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Smart Farming – Die digitale grüne Revolution

Die digitale Vernetzung in der Landwirtschaft blüht auf. Wie in der Industrie wird inzwischen von der Landwirtschaft 4.0, dem Bauernhof 4.0 oder e-Farming gesprochen. Andere sagen einfach: Smart Farming. Smart Farming beschreibt im Wesentlichen den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien in der Landwirtschaft. Entwicklungen, wie das Internet der Dinge (IoT), Sensortechnologien, GPS-Systeme, Robotik und vor allem Big Data sowie Künstliche Intelligenz, spielen in der technologisch optimierten Landwirtschaft eine wichtige Rolle. Sowohl auf der technologischen als auch auf der organisatorischen Ebene sind in den letzten Jahren deutliche Fortschritte zu verzeichnen.

Was sind die Treiber der Entwicklung?

Einen großen Anteil an den aktuellen Entwicklungen kann man dem Internet der Dinge, auch Internet of Things (IoT) genannt, zuschreiben. Das Farming-IoT beschreibt ein Netzwerk, in dem landwirtschaftliche Fahrzeuge, deren Anbaugeräte und eine Farming IT-Plattform miteinander vernetzt sind. Gleichzeitig verbreitet sich der Trend des Precision-Farming: Anbauflächen werden detailliert topografisch vermessene und deren organisches Bodenmaterial analysiert. Werte etwa für Feuchtigkeit, Stickstoff- und Magnesiumgehalt sowie der ph-Wert werden dabei stetig erhoben und bewertet. So können Bewässerung, Düngemittel und evtl. Pestizide zielgenau und ressourcenschonend eingesetzt werden. Mit fortschreitender Entwicklung werden auch unbemannte Maschinen wichtige Bestandteile des Smart Farming sein. 

Drohnen und Sensoren unterstützen Smart Farming

Stationäre Sensoren liefern kontinuierlich Informationen über den Zustand der Böden. Mit fliegenden Drohnen und an Traktoren angebrachten Sensoren und Messinstrumenten wird der Pflanzenwuchs auf den Feldern kontrolliert und bewertet. Krankheiten an Erntepflanzen können so frühzeitig erkannt und einer weiteren Ausbreitung zuvorgekommen werden. Der Grad der Automatisierung steigt dabei kontinuierlich an. Automatisierte Fahrsysteme entlasten den Bauern, erhöhen die Effizienz und senken gleichzeitig den Verbrauch von Dünge- und Spritzmitteln. Der Einsatz von Ernte-Robotern, die mit einer zentralen Agrarsoftware Plattform vernetzt sind, nimmt ebenfalls zu.

Smart Farming und Big Data

Die sensorische Überwachung und Steuerung einer landwirtschaftlichen Produktion erzeugt eine immense Datenmenge. In cloudbasierten Anwendungen werden die gesammelten Daten zusammengeführt und ausgewertet. Dem Bauer ist es mit einem Smartphone oder Tablet möglich, den gesamten aktuellen Status seines Betriebes inklusive dem seiner Felder 24/7 abzurufen. Entscheidungsprozesse können deshalb folglich auch schwerpunktmäßig datenbasiert erfolgen. Dabei werden nicht nur die durch die eigenen Maschinen und Sensoren gesammelten Daten verwendet. Auch externe Datenquellen, wie Wetter- und Marktdaten oder Benchmarks von benachbarten Farmen, können genutzt werden. Aufgrund umweltbedingter Volatilitäten ist die erfolgreiche Produktion von Agrarprodukten abhängig von situativen Entscheidungen. Um die Wahrscheinlichkeit für korrekte, produktivitätsfördernde Entscheidungen zu erhöhen, analysieren Algorithmen oder künstliche Intelligenzen (KI) die große zur Verfügung stehende Datenmenge. Der Bauer erhält dadurch datenbasierte Entscheidungsempfehlungen.

