Landwirtschaftliche Übernutzung von Wasser und Stickstoff durch Sensoren vermeiden

Ackerbau kann anspruchsvoll sein, und eine besondere Herausforderung besteht darin, das richtige Gleichgewicht zwischen den von den Pflanzen benötigten chemischen Stoffen und den Auswirkungen auf die Umwelt zu finden. Auf der anderen Seite stellt auch die globale Nahrungsmittelversorgung ein dringendes Problem dar: Laut dem Weltwirtschaftsforum müssen bis zum Jahr 2050 weltweit 9 Milliarden Menschen ernährt werden, was einen Zuwachs von 50 bis 100 % darstellt. Um dies bewältigen zu können, sind zahlreiche Probleme zu lösen, darunter die Ungleichbehandlung der Geschlechter, die alternde Bevölkerung sowie Kompetenzentwicklung und Klimaerwärmung. Was jedoch die Landwirtschaft angeht, muss eine höhere Produktivität erzielt werden.

Das EU-geförderte Projekt IOF 2020 (Internet of Food and Farm 2020) verfolgt das ambitionierte Ziel, die Präzisionslandwirtschaft zur Realität werden zu lassen, und dank eines erfolgreichen Pilotversuchs rückt dies nun in greifbare Nähe. Weizen, der in diesem August auf einem Feld im französischen Boigneville 100 km südlich von Paris geerntet wurde, wurde mithilfe von Sensordaten angebaut. Stickstoff ist in der Landwirtschaft ein besonderes Problem: Überschüssiger Stickstoff sickert vom Boden in Flüsse und Seen, und abfließendes Wasser gelangt in Gewässer. Dies kann zur Eutrophierung führen – Algenblüten nehmen Sauerstoff auf, was sich auf den Fischbestand und die Artenvielfalt auswirkt. Zwar kann der Stickstoffgehalt von Getreide anhand von Satellitenbildern erkannt werden, nicht jedoch der des Bodens – hier kommen die Sensoren ins Spiel.

Das Pilotprojekt zu Weizenfeldern von IOF 2020 kombiniert Sensordaten zur Bodenoberfläche mit Satellitendaten, um Landwirte über die Sauerstoff- oder Wassermenge zu informieren, die ihre Felder benötigen. Florence Leprince, eine Pflanzenforscherin am „Arvalis – Institut du végétal“, dem Französischen Institut für Ackerbau, das das Weizenexperiment durchführt, erklärt: „Sensoren kosten immer weniger, weshalb wir hoffen, am Ende des Projekts etwas zu haben, das Landwirte oder landwirtschaftliche Genossenschaften auf ihren Feldern einsetzen können.“

Mit einem Budget von insgesamt 35 Mio. EUR fördert IOF 2020 im europäischen Agrar- und Lebensmittelsektor die großflächige Anwendung intelligenter Maschinen und Netzwerke. Im Kern des Projekts liegen 19 Anwendungsfälle in verschiedenen europäischen Regionen, die in fünf Studien unterteilt sind und mehrere Untersektoren wie Obst, Milchprodukte, Gemüse, Fleisch und Ackerbau abdecken. Über 70 Partner sind beteiligt, und es kommen knapp 200 Forscher zusammen.

Der Erfolg des Pilotversuchs zeigt, wie wichtig die Nutzung verschiedenartiger Sensordaten (z. B. zur Bodenfeuchtigkeit, organischen Bodensubstanz oder dem Klima) ist. Anhand dieser Daten könnten Erträge vorhergesagt, Verwaltungszonen festgelegt und der Einsatz landwirtschaftlicher Maschinen vorbereitet werden (z. B. zur variablen Anwendung von Herbiziden, Wasser und Düngemittel). Die Projektarbeit im Bereich des Ackerbaus deckt vier Gebiete ab: Verwaltungseinteilung der Felder, Verwaltung von Sojaprotein, Präzisionslandwirtschaft und Interoperabilität von Landmaschinen.

Weitere Informationen:
Projektwebsite