstoffgehalt einer Pflanze über ihre Blattfarbe erkennen und somit den Einsatz von Düngemitteln präzise dosieren.

Die Maschinen sind Teil des "Praxislabors Digitale Landwirtschaft". Die Landwirtschaftskammer Niedersachsen testet hier in den kommenden sechs Jahren verschiedenste Geräte, möchte Bauern, Landmaschinenhersteller und Wissenschaftler zusammenbringen. Ziel: Herausfinden, ob diese digitalen Ackerhelfer die Umwelt tatsächlich stärker schonen können. Gleichzeitig soll sich der Einsatz der Feldroboter für die Landwirte finanziell rechnen. Fünf Millionen Euro sind für das Zukunftslabor veranschlagt, Geld von der Landwirtschaftskammer, dem Land Niedersachsen sowie dem Bund soll darin einfließen. Prof. Ludger Frerichs leitet das Institut für mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge an der Universität Braunschweig. Er ist überzeugt davon, dass Landwirte von Digitalisierung und Automatisierung nur profitieren können.

heute.de: Prof. Frerichs, warum kommt die Landwirtschaft an digitalen Ackermaschinen nicht vorbei?

Ludger Frerichs: Die Landwirtschaft als solches ist ja letztendlich mit verantwortlich für die Welternährung. Die Weltbevölkerung wächst weiterhin. Heute sind wir bei 7,5 Milliarden Menschen. Wir gehen auf neun Milliarden, dann vielleicht zehn oder elf Milliarden zu in den nächsten 50 bis 100 Jahren. Diese Bevölkerung muss ernährt werden. Wir brauchen deshalb weltweit eine sehr produktive Landwirtschaft, das heißt, wir müssen letztendlich immer mehr Nahrungsmittel herstellen. Auf der anderen Seite muss die Landwirtschaft aber auch noch ökologischer, nachhaltiger werden - mit weniger Belastung der Umwelt, weniger CO2-Ausstoß und so weiter. Genau darauf zahlen die Digitalisierung und die Automatisierung ein.

Mit Hilfe von digitalen Daten können Landwirte immer präziser Arbeiten, findet Prof. Ludger Frerichs.

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heute.de: Welche Vorteile bieten Feldroboter und andere künstlich intelligente Landmaschinen?

Frerichs: Digitalisierung und Automatisierung sind essentiell, weil wir bestimmte Ziele mit der bisherigen Landwirtschaft nicht umfänglich erreichen können. Einmal ist es die eingeforderte Information, für die Daten erhoben werden müssen. Wir können die Bevölkerung noch viel besser informieren, was in den Lebensmitteln enthalten ist, wo sie herkommen. Auf der anderen Seite schaffen uns diese Daten die Möglichkeiten, immer präziser zu arbeiten, das heißt, immer standortgerechter zu arbeiten, einzelpflanzenbezogen zu arbeiten oder in der Tierhaltung, tierbezogen zu arbeiten. Wenn nur eine Pflanze krank ist, muss auch vielleicht nur diese eine Pflanze behandelt werden und da müssen wir letztendlich vielleicht hin.

In der Domäne Schickelsheim starten Landwirt Kaspar Haller und Jan Oehlschläger, der bei der Landwirtschaftskammer Niedersachsen im Bereich Versuchswesen arbeitet, eine Drohne. Sie ist mit einer Hyperspektralkamera ausgestattet und fliegt in einer Höhe von etwa 60 Metern über ein Feld Winterweizen. Alle zwei, drei Meter nimmt die Kamera ein Bild auf. Diese Daten wertet eine Software aus und erstellt eine Karte des Weizenfeldes - helle und dunkle Bereiche sind zu erkennen. Sie stehen für wenig beziehungsweise dichten Pflanzenwuchs. Durch diese Erkenntnisse der Drohne weiß Landwirt Kaspar Haller, in welchen Bereichen er mit wenig oder mit viel Ertrag rechnen kann. Außerdem kann er Düngemengen an den jeweiligen Bedarf anpassen.

heute.de: Prof. Frerichs, können digitale Landmaschinen wirklich zum Umweltschutz beitragen?

Frerichs: Diese vollautomatisierten Maschinen, diese Roboter denken wir heute eher kleiner als die großen Landmaschinen, wie wir sie heute haben. Wir müssen künftig nicht mehr die großen Arbeitsbreiten fahren, wir können die Maschinen leichter machen. Dadurch haben wir den Vorteil, dass wir bodenschonender agieren können. Auch präziser und dadurch produktiver und gleichermaßen schonender können wir agieren. So eine Maschine kann ermüdungsfrei eingesetzt werden, der Mensch auf der Maschine ermüdet im Laufe des Tages, die Maschine nicht.

