Von technischen Ein Balanceakt der besonderen
Art: Wie können wir auf
möglichst wenig Fläche möglichst
viel nachhaltige Nahrungsmittel
produzieren?
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Die Abteilung Landwirtschaft der ETH Zürich entwickelt
Lösungen für globale und lokale Herausforderungen in
den zentralen Bereichen Kulturpflanzen, Nutztiere und
Agrarpolitik.
Agroscope, das Kompetenzzentrum des Bundes für
landwirtschaftliche Forschung, erprobt dann in der
Digitale Revolution in der Landwirtschaft
Die Technologisierung macht auch vor dem Bauernhof nicht
Halt. Melk-, Pflanz- und Erntemaschinen sind Standards von
gestern. Aktuell wird auf smarte, digitale Helfer gesetzt, Computer,
Drohnen, Roboter, Scanner, Sensoren, Daten.
Smart Farming
Auf der Website des Kantons St.Gallen steht den praktizierenden
Bauern und Bäuerinnen eine Plattform zur Verfügung,
die die Vielfalt an Informationen bündelt. Unterteilt in die
Themen „Tier“, „Boden & Pflanze“ und „Organisation“ werden
aktuelle Technologien vorgestellt und Hintergrundwissen
vermittelt, von Sensoren zur Überwachung des Stallklimas und
der Tiergesundheit über Lenksysteme, Feldroboter, Lagerüberwachung,
Telematik bis zu Herdenmanagementsystemen
und digitaler Ablage. Unter
dem Titel „Smart Farming
Akademie“ werden Kurse
und Workshops angeboten.
Künstliche Intelligenz
auf dem Feld
Besonders kleine autonome
Feldroboter gewinnen
an Bedeutung. Ihre Vorteile
sind ihr geringes Gewicht,
die tagesunabhängige
Einsatzzeit und ihre Multifunktionsfähigkeit. Es gibt Roboter,
die mit Kameras, Sensoren und künstlicher
Intelligenz Kulturpflanzen von
Beikräutern unterscheiden können und
letztere gezielt mit einer rotierenden
Hacke entfernen. Es gibt solche, die
mittels Infrarotsensor und Multispektralkamera
die Gesundheit und die Erntebereitschaft
von Trauben eruieren. Oder
solche, die säen und punktuell Pflanzenschutz
und Düngemittel einsetzen.
Autonome Roboter haben einen eigenen
Antrieb und GPS-Steuerung, sie werden
mit Akkus betrieben und sind häufig mit
Solarzellen ausgestattet. Leider fehlen
in der Schweiz heute noch gesetzliche
Vorgaben, die es erlauben, die Maschinen
autonom und frei im Feld laufen zu
lassen, sie müssen noch vom Menschen
überwacht werden.
Die Kameras von Drohnen, die in unterschiedlichen
Höhen über die Felder fliegen,
erkennen den Grad der Bodenbedeckung
und die Art der Vegetation, sie
können Krankheiten oder den Nährstoffmangel
im Feld orten. Algorithmen werten die Serienbilder
aus und berechnen Wachstumsrate, drohenden Krankheitsbefall,
Nährstoffmangel, Reihenschluss, optimalen Erntezeitpunkt.
Und das auf wenige Zentimeter genau. Der Mensch
allein könnte dies alles nicht leisten. Drohnen können auch
präzise Eingriffe im Feld vornehmen, zum Beispiel Kapseln mit
Schlupfwespeneiern gegen den Maiszünsler abwerfen.
Neben Drohnen bieten Satellitenbilder eine wertvolle Hilfe bei
der Präzisionslandwirtschaft. Mit den Aufnahmen der Sentinel
Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation ESA
stehen der Landwirtschaft frei verfügbare Daten für verschiedenste
Anwendungen zur Verfügung.
Digitale Tier-Versteh-Systeme
Precision-Livestock-Farming (PLF)-Technologien identifizieren
gesundheitsrelevante Veränderungen im Verhalten oder in
der Physiologie von Tieren frühzeitig und zuverlässig. Relativ
einfach sind Sensoren, die an Halsband, Ohr oder Beinen
befestigt, ähnlich einer Smart-Watch Temperatur, Aktivität,
Geräusche, Standort aufzeichnen und an Smartphone oder
Tablet des Betriebsleiters übermitteln. Anspruchsvoller ist die
Datenerhebung im Pansen von Wiederkäuern. Eine Kapsel
vollbepackt mit Sensoren wird der Kuh eingegeben, so dass sie
sich im Netzmagen einnistet und vier bis zehn Jahre lang alles
misst, was es dort zu messen gibt, vom ph-Wert des Mageninhaltes
bis zu Hormonänderungen. Eine Software analysiert
die Daten und gibt präzise Handlungsempfehlungen.
So wird die Gesundheit
jedes einzelnen Tieres überwacht und
Probleme früh erkannt.
Farm Management
Informationssysteme FMIS
Es gibt eine Vielzahl von Apps und Webanwendungen,
die Aufschluss geben
über Fruchtfolgen, Wartezeiten beim
Einsatz von Medikamenten oder Pflanzenschutzmitteln
oder die Vorschläge zu
Behandlungsmethoden aus Prognosemodellen
liefern, oder über die sich Informationen
zu den Tieren erfassen und
speichern lassen. Es gibt heute allerdings
noch wenige zusammenhängende Farm-
Management-Systeme, die es erlauben
den Gesamtbetrieb darüber zu managen
– eine Aufgabe für ein aufstrebendes
Start-up? (ak)
www.sg.ch/umwelt-natur/landwirtschaft/
lzsg/Beratung/Landtechnik/
smart-farming.html
An der Olma 2021 hat die ETH das Smart-
Farming-Trio aus Jätroboter, Hexakopter
und Flugdrohne vorgestellt. Im Drohnenparcours
konnten Besucher versuchen, die
Drohne präzise über ein Versuchsfeld zu
steuern.