Die Präzisionslandwirtschaft hat sich mit ihren technologischen Innovationen als ein wesentlicher Hebel für eine verantwortungsvollere und produktivere Landwirtschaft erwiesen. Im Mittelpunkt dieses Wandels steht die sogenannte „Variable Rate Technology“ (VRT), die eine zentrale Rolle bei der Bestimmung des spezifischen Bedarfs und der differenzierten Anwendung von Betriebsmitteln auf jeder landwirtschaftlichen Fläche spielt. Seit ihrer Einführung Ende des 20. Jahrhunderts hat die VRT eine bemerkenswerte Entwicklung durchgemacht, die durch technologische Fortschritte vorangetrieben wurde und heute zu einem der Grundpfeiler der intelligenten Landwirtschaft geworden ist. Einem Bericht von Spherical Insights & Consulting zufolge wird der weltweite VRT-Markt bis 2033 mit einer geschätzten CAGR von 13,85 % voraussichtlich 25,43 Milliarden US-Dollar erreichen. Dieses Wachstum verdeutlicht die Bedeutung dieser Technologien in der Landwirtschaft in einer Zeit, in der die weltweite Nachfrage nach Nahrungsmitteln steigt und die Ressourcen zunehmend begrenzt sind. In diesem Artikel untersuchen wir von Alcimed, wie VRT die verantwortungsvollen landwirtschaftlichen Praktiken von morgen prägt.
Diese Technologien ermöglichen es, landwirtschaftliche Betriebsmittel (Düngemittel, Saatgut, Pestizide, Wasser) in variablen Dosierungen entsprechend dem spezifischen Bedarf der einzelnen Bereiche eines Feldes auszubringen. Es gibt zwei Haupttypen von VRT-Systemen: kartengestützte Systeme, die sich auf vorab erstellte Karten stützen, und sensorbasierte Systeme, die die Ausbringung in Echtzeit anhand der von Sensoren erfassten Daten anpassen.
Bei der kartengestützten Methode erfolgt die Datenerfassung im Vorfeld. Hilfsmittel wie Satellitenbilder liefern detaillierte Informationen über die Feldbedingungen und machen Abweichungen sichtbar, die vom Boden aus nicht sichtbar sind. Mit Multispektral- und Wärmekameras ausgestattete Drohnen sammeln Daten, um Pflanzenstress, Wassermangel und Schädlingsbefall zu erkennen. Und schließlich ergänzen Proben, Bodensensoren und vergangene Ertragsdaten diese Daten, um ein vollständiges Bild der Feldbedingungen zu erhalten.
Nach der Erfassung werden die Daten vor dem Einsatz vor Ort mithilfe von Software für geografische Informationssysteme (GIS) analysiert. Die Entwicklung von Big Data und künstlicher Intelligenz hat die Prognosemodelle verbessert. Plattformen bieten nun Lösungen für die Visualisierung und Kartierung von Daten und erstellen Prognosemodelle für den Nährstoffbedarf und die von Wasserstress bedrohten Bereiche.
Diese Softwarepakete ermöglichen die Erstellung von Verschreibungskarten, in denen spezifische Maßnahmen in verschiedenen Bereichen des Feldes aufgeführt sind und die den Einsatz von Geräten für eine optimierte Anwendung von Betriebsmitteln steuern.
Bei der sensorbasierten Methode werden Daten in Echtzeit mit Sensoren erfasst, die während der Feldarbeit an landwirtschaftlichen Geräten angebracht werden. Diese Sensoren messen Parameter wie die Bodenfruchtbarkeit, den Feuchtigkeitsgehalt und die Gesundheit der Pflanzen. Die Analyse erfolgt sofort über bordeigene Systeme. Es werden keine vorgefertigten Verschreibungskarten verwendet, da die Empfehlungen anhand der in Echtzeit erfassten Daten erstellt werden, was eine sofortige Anpassung an die Feldbedingungen ermöglicht.
Die Einführung der VRT bietet erhebliche Vorteile für alle Beteiligten im Agrarsektor, einschließlich der Erzeuger, der Verbraucher und der Umwelt.