Prof. Ludger Frerichs von der Uni Braunschweig erklärt, warum Digitalisierung im Ackerbau notwendig ist.

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heute.de: Mit Blick auf riesige Ackerflächen in den USA: Werden sich die doch recht teuren Feldroboter je für deutsche Landwirte rechnen?

Frerichs: Ja, es wird sich rechnen. Dadurch, dass wir auf kleinere Maschinen gehen können, dass wir auf fahrerlose Maschinen gehen können, werden wir andere Betriebskosten haben. Aber es wird auch nicht nur so sein, dass wir heutige Maschinen durch Roboter ersetzen. Wir werden ganz neue Pflanzenbausysteme bekommen. Nicht nur, weil wir automatisierte Landmaschinen einsetzen, sondern, weil wir eine verbesserte Konnektivität zu anderen Maschinen zur Infrastruktur, zum Betriebsleiter einführen, weil wir elektrifizierte Maschinen einführen werden. Wir werden damit ganz neue Pflanzenbausysteme ermöglichen.

heute.de: Was meint "neue Pflanzenbausysteme" genau?

Frerichs: Das meint, wir müssen uns landwirtschaftliche Flächen in Zukunft nicht mehr so vorstellen, wie wir sie auch in einigen Regionen Deutschlands haben: großflächig ausgeräumte Landschaften. Sondern man kann künftig auch wieder kleinstrukturierter wirtschaftlich arbeiten. Man muss dann in der Landwirtschaft nicht mehr nur auf ganz große Arbeitsbreiten setzen, sondern man kann sie auch wieder kleinstrukturierter, pflanzenmäßig vielfältiger gestalten.

heute.de: Die Maschinen sind miteinander vernetzt, sollen miteinander kommunizieren. Ohne den Mobilfunkstandard 5G wird das aber nicht funktionieren, oder?

Frerichs: 5G ist sehr wichtig, damit wir große Daten-Mengen austauschen können. Dazu müssen wir die Maschinen flächendeckend verbinden können. Das wird auf Dauer 5G leisten können, mit allem, was dazugehört, da werden dann auch lokale Campusnetze installiert werden. Im Moment wären die Landwirte allerdings froh, wenn sie überall 3 oder 4G hätten, das würde schon sehr helfen. Aber auf Dauer werden wir von 5G profitieren, da wir damit auch die großen Datenaustauschmengen handlen können.

heute.de: Welche weiteren Herausforderungen gibt es im Moment?

Frerichs: Wenn Roboter in der Innenwirtschaft, das heißt bei der Tierhaltung, im Stall eingesetzt werden, kann man sie sicher handhaben und überwachen. Roboter in der Außenwirtschaft, ich verwende da immer den Begriff der freilaufenden Roboter, müssen wir auch entsprechend sicher gestalten. Ein autonom fahrender Roboter soll seine Aufgabe erfüllen, er soll ernten, er soll die Pflanzen pflegen etc. Er muss aber auch immer in der Spur bleiben, das heißt, er darf sich nicht selbständig machen und vom Acker auf die Straße fahren. Er muss auf dem Feld mit unklaren Situationen zurechtkommen und diese unterscheiden können: Steht dort jetzt eine buschige große Pflanze oder steht dort eine Person? Vor der Pflanze muss er nicht zwangsläufig halten, vor der Person bitte doch!

Für die Landwirtschaft der Zukunft müsse die Politik auch die rechtlichen Rahmenbedingungen schaffen, fordert Daten Prof. Ludger Frerichs.

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heute.de: Wie ist denn Ihre Prognose: Wann werden digitale Landmaschinen übers Feld fahren?

Frerichs: Wir stehen gerade am Anfang der Einführung dieser automatisierten Landmaschinen für die Feldbewirtschaftung - noch in speziellen Anwendungen, wie den Pflanzenschutz, aber das wird schnell weitergehen, auch in der Bodenbearbeitung oder bei Überladefahrzeuge, die Erntegut von der Erntemaschine zum LKW hin transportieren. Das sind Lösungen, die ich in den nächsten fünf bis zehn Jahren sehe, aber das ist kein Abschluss. Es ist eine kontinuierliche Entwicklung, die über die nächsten 20, 30 Jahre fortgesetzt werden wird.

Im Praxislabor der Domäne Schickelsheim sollen aus diesem Grund in den nächsten Jahren Gerätehersteller, Landwirte und Wissenschaftler zusammenkommen. Am Ende, so hoffen Landwirtschaftskammer und Landwirt Kaspar Haller, werden digitale Ackergräte wieder zu einem besseren Miteinander von Gesellschaft und Bauern führen.

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