Die Digitalisierung und das Potential neuer Technologien revolutionieren auch die Landwirtschaft. Die Fortschritte möchten die Landwirtschaft nachhaltiger, Ressourcen schonender und effizienter zu machen. Earlybird war am ETH AgriTechDay 2019 und lernte Neues über Ernteroboter, Düngerapplikationen und Gasausstossanalysen bei Kühen.

Strickhof Lindau: Eine gemeinsame Forschungsanstalt

Zwischen saftig grünen Wiesen und frisch gesätem Mais, befinden sich die Gebäude des Strickhofes, bestehend aus einem High-Tech Stall, einem Forschungszentrum für Pflanzenwissenschaften und der landwirtschaftlichen Schule. Auf den Weiden grasen friedlich Kühe, auf der Hauptstrasse spielen zwei Kinder und man könnte meinen man sei irgendwo im Schweizer Hinterland, würde man nicht regelmässig durch das Getöse der tieffliegenden Flugzeuge an die Nähe zum Flughafen erinnert werden.
Der Strickhof in Lindau-Eschikon befindet sich ungefähr eine halbe Fahrstunde nördlich der Stadt Zürich und ist eine gemeinsame Forschungsanstalt der ETH Zürich, der Universität Zürich und der landwirtschaftlichen Berufsbildung des Kanton Zürich. Hier werden technische Fortschritte im praktischen landwirtschaftlichen Alltag getestet und an einer nachhaltigeren Zukunft gearbeitet.

Hier wird im praktischen Umfeld an einer nachhaltigeren Zukunft gearbeitet.

Der Strickhof in Lindau-Eschikon befindet sich ungefähr eine halbe Fahrstunde nördlich der Stadt Zürich und ist eine gemeinsame Forschungsanstalt der ETH Zürich, der Universität Zürich und der landwirtschaftlichen Berufsbildung des Kanton Zürich. Hier werden technische Fortschritte im praktischen landwirtschaftlichen Alltag getestet und an einer nachhaltigeren Zukunft gearbeitet.

Die Feld-Phänotypisierungs-Plattform

Wir befinden uns in der Mitte eines Weizenfeldes mit unzähligen verschieden Sorten und über uns kreist ein riesiger Gerätekopf ausgestattet mit mehreren Sensoren zur Bilderfassung. Die FIP (Field Phenotyping Platform) ist das Herzstück der Pflanzenforschungsanlage am Strickhof und erstreckt sich über mehrere Felder. Mittels eines an vier riesigen Masten aufgehängtem Seilträgersystems, kreist der Gerätekopf auf dem verschiedene Kameras befestigt sind, über das Feld und erfasst Bilddaten.

Schnellerer Züchtungserfolg dank bildgestützten Daten.

Die FIP ist einzigartig und ihr Ziel besteht darin, mittels bildgestützten Daten, positive Eigenschaften der Sorten zu erfassen, um diese für die Pflanzenzüchtung zu nutzen. Phänotypisieren bedeutet „das Erscheinungsbild der Pflanzen anhand von Merkmalen quantitativ zu erfassen“. Ein solches Merkmal kann beispielsweise die Grösse, Anzahl der Blätter oder „Grünheit“ (Chlorophyllgehalt) sein, mit welchem Rückschlüsse auf den Ertrag gemacht werden können.

In einem ursprünglichen Züchtungsprogramm mussten früher die Züchter im Feld die Merkmale jeder einzelnen Sorte messen. Dies ist zeitaufwändig und durch das Auge des Betrachters keine objektive Messung. Dank der FIP kann dieser Prozess beschleunigt werden, und die Fehler beim Messen minimiert werden. Dank der Digitalisierung können Eigenschaften der Sorten schneller und genauer erfasst werden, und bringen ein grosses Potential um die Züchtung von neuen Sorten voran zu treiben. Dies ist insofern wichtig, da neue Sorten, die resistenter gegen Krankheiten oder besser angepasst sind an den Klimawandel, wichtig sind um die Ernährungssicherheit zu garantieren.

Automatisierte Roboter - Die Landwirte der Zukunft?

Es surrt in der Luft und über uns schwebt eine Drohne über ein Feld auf dem einige farbige Topfblumen angeordnet sind. Wir befinden uns gerade an der Demonstration zu den verschiedenen Projekten zu automatisierten Robotern und Drohnen. Die Drohne schickt Bilddaten an einen Computer, welcher eine Karte des Feldes generiert mit den Standorten der Topfblumen. Diese Karte nutzt später ein Feldroboter namens ANYmal, um die Töpfe zu lokalisieren und sie zu bewässern.

