Präzision auf dem Acker: Blick aus dem All zeigt optimalen Zeitpunkt für die Maisernte

Hochpräzise Landwirtschaft dank Satellitenhilfe: Mit einem weltweit einmaligen System erkennt KWS ab der Saison 2018 mithilfe von Satellitenbildern den optimalen Zeitpunkt für die Ernte von Silomais. Auf Wunsch erhalten Landwirte dann für jedes ihrer Felder eine maßgeschneiderte Empfehlung für den optimalen Erntezeitpunkt, direkt aufs Handy. „Der richtige Zeitpunkt entscheidet über den Erfolg der ganzen Saison. Wer zu früh oder zu spät erntet, kann erheblich Ertragseinbußen von bis zu 10 Prozent erleiden“, sagt Projektleiter Fabian Böke.

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Flächendeckend verfügbar

Die neue Lösung namens „SAT TS-Monitoring“ (Satelliten-Trockensubstanz-Monitoring) erkennt mithilfe von Satellitenbildern den Trockensubstanz-Gehalt der Pflanzen. „30 bis 35 Prozent sind optimal. Wer unterhalb von 30 Prozent erntet, hat meist zu wenig Stärke im Mais. Geht es über 35 Prozent hinaus, können höhere Verluste bei der Lagerung entstehen“, erläutert Böke. Die räumliche Auflösung des bei KWS selbst entwickelten Systems liegt bei einigen Metern. Damit lassen sich einzelne Felder oder nur Teilbereiche davon auswerten. Erste Versuche bei 90 Landwirten in ganz Deutschland bestätigen die Zuverlässigkeit des Systems in verschiedenen Klimabereichen. Das System ist ab 2019 für alle jene Landwirte in Deutschland flächendeckend verfügbar, die Maissorten von KWS anbauen.

KWS leistet mit seinem neuen System einen wichtigen Beitrag zu einer besonders effizienten Landwirtschaft. „Landwirte kümmern sich über die ganze Saison und mit viel Aufwand um die Pflanzen. Am Ende kann der falsche Erntezeitpunkt dafür sorgen, dass die eingesetzten Ressourcen wie Saatgut, die Landtechnik, Diesel und die Arbeitszeit nicht bestmöglich ausgenutzt werden. Die satellitengestützte Prognose sichert den bestmöglichen Ertrag“, sagt Böke.

Prognosen für einzelne Äcker

Zwar hat KWS bereits jetzt ein Netz mobiler Messgeräte, mit dem sich der Trockensubstanz-Gehalt der Maispflanzen direkt bei den Landwirten testen lässt („TS-Monitoring“). Allerdings gibt es deutschlandweit – zum Beispiel in Bayern und Baden-Württemberg – viele und sehr unterschiedliche, kleinräumige Klimazonen. In der Vergangenheit war es schwierig, alle diese Standorte in kurzer Zeit zu beproben und schnell genug zu analysieren. „Mit dem bisherigen TS-Monitoring haben wir pro Feld drei zufällig ausgewählte Pflanzen analysiert und dann über das ganze Feld entschieden.“ Allerdings ist die Streuung dabei groß: Am Rande des Feldes sind die Pflanzen oft schneller reif als in der Mitte. Der Blick aus dem All sorgt für das komplette Bild, egal, ob das Feld 3 oder 300 Hektar groß ist, denn der Satellit erfasst das ganze Feld. „Das gab es vorher nicht“, sagt Böke. Und: „Wir werden in den nächsten Jahren noch besser, weil das System mit seinem Algorithmus auf der Basis von mehr Daten die Realität noch besser abbildet.“

Wie das System funktioniert

Satelliten überfliegen in regelmäßigen Abständen die gesamte Erde und ermöglichen so in einem nahezu gleichbleibenden Rhythmus von etwa drei bis vier Tagen Aufnahmen jedes einzelnen Feldes. Der dort gesäte Mais wächst im Lauf der Zeit heran und ändert unter anderem seine Farbe – von hellgrün bis dunkelgrün. Damit ändert sich auch das von den Pflanzen zurückgeworfene Lichtspektrum, was von den Satelliten registriert wird. Aus diesen Aufnahmen kann ein von KWS selbst geschaffener Algorithmus den Trockensubstanzgehalt der Pflanzen sehr genau berechnen. So sichert sich der Landwirt dank des Blicks aus dem All den bestmöglichen Ertrag in höchster Qualität. Das SAT TS-Monitoring steht den Landwirten im Rahmen des KWS online-Angebotes „CultiVent“ kostenlos zur Verfügung, sofern sie KWS Sorten anbauen.

Beispiel für das Precision Farming

Das System ist ein Beispiel für das sogenannte Precision Farming. Dabei sorgen Sensoren sowie Mess- und Satellitendaten dafür, dass der Landwirt ein exaktes Bild jedes Ackerschlages bekommt und seine Entscheidungen exakt und zielgerichtet darauf abstimmen kann. Mehr noch: Dieser hochpräzise Ackerbau berücksichtigt sogar Unterschiede innerhalb eines Feldes. Auf der Basis dieser sehr kleinräumigen Betrachtung von Boden und Pflanzenbeständen wird eine höchst genaue Feldbearbeitung möglich. Dazu zählen das zentimetergenaue Ausbringen von Saatgut oder Dünger. „Es wird nur jener Bereich gedüngt oder bewässert, der es nötig hat. Das führt zu höherer Effizienz der eingesetzten Betriebsmittel und damit zu mehr Nachhaltigkeit“, sagt Böke. Diese ist eines der maßgeblichen Ziele, die KWS mit seinem Angebot an die Landwirte erreichen möchte.

