Digital Farming

Was Sie über Landwirtschaft 4.0 wissen müssen

07.08.2018
Von 
Spezialgebiet Business-Software: Business Intelligence, Big Data, CRM, ECM und ERP; Betreuung von News und Titel-Strecken in der Print-Ausgabe der COMPUTERWOCHE.
Digitale Techniken bestimmen mehr und mehr die Landwirtschaft. Dabei geht es neben einem effizienteren Betrieb auch um weniger Umweltbelastung und bessere Haltungsbedingungen für die Tiere.
  • Vor allem jüngere Landwirte legen großen Wert auf Digitalkompetenz, um ihre Höfe möglichst effizient zu bewirtschaften
  • Precision Farming führt zu einer viel gezielteren Aussaat, Düngung und Bewässerung auf den Feldern
  • Autonom fahrende Erntemaschinen sind keine Zukunftsmusik

Die Zukunft der Landwirtschaft ist digital: Roboter melken Kühe, Drohnen kartieren Felder und Sensoren messen den Nährstoffgehalt der Böden sowie Vitaldaten von Tieren. Wie in so vielen anderen Branchen geht es dabei in erster Linie um mehr Effizienz im Betrieb. Die großen Handelsketten machen Druck: Sie konzentrieren ihren Einkauf auf wenige hoch wettbewerbsfähige Betriebe, andere fallen durchs Raster.

Die Einkaufspreise für landwirtschaftliche Produkte im Handel sinken immer weiter. Der seit Jahren schwelende Streit um die Milchpreise ist nur ein Beispiel unter vielen. In einer Umfrage des Deutschen Bauernverbands (DBV) und des Bitkom nannten 92 Prozent der über 500 befragten Landwirte die niedrigen landwirtschaftlichen Erzeugerpreise als große Herausforderung für ihren Betrieb.

Im Schweinestall dürfte bald mehr Digital-Know-how gefragt sein. Schließlich soll mit Hilfe der Digitalisierung auch das Wohl der Tiere verbessert werden.
Im Schweinestall dürfte bald mehr Digital-Know-how gefragt sein. Schließlich soll mit Hilfe der Digitalisierung auch das Wohl der Tiere verbessert werden.
Foto: Dusan Petkovic - shutterstock.com

Den Herausforderungen wollen die Landwirte mit mehr Digital-Know-how begegnen. Dafür braucht es neben agrarspezifischem Wissen und Können immer mehr Kompetenzen im Umgang mit digitaler Technik, wie die große Mehrheit der Landwirte laut der Umfrage von DBV und Bitkom (PDF-Link) offenbar erkannt hat. Gut zwei Drittel der Bauern sind demnach der Meinung, dass Digitalkompetenz in Zukunft genauso wichtig sein wird wie fachliche Kompetenz. Vier Prozent sind sogar der Meinung, dass sie in Zukunft die wichtigste Fähigkeit sein wird.

Vor allem die niedrigen Erzeugerpreise bereiten den Bauern Kopfzerbrechen. Sie müssen ihre Höfe deshalb möglichst effizient bewirtschaften. Dabei helfen können digitale Werkzeuge.
Vor allem die niedrigen Erzeugerpreise bereiten den Bauern Kopfzerbrechen. Sie müssen ihre Höfe deshalb möglichst effizient bewirtschaften. Dabei helfen können digitale Werkzeuge.
Foto: Bitkom, DBV

Digitaler Wandel als Chance für die Bauern

"Digitalisierung ist eine riesige Chance für die Landwirtschaft", betont Bernhard Krüsken, Generalsekretär des DBV. Sie schaffe neue und spannende Aufgaben für Unternehmer wie Beschäftigte, ermögliche eine flexiblere und auf die persönlichen Bedürfnisse des Einzelnen abgestimmte Arbeitsgestaltung und biete die Möglichkeit, die Produktivität stark zu steigern. "Dank Digitalisierung kann außerdem der Umgang mit Boden, Wasser und Luft umweltverträglicher gestaltet und das Wohl der Tiere verbessert werden."

