Smart Farming: der digitale grüne Daumen

Farmkonzepte, die sich vom klassischen Ackerbau abheben, gibt es schon lange: Hängende Gärten und Gewächshäuser existieren in kulturell verschiedenen Formen schon seit Jahrhunderten. Und auch die Idee von vertikalen Anbaumethoden, in denen Pflanzen übereinander wachsen, kursiert bereits viele Jahrzehnte. Die ersten Studien zu landwirtschaftlich genutzten Hochhäusern zum Beispiel kamen in den 60er Jahren auf - damals noch eher mit dem Charakter wilder Utopien und praktisch kaum realisierbar. Doch neue technologische Entwicklungen sorgen dafür, dass Konzepte des urbanen und vertikalen Anbaus von Lebensmitteln auf eine neue Ebene gehoben werden – und tatsächlich im großen Maßstab funktionieren. Rund um den Globus wird intensiv an innovativen Anbaumethoden und -technologien gearbeitet, die Antworten auf die drängenden Probleme geben und Teile der Nahrungsmittelproduktion wieder zurück an die Orte bringen, an denen sie konsumiert werden. Natürlich sind viele vertical Konzepte noch Utopie, und es werden große Datenmengen auf den Weg gebracht werden. Dank der neuen 5G Technologie und Forschung kann aber in viele Richtungen marschiert werden.

In Österreich gibt es zur Zeit 166.000 land- und forstwirtschaftliche Betriebe, davon verfügen 146.100 über landwirtschaftliche Flächen. Viele sind kleine und mittlere Betriebe, die im Nebenerwerb bewirtschaften werden. Die Entwicklung zeigt: Immer weniger Bauern bewirtschaften immer größere Flächen, oftmals aufgrund von Hofzusammenlegungen. Digital Farming und auch Smart Agriculture halten Einzug, um die wachsenden Aufgaben zu bewerkstelligen.

Wie wir alle wissen, veränderte die Industriealisierung ab dem 18. Jahrhundert auch die Arbeit der Landwirte: Elektrizität, Dampfmaschinen, später Kunstdünger und Pflanzenschutzmittel steigerten die Erträge und machten die Bewirtung großer Flächen möglich. Heute sind viele Maschinen in den landwirtschaftlichen Betrieben mit GPS, Sensoren und Elektronik ausgestattet, mithilfe von Satellitenbildern erzeugte Karten machen das Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln gezielt dort möglich, wo es notwendig ist. Laut einer Umfrage des Marktforschungsinstituts KeyQuest nutzen bereits jetzt rund 6% aller österreichischen landwirtschaftlichen Betriebe solche Precision-Farming-Systeme, bei Betrieben mit einer Ackerfläche von über fünfzig Hektar sind es sogar schon mehr als 20%.

Die nächste Stufe ist das Smart Farming, bei dem einzelne Daten und Informationsquellen miteinander verknüpft werden. Ziel ist es dabei, die verschiedenen Teile der Prozesskette, etwa Aussat und Düngung zu verbessern. Kennzeichnend dabei ist der hohe Grad der Technisierung. Ein Beispiel: Innerhalb eines großen Feldes gibt es oft erhebliche Unterschiede hinsichtlich der Bodenbeschaffenheit. Mit entsprechenden Daten und einer Lokalisierung via GPS lässt sich die Bodenbewirtschaftung – etwa in puncto Düngung – gezielt darauf abstimmen. Durch die Übertragung an großen Datenmengen, ermöglicht auch durch das neue 5Giganetz, ist der Präzisionsackerbau schonend an Ressourcen (geringer Bedarf an Wasser und Dünger) und steigert die Produktivität. Next Step: Während GPS-gesteuerte Traktoren einen ersten Schritt in diese Richtung gehen, werden mittlerweile auch schon autonome (also fahrerlose) Feldroboter entwickelt.

Wenn über einem Feld Drohnen fliegen, so sind das keine männlichen Bienen, sondern fliegende Agrarassistenten - also die smarten Beobachtungs-, Mess- oder Schädlingsbekämpfungsdrohnen eines landwirtschaftlichen Betriebs. So ein fliegender Agrarassistent kann nicht nur ein digitales Auge auf den Zustand des Bodens und den Fortschritt des Pflanzenwachstums werfen. Notfalls unterstützt er sogar die Suche nach einem entlaufenen Tier. Doch die Digitalisierung kann noch viel höher hinaus: Satelliten der Europäischen Weltraumagentur ESA stellen längst Daten zur Verfügung, die nicht nur Wettervorhersagen und den Katastrophenschutz erleichtern, sondern landwirtschaftlichen Unternehmen ein aktuelles Bild ihrer Agrarflächen – etwa während einer Dürreperiode – liefern. Besonderes Potential für diese Technologie sehen viele Experten besonders in Entwicklungsländern. So transportieren zum Beispiel in Malawi im Auftrag der Unicef Drohnen medizinische Proben und vermessen ganze Landstriche nach Überschwemmungen.

Bereits jetzt sind komplett automatisierte Systeme wie intelligente Melkroboter und durch Sensoren gesteuerte Fütterautomaten weit verbreitet. Im Stall verteilte Sensoren erfassen Daten zum Fressverhalten, zu Bewegung und Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand der Tiere. Für die Landwirte bedeutet das vor allem weniger an körperliche Arbeit. Melkroboter legen das Melkgeschirr ohne manuelle Hilfe an und orientieren sich dabei durch Ultraschall, Laser und optische Sensoren.

Eine weitere Antwort bietet das Prinzip des Vertical Farming. Bevölkerungswachstum, zunehmende Verstädterung, Klimawandel und ausgelaugte Böden - die Produktion unserer Nahrungsmittel wird zu einer immer größeren Herausforderung. Die Weltbevölkerung wächst kontinuierlich. Die meisten Erdbewohner zieht es in die Städte – schon jetzt lebt mehr als die Hälfte der weltweiten Bevölkerung in urbanen Räumen, die sich als Megacities über riesige Flächen erstrecken. Das bringt viele Herausforderungen mit sich. All diese Menschen müssen mit Wasser, Wohnraum und Energie versorgt werden und es bedarf Verkehrsadern, auf denen sie sich durch die riesigen Stadtgebiete bewegen können – und natürlich braucht jeder einzelne dieser Menschen ausreichend Nahrung.