Dank der VRT kann der Einsatz von Saatgut, Düngemitteln und Chemikalien reduziert werden, indem für jeden Bereich des Feldes genau die benötigte Menge ausgebracht wird. Es hat sich gezeigt, dass in ertragreichen Umgebungen die Aussaatmenge um 18 % reduziert werden kann, ohne die Sojabohnenerträge zu beeinträchtigen. Dadurch wird das Pflanzenwachstum optimiert, die Verschwendung begrenzt und die Menge und damit die Kosten der Betriebsmittel reduziert. Infolge dieser Optimierung sind die Ernten oft reichhaltiger und von besserer Qualität, da die Pflanzen genau das erhalten, was sie brauchen.
Die VRT verringert den ökologischen Fußabdruck der Landwirtschaft, indem sie den übermäßigen Einsatz von Chemikalien und die Verschmutzung von Böden und Gewässern vermeidet und so zur Erhaltung der natürlichen Ressourcen beiträgt. Eine Studie hat gezeigt, dass die VRT die Nitratauswaschung, d. h. den Verlust dieser Nährstoffe an das Grundwasser, erheblich reduziert. Diese Methode führt dazu, dass der Restgehalt im Boden nach der Ernte viel geringer ist (weniger als 45 %) als bei der homogenen Düngung. Da die Landwirte weniger Chemikalien pro Hektar einsetzen, werden die Böden weniger geschädigt und die Lebensdauer der Felder verlängert. Darüber hinaus lässt sich mit VRT alles, was auf den Feldern ausgebracht wird, leicht zurückverfolgen, was den Landwirten hilft, wettbewerbsfähig zu bleiben, indem sie jede Phase der Produktion von der Ernte bis zum Vertrieb verfolgen können. Ein gutes Rückverfolgbarkeitssystem ist ein Vorteil für landwirtschaftliche Betriebe, denn es ermöglicht die Beantwortung von Fragen zu Saatgut, verwendeten Düngemitteln, ausgebrachten Mischungen und Erntezeitpunkt.
Trotz ihrer vielen Vorteile ist die Einführung der VRT in der Landwirtschaft mit einigen großen Herausforderungen verbunden. Eine der größten Herausforderungen besteht darin, diese Technologie allen Landwirten zugänglich zu machen.
Die Einführung der VRT erfordert hohe Anfangsinvestitionen in Spezialgeräte wie Sämaschinen, Sprühgeräte und Bewässerungssysteme mit variabler Bewässerungsrate sowie in Software für Datenmanagement und -analyse. Trotz staatlicher Beihilfen, wie sie in Frankreich beispielsweise von den französischen Landwirtschaftskammern angeboten werden, stellen diese Kosten für kleine und mittlere Betriebe eine große Herausforderung dar. Diese Betriebe stellen sich daher oft die Frage, ob es für sie erschwinglichere Lösungen gibt.
Die Einführung der VRT stellt für Landwirte eine technische Herausforderung dar, da sie spezifische Kompetenzen erfordert, um die Technologie effektiv zu installieren und zu nutzen. Um die Vorteile der VRT zu maximieren, sind umfangreiche Schulungen und eine kontinuierliche Unterstützung unerlässlich. Nur so kann sichergestellt werden, dass die Landwirte diese Instrumente korrekt einsetzen und ihren Einsatz auf dem Feld optimieren können.
Die Verwaltung und Integration der gesammelten Daten in spezialisierte Systeme bringt zusätzliche Herausforderungen mit sich, wie z. B. die Interoperabilität, die gemeinsame Nutzung und das Eigentum an landwirtschaftlichen Daten, was die breite Einführung der Technologie im Agrarsektor einschränken könnte.
Die „Variable Rate Technology“ (VRT) stellt einen großen Fortschritt für die Landwirtschaft dar und verbessert die Erträge, das Ressourcenmanagement und die Nachhaltigkeit. Ihre Einführung erfordert jedoch erhebliche Investitionen in Spezialgeräte, Schulungen und fortschrittliches Datenmanagement. Jüngste Fortschritte wie maschinelles Lernen, IoT und Blockchain versprechen eine weitere Verbesserung der VRT, die Optimierung von Betriebsmitteln, die Automatisierung der Datenerfassung und die Gewährleistung der Rückverfolgbarkeit. Wir von Alcimed können Sie bei Ihren Innovationsprojekten begleiten. Zögern Sie nicht, unser Team zu kontaktieren!
Über die Autorin,
Virgile, Consultant in Alcimeds Life Sciences Team in Frankreich
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