Präzisionslandwirtschaft: Was man darunter versteht und welche Vorteile sie bietet

Agricoltura di precisione

Inhaltsverzeichnis

In den vergangenen Jahren hat man viel von Präzisionslandwirtschaft gehört – ein aktuelles Thema, das uns direkt betrifft. Was versteht man aber eigentlich unter Präzisionslandwirtschaft? Warum scheint sie so wichtig zu sein und welche konkreten Vorteile bietet sie den Landwirten?

Lassen Sie uns gemeinsam einen Blick darauf werfen, wie die Präzisionslandwirtschaft die Agrarwelt verändern wird und bereits verändert, welche Technologien und Instrumente sie zur Verfügung stellt und welche Anreize den Betrieben geboten werden.

Was ist Präzisionslandwirtschaft?

Unter Präzisionslandwirtschaft versteht man eine Reihe von Strategien und Instrumenten, die die Optimierung und Erhöhung der Bodenqualität und -produktivität anhand diverser zielgerichteter Maßnahmen ermöglichen – ein Ergebnis, das dank immer fortschrittlicheren Technologien erreicht werden kann.

Der Begriff „Präzision“ bezeichnet dabei die Möglichkeit, mithilfe modernster Instrumente mit höchster Präzision die richtige Maßnahme am richtigen Ort und im richtigen Moment gemäß den spezifischen Anforderungen einzelner Kulturen und Bodenareale durchzuführen.

Die Technologien werden allem voran zur Sammlung von Daten und Informationen verwendet, die vorrangig zur Entscheidungsfindung bezüglich der Produktionsoptimierung und des Weiteren zur Umsetzung der zum Erreichen dieses Ziels erforderlichen Korrekturen dienen.

Heutzutage ist immer öfter die Rede von Landwirtschaft 4.0, der Entwicklung des Konzepts der Präzisionslandwirtschaft: Dieser Ausdruck bezeichnet all jene Instrumente und Strategien, die fortschrittliche Technologien ausgehend von der Nutzung von Daten zur Verbesserung und Optimierung der Produktion auf zusammenhängende Weise verwenden.

Die Vorteile der Präzisionslandwirtschaft

Mit weniger Ressourcen mehr produzieren und hohe Qualitätsstandards aufrechterhalten: Dies ist das Endziel der Präzisionslandwirtschaft.

Ein Ansatz mit doppeltem Vorteil:

  • Für die Landwirtschaftsbetriebe, die durch die Steigerung der Bodenproduktivität Aufwand und Ressourcen optimieren sowie Verbrauch und Verschwendung reduzieren können. Für Landwirte und landwirtschaftliche Lohnunternehmer, deren Arbeit profitabler wird, da unter anderem durch die schneller und effizienter gestalteten Bearbeitungen Arbeitsstundenkosten eingespart werden können. Letztlich wird auch die Leistung gesteigert bei gleichzeitig geringerer Ermüdung der Landarbeiter
  • Für die Umwelt, da durch eine rationellere Nutzung der Ressourcen die Verschwendung von Düngemitteln und Herbiziden, die Emissionen und die Verdichtung der Böden reduziert

Nicht zu vergessen ist in diesem Zusammenhang, dass Präzisionslandwirtschaft aufgrund des weltweit steigenden Bedarfs an Lebensmitteln, der sich in den letzten Jahrzehnten infolge des exponentiellen Bevölkerungsanstiegs abgezeichnet hat, immer dringender wird: laut Vorausschätzungen müssen 2050 etwa neun Milliarden Menschen ernährt werden.

Die Steigerung der Lebensmittelproduktion ohne eine erhöhte Nutzung von Schlüsselressourcen wie Wasser und Düngemittel gewinnt somit prioritären Charakter. Darüber hinaus ist es unerlässlich, diese Ergebnisse zu erzielen, ohne die physische und chemische Qualität der Böden zu beeinträchtigen: Dies wird die einzige Möglichkeit zur Umsetzung eines nachhaltigen Modells der Lebensmittelproduktion sein.

