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Analyse

Digitalisierung in der Landwirtschaft: Was jetzt schon möglich ist

Einsatz im Feld: Drohnen übernehmen im Bereich Smart Farming immer mehr Aufgaben. (Bild: Shutterstock)

Smart-Farming-Boom: Sensoren und Zukunftstechnologien wie 5G revolutionieren die Möglichkeiten auf dem Acker. Am Mitmachen und Investieren sind auch Konzerne und Startups zunehmend interessiert. Ein Blick auf die Möglichkeiten im Rahmen unserer Themenwoche Industrie 4.0.

Wenn von Industrie 4.0 die Rede ist, einem der großen Buzzwords der Digitalisierung, geht es eher selten um die Landwirtschaft. Das ist erstaunlich, sorgt doch auch im ältesten aller Wirtschaftsbereiche der Drang zur Transformation von Betrieben längst für eine Revolution der Produktion.

Fakt ist allerdings auch, dass die Landwirtschaft derzeit vor enormen Herausforderungen steht: In der globalisierten Welt klagen viele Landwirte mittlerweile über hohen Preisdruck, harte internationale Konkurrenz, weltwirtschaftliche Zwänge sowie steigende Anforderungen an die Qualität von Lebensmitteln und Umweltschutz.

Ebenfalls nicht ohne Relevanz: Im Gegensatz zu anderen Wirtschaftsbereichen wie etwa der Medienbranche werden in der Landwirtschaft auch zukünftig großen Mengen physischer Produkte transportiert werden müssen. Solche also, die sich nicht digital ersetzen lassen.

Das kann Smart Farming

Derzeit sind alle Branchenbereiche, wie etwa „Von der Farm zum Verbraucher”, „Sonderkulturen” oder „Proteinalternativen”, dabei, sich rasant zu verändern. Der vielleicht spannendste Teil der technologiegestützen Landwirtschaft, der Agrartechnologie, firmiert unter dem Begriff Smart Farming.

Hier geht es in erster Linie um datengetriebene Lösungen und Hardware. Grundsätzliches Ziel: mehr Ressourceneffizienz und Ernteertrag, etwa mittels selbstfahrender Traktoren und Mähdrescher, Drohnen, die Pflanzenschutzmittel sprühen, oder hochtechnisierter Melk-Roboter.

Wie in anderen Wirtschaftsbereichen auch, kommen beim Smart Farming die für eine sinnvolle Anwendungen nötigen Daten immer häufiger von Sensoren. Auf Drohnen angebracht, nutzt man sie schon zur Analyse von Feldern oder in sensiblen, intelligenten Bewässerungssystemen zur Beurteilung der Erntebedingungen.

5G als Schlüsseltechnologie

In solchen Anwendungsszenarien komme es auf die Langlebigkeit der funkenden Sensoren, niedrigen Energieverbrauch und geringe Kosten an, heißt es in einer aktuellen Studie von Roland Berger. Die Datenrate sei hier gering, doch müssten eben Tausende von Vernetzungen geschaffen werden. Ebendiese Massenkommunikation von Sensoren sei „der optimale Einsatzbereich von mMTC”, also der 5G-Kommunikation einer Vielzahl von Maschinen mit niedrigen Datenraten.

Gehe es hingegen um das Einspielen umfangreicher Wetterdaten, die Vernetzung von landwirtschaftlichen Maschinen und die Steuerung führerloser Fahrzeuge, seien höchste Zuverlässigkeit, hohe Bandbreiten und geringe Latenz gefragt, heißt es von Roland Berger.

Das sei ein ähnlicher Anwendungsfall für 5G wie beim autonomen Fahren oder der Vernetzung industrieller Maschinen. Grundsätzlich komme es also wenig überraschend immer auf den Anwendungsfall und den optimalen Einsatz der 5G-Technik an.

Für Smart Farming bringe die Technologie eine Reihe von Vorteilen, etwa weniger Schadstoffe in der Nahrung und im Grundwasser – und zwar durch einen geringeren Einsatz von Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmitteln sowie von Dünger. Großes Potenzial bei der Verarbeitung von Daten kommt längst auch in der modernen Landwirtschaft der künstlichen Intelligenz zu. Internet-of-Things-Systeme, maschinelle Lern-Algorithmen und Big-Data-Analytics setzt man längst zur Analyse von Boden, Wasser und Pflanzengewebe ein.