Bernhard Krüsken, Generalsekretär des Deutschen Bauernverbands (DBV), bezeichnet die Digitalisierung als riesige Chance für die Landwirtschaft.
Bernhard Krüsken, Generalsekretär des Deutschen Bauernverbands (DBV), bezeichnet die Digitalisierung als riesige Chance für die Landwirtschaft.
Foto: DBV

Besonders jüngere Landwirte legen offenbar großen Wert auf den Faktor Digitalkompetenz. Obwohl fast alle (87 Prozent) in der Altersgruppe bis 35 Jahre angeben, mit den digitalen Neuentwicklungen in der Landwirtschaft sehr gut oder gut zurechtzukommen, sehen sie in ihren Betrieben doch auch Defizite. So meint beinahe jeder zweite Jungbauer, dass der eigene Hof digital noch nicht auf einem wünschenswerten Stand sei. 51 Prozent sagen, in der landwirtschaftlichen Ausbildung werde zu wenig Wert auf digitales Know-how gelegt.

Weitere Praxisbeispiele für Digitalisierungsprojekte finden Sie hier

Bitkom-Hauptgeschäftsführer Bernhard Rohleder fordert deshalb: "Digitalkompetenz müssen wir bereits in der Schule, in der Ausbildung und an den Hochschulen vermitteln. Aber auch im Job selbst darf Weiterbildung zu Digitalthemen kein Nice-to-have sein, sondern muss zum Pflichtprogramm jedes einzelnen Mitarbeiters gehören. Wem die Digitalkompetenz fehlt, wer die digitale Welt nicht versteht und durchdringt, der wird schnell zum Getriebenen." Die Betriebe müssten mit dafür sorgen, dass ihre Mitarbeiter souverän mit digitalen Geräten und Anwendungen umgehen könnten.

Digital Farming braucht leistungsstarke Netze

Das funktioniert jedoch nur, wenn auch die notwendige Infrastruktur dafür vorhanden ist. Genau da sehen der Verband und der Bitkom Nachholbedarf - gerade im ländlichen Raum. "Mit der fortschreitenden Digitalisierung aller Wirtschafts- und Lebensbereiche steigen die Anforderungen an die Netze von Tag zu Tag", konstatiert Bauernvertreter Krüsken.

Die Lücken beim Ausbau von leistungsfähigem Internet in ländlichen Räumen müssten schnellstmöglich geschlossen werden. Bitkom-Chef Berg stößt ins gleiche Horn: "Landwirtschaft 4.0 ist nur möglich, wenn digitale Technologien besser genutzt werden können. Dazu braucht es eine leistungsfähige Infrastruktur in den Regionen, moderne Technologien auf den Höfen und - vor allem - digitalkompetente Mitarbeiter in den landwirtschaftlichen Betrieben."

Der gläserne Landwirt

"Es gilt in die verschiedenen Beratungs- und Ausbildungsinstitutionen ausdrücklich auch die digitale Kompetenz aufnehmen", forderte Robert Habeck, Bundesvorsitzender von Bündnis 90/Die Grünen sowie Minister für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur & Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein, anlässlich der Digital Farming Conference des Bitkom im Frühjahr 2018. Man werde politisch den Prozess gestalten müssen, sonst gebe allein die Wirtschaft den Takt vor. Habeck mahnte grundsätzlich eine stärkere Rolle der Politk an. "Je detaillierter Landwirte die Daten ihres Betriebs, ihrer Böden, ihrer Wirtschaftsweise erfassen und digitalisieren, desto gläserner werden sie", warnte er. Das verlange wie in vielen andere Bereiche ein hohes Maß an Datenschutz und IT-Sicherheit. Deshalb sei hier eine Regulierung auf nationaler, noch besser europäischer Ebene gefragt.