Instrumente und Technologien für die Präzisionslandwirtschaft

Zahlreiche Instrumente stehen der Präzisionslandwirtschaft zur Verfügung und keines davon kann die fachliche Erfahrung derer, die auf dem Feld arbeiten, ersetzen, aber alle liefern eine wertvolle Unterstützung zur Verbesserung der Leistung und Ergebnisse.

Zu den bekanntesten und weit verbreitetsten Instrumenten zählen die halbautomatischen Lenksysteme und die variable Dosierleistung. Aber die Lösungen sind vielfältig und in ständiger Entwicklung. Zum Sammeln der Daten und Eingreifen anhand einer Reihe von Tätigkeiten zur Verbesserung der Produktivität kommen die modernsten Technologien zur Anwendung: Lassen Sie uns gemeinsam die wichtigsten entdecken.

Instrumente für die Datensammlung

Die Überwachung des Gesundheitsstatus der Kulturen ist sehr arbeitsintensiv. Dies gilt insbesondere, wenn diese sehr groß sind. Auf dem Feld erfolgt so gut wie nie eine homogene Produktion. Vielmehr sind einige Zonen immer produktiver als andere. Abhängig ist dies von der unterschiedlichen Bodenqualität, dem Vorkommen von Schädlingen und Pilzen oder aber Beregnungsproblemen: Wichtig ist es, diese Ursachen rechtzeitig zu erkennen, um bezüglich aller, die Produktivität einschränkender Situationen Abhilfe zu schaffen.

Satellitenüberwachung der Kulturen

Die Satellitenüberwachung der Kulturen ist ein Instrument, das dank spektraler Analysen der hochauflösenden Satellitenbilder eine kontinuierliche Kontrolle des Gesundheitszustands der Felder ermöglicht und so schnelle Alarme auslöst.

Möglich ist all dies, weil die Satelliten in der Lage sind, elektromagnetische Emissionen einiger Wellenlängen wie sichtbares Licht und nahes Infrarot oder NIR zu erfassen. Mit anderen Worten gesagt: Sie können von den Pflanzen und vom Boden reflektiertes Sonnenlicht „fotografieren“ und so eine Art Röntgenbild des Feldes anfertigen. Dieses liefert Informationen über wesentliche Aspekte wie die Pflanzenentwicklung, Feuchtigkeit und Bodentemperatur.

Zu den wichtigsten Punkten zählt der Energiestatus der Kulturen, der anhand von Parametern wie dem NDVI-Index (Normalized Difference Vegetation Index) gemessen wird, durch den sich photosynthetisch aktive und somit gesunde Pflanzen erfassen lassen. Ein weiterer wichtiger Parameter ist der NDMI-Index (Normalized Difference Moisture Index), der durch die Erfassung des Feuchtigkeitsanteils Wassermangel der Kulturen erkennbar macht.

Internet of Things: Sensoren und Drohnen

Eine Alternativlösung, die unter Verzicht auf Satelliten-Ressourcen erfolgen kann, sind Drohnen für die Landwirtschaft. Heutzutage werden sie vorrangig für die Geländekartierung verwendet, aber die fortschrittlichsten unter ihnen sind in der Lage, Sensoren und Infrarotsichtgeräte zur Erfassung von mit dem bloßen Auge nicht sichtbaren Problemen zu verwenden und erfüllen damit die Aufgabe von Satelliten.

Ein weiteres wichtiges Instrument der Präzisionslandwirtschaft, das keinen Eingriff von oben verlangt, sind auf den Feldern platzierte Umweltsensoren, die Wetterdaten und Informationen zum Wasserbedarf des Bodens aufzeichnen. Im Vergleich zur Überwachung mit Drohnen und Satelliten sind sie insbesondere auf großen Feldern sehr hilfreich. Die Sensoren haben außerdem den Vorteil, dass sie auch in geschlossenen Räumen wie Gewächshäusern und Gärtnereien verwendet werden können.

Dank der von Satelliten, Drohnen und Sensoren gesammelten Daten lassen sich interaktive Karten erstellen, die den Zustand des Feldes fotografieren und ad hoc sowie deutlich den Unterschied zwischen den einzelnen Kulturen hervorheben. Damit verleihen sie die Möglichkeit, Abweichungen zu entdecken und die Notwendigkeit zur Durchführung besonderer Maßnahmen anzuzeigen.

Die kritischen Umstände dieser Areale können verschiedene Ursachen haben: Nährstoffdefizite, Beregnungsprobleme, lokalisierter Schädlingsbefall, Hagel- oder Frostschäden. Um den Grund für die Kraftlosigkeit der Pflanzen zu erkennen, muss eine Vor-Ort-Analyse durchgeführt werden, die dank der verfügbaren Informationen sehr gezielt vorgenommen werden kann.

Nachdem die Ursachen für eine abweichende Wachstumsleistung in diesem Areal erfasst wurden, kann in Abhängigkeit vom Problem gezielt Abhilfe geschaffen werden. Dies beinhaltet eine variable Dosierung von Saat und Düngemittel, eine stärkere Beregnung gewisser Zonen oder aber den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, wo dies erforderlich ist.

Mittel- und langfristig verleihen die Informationen über jährlich wiederkehrende, kritische Punkte den landwirtschaftlichen Betrieben die Möglichkeit, strukturelle Investitionen wie beispielsweise das Bewässerungs-Management oder Eingriffe am Boden effizienter zu planen.

Der Vorteil von Anbauüberwachungssystemen ist, dass sie eine kontinuierliche Kontrolle auch großer Flächen oder sogar von voneinander entfernt liegenden Feldern ermöglichen. Die Einstellung einer Reihe von Automatisierungen (beispielsweise der Erhalt von Meldungen bei Auftritt eines bestimmten Vorkommnisses) ermöglicht ein schnelles Vorgehen, weil schwer erkennbare Stressfaktoren sofort erfasst werden. Dabei wurde noch nicht berücksichtigt, dass die kontinuierliche Erfassung nicht nur die problematischen Areale anzeigt, sondern auch die Prüfung der durch Korrekturmaßnahmen erzielten Ergebnisse im Laufe der Zeit ermöglicht.

Instrumente für den Eingriff auf dem Feld

Datensammlung ist der Ausgangspunkt der Präzisionslandwirtschaft und dient zum Verständnis, wo schnelle Maßnahmen erforderlich sind. Der nächste Schritt basiert auf den tatsächlichen Eingriffen auf dem Feld. Aber auch in dieser Phase bieten die neuen Technologien eine unverzichtbare Unterstützung. Sehen Sie hier die wichtigsten:

Variable Dosierleistung: differenzierte Verteilung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln

Zu den Technologien der Präzisionslandwirtschaft zählen Ausrüstungen, die in der Lage sind, in Abhängigkeit vom Bedarf der Kulturen Dünge- und Pflanzenschutzmittel differenziert auf dem Feld zu dosieren. Auf diese Weise wird es möglich, an der richtigen Stelle und ausschließlich mit der unbedingt erforderlichen Menge an Ressourcen vorzugehen, wodurch der Verbrauch optimiert und Verschwendung reduziert wird.

