¶ Precision Farming
Precision Farming (PF) ist ein aus dem englischen Sprachgebrauch adaptierter Begriff, welcher wörtlich mit Präzisionslandwirtschaft übersetzt werden kann. Die teilflächenspezifsche Pflanzenproduktion (PF) ist die Erfassung von Flächenanteilen mit unterschiedlichen, bodenkundlichen und pflanzenbaulich relevanten Eigenschaften innerhalb einer landwirtschaftlich bewirtschafteten Fläche und die angepasste Bewirtschaftung der daraus resultierenden Teilflächen. Dies umfasst die Nutzung von Sensor- und Satellitentechnik sowie die Datenanalyse, um landwirtschaftliche Flächen effizient und standortgerecht zu bewirtschaften. Grundlegend soll durch Precision Farming eine Optimierung der Erträge sowie die Reduktion von Pflanzenschutzmittel und Dünger erreicht werden, um so die Produktivität und Rentabilität landwirtschaftlicher Betriebe zu optimieren und einen positiven Beitrag zum Umweltschutz zu leisten.
¶ Beschreibung
Die teilflächenspezifische Bewirtschaftung beinhaltet das Erfassen des Bedarfes der Teilflächen, das Ableiten der notwendigen Intensität der Bewirtschaftungsmaßnahme und die daraus resultierende Applikation (Bearbeitungstiefe, Saatstärke, zu Düngende Menge ….). Diese Produktionsschritte können in Echtzeit (Bsp. Kameragesteuerte Unkrauterkennung) oder absätzig in mehereren Schritten (Datenerhebung, Berechnung und Ausbringung) erfolgen.
Einige der wichtigsten Vorteile sind zum einen die Effizienzsteigerung durch den Einsatz digitaler Technologien wie z.B. NIR-Sensoren, GNSS und Drohnen [2]. Zum anderen erfolgt durch den Einsatz digitaler Technologien eine Kosteneinsparung und Effizienzsteigerung. Der Einsatz von Ressourcen, wie Saatgut, Dünge- und Pflanzenschutzmittel wird effizienter und nachhaltiger [2] [3]. Im Zusammenhang mit dem effizienteren Einsatz von Ressourcen durch digitale Technologien kann Spot Spraying dazu beitragen, die Kosten für Pflanzenschutzmittel zu reduzieren, da der Einsatz gezielt nur dort erfolgt, wo dies notwendig ist. Weiterhin wird eine Ertragssteigerung erreicht, in dem präzise Informationen zur Bodenbeschaffenheit, Klima, Pflanzenwachstum und Ertrag durch digitale Technologien generiert wird und für die folgende Vegetationsphase nutzbar sind. Durch diesen ressourcenschonenden Umgang wird die Umweltbelastungen minimiert und nachhaltig gewirtschaftet [4]. Die Datensammlung und -analyse ermöglicht eine Rückverfolgbarkeit und damit einhergehend ein transparenter Umgang mit Betriebsabläufen. So können Daten über große Entfernungen mit Hilfe von Sensoren drahtlos übertragen werden. Ein Beispiel für die so genannte Telemetrie ist die Verwendung von Sensoren, um Daten über Bodenfeuchtigkeit, Temperatur und andere Umweltbedingungen zu sammeln, um den optimalen Zeitpunkt für das Pflanzen und Bewässern von Feldern zu bestimmen und den Ernteertrag zu maximieren. Insgesamt kann Precision Farming dazu beitragen, landwirtschaftliche Betriebe effizienter, rentabler und nachhaltiger zu machen.
Die Berücksichtigung von ökologischen und ökonomischen Aspekten hat auch in der Zukunft eine große Bedeutung, da die Einhaltung von Nährstoffmanagement, Schutzgebieten, Wasserqualität und gesetzlichen Vorgaben zunehmend an Relevanz gewinnt [4], [5]. Unter dem Begriff Precision Farming wird der Prozess zusammengefasst, diese Anforderungen umzusetzen. Das Ziel ist es, nicht den gesamten Acker schlageinheitlich zu bewirtschaften, sondern die Unterschiede des Bodens und der Ertragsfähigkeit eines Feldes zu berücksichtigen. Diese kleinräumige, teilflächenspezifische Bestandsführung ermöglicht eine gezieltere Applikation (Aussaat, Düngung und Pflanzenschutzbehandlung). Dies führt zu einer effizienteren Umgangsweise mit Betriebsmitteln, da weniger Dünger oder Herbizide bedarfsgerecht eingesetzt werden. Das stellt eine effizientere, umwelt- und klimaschützende Bewirtschaftung dar [6], [7], [8]. Dies gelingt beispielweise durch die Anwendung von Aussaatkarten, welche die optimale Aussaatmenge auf dem Feld basierend auf Bodenqualität, topographischen Merkmalen, Klimabedingungen und anderen Faktoren teilflächenspezifisch anzeigt. Ebenfalls dem Precision Farming zuzuordnen sind Ertragskarten. Dabei handelt es sich um eine grafische Darstellung von Ertragsmessungen der Erntemaschine. Sie zeigt in der Regel die Variationen des Ertrags innerhalb eines Feldes aufgrund von Unterschieden in den Bodeneigenschaften, der Bewässerung und der Düngung.
Ertragspotenzialkarten als Basiskarten werden aus Bodeninformationen, durch die Verwendung von Satellitenbildern und/oder multispektralen Bilddaten aus Drohnenbefliegungen erstellt. Landwirte nutzen diese Karten, um die Leistungsfähigkeit ihrer Felder zu bewerten - das Potenzial abzuschätzen und die Produktion daran anzupassen.
Bei der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung werden digitale Karten eingesetzt, um die Planung zu erleichtern [9]. Kameras und Sensoren erkennen Beikraut sowie Stresszustände wie Nährstoffmangel, Wassermangel oder Krankheiten bei Ackerbaupflanzen [10]. Durch gezielte Maßnahmen wie die bedarfsgerechte Ausbringung von Wasser, Dünger und Pflanzenschutzmitteln kann der Ertrag erhöht und der Einsatz von Betriebsmitteln reduziert und damit die Effizienz gesteigert werden.
¶ Anwendungsbereich
Unkrautregulierung in der Reihe mit passiven Werkzeugen ermöglichen
Variable Düngung nach Wachstumspotentialkarten mittels Slorrow
Applikationsmengen automatisch dokumentiert
Flächenkartierung mit einer Drohne
¶ Quellen
- Precision Farming. In: A new approach to crop management.
- Smart Farming in Europe.
- Precision farming—the environmental challenge. In: Computers and Electronics in Agriculture 30
- Precision Farming im Pflanzenbau.
- Precision farming at the nexus of agricultural production and the environment. In: Annual Review of Resource Economics.
- Precision Agriculture.
- Bewertung von Precision Farming dargestellt am Beispiel der teilflächenspezifischen Stickstoffdüngung
- Multidisziplinäre Überlegungen zur nachhaltigen N-Düngung unter Berücksichtigung der Möglichkeiten der satellitengestützten Präzisionslandwirtschaft. .
- Techniken für eine sensorgestüzte mineralische Düngung.
- Methoden zur automatischen Unkrauterkennung für die Prozesssteuerung von Herbizidmaßnahmen.
¶ Autoren*innen
Dr. Laura Maxi Stange; Abteilung Bildung, Betriebswirtschaft, Beratung; Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein.