PraxisLabor Digitaler Ackerbau
Investition in ein Praxis- und Versuchstechnikum Digitaler Ackerbau unter dem Namen Praxislabor
Ausgangssituation und Problemstellung
Zur Erarbeitung und Umsetzung der Möglichkeiten, Herausforderungen und Chancen im Bereich des digitalen Ackerbaus ist für die Berücksichtigung der Anforderungen aus der landwirtschaftlichen Praxis und zur Information über Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen für die landwirtschaftliche Praxis ein geeignetes Praxis- und Versuchstechnikum einzurichten. Nach Sondierung der aktuellen und auch der perspektivischen Ausrichtungen bietet sich der Standort der Domäne Schickelsheim an, der zugleich bereits als Versuchsbetrieb der Landwirtschaftskammer Niedersachsen genutzt wird. Dieser Standort liegt im Schwerpunktbereich der Ackerbaubewirtschaftung und auch im Zielbereich des umfassenderen 5G-Ausbaus auch im ländlichen Raum.
Zielsetzung
Ziel des Gesamtprojektes ist es, an einem Standort, der sowohl im Interesse der beteiligten Landkreise (hier Wolfenbüttel und Helmstedt) liegt, als auch den Interessen der landwirtschaftlichen Anwender in einer Ackerbauregion entgegenkommt, möglichst schnell die Basis zu schaffen, den beteiligten wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Partnern einen Praxisbereich zur Verfügung zu stellen, der aufbauend auf den Ansätzen zur Digitalisierung auch im Ackerbau eine Nutzung bis hin zu derzeit absehbaren neuen Mobilfunkstandards erlaubt (5G). Hierbei sollen die zahlreichen Ansätze aus den Bereichen precision farming, spot farming etc. ebenso aufgegriffen und umgesetzt werden, wie eine umfassende Nutzung gemeinsamer BUS- und Datenauswertungen aus den zentralen Systemen, in denen die entsprechenden Fachdaten zusammenlaufen.
Umsetzung
Mit der Erhebung der Gerätedaten auf dem Betrieb der Domäne Schickelsheim und dem Versuchsbetrieb für eine Umsetzung weiterer Schritte im Bereich Digitalisierung und Einsatz neuester Mobilfunktechniken ist bereits begonnen worden. Hierbei wurde festgestellt, dass ein Gerät zur mechanischen Unkrautbekämpfung „Robocrop InRow Weeder“ (Vorführgerät) eine geeignete Ergänzung zur derzeitigen Ausstattung und eine sinnvolle Erstinvestition in die Maschinentechnik sein könnte, die Ziele im Bereich Ökonomie, Ökologie und Ressourcenschutz sinnvoll weiterzuverfolgen. Bei der Technik handelt es sich um ein kameragestütztes System, das hochintegriert mit dem Traktor zusammenwirkt und entsprechende Daten aus dem Vorlauf (Datenbereitstellung für die Bearbeitung) nutzen kann und Zieldaten für die Weiterbearbeitung (laufende Bearbeitungsdaten) liefert. Dieses Gerät kann auch aufgrund der aktuellen Diskussion ein wichtiger Baustein sein, um Einsatz von digitaler Technik zur effektiveren und effizienteren Bearbeitung deutlich zu machen. Ferner soll eine mobile Technik zu Ermittlung der Bodenanalysewerte (Bodenzonen, Wassergehalt, Verdichtung) zum Einsatz gebracht werden, die den bisherigen Datenbestand im Bereich Bodendaten aktuell und umfassend erweitern und absichern kann. Es handelt sich hier um eine aktuell auf der letzten Agrarmesse Agritechnica angebotene Lösung, die in Praktikerkreisen hohe Beachtung gefunden hat und aktuell zahlreiche Rückfragen zur Einsatzeignung und Einbindung in den Betrieb auslöst. Die Bodendaten können noch spezifischer und aktueller, sowie umfassender für die Bearbeitung genutzt und umgesetzt werden. Es gilt, die Erfahrungen zur Einbindung solcher Technik dem landwirtschaftlichen Berufsstand verfügbar zu machen.
