Digitale Landwirtschaft: So nutzt die Niederlande das Precision Farming für den Blumenanbau

Wer nicht groß ist, muss schlau sein. In den Niederlanden ist der Raum für Landwirtschaft begrenzt. Um der Erde so viel wie möglich abzuringen, müssen die niederländischen Landwirtinnen und Landwirte innovativ sein. Aufgrund der knappen Nutzflächen ist die niederländische Landwirtschaft auf verschiedenen Gebieten, unter anderem dem Gewächshausanbau und der Blumenzucht, zum Weltführer geworden. Im Digital Farming sieht das Land eine neue Chance.

Dank mehrlagiger Zucht die Ernte verdoppeln

Digitale Innovationen im Blumenzwiebelsektor haben immer wieder zu Veränderungen in der Landwirtschaft und im Gartenbau geführt. Ein Beispiel dafür ist die mehrlagige Tulpenzucht. Dabei wird die Produktion im Gewächshaus übereinander angeordnet, sodass eine Züchterin oder ein Züchter die Produktion erhöhen kann, ohne die Grundfläche im Gewächshaus vergrößern zu müssen. Das ist eine ganz einfache Rechnung: Bereits bei zwei Zuchtebenen verdoppelt sich die Ernte.

Smart Farming

Bei dieser Art des Smart Farmings versetzt ein automatisiertes Transportsystem die Tulpen und andere Pflanzen von einer Ebene auf die nächste. Die Tulpen werden zum Teil im Dunkeln, zum Teil unter LED-Beleuchtung und zum Teil bei Tageslicht herangezogen. Dass für jede einzelne Ebene nach der optimalen Beleuchtung gesucht wird, dient dazu, bei minimalen Energiekosten die beste Tulpenqualität zu entwickeln und damit den größten wirtschaftlichen Wert zu erzielen.

Gesunde Pflanzen durch den Einsatz von Precision Farming

Krankheiten und Schädlinge sind bei Pflanzen quantitativ wie qualitativ die häufigsten Ursachen für Ernteverluste. Daher sind Landwirtinnen und Landwirte sowie Gärtnerinnen und Gärtner um die Gesundheit ihrer Pflanzen bemüht. Auch Gewächshauszüchterinnen und -züchter kontrollieren ihre Pflanzen täglich auf Krankheiten. Ein intensives, kostspieliges Vorgehen für den Betrieb.

Eine Drohne sieht mehr und kann mehr erkennen als ein Mensch, der durch das Gewächshaus läuft. Eine Gruppe Studenten des Studiengangs Aeronautical Engineering untersucht daher, welchen Mehrwert Drohnen hinsichtlich der Erkennung von Problemen bei Pflanzen im Gewächshaus erzielen. Zunächst entwickelten sie dazu eine Drohne, die durch das Gewächshaus fliegen kann. Während Drohnen normalerweise mit GPS arbeiten, ist das in einem Gewächshaus nicht möglich. Die Entwicklung spezieller Software für das Digital Farming hat dann die Lokalisierung und Ortsbestimmung im Gewächshaus ermöglicht.

Vorteile der Digitalisierung: Krankheitserkennung durch Drohnen

Den Studenten gelang es schließlich, in einem Gewächshaus für Orchideen mit Drohnen Bilder zu erstellen, die Flecken und Anomalien sichtbar machen. Allein mit diesen Informationen spart die Züchterin oder der Züchter bereits viel Zeit bei der Entfernung kranker Pflanzen. Im darauffolgenden Schritt wird dann digitale Software geschrieben, die die Fotos analysiert und automatisch Krankheiten erkennt: ein Fortschritt für die Landwirtschaft.

Verstärkte Nachhaltigkeit durch Precision Farming

Der Anbau von Zierpflanzen ist in der Landwirtschaft nicht gerade als der nachhaltigste Sektor bekannt. Zwar hat sich seit den 90er-Jahren der Verbrauch von Pflanzenschutzmitteln und Schädlingsbekämpfungsmitteln im Blumenzwiebelsektor bereits drastisch verringert, die niederländischen Unternehmerinnen und Unternehmer sind sich jedoch bewusst, dass die Nachhaltigkeit weiter verbessert und die Abhängigkeit von Pflanzenschutzmitteln reduziert werden muss. Technologische Entwicklungen wie Precision Farming, Big Data und Smart Farming werden dabei als potenzielle Lösungswege untersucht.

Präzisionsunkrautbehandlung

Dank digitaler Landwirtschaft ist es ganz einfach, mit Bildern von Drohnen bei der Lilienzucht die Zaunwinde zu entdecken. Bei der Zaunwinde handelt es sich um ein Unkraut, das sich chemisch hervorragend bekämpfen lässt, wenn es oben aus der Lilie herauswächst. Lässt die Landwirtin oder der Landwirt Drohnen über die Lilienfelder fliegen, erhält er viele Daten über das Vorhandensein der Zaunwinde. Werden diese Informationen zu einer Aufgabenkarte verarbeitet, sind Maschinen in der Lage, ortsabhängig gegen Unkraut vorzugehen. Es wird also nur da gespritzt, wo es unbedingt notwendig ist. Dann kommen weniger chemische Bekämpfungsmittel zum Einsatz.