Smarter Datenaustausch über Plattformen

Die großen Anbieter für Agrartechnologie bieten bereits seit einigen Jahren meist proprietäre Plattformen zur Zusammenführung und Auswertung der erhobenen Daten an, z.B. AGCO mit AgCommand, John Deere mit FarmSight, FieldScripts von Monsanto oder 365FarmNet von Claas. Aber auch immer mehr Start-Ups tummeln sich mit ihrer kreativen Innovationskraft auf dem Markt, wie etwa Conservis oder Agrivi. Werden die Datenbestände Dritten zur Verfügung gestellt, wird auch die Transparenz gegenüber den Kunden erhöht. Nahrungsmittel können so über alle Stufen des Produktionsprozesses zurückverfolgt werden. In Zeiten in denen stetig mehr Konsumenten bewusster hinschauen und wissen wollen woher ihr Essen stammt, was sich auf ihrem Teller befindet oder ob sie beispielsweise wirklich ein biologisch angebautes Produkt vor sich haben, trägt Smart Farming zu einem zeitgenössischen Transparenzanspruch bei.

Agrar-Megatrends Robotik und Connectivity

Wie weit die Vernetzung in der Landwirtschaft bereits fortgeschritten ist beweist AGCO-Fendt mit seiner auf Schwarmtechnologie basierten Innovation MARS (Mobile Agricultural Robot Swarms). Dabei erledigen etwa 40kg leichte autonome Roboter die Maisaussaat. Werden diese Maschinen einmal auf dem Feld ausgesetzt, erledigen sie ihre Aufgabe selbstständig und kehren nach getaner Arbeit an einen zuvor bestimmten Ort zurück, wo sie wieder eingesammelt werden. GPS gestützte selbstfahrende Maschinen und autonome Roboter bleiben ein Zugpferd der technologischen Entwicklung im Agrarsektor. Auch wenn man den Blick vom freien Feld abwendet und auf das Indoor-Farming richtet, behält der Connectivity-Trend seine Relevanz. So wird beispielsweise im sogenannten Vertikal Plant Factoring oder auch Vertical Indoor Farming oft vollautomatisch auf mehreren Stockwerken Gemüse angebaut. Roboter übernehmen den gesamten Prozess. Von der Aussaat, der Anzucht und Überwachung bis hin zur Ernte erledigen sie alle anfallenden Aufgaben. Jede einzelne Pflanze wird dabei genau überwacht. Unternehmen wie die Lehner GmbH haben maßgeschneiderte Bio-Sensoren dafür entwickelt. Start-Ups wie zum Beispiel Infarm bieten Lösungen für den privaten Gebrauch, Supermärkte oder Restaurants an, die eine ganzjährige autonome Produktion von Grünzeug ermöglichen. Da die Weltbevölkerung weiter wächst und die Anbauflächen begrenzt sind, könnte darin die Lösung für ein von Vielen befürchtetes zukünftiges globales Versorgungsproblem liegen. Smart Farming kann also vielfältig zur Lösung herannahender Herausforderungen beitragen.

Cyber Security im Smart Farming

Durch die oben skizzierten aktuellen Entwicklungen in der digitalisierten Landwirtschaft, ergeben sich ganz neue Ansprüche an den Umgang mit landwirtschaftlichen Daten. Carl-Albrecht Bartmer der Präsident der Deutschen Landwirtschaftsgesellschaft (DLG) stellt fest, dass Daten in der Landwirtschaft zu einem Produktionsfaktor geworden sind, der so wichtig werden könnte wie Arbeit, Boden und Kapital. In der Branche werden derzeit Forderungen laut, den Datenschutz und die Datensicherheit auszubauen. Die Landwirte wollen sicher gehen, dass sie es sind, die von den selbst gesammelten Daten profitieren. Die erhobenen Betriebs-, Maschinen- und Geschäftsdaten seien in erster Linie auch Geschäftsgeheimnisse. Trotz dem Wunsch die Landwirtschaft näher mit dem Verbraucher zusammen zu bringen, ist ein Agrarunternehmen noch lange kein gläserner Betrieb.

In der Landwirtschaft bieten sich also aktuell so viele spannende Innovationsmöglichkeiten wie noch nie. Gerne beraten wir Sie zu Ihren Handlungsmöglichkeiten.