Viele Gründe sprechen dafür, dass der Pflanzenbau in Zukunft anders aussehen muss als heute: Erosion, Bodendruck, Resistenzen, Wirkstoffverluste, mangelnder Züchtungsfortschritt, Beschränkungen in der Düngermenge – all das sind akute Probleme in der Praxis. Dazu kommt die gesellschaftliche Debatte, schwer absehbare politische Entscheidungen, der demografische Wandel, der den Arbeitskräftemangel beschleunigen wird. Kurz: die derzeitigen Produktionssysteme im Ackerbau stehen vor dem Umbruch.

Digitalisierung und autonome Maschinensysteme bieten hier zahlreiche Möglichkeiten, die seit Jahren von Wissenschaftlern untersucht und weiterentwickelt werden. Es begann vor vielen Jahren mit den Durchbrüchen in der Sensortechnik und der Datenverarbeitung. Drohnen sind heute beinahe schon Alltag, auch die Fernerkundung erlebt dank neuer Satellitensysteme einen Boom. Nun wäre die Anpassung und Umgestaltung der Maschinensysteme an diese kleinräumigen Datenerhebungen die logische Folge. Erste Prototypen kleiner automatischer Maschinen sind auf Versuchsfeldern unterwegs, in Sachen Steuerung bietet zum Beispiel der alljährliche Field Robot Event einen Einblick in die Kreativität junger Wissenschaftler.

Das Konzept des „Spot Farming“ soll die Besonderheiten des Standorts und die Ansprüche der Einzelpflanze miteinander vereinen, indem Agrarflächen nach ihren teilflächenspezifischen Eigenschaften bewertet und in „Spots“ eingeteilt werden. Autonome Robotiksysteme, die jede einzelne Pflanze in diesen Spots nach ihren Bedürfnissen versorgen, sollen höhere Präzision bei Aussaat, Düngungs- und Pflanzenschutz-Maßnahmen garantieren, damit Ressourcen sparen und Erträge steigern. Die kleinen, leichten Maschinen schonen den Boden und können natürliche Landschaftseigenschaften fördern. So werden auch gesellschaftlich erwünschte Nebenaspekte bedient, wie vielfältigere Kulturlandschaften, mehr Biodiversität und Struktur in der Landschaft. Der große Schlag mit einer einheitlichen Kultur darauf könnte dann Geschichte sein.

Sonderheft zu neuen Pflanzenbausystemen

Wissenschaftler des Julius Kühn-Instituts (JKI) beschäftigen sich seit Jahren mit solchen künftigen Ackerbausystemen. Gemeinsam mit Kollegen aus dem Thünen-Institut und der Technischen Universität Braunschweig haben sie ein „Themenheft Neue Pflanzenbausysteme“ erstellt, dessen Beiträge im Internet kostenlos heruntergeladen werden können. Neben einem Überblick über Sinn und Ziele des Spot Farming geht es in weiteren Beiträgen zum Beispiel um die Standraum-Optimierung für Kulturpflanzen. Denn wo kleine Maschinen navigieren sollen, müssen Fahrgassen anders gelegt werden. Im Schnitt stehen bei dem Zukunftsszenario weniger Pflanzen auf dem Hektar, sie bringen jedoch dank optimaler Einzelpflanzenversorgung mehr Ertrag.

Ein dritter Beitrag befasst sich mit der Wirtschaftlichkeit autonomer Kleinmaschinen. Kalkulationen zeigen, dass als Ersatz für Arbeitsverfahren mit hohen Lohnkostenanteilen künftig mehrere kleinere Maschinen ebenso günstig eingesetzt werden können. Für kapitalintensivere Arbeitsverfahren mit geringem Lohnkostenanteil – wie die Ernte – ist dies vorerst noch nicht zu erwarten. Die Kalkulationen stellen jedoch nur eine erste Näherung an die Frage dar, welche Maschinengröße sich bei autonom fahrenden Landmaschinen künftig durchsetzen wird. Es bleibt erheblicher Forschungsbedarf, insbesondere hinsichtlich der monetären Bewertung der pflanzenbaulichen Vorteile durch kleinere Landmaschinen.

Quelle: JKI