"Je detaillierter Landwirte die Daten ihres Betriebs, ihrer Böden, ihrer Wirtschaftsweise erfassen und digitalisieren, desto gläserner werden sie", warnt Robert Habeck, Bundesvorsitzender der Bündnis90/Die Grünen, stellvertretender Ministerpräsident und Minister für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur & Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein.
"Je detaillierter Landwirte die Daten ihres Betriebs, ihrer Böden, ihrer Wirtschaftsweise erfassen und digitalisieren, desto gläserner werden sie", warnt Robert Habeck, Bundesvorsitzender der Bündnis90/Die Grünen, stellvertretender Ministerpräsident und Minister für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur & Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein.
Foto: Robert Habeck

Habeck wies außerdem darauf hin, dass durch anstehende Fusionen wie Bayer mit Monsanto Landwirte in der gesamten Produktion – von der Saat über die Ernte – abhängig würden von wenigen großen Konzernen. "Diese halten dann möglicherweise eines Tages die Daten der Landwirte in der Hand." Da stelle sich die Frage, wie sehr Bauern dann noch eigenständig wirtschaften könnten. "Auch hier darf die Politik nicht einfach dran vorbeischauen."

Mit Startups kooperieren

Um dem Thema Digital Farming zusätzlichen Schwung zu verleihen, will der Bauernverband künftig enger mit dem Bundesverband Deutsche Startups e.V. zusammenarbeiten. Ziel dieser Kooperation ist es, Wissen schneller von der Agrarforschung in die Praxis zu transferieren und Startups der Agriculture Technology (AgTech) enger mit den landwirtschaftlichen Betrieben zu vernetzen.

Die überwiegende Mehrheit der hiesigen Landwirte steht neuen digitalen Werkzeugen aufgeschlossen gegenüber.
Die überwiegende Mehrheit der hiesigen Landwirte steht neuen digitalen Werkzeugen aufgeschlossen gegenüber.
Foto: Bitkom, DBV

"Angesichts Globalisierung, Klimavolatilität, Ressourcenknappheit sowie zunehmender gesellschaftlicher Anforderungen an den Umwelt- und Tierschutz sowie an die Qualitätssicherung von Nahrungsmitteln braucht die Landwirtschaft eine schnelle Umsetzung von wissenschaftlichen Erkenntnissen in die Praxis", sagte Benedikt Bösel, Landwirt und Sprecher der AgTech-Plattform des Startup-Verbandes.

Mittlerweile scheint sich rund um AgTech eine rege Startup-Szene herauszubilden. Junge Unternehmen forschen an innovativen Futtermitteln, Anwendungen zur Verbesserung der Tiergesundheit und der intelligenten Vernetzung und Verwaltung von Geo- und Klimadaten, um Landwirten ein schnelleres und präziseres Arbeiten zu ermöglichen.

Rund um die digitale Farm hat sich mittlerweile eine rege Startup-Szene herausgebildet.
Rund um die digitale Farm hat sich mittlerweile eine rege Startup-Szene herausgebildet.
Foto: CBInsights

Durch die Entwicklung von Food-Plattformen und E-Commerce sollen die Höfe außerdem beim Einkauf von Rohstoffen und dem Verkauf ihrer Produkte unterstützt werden. Und neben der Effizienz soll auch die Ökobilanz eine wichtige Rolle spielen, bekräftigen die Startup-Vertreter. So sollen zum Beispiel Technologien entwickelt werden, welche die natürlichen Eigenschaften von Pflanzen unterstützen und so weniger Chemie und Gifte erforderlich machen.

Digitale Techniken auf dem Bauernhof

Die Palette der digitalen Möglichkeiten in der Landwirtschaft wird immer breiter. Das beginnt beispielsweise beim datengestützten Farm Management: Eine automatische Dokumentation spart Zeit und führt zu transparenten und effizienten Betriebsabläufen. Mithilfe von Datenanalysen lassen sich zudem Wege- und Einsatzzeiten, Maschinen- und Betriebsmittel sowie wesentliche Kostentreiber detailliert identifizieren und damit genau planen. Smart Data sei deshalb eine Schlüsselaufgabe für intelligentes Farm Management, sagen Experten.

