Ein Konsortium aus acht niedersächsischen Forschungseinrichtungen unter Federführung der Universität Osnabrück hat in den vergangenen fünf Jahren im Projekt Zukunftslabor Agrar, kurz ZLA, diverse Aspekte der digitalisierten Landwirtschaft der Zukunft untersucht. Kernfragen umfassten:

1. wie geschützte Transparenz in landwirtschaftlichen Wertschöpfungsnetzen realisiert werden kann,
2. wie sich die Digitalisierung auf die Nachhaltigkeit der Landwirtschaft ökonomisch, ökologisch und sozial auswirkt.

Zum Abschluss haben sie ein gemeinsames Positionspapier vorgelegt. In diesem zeigen sie 1. die Baustellen auf, etwa die fehlende Infrastruktur für die Digitalisierung der Landwirtschaft, die mangelnde Bereitschaft/Möglichkeiten zur Digitalisierung behördlicher Prozesse und die mangelnde Interoperabilität in Wertschöpfungsnetzen und Verwaltungsebenen. Sie benennen 2. die Bedürfnisse der landwirtschaftlichen Betriebe und geben 3. Empfehlungen an die Politik zur Digitalisierung.

Ein wichtiges Ziel im Zukunftslabor Agrar war es, die Idee des Spot Farming weiterzuentwickeln. Anstatt riesige Ackerflächen einheitlich zu bewirtschaften, werden Felder in möglichst homogene Teilflächen, so genannte Spots, unterteilt. Jeder dieser Spots bekommt eine eigene Fruchtfolge, die perfekt auf die Gegebenheiten, also z.B. lokalen Boden- und Lichtbedingungen abgestimmt ist. Autonome Roboter, so die Zukunftsvision, übernehmen den Rest – säen, düngen und pflegen – und das mit Präzision. So könnte mit der Hälfte an Dünge- und Pflanzenschutzmitteln der gleiche Ertrag erzielt werden, sagt Prof. Jens-Karl Wegener, der Leiter des Instituts für Anwendungstechnik für den Pflanzenschutz am JKI. „Die Landwirtschaft muss ökologischer und wirtschaftlicher werden“, erklärt Wegener. „Künftig werden die Ressourcen für eine pauschale Herangehensweise limitiert sein. Auch das Wetter stellt, getrieben durch den Klimawandel, den Pflanzenbau vor immer größere Herausforderungen. Mit Spot Farming wäre es möglich, verschiedene Kulturen genau dort anzubauen, wo sie jeweils optimale Wachstumsbedingungen vorfinden. Damit werden sie resilienter, ertragreicher und wir erhöhen gleichzeitig die Diversität der Agrarökosysteme und schützen die Umwelt.“

Natürlich muss sich auch die Landtechnik an der Größe der Spots ausrichten. Benötigt würden künftig eher kleinere Maschinen und Roboter. Damit diese autonom ihren Dienst versehen können, braucht es einen Digital Twin, also ein virtuelles Abbild der Wirklichkeit und dafür braucht man vorher Daten, zum Beispiel Geodaten. Diese stehen aber nicht immer einfach zur Verfügung.

Damit das Spot Farming Wirklichkeit wird, müssen vorab u.a. Feldkarten erstellt werden. Es muss möglich sein, Arbeitsaufträge an die Roboter über Apps- und Webdienste zu erteilen. Dafür fehlt jedoch eine durchgängige Digitalisierung in der Branche. Für die Interaktion zwischen den Akteuren in der Landwirtschaft fehlen einheitliche digitale Schnittstellen. So können Agrarbetriebe derzeit die verpflichtende Dokumentation etwa zum Einsatz von Pflanzenschutzmitteln bei Behörden zum Teil nur per Post abliefern.

Damit die Transformation hin zu datenbasierten KI-Analyseinstrumenten und neuen Konzepten wie dem Spot Farming gelingen kann, darf neben den technischen Voraussetzungen auch die soziale Komponente nicht vernachlässigt werden. Die Betriebe brauchen Beweise dafür, dass digitale Technologien ökologisch, ökonomisch und sozial sinnvoll sind. Sie müssen ihnen die Arbeit erleichtern und nicht weiter verkomplizieren.

Hintergrund:

Das Zukunftslabor Agrar, kurz ZLA, war im Oktober 2019 gestartet und wird über das Zentrum für Digitale Innovationen Niedersachsen (ZDIN) vom Land Niedersachsen aus Mitteln des Fonds zukunft.niedersachsen mit einer Fördersumme von 3,7 Millionen Euro gefördert. Neben der Universität Osnabrück als Konsortialführende Einrichtung waren folgende Institutionen im Projekt Zukunftslabor Agrar beteiligt: Das DFKI-Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH; die Georg-August-Universität Göttingen, die Hochschule Osnabrück, das Julius Kühn-Institut (JKI), die Technische Universität Braunschweig (TU Braunschweig), das Thünen-Institut (TI) und die Universität Vechta.