Das Internet der Dinge mit allgegenw\u00e4rtiger Vernetzung, Autonome Systeme mit Robotik und Sensorik, IT-basierte Dienstleistungen: Es sind dies ein paar der Mega-Trends, die sich heute zeigen, wobei Smartphones, Tablets und Apps in Verbindung mit intelligenter Sensor- und Satellitentechnik schon fast zum t\u00e4glichen Gebrauch geh\u00f6ren.<\/p>\n
Dabei wurde der Begriff \u201cIndustrie 4.0\u201d gepr\u00e4gt. 4.0 steht f\u00fcr die vierte industrielle Revolution. Als erste industrielle Revolution wird die Einf\u00fchrung der Wasser- und Dampfkraft, mit der automatisierte Produktionsm\u00f6glichkeiten entstanden, bezeichnet. Die zweite industrielle Revolution war durch Massenfertigung mit Hilfe von Flie\u00dfb\u00e4ndern und elektrischer Energie gepr\u00e4gt, die dritte industrielle Revolution oder digitale Revolution durch den Einsatz von Elektronik und Informationstechnologien zur Automatisierung der Produktion. Die vierte industrielle Revolution kennzeichnet sich durch die Nutzung cyber-physischer Systeme.<\/p>\n
Mit dem Ausdruck \u201e4.0\u201c wird Bezug genommen auf die bei Software-Produkten \u00fcbliche Versionsbezeichnung, die bei gr\u00f6\u00dferen \u00c4nderungen von einer neuen Version spricht, die erste Ziffer der Versionsnummer um Eins erh\u00f6ht und gleichzeitig die zweite Ziffer auf Null zur\u00fccksetzt.<\/p>\n
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…und zur Landwirtschaft 4.0<\/em><\/strong><\/p>\n Der Grundansatz f\u00fcr die Landwirtschaft 4.0 ist identisch mit der Industrie 4.0; dabei gilt es, Produktionsprozesse auf den verschiedenen Stufen intelligent zu vernetzen und vom realen Gesellschafts-, Kunden- und Marktinteresse ausgehend zu steuern.<\/p>\n Die Landwirtschaft 4.0 baut auf den Innovationen und Erfahrungen der Industrie 4.0 auf und entwickelt sie weiter gem\u00e4\u00df den speziellen Anforderungen der Landwirtschaft. Das \u201cInternet der Dinge\u201d ver\u00e4ndert den Trend von einzelnen Produkten hin zu Systemen, die eng miteinander verkn\u00fcpft werden. Der Weg geht vom einfachen Produkt \u2013 dem Traktor \u2013 \u00fcber das intelligente Produkt \u2013 der Traktor und der PC \u2013 zum intelligenten vernetzten Produkt \u2013 das Smartphone vernetzt mit dem Traktor und Daten\u00fcbertragung an den PC. Als 4. Etappe kommt das Produktsystem, wo die Landmaschinen mit Systemen ausger\u00fcstet sind und automatisch Daten an den Traktor und den PC \u00fcbertragen. Dieser Etappe folgt das System der Systeme mit Vernetzung von Agrarmanagementsystemen, Bew\u00e4sserungssystemen, Saatgutoptimierungssystemen, Wetterdatensystemen und Landmaschinensystemen, alles ausgestattet mit Sensoren, die Daten \u00fcber den Zustand der Pflanzen und der B\u00f6den einsammeln, auswerten, untereinander vernetzen… In der 4.0 Zeit kommunizieren Maschinen mit Maschinen und Computerprogramme sollen Entscheidungen treffen.<\/p>\n <\/p>\n Die Digitalisierung kann sicherlich zu einer noch effizienteren Nutzung der Ressourcen beitragen und kommt so dem Menschen, dem Tier und der Umwelt zugute. 