Mit John Deere zu mehr Nachhaltigkeit

Wie Smart Farming heute funktioniert

11.06.2021
Von 
Daniel Fejzo ist freier Mitarbeiter der Redaktion COMPUTERWOCHE.
John Deere ist nichgt nur Hersteller landwirtschaftlicher Großmaschinen, sondern auch einer der Pioniere auf dem Gebiet des Smart Farming. Wir erklären, wie Drohnen, Daten und Sensoren den Agrarsektor von morgen prägen.
Die Digitalisierung der Landwirtschaft schreitet voran - und bietet ungeahnte Vorteile in Sachen Effizienz und Nachhaltigkeit.
Die Digitalisierung der Landwirtschaft schreitet voran - und bietet ungeahnte Vorteile in Sachen Effizienz und Nachhaltigkeit.
Foto: John Deere

Die Landwirtschaft gehört zu den Verursachern des Klimawandels, gleichzeitig leidet sie enorm unter seinen Folgen. Da hilft es nicht gerade, dass Landwirte in aller Welt die Nahrungsmittelversorgung einer stetig wachsenden Erdbevölkerung sicherstellen müssen. Es stellt sich die Frage: Wie ist der Spagat zwischen Nachhaltigkeit und Produktivität in Zukunft zu schaffen?

Politisch hat die EU mit ihrem Green Deal die Weichen für klimaneutrales Wirtschaften gestellt. Für die europäischen Landwirte bedeutet dies zunächst rechtliche Restriktionen bei ihren bisherigen Produktionsprozessen, etwa bei der Gülleausbringung oder dem chemischen Pflanzenschutz. Nachhaltige Alternativen müssen also her, um das Vertrauen in den Agrarsektor zu stärken, ohne die Selbstversorgungsmöglichkeiten der Europäischen Union zu untergraben.

Der Agrarmaschinenhersteller John Deere hat hierzu drei praxisnahe Ansätze aus seinem technologischen Repertoire in petto. Sie sollen zur Lösung dieser komplexen Aufgabe beitragen - und tun das teilweise auch bereits. Denn der Einsatz von Clouds, Drohnen oder Sensoren ist keine Zukunftsmusik, sondern schon heute in viele Facetten der Landwirtschaft fest integriert.

Gülle effizient ausbringen mit Hilfe von Precision Farming

Auf mineralische Dünger wird beim Ackerbau auch künftig zurückgegriffen. Umso wichtiger ist es daher, die organische Düngung mit Gülle so effizient wie möglich zu gestalten. Auf diese Weise soll Überdüngung vermieden und mineralischer Dünger nur dort eingesetzt werden, wo er unbedingt notwendig ist. Das Schlagwort ist hier Precision Farming - also eine Kombination aus Analytics und eigens entwickelten Sensoren.

So hat John Deere zusammen mit Agricon ein Verfahren zur Erarbeitung von Düngungsplänen erstellt, welche die individuellen Bodenverhältnisse jeder Teilfläche des Ackers berücksichtigen. Zuerst wird pro Hektar eine Bodenprobe entnommen und im Labor analysiert, um die Nährstoffverteilung zu bestimmen. Auf Grundlage der Laborergebnisse wird dann eine digitale Nährstoffverteilkarte für Grundnährstoffe wie Phosphor, Kalium und Magnesium erstellt. Diese kann anschließend - zusammen mit dem direkt an der Pflanze gemessenen Stickstoffgehalt - vom Landwirt herangezogen werden, um den Güllebedarf an jeder Ackerstelle präzise zu ermitteln.

Für den Landwirt ist aber nicht nur die Zusammensetzung des Ackers, sondern auch die der Gülle selbst interessant. Strikte Regularien verlangen eine Düngebedarfsplanung, die Auskunft über die auszubringende Menge sowie deren Inhaltsstoffe gibt. Um das arbeitsintensive Aufrühren und Probentesten zu vermeiden, bietet John Deere den Harvest Lab 3000 an, ein Nahinfrarot-Sensor (NIR), der die wichtigsten Bestandteile der Gülle nahezu in Echtzeit bestimmen und zu Dokumentationszwecken direkt online auf einer offenen Datenplattform (dem John Deere Operations Center) abspeichern kann.

Intelligenter Pflanzenschutz dank Drohnen, GPS und KI

Chemische Pflanzenschutz- und Unkrautvernichtungsmittel haben keinen guten Ruf. Sie stehen oft im Verdacht, natürliche Prozesse aus dem Gleichgewicht zu bringen und nachhaltig zu stören. Zur Ertragssicherung bleiben sie aber für Landwirte unverzichtbar, da beispielsweise mechanische Alternativen in der Unkrautbeseitigung schnell an ihre Grenzen kommen. Wieder ist also Präzision und Sparsamkeit beim Einsatz der Mittel gefragt. Besonders die Doppelbehandlung von Flächen muss vermieden und der Mindestabstand zu geschützten Bereichen (z.B. Flüssen) eingehalten werden.

Das Problem lässt sich adressieren, indem vor dem Ausbringen der Chemikalien sogenannte Applikationskarten auf Basis von Drohnen- oder Satellitenaufnahmen erstelllt werden. Auf den Luftbildern lassen sich Vegetationsunterschiede, Bestandsdichte und Krankheitsdruck gut erkennen, wodurch eine präzises Bespritzen der Teilflächen geplant werden kann. So wird die großflächige Einheitsbehandlung überflüssig, was der Umwelt zugute kommt.

Beim Spritzvorgang selbst ist es zentral, Ausbringungsort und -menge genau bestimmen zu können. John Deere stellt hierfür Düsen zur Verfügung, die während der Fahrt mittels GPS automatisch abgeschaltet (Section Control) und deren Ausbringungsrate sowie Tropfengröße variabel angepasst werden kann (Exact Apply). Außerdem nutzen einige US-Pflanzenschutzserien des Herstellers das sogenannte See-and-Spray-Verfahren, bei dem eine Kamera Farbunterschiede auf dem Feld erfasst und mit Hilfe künstlicher Intelligenz Unkraut identifiziert, das dann automatisch bespritzt werden kann.

Die Digitalisierung von Planungs-, Ausführungs - und Dokumentationsschritten ist für Landwirte schon länger nichts Neues mehr. Vor dem Hintergrund des steigenden rechtlichen wie gesamtgesellschaftlichen Druckes, aber ebenso aufgrund der spürbaren Folgen des Klimawandels, liegt es sowohl im ökonomischen als auch im ökologischen Interesse des Agrarsektors, die bestehenden Technologien weiter auszubauen und an neuen Lösungen im Bereich des Smart Farming zu arbeiten.