Um Daten geht es auch beim Precision Farming: Die "teilflächenspezifische Bewirtschaftung" von Feldern zählen Agrarfachleute heute zu den vielversprechendsten Ansätzen für eine nachhaltigere und effizientere Landwirtschaft. Da Felder meistens ungleiche Bodenverhältnisse aufweisen, ist eine kleinräumige Bewirtschaftung deutlich sinnvoller als gleichmäßiges Beackern.

Das Prinzip von Precision Farming beruht darauf, Daten von Boden, Pflanzen, der Wasserversorgung und den eingesetzten Landmaschinen zu erheben. Verknüpft mit GPS-Positionen erlaubt die Methode eine gezieltere Saat, Düngung und Bewässerung der Pflanzen - auf diese Weise könne Precision Farming zum Beispiel zu Einsparungen bei den Betriebsmitteln, beim Energieverbrauch und der Arbeitszeit führen. Durch den geringeren Einsatz von Herbiziden und mineralischen Düngern wird zudem die Natur weniger stark mit Umweltgiften belastet.

Auch bei der Robotik gibt es große Fortschritte, wenngleich beispielsweise Melkroboter längst etabliert sind. Viele Tierbauern nutzen inzwischen robotergestützte Systeme, um Ställe automatisiert zu reinigen, die Fütterung individualisiert auf ihre Tiere einzustellen oder auch für die Qualitätskontrolle der Milch. Auf dem Feld wird der Roboter als "Helping Hand" derzeit erprobt.

Beispielsweise ließe sich Fachleuten zufolge der Gemüseanbau fast vollständig automatisiert abwickeln: Roboter bringen das Saatgut aus, dokumentieren die genaue Position jeder einzelnen Pflanze und Drohnen überwachen das Wachstum von Nutzpflanzen und Unkraut auf den Feldern. Ernteroboter könnten heute schon mit Hilfe von Bild- und Sensordaten erkennen, ob Früchte oder Gemüse reif sind und diese automatisiert einbringen. Auch in der Logistik können Roboter die Bauern unterstützen: Mit modularen Behältern, die sich Erträgen anpassen, Sensoren, die Gewicht und Qualität prüfen, und Lasern, die Verpackungen versiegeln.

Sensoren überwachen ökologische Systeme

Ein wichtiger Bestandteil von Robotersystemen ist die Sensorik, die auch an anderer Stelle im Digital Farming eine immer wichtigere Rolle spielt. Die genaue Messung und Kontrolle von Veränderungen (umwelt)technischer, biologischer und ökologischer Systeme zu messen und zu kontrollieren, hilft dabei, Felder so bedarfsgerecht wie möglich zu bewirtschaften. Erträge lassen sich auf diese Weise dauerhaft und konsequent optimieren, so verspricht die Digitaltechnik.

Das funktioniert so: Sensoren unter der Ackeroberfläche messen Feuchtigkeit und Temperatur des Bodens. Die Werte werden entweder in die Cloud geschickt, von wo sie der Bauer abrufen kann, oder direkt per Mobilfunkverbindung an die betriebseigenen Rechner der Landwirte gesendet. Auf Basis dieser Daten lässt sich dann die Bewässerung und das Düngen von Pflanzen deutlich gezielter anpassen. Stickstoffsensoren können zudem über Lichtwellen die Blattfärbung von Pflanzen erfassen und eine genaue Düngeempfehlung abgeben, welche beispielsweise direkt an den Bordcomputer eines Traktors kommuniziert werden kann.

In der Tierhaltung überwachen Sensoren den Gesundheitszustand von kranken oder trächtigen Tieren. Hochspezialisierte Software wertet die per Sensor ermittelten Vitaldaten aus, gibt Empfehlungen und unterstützt so den weiteren Entscheidungs- und Behandlungsprozess. Für die Landwirt bedeutet die Sensortechnik letztlich auch mehr Ortsunabhängigkeit und Zeitersparnis: Sie müssen in Zukunft nicht mehr persönlich anwesend sein, um den Gesundheitszustand von Tieren oder den Reifegrad von Pflanzen zu überwachen.