1950 ern\u00e4hrte ein Landwirt 10 Menschen, 2013 lag die Zahl bei 145 und 2050 wird ein Landwirt wohl 200 Menschen ern\u00e4hren k\u00f6nnen. Eine stetig wachsende Weltbev\u00f6lkerung und der h\u00f6here Lebensmittelbedarf verlangen in der Tat eine ganz wesentliche Steigerung der landwirtschaftlichen Produktion, womit denn auch, neben der Perfektionierung bereits existierender Technologien, der Innovation und effizienten ressourcenschonenden Produktionsmethoden eine ganz besondere Bedeutung zukommen.<\/p>\n Wie bereits erw\u00e4hnt, ist die Digitalisierung in der Landwirtschaft bereits heute eine Realit\u00e4t und wird sich mehr oder weniger rasch weiterentwickeln. Dabei werden vor allem vier Bereiche aufgelistet: Die Pr\u00e4zisions-Tierhaltung, die Pr\u00e4zisionslandwirtschaft, die Logistik und der Bereich Lebensmittel-Verbraucher. Entlang der gesamten Lebensmittelherstellungskette k\u00f6nnten Robotersysteme, Sensoren, eine automatische Steuerung und weitere technische Innovationen im Zusammenhang mit dem Internet und Big Data nutzbringend eingesetzt werden.<\/p>\n Die Entwicklungen der Automatisierung und der Roboter-Technik in der Tierhaltung gelangen bereits in vielen Betrieben zur Anwendung. Immer mehr Arbeiten im Stall werden automatisiert, um das Tierwohl zu verbessern. Dabei sind Melkroboter, Spaltenreiniger oder F\u00fctterungsautomaten sehr pr\u00e4sent. Das Melken \u00fcber automatische Melksysteme hat eine schnelle Entwicklungsphase durchlaufen und seit Jahren geh\u00f6ren die Roboter zum Stand der Technik. Das Herdenmanagement wird zudem \u00fcberwiegend per Daten auf dem Computer gehandhabt. Mit Hilfe verschiedener Computerprogramme k\u00f6nnen viele Leistungs- und Gesundheitsdaten des Einzeltieres wie auch der Herde erfasst und ausgewertet werden.<\/p>\n Tierspezifische Daten k\u00f6nnen zum Beispiel \u00fcber die Bewegungs-, Fress- und Tieraktivit\u00e4tssensoren ermittelt werden. Die Bewegungsaktivit\u00e4t der K\u00fche kann gemessen werden, um so die Brunsterkennung zu erleichtern. Eine optimale und zeitnahe Besamung ist dadurch m\u00f6glich. Gesundheits- und Verhaltensmonitoring der Tiere stehen im Vordergrund.<\/p>\n Aktuell liegen die Herausforderungen nicht nur in der reinen technischen Entwicklung von Sensorik, sondern auch in der Aufbereitung und Nutzbarkeit der anfallenden Massendaten. Mit permanent erfassten und ausgewerteten Gesundheitsparametern wird der Tierhalter im Bedarfsfall per Handy informiert, um so entsprechend und schnell reagieren zu k\u00f6nnen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Kombination aus mehreren Parametern, insbesondere aus verschiedenen Anwendungen der erfassten Daten (Abweichungsmodell und Absolutwerte), die besten Sensitivit\u00e4ten erzielen. Eine einfache R\u00fcckverfolgbarkeit der Daten ist problemlos m\u00f6glich.<\/p>\n Die Wirtschaftlichkeit digitaler Technik wird von geringeren Kosten der Arbeitskr\u00e4fte, jedoch h\u00e4ufig durch den h\u00f6heren Investitionsbedarf bestimmt.<\/p>\n Im Acker- und Feldanbau nimmt das \u201ePrecision Farming\u201c mehr und mehr eine zentrale Rolle ein. Die Pr\u00e4zisionslandwirtschaft steht f\u00fcr eine moderne High-Tech-Landwirtschaft. Pr\u00e4zision durch Satellitensteuerung in der Landwirtschaft schreitet weiter voran, wobei die Satellitensteuerung bereits sehr weit verbreitet ist. Ein Traktor mit GPS-Empf\u00e4nger und Korrektursignal kann bis auf wenige Zentimeter pr\u00e4zise gesteuert werden.