Ergebnisse
Die Ergebnisse aus dem Zusammenspiel der bereits vorhandenen und teilweise digital ausgestatteten Technik werden durch die Landwirtschaftskammer Niedersachsen und den beteiligten Partnern objektiv und neutral in wissenschaftlichen Ausarbeitungen und im Rahmen von Fachartikeln in Fachzeitschriften und entsprechenden Vorträgen und Praxisdemonstrationen zur Verfügung gestellt und auf der Homepage des Ministeriums und/oder auf der Homepage der Landwirtschaftskammer Niedersachsen veröffentlicht.
Kontakt
Beiträge aus dem Projekt-Blog
„Seit 2020 sammeln unsere Fachleute mit finanzieller Unterstützung des Landes Niedersachsen wertvolle Daten und Erkenntnisse zur Praxistauglichkeit der neuen Technologien, die unter anderem das Ziel haben, den Umgang mit Dünger und Pflanzenschutzmitteln noch effizienter und sparsamer zu gestalten“, berichtete Kammerpräsident Gerhard Schwetje. Zu den Gästen zählten neben Prof. Neugebauer Forscher*innen des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST (Braunschweig), des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS sowie des Fraunhofer-Instituts für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI (Dresden).
„Die Ideen, die hinter zahlreichen digitalen Maschinen und Anwendungen für eine Optimierung des Ackerbaus stehen, sind sehr vielversprechend – von der vielversprechenden Idee bis zur alltagstauglichen Technologie mit substanziellen praktischen Vorteilen für Ackerbaubetriebe ist es jedoch nicht immer ein einfacher Weg“, fasste Jobst Gödeke, Leiter des PraxisLabors, die Arbeit der zurückliegenden zwei Jahre zusammen.
Wichtig sei, dass der Datenaustausch zwischen den unterschiedlichen Maschinen reibungslos ablaufe, betonte Gödeke. „Hierbei sowie beim technischen Support durch die Hersteller gibt es noch Verbesserungsmöglichkeiten.“ – „Nach unseren ersten Erfahrungen ist schon jetzt offensichtlich, dass wir mit diesem Technikeinsatz einen hohen Mehrwert für Betriebe und Umwelt erzielen können“, ergänzte Kammerpräsident Schwetje. „Mit weiteren ausführlichen Untersuchungen helfen wir den Herstellern und damit den Anwenderinnen und Anwendern, die dafür notwendige Praxistauglichkeit zu erreichen.“
Mit Hilfe von Satelliten- und Bodenanalysedaten, mit speziellen Drohnen- und Luftbildern, mit Informationen weiterer Sensoren und digitalen Karten untersuchen Gödeke und seine Kolleg*innen, wie gut die Bearbeitung von Ackerflächen mit computergesteuerten Landmaschinen funktioniert. Auf den Flächen des PraxisLabors werden Düngemittelgaben und Aussaat genau auf das Nährstoff- und Wasserangebot im Boden abgestimmt – dieses kann auch innerhalb eines Schlages erheblich variieren. So sollen die Pflanzen optimale Entwicklungsmöglichkeiten bekommen und zugleich Dünge- und Pflanzenschutzmittel möglichst sparsam zum Einsatz kommen.
„Mit den im PraxisLabor gewonnenen Erkenntnissen auf Basis der hohen Standards des LWK-Feldversuchswesens wird die Landwirtschaftskammer Niedersachsen die Landwirtinnen und Landwirte künftig über Beratungs- und Bildungsangebote unterstützen und auch Behörden mit validen Daten versorgen“, hob Kammerpräsident Schwetje hervor.