Die Präzisionstechniken sind nicht nur landwirtschaftlich als Plug-and-play gedacht. In puncto Bedienungskomfort stehen alle Möglichkeiten offen. Außerdem sind nicht alle Landwirtinnen und Lanbdwirte oder Betriebe von einer Rentabilität überzeugt. Um eine stärkere Akzeptanz des Precision Farmings zu fördern, wurde in den Niederlanden das Projekt „Nationale Proeftuin Precisielandbouw“ (NPPL) (Nationaler Versuchsgarten für Precision Farming) ins Leben gerufen. In diesem Projekt unterstützen Experten der Universität Wageningen Landwirtinnen und Landwirte sowie Gärtnerinnen und Gärtner bei der Anwendung verschiedener Methoden wie der ortsabhängigen Unkrautbekämpfung und der Präzisionsdüngung. Die Ziele dabei sind höhere Erträge und eine geringere Umweltbelastung durch die Landwirtschaft.

Einsparung von 10–20 % Wasser

Im Jahr 2018 startete das Projekt mit sechs Landwirtinnen und Landwirten. 2019 schlossen sich zehn weitere an, darunter auch eine Reihe von Zwiebelzüchterinnen und Zwiebelzüchtern. Einer der Teilnehmer, Huetink Bloembollen, züchtet neben Lilien auch Küchenzwiebeln und Erdbeerpflanzen. Das sind alles Pflanzen, die viel Wasser brauchen. Die Grundstücke des Züchters weisen zudem besondere Formen auf und grenzen häufig an bebaute oder gepflasterte Flächen, wodurch es mühsam wird, effizient zu beregnen. Um Wasser zu sparen, testet Huetink im NPPL-Projekt digitale Techniken zur Maßberegnung.

Um die Blumenzwiebeln zum richtigen Zeitpunkt, an der richtigen Stelle und in der richtigen Menge zu beregnen, testet der Züchter ein digitales System, bei dem Beregnungshaspeln mit Technologie versehen werden. Eine solche Technologie versetzt den Landwirt in die Lage, die Wasserabgabe zu kontrollieren, zu berechnen und zu koordinieren. Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend. Es ist möglich, innerhalb der Grundstücksgrenzen zu bewässern, und die Beregnungsmaschinen sind in der Lage, über Hindernisse wie Wohnungen hinweg zu beregnen. Der Züchter erwartet dadurch eine Wassereinsparung von etwa 10–20 %.

Digital Farming: Sensoren im Boden

Damit ist die Suche nach der optimalen Wassereinsparung aber noch nicht zu Ende. Mithilfe von Feuchtigkeitssensoren im Boden lässt sich der Wassergehalt in den verschiedenen Bodenschichten sehr genau dokumentieren. Künftig will der Züchter auf der Grundlage dieser Bodenproben digitale Aufgabenkarten erstellen, die für die Beregnung maßgeblich sein sollen. Am liebsten würde er noch einen Schritt weiter gehen: Durch Anbindung der Bodenfeuchtigkeitssensoren an ein Beratungssystem für automatische Beregnung könnte er seine Arbeit und Landwirtschaft noch weiter optimieren. Durch die Art und Weise, wie er Wasser einspart, arbeitet er an einer Lösung für künftige lang anhaltende Dürren, die ja katastrophal für die Ernte sein können.

Die Zukunft des Precision Farmings

In den Niederlanden ist noch eine weitere Initiative bekannt, die zur Digitalisierung der Landwirtschaft und des Ackerbaus beiträgt: Anfang 2019 startete das Programm „Bollenrevolutie 4.0“ (Zwiebelrevolution 4.0). Verschiedene Unternehmerinnen und Unternehmer aus dem Blumenzwiebelsektor arbeiten mit Wageningen University & Research in Versuchsgärten zusammen, um Methoden zu entwickeln, den Anbau von Blumenzwiebeln mit solchen Technologien wie Precision Farming, Smart Farming, Robotik, künstlicher Intelligenz und Big Data zu verbinden.

Sowohl durch das NPPL-Projekt als auch durch Bollenrevolutie sammeln die Niederlande viel Erfahrung mit Precision Farming und Smart Farming. GPS auf dem Traktor, Sensoren im Boden, über den Acker fliegende Drohnen – das alles ist durch die voranschreitende Digitalisierung schon lange keine Zukunftsmusik mehr. Die Herausforderung besteht nun darin, bei Maschinen und Robotersystemen eine immer höhere Genauigkeit zu erreichen, damit die Daten optimal verwendet werden können und die Kosten fallen. Außerdem müssen die Systeme benutzerfreundlicher werden, damit die Landwirtinnen und Landwirte sie auch schneller und einfacher einsetzen können. Erst dann zahlt sich der Gewinn für Umwelt, Landwirtschaft und Geldbeutel aus.

Lassen wir einstweilen nicht außer Acht, dass Drohnen nicht nur im Zuge der digitalen Landwirtschaft zur Erkennung von Unkraut und Krankheiten nützlich sind. Dieser Innovation haben wir es auch zu verdanken, dass wir uns an solchen prächtigen Bildern niederländischer Tulpenfelder erfreuen können.