Die variable Dosiertechnologie erfordert präzise Daten über den Bedarf jedes einzelnen Areals der Anbaufläche. Variable Dosiertechnologien basieren auf 2 unterschiedlichen Modalitäten zum Erhalt dieser Informationen:

  • Sensoren, die Daten wie den Zustand der Kulturen und chemisch-physische Eigenschaften des Bodens in Echtzeit erfassen, um sie dann zur Verwaltung der erforderlichen Maßnahmen zu verwenden
  • Bedarfskarten, die basierend auf den anhand der Fernerfassung zuvor gesammelten Daten in der Lage sind, der Maschine die zur Produktverteilung erforderlichen Informationen zu liefern. Dieses zweite System sieht auch die Verwendung der satellitengestützten Geolokalisierungstechnologie vor, die die Maschinenposition auf dem Feld erfasst, um die in diesem präzisen Moment erforderliche Produktmenge anzuzeigen

Servo- und Automatiklenksysteme für Traktoren und Landwirtschaftsmaschinen

Satellitengesteuerte Lenksysteme für Traktoren zählen zu den bekanntesten Technologien der Präzisionslandwirtschaft. Diese Systeme ermöglichen die Optimierung der Arbeitseffizienz und Steigerung der Produktivität, wodurch Produktionskosten, Zeit und Kraftstoff eingespart werden.

Dank eines Satellitenempfängers, GPS oder GLONASS, lassen sich Landwirtschaftsmaschinen auf den Feldern geolokalisieren. Somit lassen sich Überlagerungen oder Auslassungen zwischen den aufeinanderfolgenden Durchgängen bei der Verteilung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln vermeiden, was eindeutige Vorteile bringt. Während die Nichtbehandlung von Arealen Produktionsrückgänge oder Befall mit Krankheitserregern hervorrufen kann, gehen Überlagerungen mit einem erhöhten Verbrauch und Mehrkosten einher. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Daten für nachfolgende Anwendungen erneut abzurufen, die somit schneller und einfacher ausgeführt werden können.

Dank der Bedarfskarten oder Sensoren lässt sich die variable Produktverteilung, wie bereits erwähnt, in Echtzeit regulieren.

Es stehen unterschiedliche Servo- und Automatiklenksysteme zur Verfügung, angefangen von einfachen Lenkstangen bis hin zu hochentwickelten Servo- und halbautomatischen Lenksystemen:

  • Die Lenkstangensysteme bieten dem Fahrer über den Monitor Informationen anhand derer die effizienteste Spur sichtbar gemacht und Änderungen im Vergleich zur eingestellten Spur hervorgehoben werden können. Der Fahrer erhält so die Möglichkeit, die Spur zu korrigieren und Paralleldurchgänge zu realisieren
  • Die Servolenkung sieht die Installation eines motorisierten Stellglieds vor, das direkt auf das Lenkrad wirkt, um die Spur zu korrigieren. Auf diese Weise verringert sich die Anstrengung des Fahrers, der sich auf andere Bearbeitungsaspekte wie die Steuerung der Ausrüstungen konzentrieren kann
  • Das halbautomatische Lenksystem steuert dank hochentwickelter Fahrautomatik-Systeme das Lenkrad des Fahrzeugs, indem es auf die Lenksäule oder direkt auf das Hydrauliksystem wirkt – der Fahrer kann jedoch jederzeit die Kontrolle übernehmen

Die Vorteile dieser Instrumente? Höhere Geschwindigkeit und Genauigkeit der Bearbeitung, Verringerung von Verschwendung sowie geringerer Stress für den Fahrer, der seine Aufmerksamkeit auf andere Arbeitsaspekte wie die Steuerung der Ausrüstungen richten kann.

Bezüglich fortschrittlicher Lösungen vertraut McCormick auf Topcon, einem Unternehmen, das durch seine intuitive, spontane und leicht anwendbare Schnittstelle einen wichtigen Bezugspunkt für die Präzisionslandwirtschaft darstellt.

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Fernverwaltung und -diagnose der Traktorenflotte

Eine der fortschrittlichsten Lösungen zur Gewährleistung der Produktionsoptimierung beruht auf Instrumenten zur Ferndiagnose und -verwaltung der Flotte (Fleet Management).

Fleet-Management-Instrumente ermöglichen die bequeme Kontrolle einer Vielzahl von Informationen vom Bürobildschirm aus: Bewegung, Verbrauch, täglich und monatlich ausgeführte Arbeit.

