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Betriebsführung

Datenerhebung: Auswertung und Empfehlung

Was trägt die Forschung zur Entwicklung von neuen Smart Farming-Methoden bei? Was gibt es bereits und wie nützlich sind diese Methoden in der Praxis? Dr. Frank Liebisch, ETH Zürich, und Landwirt Daniel Peter diskutieren in unserer Serie Theorie und Praxis.

Daniel Peter betreibt unter anderem Rebbau und Munimast.

Daniel Peter betreibt unter anderem Rebbau und Munimast.

(Gabriela Küng)

Publiziert am

Aktualisiert am

Leiterin Kommunikation, mooh Genossenschaft

Was ist Smart Farming genau und wie können insbesondere Fernerkundungsmethoden der Schweizer Landwirtschaft Vorteile verschaffen? Landwirt Daniel Peter und Dr. Frank Liebisch, ETH Zürich, diskutieren über die heutigen und möglichen zukünftigen Entwicklungen.

UFA-Revue:Welche Bedeutung hat Smart Farming für die Schweizer Landwirtschaft?

Frank Liebisch: Im Moment hat Smart Farming bei uns in der Schweiz eine geringe Bedeutung. Das mag vielleicht erstaunen. Wenn man aber die Definition von «Smart Farming» genau anschaut, dann wird einiges klar. Heute werden nämlich hauptsächlich verschiedene Methoden aus dem Precision Farming benutzt. Das sind Methoden, die einzelne Arbeitsschritte vereinfachen und verbessern. Das «smart» wird aber nicht wirklich angewendet: Smart bedeutet für uns Wissenschaftler, dass Informationen aus verschiedenen Methoden vernetzt und automatisch ausgetauscht werden. Erst dann kann auch wirklich von Smart Farming gesprochen werden.

Daniel Peter: Auch ich denke, dass die Bedeutung von Smart Farming heute in der Schweiz noch klein ist. Die neuen Techniken sind sicherlich gut – trotzdem muss es für mich am Ende finanziell aufgehen. Ohne Mehrwert investiere ich nicht in eine neue Technik. Ich habe beispielsweise einen Tränkeautomat, der mir viel Arbeit abnimmt. Aufgrund der Saufgeschwindigkeit erkennt der Automat, dass ein Kalb nicht ganz fit ist. So kann ich dank dieser automatischen Meldung dieses Tier speziell überwachen und frühzeitig reagieren.

Liebisch: Das ist für mich der Übergang zum Smart Farming. Der Automat erhebt nicht nur Daten, sondern wertet sie gerade aus und gibt dem Landwirten einen Wissensvorteil.

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Frank Liebisch arbeitet seit zehn Jahren bei der ETH Zürich. Als ursprünglicher Gartenbauer kennt er die Praxis bestens. Nach seinem Studium zum Produktionsgartenbau in Deutschland schrieb er seine Doktorarbeit in der Gruppe Pflanzenernährung am Institut für Agrarwissenschaften. Danach wechselte er zur Gruppe Kulturpflanzenwissenschaften unter Prof. Dr. Achim Walter und absolvierte ein PostDoc. Heute ist er bei der ETH Zürich zu 50 Prozent für die Koordination der ETH Forschungsstation in Eschikon (ZH) zuständig und in den weiteren 50 Prozent erforscht er, wie der Pflanzenzustand mittels Sensorik gemessen werden kann.

(Gabriela Küng)

  

«Möglichst viele mess- oder schätzbare Informationen müssen zusammen getragen werden, um daraus sinnvolle Bewirtschaftungsempfehlungen abzuleiten.» 

Dr. Frank Liebisch, ETH Zürich

Wie trägt Ihre Forschung, Dr. Liebisch, dazu bei?

Liebisch: Unser Ziel ist es, über Fernerkundungsmethoden zum Beispiel mittels Satellit, Flugzeug oder Drohne Empfehlungen zur Bewirtschaftung abgeben zu können. Diese Informationen stehen dann unabhängig von Boden oder Pflanzenproben zur Verfügung und geben auch ein klares räumliches Bild. So zum Beispiel messen wir den Stickstoffstatus der Pflanzen und können während der Wachstumsphase eine Empfehlung abgeben, wie viel Dünger ausgebracht werden soll.