Alle Szenarien rund um die digitale Farm basieren auf einer hochleistungsfähigen Vernetzung, die letztendlich erst das Internet of Things (IoT) in der Landwirtschaft ermöglicht. Experten sind sich sicher: Produktionsprozesse werden sich künftig weitgehend selbst steuern, Maschinen mit Maschinen kommunizieren (M2M) und Fahrzeuge autonom gesteuert. Beispiel: effizienter Maschineneinsatz zur Erntezeit.

So könnten Transportfahrzeuge via GPS genau zum richtigen Zeitpunkt zu autonom die Felder abfahrenden Erntemaschinen geleitet werden, um dort eine Ladung Getreide oder Kartoffeln aufzunehmen und abzutransportieren. Auch Plattformen, wie 365Farmnet, FarmTune, Trecker.com oder US-Startups wie Farmlogs und Granular.ag dürften in diesem Zusammenhang künftig eine immer wichtigere Rolle für die Agrarwirtschaft spielen. Sie unterstützen Landwirte, Dienstleister und Lohnunternehmer dabei, ihre Ressourcen und Maschinenparks abgestimmt und damit möglichst effizient einzusetzen - insbesondere während der Ernte und in der Transportlogistik.

Landwirte offen gegenüber Innovationen

Die Erwartungen der Landwirte an die Digitalisierung sind hoch. Sie möchten effizienter und produktiver werden, umweltverträglicher mit den natürlichen Ressourcen Wasser, Boden und Luft umgehen sowie das Wohl der Tiere ernster nehmen. Gut jeder vierte landwirtschaftliche Betrieb (28 Prozent) investiert daher laut DBV- und Bitkom-Umfrage gezielt in die Fort- und Weiterbildung zu digitalen Kompetenzen.

"Schon heute sind Landwirte digitaler aufgestellt als mancher Industriebetrieb", konstatiert Bitkom-Präsident Rohleder. Nach Auffassung von DBV-Generalsekretär Krüsken hat sich die Landwirtschaft schon immer offen gegenüber Innovationen und Weiterentwicklung gezeigt. "Digitale Techniken, neue Züchtungsmethoden und moderne Datenmanagementsysteme bieten ein großes Innovationspotential, das die Landwirtschaft nutzen muss, wenn sie international wettbewerbsfähig bleiben und den vielfältigen gesellschaftlichen Anforderungen gerecht werden will."

Letztlich profitierten auch die Verbraucher davon. Transparenz und Rückverfolgbarkeit der Anbau- und Produktionsketten würden Krüsken zufolge deutlich verbessert, mehr Informationen durch innovative Lösungen verfügbar gemacht. "Wir können hier aber noch besser werden", gibt der Bauernvertreter selbstkritisch zu. "Um die Potentiale auszuschöpfen benötigen wir mehr Praxisbezug in der Agrar- und Ernährungsforschung."

Vor allem die hohen Investitionskosten bremsen die Landwirte bei der Digitalisierung noch aus. Aber auch Bedenken hinsichtlich der Sicherheit sowie die unzureichende Internetversorgung hemmen den digitalen Wandel auf den Bauernhöfen.
Vor allem die hohen Investitionskosten bremsen die Landwirte bei der Digitalisierung noch aus. Aber auch Bedenken hinsichtlich der Sicherheit sowie die unzureichende Internetversorgung hemmen den digitalen Wandel auf den Bauernhöfen.
Foto: Bitkom, DBV

Auch die Politik auf Bundes- und Landesebene ist an dieser Stelle gefordert, darin sind sich alle Beteiligten einig. Sie müsse Testplattformen mit engem Kontakt zur praktischen Landwirtschaft einrichten und passgenaue Finanzierungshilfen und fachliche Beratungsleistungen zur Gründung von AgTech-Startups anbieten.