Zur genauen Lokalisierung arbeiten Landmaschinen zudem immer häufiger GPS-gestützt. Auf diese Weise kann der Landwirt die Entwicklung und die Nährstoffversorgung von Pflanzen quadratmetergenau beobachten und steuern. Im Stall etwa misst die Technik die Gesundheits- und Leistungsdaten jedes einzelnen Tiers und ermöglicht so eine individuelle Betreuung.

Optimierung ganzer Wertschöpfungsketten

Mit Hilfe solcher digitalen Anwendungen können heute nicht nur einzelne Prozessabschnitte, sondern gesamte Wertschöpfungsketten verbessert werden. Trotz vieler Vorteile sind die Auswirkungen des Wandels, den die digitale Transformation in der Landwirtschaft herbeiführt, allerdings noch nicht absehbar. Auch diese Unsicherheit teilt man sich also mit anderen Branchen.

Nutzen Sie digitale Anwendungen im Sinne von Landwirtschaft 4.0? (Grafik: Bitkom)
Nutzen Sie digitale Anwendungen im Sinne von Landwirtschaft 4.0? (Grafik: Bitkom)

Allerdings: Trends sind mittlerweile erkennbar. Bereits vor etwas mehr als einem Jahr habe mit 53 Prozent schon jeder Zweite in der Branche digitale Lösungen genutzt, sagt der Deutsche Bauernverband mit Verweis auf eine repräsentative Befragung im Auftrag des Digitalverbands Bitkom unter 521 Landwirten und Lohnunternehmern, die als Dienstleister für Landwirte arbeiten.

Landmaschinen, mit denen die Bodenbearbeitung, Aussaat, Pflanzenpflege und Ernte digital erfolgt, hätten bereits vier von zehn (39 Prozent) Landwirten beziehungsweise Lohnunternehmer genutzt, heißt es. Mit einer digitalen tierindividuellen Fütterung versorgte Ende 2016 mit 51 Prozent schon jeder zweite Landwirt seine Tiere.

6 Fragen, die sich jedes Unternehmen in der Digitalisierung stellen sollte

Nutze ich effiziente Software?

1. Haben meine Mitarbeiter mobil Zugriff auf wichtigste Unternehmensdaten wie CRM, ERP und Business Intelligence?

2. Gibt es ein Software-Tool wie Slack, mit dem die interne Kommunikation effizienter werden kann?

3. Für welche Dinge wird im Unternehmen Microsoft Excel eingesetzt? Gibt es eine bessere Software?

4. Gibt es On-Premise-Lösungen, die in eine Public Cloud ziehen könnten?

(Foto: © Rawpixel.com Adobe Stock)

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Die hierfür genutzten sogenannten Fütterungsautomaten sollen eine „alters- und leistungsoptimierte Ernährung” des einzelnen Nutztieres ermöglichen und den Landwirt nach Möglichkeit alarmieren, sollte es bei der Fütterung Probleme geben. So werden zum Beispiel kranke Tiere, die zu wenig fressen, angeblich sofort erkannt.

Tierspezifische Daten, etwa zur Bewegung, zum Fressverhalten oder zur sogenannten Tieraktivität, erfassen mittlerweile Sensoren. Roboter seien bisher lediglich in acht Prozent aller Betriebe im Einsatz, besonders stark verbreitet seien diese in der Tierhaltung: Mit immerhin schon 37 Prozent setze etwas mehr als ein Drittel auf Robotertechnik, mit der zum Beispiel der Stall gesäubert oder das Melken tiergerechter werden soll.

Investments in Agritech

Wenig verwunderlich, dass gerade technologieaffine Länder wie Israel im Bereich solcher fortschrittlichen Agrartechnologie (Agritech) vorne mit dabei sind. Das Land hat einen überproportional hohen Anteil am globalen Agritech-Investment. Bis zum ersten Halbjahr 2017 habe das israelische Agritech-Segment, das sich speziell mit der in landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzten Technik befasst, ganze sieben Prozent des globalen Investments für derartige Technologien erhalten.

Eben darauf verweist ein Bericht der Nonprofit-Organisation Startup-Nation-Central. Besonders das Smart Farming sei stark am Wachsen, heißt es, es entwickele sich rund dreimal schneller als andere Agritech-Teilbereiche.

Gerade Großkonzerne, die sich breit aufstellen wollen, haben erkannt, dass es sich lohnen könnte, in die Landwirtschaft der Zukunft zu investieren. Microsoft und Monsanto etwa haben im Sommer 2016 bekanntgegeben, gemeinsam in brasilianische Agritech-Startups zu investieren. Um die 100 Millionen US-Dollar habe man in einen Fonds investiert, der auf die Entwicklung neuer digitaler Tools setzt, die der brasilianischen Landwirtschaft nützen sollen.

Förderung von Startups

Man wolle innovative Startups der Branche gezielt fördern, hier gebe es großes Potenzial für Forschung und Entwicklung, sagte Rodrigo Santos, der Südamerika-Chef von Monsanto. Wenig überraschend gibt es mittlerweile viele Möglichkeiten für Agtech-Startups, sich gezielt fördern zu lassen.

So nahm etwa Yield-Lab-Europe, ein bekanntes Agtech-Förderprogramm, bis zum vergangenen März Bewerbungen von jungen Unternehmen entgegen. Man wolle bis zu acht Startups mit einer Investitionssumme von jeweils 100.000 Euro und einem „intensiven Mentor- und Schulungsprogramm” unterstützen, heißt es – „damit aus deren Ideen international skalierbare Geschäfte werden”.

Bereits zum zweiten Mal hat Yield-Lab dieses europäische Förderprogramm aufgelegt, das an Schwesterprogramme in den USA und Lateinamerika angelehnt ist und Risikokapital für Unternehmen aus dem Agtech-Sektor in der Frühphase zur Verfügung stellt. Ein spezieller Fokus liege auf Unternehmen, die sich um ökologische Nachhaltigkeit und die Sicherung der Ernährung kümmern würden, heißt es. Im vergangenen Jahr habe der europäische Zweig Bewerbungen von 165 Unternehmen aus der ganzen Welt bekommen, behauptet man.

Mehrheit sieht Digitalisierung als Chance

Das Technologie und Landwirtschaft gut zusammengehen, ist natürlich längst offensichtlich. Bei der Bitkom-Befragung waren ganze neun von zehn Befragten offensichtlich der Meinung, dass die Digitalisierung auch die Ressourceneffizienz in der Landwirtschaft erhöhe.

Beinahe ebenso viele sehen dank digitaler Technologien angeblich „eine umweltschonendere landwirtschaftliche Produktion”, und zwar weil Sensoren exakt den Bedarf der Pflanzen ermitteln und deshalb Dünge- und Pflanzenbehandlungsmittel punktgenau und nur dort eingesetzt werden können, wo man sie braucht.

Sehen Sie die Digitalisierung eher als Chance oder eher als Risiko für Ihr Unternehmen? (Grafik: Bitkom)
Sehen Sie die Digitalisierung eher als Chance oder eher als Risiko für Ihr Unternehmen? (Grafik: Bitkom)

Auf die ganze Branche bezogen, sehen offensichtlich zwei Drittel der Befragten die Digitalisierung der Branche als Chance, lediglich 13 Prozent als Risiko. Gefragt nach den drei wichtigsten Vorteilen von Landwirtschaft 4.0 haben rund vier von zehn Befragten (39 Prozent) die körperliche Entlastung genannt, die die Digitalisierung mit sich bringe, 37 Prozent die höhere Produktionseffizienz, 36 Prozent Zeitersparnis und „geringere Umweltbelastung”.

So könnte die Zukunft der Landwirtschaft aussehen

Befragt nach Zukunftsszenarien für das Jahr 2030 sehen 43 Prozent der Befragten den Einsatz autonomer Feldroboter als „sehr weit verbreitet” oder „eher verbreitet” an. Auf noch höhere Werte kommt der Einsatz von Drohnen (45 Prozent) und fahrerlosen Traktoren (49 Prozent).

Die Mehrheit der Landwirtschaftsexperten denkt außerdem, dass die Digitalisierung den Verbraucher näher an den Hof bringen könnte: So meinen 49 Prozent, dass es in knapp 15 Jahren ein verbreitetes Szenario sein wird, dass die Verbraucher per Webcam in den Stall schauen können.

Auch Produktempfehlungen für den Kunden (53 Prozent) oder Verbraucher-Feedback an den Erzeuger (58 Prozent) halten viele im Jahr 2030 für realistisch. 86 Prozent der Befragten meinen außerdem, dass der Konsument in Zukunft auf digitalem Weg sein Produkt zurückverfolgen wird.

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