Beim Reifen zusehen: Die Animation zeigt, wie der Mais in Deutschland reift. Blau steht für unreife, rot für reife Pflanzen. Im Lauf der Saison beginnt die Reife in den warmen Regionen am Rheingraben und im Osten Deutschlands.

CultiVent HTS-SAT-Monitoring

Hintergrund: Precision Farming, die digitale Revolution der Landwirtschaft

Die einen sprechen von „Smart Farming“. Die anderen von „Präzisions-Landwirtschaft“. Gemeint ist in beiden Fällen dasselbe: Das maßgeschneiderte Bewirtschaften eines Ackers mithilfe von Datenanalysen und digital gesteuerten Maschinen. Das können Drohnen sein, die mit Kameras über das Feld fliegen und Pflanzenkrankheiten erkennen. Oder Roboter, die automatisch Unkraut von den Nutzpflanzen unterscheiden und es mechanisch beseitigen.

Breite Basis für Entscheidungen

Andere Maschinen sammeln bereits während der Ernte Informationen zum Ertrag in den unterschiedlichen Bereichen eines Feldes und übertragen die Daten an eine digitale Ackerschlagdatei. Dabei zeigt sich häufig, dass der Ertrag binnen weniger Meter erheblich schwankt. Kombiniert ein Landwirt all diese Informationen, bekommt er im Lauf der Zeit eine immer größere Datenbasis, auf deren Basis er seine Entscheidungen immer sicherer treffen kann.

Maßgeschneidert und nachhaltig

Auch beim Umsetzen dieses Wissen helfen dem Landwirt Maschinen und Digitaltechnik: Saatgut, Dünger, Wasser oder Pflanzenschutzmittel werden nicht mehr gleichmäßig über den Acker verteilt, sondern „maßgeschneidert“ ausgebracht, Quadratmeter für Quadratmeter. Damit gelangen die optimalen Mengen Dünger oder Saatgut an den exakt richtigen Ort. Das spart Ressourcen und trägt zu einer nachhaltigen Landwirtschaft bei, von der Landwirte und Umwelt gleichermaßen profitieren.

Neuer Nutzen – zentimetergenau

Einen Beitrag zur Präzisions-Landwirtschaft leisten Drohnen und Satelliten, die aus unterschiedlichen Höhnen über die Felder fliegen. Ihre Kameras erkennen den Grad der Bodenbedeckung oder die Art der Vegetation. Alle paar Tage überfliegen Satelliten die gleiche Stelle. Ihre dabei aufgenommenen Serienbilder verraten, wie sich die Pflanzen auf welchem Feld entwickeln. Wer diese Bilder mithilfe „schlauer“ Algorithmen auswertet, kann neuen Nutzen schaffen: Er erkennt Wachstumsrate oder drohenden Krankheitsbefall, den Reihenschluss oder auch den optimalen Erntezeitpunkt. Und das auf wenige Zentimeter genau. Der Mensch allein könnte dies alles nicht leisten. Viele Universitäten, Unternehmen und Start-ups erkunden die Möglichkeiten dieses „Farming 4.0“, wie es in Anlehnung an die vernetzte Fabrikproduktion der Industrie 4.0 mitunter heißt.

Präzise Kontrolle

Die Europäische Union betont die Bedeutung des Precision Farming. In einer vom Europäischen Parlament in Auftrag gegebenen Studie heißt es: „Mit Blick auf die Bedürfnisse von Gesellschaft und Umwelt ist es die größte Herausforderung der Landwirtschaft in der EU, eine hohe Produktivität und einen besseren Schutz der natürlichen Ressourcen miteinander zu vereinen. Precision Farming ist ein informationsbasierter Entscheidungsansatz für das Management von Betrieben, um jeden einzelnen Schritt der Landwirtschaft präzise zu kontrollieren.“

DLG: Digitalisierung hat herausragende Rolle

„Die Ziele Lebensmittelerzeugung und Umweltschonung können im Konflikt zueinander stehen“, heißt es in einem Positionspapier der DLG. Und weiter: „(…) daher gilt es speziell am landwirtschaftlichen Gunststandort Deutschland Konfliktlösungen zu finden, die von einem breiten gesellschaftlichen Konsens getragen sind. Gefragt sind neue und fortschrittliche Konzepte, die an die Vielfalt der Standorte angepasst sind und die den Wettbewerb stärken. Dabei wird Digitalisierung eine herausragende Rolle einnehmen.“

Ein Milliardenmarkt

Nicht zuletzt ist das Thema wirtschaftlich bedeutend. Agrar-Spezialisten des Beratungsunternehmens Accenture schätzen, dass der Markt für digitale Agrar-Services bis 2020 global auf 4,55 Milliarden Dollar wächst. „Der stärkere Einsatz digitaler Agrikultur-Services ist nicht nur für die finanzielle Leistungskraft der Betriebe wichtig, sondern auch für die Ernährung der wachsenden Bevölkerung“, heißt es dort.

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