Der Einsatz von Feldrobotern ist Ressourcen schonend, da der Input viel genauer appliziert werden kann. Zudem können solche Roboter auch in Gebieten eingesetzt werden, die für Menschen nur schwer zugänglich sind.
In einer weiteren Demonstration absolvierte der selbstfahrende Roboter Husky einen Parcours mit Hindernissen, um an dessen Ende ein Objekt zu greifen und an seinen Ursprungsort zurück zu bringen.

Solche Roboter werden wohl die Landwirte der Zukunft sein. Die Erntearbeit in der Landwirtschaft ist zeitintensiv und gerade in der Schweiz auch mit hohen Kosten verbunden. Automatisierte Roboter können dabei helfen, die Schweizer Landwirtschaftsprodukte konkurrenzfähig zu halten.

 

Respirationskammern für Nutztiere

Eine weitere grosse Abteilung am Strickhof ist der Bereich der Nutztierwissenschaften, an dem die ETH Zürich und das Veterinärmedizinische Institut der Universität Zürich beteiligt sind. Die Nutztierindustrie ist für einen erheblichen Anteil der Treibhausgasemissionen verantwortlich. Die Treibhausgase entstehen vor allem durch das vergären des Futters im Pansen der Wiederkäuer, das daraus entstehende Methan ist im hohen Masse klimarelevant.

Einen Ansatz zur Reduktion der Methanemissionen, besteht darin, das Futter so zu dosieren, dass die Nährstoffaufnahme für die Kuh optimal ist und gleichzeitig weniger Methan emittiert wird. Für diese Analysen sind grosse Respirationskammern nötig, in welchen der Gasaustausch (CO2, CH4) der Tiere gemessen werden kann. Am Strickhof befinden sich solche Respirationskammern und konnten am AgriTechDay von den Besuchern besichtigt werden.

 

Smart Farming: Chance und Risiko zugleich

Digitalisierung und Smart Farming bringen viel Potential für die Landwirtschaft mit sich. Mit neuen Technologien kann der Input von Wasser, Dünger und Pestiziden dank gezielter Applikation reduziert werden. Dies ist ressourcenschonender und fördert gleichzeitig die Biodiversität aufgrund des geringeren Pestizideinsatzes.

Smart Farming ist auch für den Bauern attraktiv, da er mit einer Reduktion seiner Aufwandmengen von Dünger und Pestiziden Geld sparen kann. Zudem haben diese Präzisionssysteme vor allem im Biolandbau ein grosses Potential. Der Biolandbau ist angewiesen auf innovative Systeme, denn die Möglichkeiten, Krankheiten mittels Pestiziden zu bekämpfen, sind dort eingeschränkt.

Fliegen in einigen Jahren also keine Bienen mehr, sondern Drohnen über unser Felder? Können die Bauern auch finanziell wirklich von diesen Fortschritten profitieren? Profitieren davon vor allem die grossen Produktionsfirmen, die sich solche Systeme leisten können und drängen Kleinbauern aus dem Markt? Werden wir in Zukunft überhaupt noch wissen, wie wir unsere Äpfel produzieren?

Viele Menschen äussern auch Ängste betreffend Digitalisierung und technologischem Fortschritt. Dadurch verliere man den Bezug zur Natur und der Mensch als Individuum werde ersetzt durch Maschinen, wird argumentiert.

Diese Ängste sind berechtigt. Die Digitalisierung kann aber auch dazu beitragen, dass die Produktion der Nahrungsmittel vom Konsumenten besser nachverfolgt werden kann. Konsumenten können mehr Transparenz über die Produktionsketten erlangen und so ihr Vertrauen in die Landwirtschaft stärken. Neue Agrartechnik kann der Treiber sein für ein neues, nachhaltigeres Ernährungssystem, welches ressourcenschonender und nachhaltiger produziert und gleichzeitig dem Konsumenten mehr Informationen über seine konsumierten Nahrungsmittel gibt.

Dies ist ein Szenario der Zukunft. Dennoch hat der AgroTechDay 2019 gezeigt, dass es vielleicht gar nicht mehr so lange dauert, bis wir neben dem Summen der Bienen auch das Summen von Drohnen auf unseren Feldern hören.

(Author: Matthias Diener)