<\/p>\n Zunehmende Auflagen im Bereich des Pflanzenschutzes und der D\u00fcngung machen eine Betriebsmanagementsoftware zu einem unersetzlichen Werkzeug. Eine besonders genaue und gezielte Ausbringung von N\u00e4hrstoffen und Pflanzenschutzmitteln entsprechend den Bodenverh\u00e4ltnissen, den im Boden noch verbleibenden N\u00e4hrstoffen, dem Wachstum der Pflanzen, der Pr\u00e4senz von Unkraut oder aber dem N\u00e4hrstoffbedarf der Pflanzen bzw. weiterer Parameter ist durch den Einsatz dieser Technologie zentimetergenau m\u00f6glich, womit auch eine optimierte Ernte realisiert wird. Somit wird nicht nur die Umwelt geschont; der Einsatz dieser Technik tr\u00e4gt auch zu einer Reduzierung der Kosten f\u00fcr Betriebsmittel bei.<\/p>\n Nicht nur die Satellitensteuerung ist ein wichtiger Bestandteil der Landwirtschaft, auch weitere Sensoren an den Erntemaschinen selbst werden langsam zur Grundausstattung. Feldh\u00e4cksler k\u00f6nnen z.B. heutzutage, dank modernster Techniken, neben dem Ertrag auch die Inhaltsstoffe des Gutes erfassen. Dabei erfassen sie jede Menge Infos \u00fcber den Standort und die Sorten, die auch als Entscheidungshilfe zur Bestimmung der Fruchtfolge und Sortenwahl beitragen.<\/p>\n Der Einsatz von Drohnen geh\u00f6rt zur Pr\u00e4zisionslandwirtschaft und erm\u00f6glicht weitere Daten \u00fcber den Zustand der Kulturen zu erfassen.<\/p>\n Der Markt f\u00fcr digitale Landtechnik w\u00e4chst um durchschnittlich zw\u00f6lf Prozent im Jahr. Nach aktuellen Prognosen soll allein die Wertsch\u00f6pfung durch Digitalisierung bis 2020 weltweit ein Volumen von 4,6 Milliarden Euro haben.<\/p>\n Auch beim Transport k\u00f6nnen mit Hilfe der GPS-Technik logistische Erleichterungen entstehen. Die Steuerung des Logistikprozesses zwischen zum Beispiel Erntemaschine, Transportfahrzeugen und dem Verdichtungsfahrzeug kann vorausschauend auf Basis von Ertragsprognosedaten erfolgen, gleichzeitig werden die Fahrrouten der Maschinen aufeinander abgestimmt. Mittlerweile werden etwa 50% der Mittel- bis Gro\u00df-Traktoren mit einem GPS-Empf\u00e4nger ausgestattet. Reduzierte Arbeitszeiten und eine Optimierung der Wirtschaftlichkeit aller Arbeitsg\u00e4nge sind die positiven Effekte. Im Bereich der Logistik werden auch Drohnen zur Datenerfassung und Daten\u00fcbermittlung eingesetzt.<\/p>\n Ein weiterer Bereich, in dem die Digitalisierung fortschreitet, ist der der Lebensmittel und Verbraucher. Die digitale Speicherung aller Daten der verschiedenen Produktionsetappen gibt Auskunft \u00fcber die Produkte und sichert eine l\u00fcckenlose R\u00fcckverfolgbarkeit. R\u00e4umlich wie zeitlich hochaufgel\u00f6ste Informationen aus den jeweiligen Produktionsprozessen k\u00f6nnen mit Informationen der Produktionsprozesse und der Nachfrage der Verbraucher vernetzt werden, um \u00f6kologischer und \u00f6konomischer zu arbeiten.<\/p>\n Der Verbraucher kann auf digitalem Weg die Produkte, per Abruf von Daten mittels Computer, zur\u00fcckverfolgen. Somit k\u00f6nnen Qualit\u00e4t und Standards entlang der Lebensmittelkette besser \u00fcberwacht und kontrolliert werden. Die Lebensmittelqualit\u00e4t kann zu jeder Zeit \u00fcberpr\u00fcft werden. Zudem kann durch die vielen Informationsdaten flexibel und zeitnah auf Marktver\u00e4nderungen reagiert werden. Die Produktion nach Bedarf kann die landwirtschaftliche Produktivit\u00e4t steigern und die Ressourcen schonen.