Fraunhofer-Präsident Prof. Neugebauer betonte: „Der Aufbau dezentraler und resilienter High-Tech-Agrarproduktionssysteme zur Sicherung einer qualitativ hochwertigen Nahrungsmittelproduktion leistet einen wesentlichen Beitrag zur Nachhaltigkeit und ist essenziell für eine krisensichere, unabhängige Lebensmittelversorgung. Durch die vorhandenen Kompetenzen im Agrarsektor im Helmstedter Revier bestehen zahlreiche Anknüpfungspunkte für Fraunhofer, zusammen mit unseren Partnern vor Ort Technologielösungen zu entwickeln, die die Zukunftsfähigkeit der Landwirtschaft in der Region und darüber hinaus sichern und ausbauen.“
Zu sehen waren im Rahmen eines Rundgangs auch Entwicklungen der beteiligten Fraunhofer-Institute, zum Beispiel der autonome Feldroboter des Fraunhofer IKTS. Um den landwirtschaftlichen Strukturwandel in der Region Helmstedt modellhaft voranzutreiben, plant das Fraunhofer IST gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS den Standort Helmstedt zu nutzen, um überregionale Initiativen und regionale Partner zu vernetzen.
Nutzungserlaubnis für Pressemitteilungen
Unter Leitung des Kammerpräsidenten Gerhard Schwetje stellten Fachleute der Landwirtschaftskammer Niedersachsen das PraxisLabor Digitaler Ackerbau vor. Dessen Leiter Jobst Gödeke erläuterte der Delegation die Struktur und das Ziel des PraxisLabors und ging auch auf die personelle und technische Ausstattung ein.
Teilnehmer*innen:
- Landwirtschaftsministerin Barbara Otte-Kinast
- Wirtschaftsminister Dr. Bernd Athusmann
- Torsten Luhm, Büroleiter Landwirtschaftsministerium i.V.
- Henrich Meyer zu Vilsendorf, Referatsleiter im Landwirtschaftsministerium
- Dr. Matthias Benke
- Dr. Eike Frenzel, Pressesprecher Niedersächsisches Ministerium für Wirtschaft, Arbeit, Verkehr und Digitalisierung
- Veronika Koch, Landtagsabgeordnete
- Jörn Domeier, Landtagsabgeordneter
- Carsten Müller, Mitglied des Bundestags
- Gerhard Radeck, Landrat des Landkreises Helmstedt
Domäne Schickelsheim
- Kaspar und Donata Haller, Geschäftsführung der Domäne
Landwirtschaftskammer Niedersachsen
- Gerhard Schwetje, Präsident
- Stefan Ortmann, Stellvertretender Kammerdirektor
- Dr. Jürgen Kauke, Leiter Fachbereich Versuchswesen Pflanze
- Dr. Harm Drücker, Leiter Fachbereich Energie, Bauen, Technik
- Jobst Gödeke, Leiter PraxisLabor Digitaler Ackerbau
- Jan Oehlschläger, Fachbereich Versuchswesen Pflanze
- Tomke Hobbie, Team PraxisLabor
- Ulrich Rosigkeit, Team PraxisLabor
Nutzungserlaubnis für Pressemitteilungen
ISARIA CropXplorer
Der CropXplorer-Sensor misst, die von den Pflanzen reflektierte Strahlung und berechnet über einen Index den Ernährungszustand der Pflanzen.
Von optimaler, ausgewogener Bestandesführung sollen Betrieb und Umwelt profitieren. Neben der Ausbringung von Düngern kommt der Sensor auch bei der Applikation von Pflanzenschutzmitteln zum Einsatz.
NEXT GreenSeeker (aktiver Sensor)
Der GreenSeeker befindet sich im Frontanbau des Schleppers. Der Sensor misst, wie auch der CropXplorer, das von den Pflanzen reflektiert Licht und ermittelt daraus den Chlorophyllgehalt der Pflanzen. Besonderheit dieses Sensors ist die eigene Lichtquelle am Messkopf. Diese ermöglicht das Arbeiten unabhängig von äußeren Einflüsse, wie z. B. mangelnder Sonneneinstrahlung, Bewölkung oder Nacht.
Durch Digitalisierung von Hackmaschinen auch konventionellen Landwirten die Möglichkeit der mechanischen Unkrautbekämpfung bieten.
