Innovative Lösungen für die Lebensmittelindustrie 4.0

Wie IoT die Landwirtschaft verändern könnte

Der Einsatz von Sensoren, Drohnen oder Robotern revolutioniert die Möglichkeiten auf den Feldern. Für eine globalisierte Welt, in der es an vielen Orten Nahrungsmittelengpässe gibt, sind dies sehr gute Nachrichten. Das IoT ist jedoch kein Wundermittel in der Landwirtschaft oder der Lebensmittelindustrie, solange nicht grundlegend umgedacht wird.

Ein Traktor auf einem Feld

Die Agrarbranche muss umdenken.

Neben Blockchain und Künstlicher Intelligenz ist das IoT einer der wichtigsten Trends, die die IT-Branche von Grund auf verändern. Dabei handelt es sich um eine Art Netzwerk, in dem intelligente Objekte aus Sensoren und Prozessoren über das Internet miteinander und mit der Außenwelt verbunden sind. Das flächendeckende Netzwerk kann dabei auch Elemente wie Weinberge und Felder umfassen – und tut dies auch immer häufiger.

Den fruchtbarsten Boden für gute Reben und letztlich besseren Wein bieten Weinberge, die vernetzt sind. Aufgrund der globalen Erwärmung, die sich auch beim Weinbau beobachten lässt, müssen Winzer auf schnelle Wetteränderungen und extreme Wetterbedingungen vorbereitet sein. Dazu werden zunehmend über Weinberge verteilte Sensoren eingesetzt, um Umweltdaten, Drohnenbilder und Informationen über die Beschaffenheit der Blätter an Cloud-Plattformen zu übermitteln. Dort werden sie für einen bessere Übersicht auf einen Blick visualisiert und dienen als Planungsgrundlage für die tägliche Arbeit der Winzer. Analysen, zum Beispiel mit Power BI und mit Hilfe von Cognitive Services, schaffen zusätzlichen Mehrwert und erstellen Prognosen über den Zustand des Weinbergs. Winzer können auf diese Weise nicht nur ihre tägliche Arbeit besser planen, sondern wissen darüber hinaus, dass ihre Reben gut geschützt sind und ihnen durch das IoT permanent aktuelle Daten zur Verfügung stehen.

IoT-Anwendungsszenarien in der Landwirtschaft

Über den Weinanbau hinaus gibt es natürlich zahlreiche Anwendungsbereiche für das IoT in der Landwirtschaft.  Einige Schlüsselbegriffe tauchen dabei immer wieder auf:

  • Precision Farming: Mit dieser Methode können landwirtschaftliche Flächen standortdifferenziert und gezielt bewirtschaftet werden. Precision Livestock Farming erweitert diese Vorgehensweise auf die Tierhaltung.
  • Variable Rate Technology (VRT): Das ist ein Bereich des Precision Farming und eine Methode zur standortspezifischen oder partiellen Bodenbearbeitung mit dem Differential Global Position System (DGPS) und anderen Technologien.
  • Ertragsüberwachung: Dient unter anderem zur Überwachung von Getreidefluss, Feuchtegehalt und Gesamternte.
  • Intelligente Bewässerung: Diese Methode soll den Wasserverbrauch effizienter gestalten, um ihn zu reduzieren und somit Ressourcen schonen.
  • Farm Management Systems: Bieten Landwirten und Shareholdern von Großbetrieben Einblick in sämtliche Prozesse. So können diese optimiert und überwacht werden.