<\/p>\n Auch wenn die landwirtschaftlichen Produkte \u00fcber den Lebensmittelhandel verkauft werden, tr\u00e4gt Transparenz zu einem positiven Image der Landwirtschaft bei. Denn der Landwirt kann selbst aktiver werden, um Vertrauen und Glaubw\u00fcrdigkeit gegen\u00fcber dem Verbraucher zu erlangen. Die Transparenz und allgemeine Zug\u00e4nglichkeit von Informationen muss jedoch durch rechtliche Rahmenbedingungen gesichert werden.<\/p>\n Und wo geht die Reise hin?<\/strong><\/p>\n Bereits heute werden eine Reihe von Daten miteinander verkn\u00fcpft. F\u00fcr die Zukunft zeichnet sich f\u00fcr die Hoff\u00fchrung das Bild der Verkn\u00fcpfung, der Integration aller Daten ab, einschlie\u00dflich der klassischen \u201eBuchf\u00fchrungsdaten\u201c. Die Entwicklung von immer mehr Sensoren, d.h. auch das Erfassen von immer mehr Informationen \u00fcber Bodenzustand, Kulturen, deren N\u00e4hrwert bis hin zum Tiergesundheitszustand wird weitergehen… Es ist tats\u00e4chlich das Bild des vollautomatisierten, von Computertechnik gesteuerten Betriebs, wo die Kuh das SMS verschickt und die Maschinen untereinander kommunizieren, wo dem Menschen allerdings noch eine unersetzliche Rolle zukommt: Er muss immer noch die Daten interpretieren und das System entsprechend steuern k\u00f6nnen.<\/p>\n \u00a0 Zu den spezifischen Arbeiten vom LIST im Bereich der Landwirtschaft 4.0 geh\u00f6rt das Prognosemodell Sentinelle \u2013 ein Warndienst mit Ver\u00f6ffentlichungen zu Sch\u00e4dlings- und Krankheitsbefall von Raps und Getreide anhand von verschiedenen Daten.<\/p>\n Infolge des Klimawandels werden sich die extremen Wetterereignisse wohl in Zukunft weiter h\u00e4ufen. Bedingt durch die daraus resultierenden Produktionsausf\u00e4lle steht der landwirtschaftliche Sektor vor einer weiteren Herausforderung. Prognosemodelle, die durch agrarspezifische Wetterdaten erstellt werden k\u00f6nnen, geben zunehmend Informationen und nehmen erheblich an Aussagekraft zu. Diese erfassten Daten geben Empfehlungen f\u00fcr den Zeitpunkt und den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln an die Landwirte weiter. Hinzu kommt, dass Wetterstationen den optimalen Erntezeitpunkt errechnen k\u00f6nnen.<\/p>\n Weitere Projekte, an denen das LIST arbeitet oder mitarbeitet, bei denen mit Satellitendaten bzw. mit von Drohnen erfassten Daten gearbeitet wird, betreffen ein WEB-Tool zur Visualisierung der Kulturen. Dieselbe erlaubt eine Voraussage \u00fcber die zu erwartende Erntemenge, was beispielsweise im Falle einer Biogasanlage erlaubt zu planen, wie weit der Bedarf an Biomasse abgedeckt werden kann bzw. wieviel zugekauft werden muss. Auch wird der Erntezeitpunkt besser planbar.<\/p>\n Ein anderes Projekt betrifft die Quantifizierung von Humus in den B\u00f6den per Satellitendaten. Es ist dies eine Anwendung, die effizienter ist als Bodenanalysen und die es erlaubt, wertvolle Informationen an die Landwirte weiterzugeben. Zudem verschafft sie einen \u00dcberblick \u00fcber eine ganze Region.<\/p>\n Das LIST beteiligt sich ebenfalls an einem Projekt in den Niederlanden im Bereich des Kartoffelanbaus. Dabei werden Drohnen zum Ausbringen von D\u00fcnger eingesetzt. In einem anderen Projekt werden Drohnen zur \u00dcberwachung der Weinberge bzw. zum Ermitteln eines eventuellen Sch\u00e4dlingsbefalls, des zu erwartenden Ertrages und des Reifezustandes der Trauben eingesetzt.