Dank der Verwendung von Geolokalisierungs- und Softwaresystemen zur Sammlung und Verarbeitung von Informationen sind die Traktoren und Ausrüstungen imstande, eine große Menge von Daten zu übertragen. Dabei werden Hinweise zur Erstellung von Vorausschätzungen zu den nächsten Bearbeitungen geliefert, die auf eine Kosten- und Leistungsoptimierung abzielen.

Diese Informationen sind extrem genau: Geschwindigkeit, Motordrehzahl, Arbeitsfortschritt, Verbrauch pro Stunde, durchschnittlicher Verbrauch und vieles mehr. Darüber hinaus lässt sich das Feldareal sehr genau abgrenzen und die Bearbeitungsdaten können für nachfolgende Durchgänge gespeichert werden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Möglichkeit der Durchführung eines Gesundheits-Check-ups des Traktors in Echtzeit über die Diagnose- und Wartungsfunktionen mit Fernzugriff. Diese ermöglichen es dem Kundendienst schnell und zielgerichtet einzuschreiten, wodurch die Lebensdauer des einzelnen Traktors verlängert und die Leistung des Maschinenparks insgesamt verbessert wird.

Um den McCormick Kunden diese Vorteile zu gewährleisten, sind ab 2021 alle McCormick Hochleistungstraktoren, die das Werk verlassen, bereits für die Fernverwaltung und -diagnose ausgerüstet. Erfahren Sie mehr über alle Möglichkeiten der McCormick Fleet Management Verwaltungssysteme.

Isobus-Protokoll: eine universale Sprache im Dienste der Präzisionslandwirtschaft

Zur bestmöglichen Ausschöpfung der von der Präzisionslandwirtschaft gebotenen Technologien ist die Kommunikation unter den einzelnen Maschinen unerlässlich. Zur Lösung von Kompatibilitätsproblemen zwischen den diversen Instrumenten wurde das Isobus-Protokoll geschaffen, eine universelle Sprache, die die Kommunikation zwischen Traktoren, Software und Ausrüstungen, auch unterschiedlicher Hersteller, ermöglicht.

Von einem einzigen, in die Kabine integrierten Steuerdisplay lassen sich Maschinen und Ausrüstungen steuern, die so ein Verbundnetz erstellen.

Auf diese Weise lassen sich Isobus-zertifizierte Ausrüstungen steuern, Automatisierungssysteme wirksam anwenden und alle satellitengestützten Präzisionssysteme, die variable Produktverteilung bis hin zur Fernverwaltung der Flotte und Traktorendiagnose (Fleet Management) integrieren.

Zukunftsperspektiven der Präzisionslandwirtschaft

Zu den jüngsten, noch in der Entwicklungsphase befindlichen Technologien zählen in der Landwirtschaft angewandte Roboter, die in der Lage sind, sich stets akkurat um die Kulturen zu kümmern sowie Daten zur Bodengesundheit, Aussaat und automatisierten Ernte zu sammeln. Ermöglicht wird dies durch Sensoren, die den Reifegrad der Landwirtschaftsprodukte erfassen und zweckmäßige Greifer, die zur behutsamen Handhabung von Obst und Gemüse geeignet sind.

McCormick im Dienste der neuen Herausforderungen der Landwirte

Die landwirtschaftliche Praxis befindet sich im Wandel: Dank der Innovationen der Präzisionslandwirtschaft lässt sich mit weniger immer mehr produzieren. Die McCormick Traktoren sind stets hochmodern, um Ihnen auf Ihre Anforderungen abgestimmte Instrumente bieten zu können. Viele innovative Lösungen sind bereits in unseren Traktoren verfügbar: Setzen Sie sich jetzt mit unseren Vertragshändlern in Verbindung und entdecken Sie, wie wir Ihnen helfen können, um Ihre Arbeit zu verbessern.

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