Peter: Aber es muss nicht zwingend am fehlenden Stickstoff liegen, wenn die Pflanze nicht mehr grün ist. Wir hatten letzthin beispielsweise dieses Problem beim Mais. Schlussendlich wies der Mais Magnesium- und Schwefel-Mangel auf, weil durch den kalten Boden das Magnesium nicht mehr aufgenommen werden konnte.

Liebisch: Genau solche Zusammenhänge sollen automatisch mit unseren Methoden erkannt werden, um zumindest darauf hinzuweisen, wenn Stickstoff vermutlich nicht benötigt wird oder nicht die Ursache des Minderwachstums ist. Dafür müssen möglichst viele mess- oder schätzbare Informationen zusammengetragen werden, um daraus sinnvolle Empfehlungen abzuleiten. Die Datenerfassung funktioniert schon gut, aber die automatische Auswertung muss noch stark verbessert werden.

Funktioniert das auch für die kleinräumige Landwirtschaft der Schweiz?

Peter: Da habe ich Zweifel. Nicht wegen der Technik, aber aufgrund des gesetzlichen Rahmens. Viele Landwirte sehen heute bereits während der Saison, dass eine Kultur zu wenig Nährstoffe haben wird. Es schmerzt, wenn man aufgrund des Gesetzes nicht reagieren kann und zuschauen muss, wie man Geld verliert. Vielleicht könnte man solche Daten nutzen, um regional und auch flexibel auf die Ansprüche der Kulturen zu reagieren.

Liebisch: Hier sehe ich die Stärke von Fernerkundungsmethoden. Sensorsysteme, die betriebsunabhängig laufen, spielen dafür eine wichtige Rolle. Ich denke, die Entwicklung wird zur luftgestützen Kartierung gehen. Damit können ganze Regionen mittels mehr oder weniger speziellen Sensoren, mit Hilfe von Satelliten, Flugzeugen oder Drohnen kartiert werden. Der Landwirt kauft die Informationen und die damit verbundenen Empfehlungen für seine Parzellen und kann sie zusätzlich zu seinem fachlichen Wissen verwenden. Wichtig für den Gesetzgeber und den Landwirt ist, dass die Qualität und Verlässlichkeit der Daten über den Pflanzenzustand gegeben ist. Daraus können regionale Unterschiede erkannt werden und beispielsweise die Düngung spezifisch, direkt auf die Bedürfnisse der Pflanze in einer Region angepasst, erfolgen. Heute bildet ein Standardwert meist die Grundlage der Düngung für die ganze Schweiz. Viele Ergebnisse von verschiedenen Forschungsgruppen deuten darauf hin, dass bei den Kosten für Dünger oder Überfahrten optimiert werden kann.

Peter: Das sehe ich auch so. Ich habe bereits festgestellt, dass insbesondere als Lohnunternehmer das Parallelfahrsystem sehr wichtig ist und mir Vorteile verschafft. Im Pflanzenschutz ist die Dosierung sehr wichtig – ich darf nicht überspritzen, sonst habe ich am Ende zu wenig Spritzbrühe. Früher steckte ich alles von Hand ab. Heute kann ich dank dem neuen System gemütlich übers Feld fahren. 

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Daniel Peter bewirtschaftet in Rickenbach (ZH) einen Landwirtschaftsbetrieb mit den Betriebszweigen Ackerbau, Rebbau und Munimast. Auf seinen 25 ha offener Ackerfläche baut er Kartoffeln, Weizen, Raps, Silomais und Zuckerrüben an. Seine Eltern und seine Frau Andrea sind Vollzeit auf dem Betrieb angestellt. Daniel Peter besitzt noch ein Lohnunternehmen, in welchem er Pflanzenschutzmassnahmen für Dritte erledigt und Maschinen mit oder ohne Fahrer vermietet. Seine Frau Andrea betreibt einen Hofladen mit eigenen und zugekauften Produkten. Daniel Peter ist im Vorstand bei der Vereinigung Schweizerischer Kartoffelproduzenten und wirkt bei der Plattform Pflanzenschutz beim Schweizer Bauernverband mit.

«Ich hoffe, dass man in Zukunft Daten nutzen kann, um regional auf die Ansprüche der Kulturen zu reagieren.»

Daniel Peter, Landwirt

Können die Methoden, um die optimale Düngemenge auszurechnen,bereits heute benutzt werden, Dr. Liebisch?