<\/p>\n Die neuen funkgesteuerten Multicopter tragen zur technischen Revolution in der Landwirtschaft bei. Die Automatisierung \u00fcber Sensoren f\u00fcr das Geo-Mapping bis hin zur \u201eBig Data\u201c-Technologie k\u00f6nnen eine bessere Verwertung der Klima- und Bodendaten zur Folge haben. Ausgestattet mit Sensoren und Mikrokontrollern, Multispektralkameras, GPS-Empf\u00e4ngern und vielem mehr unterst\u00fctzen die Drohnen die Landwirte bei dem effizienten Einsatz von Pflanzenschutzmitteln. Au\u00dferdem liefern sie wichtige Daten \u00fcber die Bodenbeschaffenheit der Felder. Besonders beim Bodenmonitoring zeigen sich die r\u00e4umlich-zeitnahen Muster der Bodenqualit\u00e4t, wie beispielsweise des Humus. Per Infraroterkennung kann zudem eine Identifikation der Rehkitze aus der Luft vorgenommen werden und so Wildtiere vor dem M\u00e4htod sch\u00fctzen.<\/p>\n Aus all diesen Daten k\u00f6nnen robuste Handlungsempfehlungen an die Landwirte abgeleitet werden. In Zukunft werden wom\u00f6glich elektronische Hilfsmittel wie Apps es erm\u00f6glichen, durch ein simples Handyfoto Insektenbefall, Unkr\u00e4uter oder Pflanzenkrankheiten zu erkennen.<\/p>\n Die Digitalisierung in der Landwirtschaft ist bereits weit verbreitet und wird sich unumkehrbar fortsetzen. Demnach ist es wichtig, sich mit den damit einhergehenden Problemen auseinander zu setzen. Laut einer Umfrage in Deutschland best\u00e4tigen 53% der befragten Landwirte, dass sie die Technologien der Landwirtschaft 4.0 bereits heute in der einen oder anderen Form anwenden, f\u00fcr 24% der Befragten stehen sie in Diskussion, f\u00fcr 6% in konkreter Planung. Lediglich f\u00fcr 16% sind sie kein Thema.<\/p>\n Wichtig ist es jedenfalls, sich mit der Digitalisierung auseinander zu setzen: Sie bietet in mehrfacher Hinsicht reale Chancen f\u00fcr die Landwirtschaft; sie geht jedoch gleichzeitig mit realen Risiken einher, die es richtig zu erfassen und einzusch\u00e4tzen gilt. Dabei ist es unumg\u00e4nglich, die Frage der Big Data, des Schutzes der Daten, der Verf\u00fcgbarkeit der Daten und des Eigentums der Daten, auch der Haftung anzugehen. Auf diese sehr weitreichende und schwierige Problematik wird gesondert zur\u00fcck zu kommen sein.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Landwirtschaft 4.0, Digitalisierung, Smart Farming, Precisioun Farming sind Begriffe, die ebenso wie Begriffe wie Gesellschaft 4.0, Industrie 4.0 … immer mehr in den Fokus r\u00fccken. Dabei ist die Digitalisierung bereits seit langem in unserer Wirtschaft, unserer Gesellschaft, in unserem t\u00e4glichen Leben und selbstverst\u00e4ndlich auch in der Landwirtschaft angekommen. Um sich konkreter mit dem Thema zu befassen und auseinander zu setzen, hatte die Bauernzentrale am vergangenen 13. 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<\/p>\nLandwirtschaft 4.0 \u2013 ein kurzer \u00dcberblick<\/h1>\n
1. Pr\u00e4zisionslandwirtschaft in der Tierhaltung<\/h2>\n
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<\/strong><\/p>\nDie Arbeiten vom LIST im Bereich Pr\u00e4zisions-Landwirtschaft<\/h1>\n
Die Digitalisierung \u2013 ein unumkehrbarer Trend<\/h1>\n