Soziales Pflichtbewusstsein im Blick behalten

In wärmeren Klimazonen gehen fruchtbare Böden durch falsche Bewässerungspraktiken verloren. In trockenen Gebieten wird Grundwasser auf die Felder gepumpt, wodurch sich die im Boden enthaltenen natürlichen Salze lösen und mit dem verdunsteten Wasser nach oben steigen. Diese nicht nachhaltigen Methoden trugen in den letzten 25 Jahren zum Verlust von etwa einem Viertel der landwirtschaftlich genutzten Fläche bei. Im selben Zeitraum ist die Weltbevölkerung um rund zwei Milliarden Menschen gewachsen. Alle drei Jahre geht jedoch eine Fläche von der Größe Deutschlands an Wüsten verloren.
Intelligente Technologien in der Landwirtschaft sollten dennoch nicht nur eine Reaktion auf ein sich verschlechterndes Klima oder für die eigene Gewinnsteigerung sein. Verbraucher werden immer kritischer und hinterfragen, was sie konsumieren. Das IoT ist also keine Lösung, die die Landwirte von ihrer sozialen Verantwortung freispricht.

In Europa leiden rund 65 Millionen Menschen an Hunger. In Afrika südlich der Sahara sind etwa 600 Millionen Menschen akut von Nahrungsmangel bedroht. Bis zum Jahr 2050 könnten bis zu zehn Milliarden Menschen auf der Erde leben. Sie alle werden Nahrung benötigen und mit zunehmendem Wohlstand höhere Anforderungen entwickeln, z.B. nach Fleisch oder Milchprodukten. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, wäre in den nächsten dreißig Jahren eine Steigerung der landwirtschaftlichen Produktion um rund zwei Drittel erforderlich. Um dies annähernd zu erreichen, müssen vorwiegend Wasser, fruchtbare Böden und Artenvielfalt intelligenter – und vor allem effektiver – genutzt und erhalten werden.

Laut vielen Regierungsstudien schreitet auch die europäische Landwirtschaft hinsichtlich der Umsetzung von Maßnahmen für Umwelt- und Naturschutz zu langsam voran. Der Einsatz von Pestiziden und die Zerstörung bestimmter Lebensräume führt unter ökologischen Gesichtspunkten sogar eher zu einer Rückwärtsbewegung. Die größten Probleme sind die Konzentration auf wenige Obstsorten, der hohe Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden auf dem Feld sowie die Verwendung von Medikamenten im Stall. So stieg der Absatz von Pestiziden in Deutschland von knapp 30.000 Tonnen im Jahr 1994 auf über 40.000 Tonnen im Jahr 2016.  Zahlreiche Studien belegen, dass die Insektensterblichkeit mit Pflanzenschutzmitteln verbunden ist. Auch im Grundwasser werden regelmäßig Pestizidrückstände nachgewiesen. Gleichzeitig sinkt der Anteil der Flächen mit einem hohen sogenannten Naturwert, wie z.B. artenreiche Wiesen oder Obstgärten.

Die digitale Welt hat in der Landwirtschaft schon seit vielen Jahren Einzug gehalten. Seit rund zwei Jahrzehnten werden alle technischen Möglichkeiten genutzt, um die jeweiligen Prozesse so präzise wie möglich zu gestalten (Precision Farming) und durch intelligente Steuerung weiter zu optimieren (Smart Farming). Oft haben diese Methoden jedoch nicht zu einer nachhaltigeren und gesünderen Landwirtschaft geführt.

Hydroponik kann neben vielen anderen Konzepten dazu beitragen, dass in Zukunft niemand hungern muss. Dabei handelt es sich um eine Methode, Pflanzen mit Wasser zu kultivieren. Entscheidend für den Erfolg sind beispielsweise die Wasserqualität (Leitfähigkeit oder pH-Wert) und die künstliche Beleuchtung. Smarte Landwirtschaft muss sich mit diesen Vorgehensweisen und Ideen auseinandersetzen, um eine wirklich nachhaltige Entwicklung des Ernährungssektors weltweit anzustoßen. Alle technischen Ressourcen dafür sind bereits vorhanden. Mit dem IoT greift die Landwirtschaft bereits auf ein modernes Konzept zurück. Passt sich die Denkweise der Landwirte diesem Fortschritt allerdings nicht an, wird die Landwirtschaft langfristig nicht von intelligenten Technologien profitieren. Wie immer liegt das volle Potenzial einer Technologie in den Händen derer, die sie nutzen.

Bildquelle: Thinkstock/iStock

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