Liebisch: Ja, es funktioniert. Aber wir müssen noch besser werden. Es geht darum, den Wachstumsverlauf der Pflanze kennenzulernen und aus der Luft zu erkennen, in welchem Stadium, wie viel von welchem Dünger benötigt wird. Es gibt bereits heute Methoden, die am Boden angewandt werden, wie beispielsweise der Yara-N-Sensor oder der Crop Sensor. Diese müssen allerdings auf der Maschine, die über das Feld fährt, angebracht sein. Weiter muss die Überfahrt gemacht werden, um die Technik überhaupt anzuwenden. Da können die Kosten plötzlich auch mal höher sein als der effektive Nutzen.

Peter: Dafür braucht es heute das Fachwissen des Landwirts. Als ich auf einem grossen Betrieb in Frankreich arbeitete, entschied sich der Betriebsleiter klar gegen die Qualitätsdüngung im Weizen, da die Kosten für die Überfahrt und für die Arbeit des Betriebsleiters und mir grösser gewesen wären, als der zusätzliche Ertrag. Auf einem solchen Betrieb würde ich heute mit einem N-Sensor düngen, da die grösste Parzelle über 100 ha gross ist. Mit dieser neuen Technik wird die Entscheidungsfindung erleichtert, trotzdem braucht es sicher das Know-how des Landwirts, um die richtige Entscheidung zu treffen.

Kann sich ein typischer Schweizer Landwirtschaftsbetriebüberhaupt solch neue Techniken leisten?

Liebisch: Nur für sich alleine, lohnt sich ein Traktor gestützter Sensor für einen 20 ha Betrieb nicht. Aber die Technik wird besser und auch die Preise gehen zurück. Alle fünf Jahre sinkt die Betriebsgrösse um 100 ha, bei welchen sich ein N-Dünge-Sensor lohnt. Heute haben praktisch alle Betriebe in Deutschland, die mehr als 400 ha bewirtschaften, einen Sensor auf dem Traktor der die Stickstoffdüngung optimiert. 

Bei Fernerkundungsmethoden mittels Drohnen beispielsweise macht es keinen Sinn, dass jeder Landwirt eine besitzt. Firmen, Beratungen oder auch der staatliche Unternehmen müssten die Messungen durchführen und mittels Software auswerten. Sinnvoll wäre, wenn Berater einzelne Regionen betreuen – sie würden die Probleme verschiedener Betriebe sehen und könnten so Zusammenhänge erkennen. Es stellt sich die Frage, wer die Auswertungssoftware zur Verfügung stellt. (Anmerkung der Redaktion: Bei der multispektralen Datenerfassungwird die Reflexion des Lichts gemessen). Diese Daten stehen jedem kostenlos zur Verfügung, sie müssen einfach ausgewertet werden. Alle vier bis fünf Tage wird ein Überflug gemacht. Was aber beim Satellit unbedingt beachtet werden muss, ist, dass eine gewisse Unsicherheit aufgrund von Wolken besteht. Wir als ETH erforschen die Mess- und Auswertungsmethoden. Wenn wir herausfinden, wie wir die optimale Stickstoffdüngung aus solchen Daten errechnen können, veröffentlichen wir dies. Das macht unsere Forschung transparent.

Wie wird die Schweizer Landwirtschaft 2050 aussehen?

Liebisch: Die Betriebe werden tendenziell grösser und werden sich anders verteilen. Viele Methoden, die wir heute erforschen, werden sich verbessern und durchsetzen. Die Landwirtschaft selbst wird aber immer noch ähnlich aussehen: Die Betriebe sind heute schon vielseitig, was Risikotoleranz mit sich bringt, aber auch das Management schwieriger macht. Wir hoffen, dass wir das mit zusätzlichem Wissen und neuen Methoden vereinfachen können. Meine Vision und auch mein persönlicher Wunsch sind, dass wir flexibler werden und mehr teilflächenspezifisch bearbeiten können. Auch das Gesetz sollte regionaler werden, damit wir das riesige Potenzial nutzen können.

Peter: Ich sehe das sehr ähnlich. Trotz allem wird der Landwirt immer noch im Mittelpunkt stehen. Er wird weiterhin das Fachwissen haben, wie man zum Beispiel bei Krankheiten reagieren muss. Ich hoffe auch, dass wir mit der Zeit wieder freier werden mit der Produktion. Denn mit hohen Erträgen sind die Ressourcen wie beispielsweise Diesel und Boden effizienter genutzt als mit tiefen Erträgen.

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