Bisherige Anwendung fand der Robocrop Inrow Weeder der Firma Garford im Gemüsebau, in Kulturen wie Blattsalat, Kohl oder Sellerie.
Die Kulturpflanzen werden durch Digitalkameras von der Maschine erkannt und verortet. Diese Informationen bilden die Grundlage für die Steuerung der Hackwerkzeuge. Die Software passt ständig die Drehzahl der rotierenden Werkzeuge an, um Unkräuter zu bekämpfen und die Kulturpflanze zu schonen.
Mit der Robocrop Videobildanalyse-Methode ist Unkrautbekämpfung in der Reihe und zwischen den Reihen mit einer Genauigkeit von 8 mm Entfernung zur Sprossachse möglich.
Das PraxisLabor Digitaler Ackerbau wird in Versuchen testen, ob diese Technik, in Kulturen wie Zuckerrübe, Mais oder Sonnenblume Anwendung findet.
So lässt sich die Bestandesführung im Ackerbau optimieren.
Die Drohne wird genutzt, um die Biomasse und damit verbunden die Nährstoffversorgung von Pflanzenbeständen zu erfassen. Daraus lässt sich eine hochpräzise Düngergabe ableiten, die die Pflanzen optimal mit Nährstoffen versorgt.
Mit der Multispektralkamera können Landwirt*innen die Vitalität der Pflanzen analysieren und Stressfaktoren wie Nährstoffmangel oder Schädlinge erkennen, bevor sie für das menschliche Auge sichtbar sind.
Eine Multispektralkamera, genauer gesagt UAV Multispektralsensor, macht nicht nur farbige Fotos (RGB), sondern gibt Auskunft über das von Pflanzen oder Boden reflektierte oder absorbierte Licht (Lichtwellen) in vier verschiedenen Wellenlängen: Grün, Rot, Nahinfrarot (NIR) und kurzwelliges Infrarot – letztere sind für das Auge unsichtbare Infrarot-Spektralbänder.
Landwirtschaftsministerin Barbara Otte-Kinast besucht PraxisLabor Digitaler Ackerbau der Landwirtschaftskammer Niedersachsen in Schickelsheim und stellt erstmals Eckpunkte der Niedersächsischen Ackerbau- und Grünlandstrategie vor
Zu den vom Ministerium mitfinanzierten, hochmodernen Technologien, die dort unter betrieblichen Bedingungen eingesetzt und geprüft werden, gehört ein digitaler Analyse-Spaten, der in Echtzeit wichtige Bodenparameter liefert, etwa den Nährstoff-, den Humusgehalt sowie den pH-Wert. Eine kameragesteuerte Hacke, die nicht nur zwischen den Reihen der gepflanzten Kultur, sondern auch in der Reihe zwischen einzelnen Pflanzen Un- und Beikräuter beseitigt, konnte die Ministerin beim Einsatz in einer Versuchsparzelle beobachten. „Verfahren zur mechanischen Unkrautbekämpfung spielen eine wichtige Rolle, wenn es künftig darum geht, mit weniger Pflanzenschutzmittel zu arbeiten", fasste Jobst Gödeke, Leiter des PraxisLabors, die Funktion des Geräts zusammen.
Erkenntnisse des PraxisLabors kommen Betrieben zugute
„Mit den gesammelten Erkenntnissen dieses Leuchtturmprojekts auf Basis der hohen Standards unseres Feldversuchswesens können wir unsere Landwirtinnen und Landwirte über Beratungs- und Bildungsangebote unterstützen und auch Behörden mit validen Daten versorgen", betonte Kammerpräsident Gerhard Schwetje mit Blick auf die Weiterentwicklung des PraxisLabors. So gehört die Einrichtung eines mobilen Schulungszentrums für Digitalen Ackerbau zu den nächsten Schritten.
„Mit den Versuchsergebnisse aus dem PraxisLabor werden die Landwirte bei der Verbesserung ihrer ackerbaulichen Verfahren unterstützt. Das wiederum hilft bei der Umsetzung der Niedersächsischen Ackerbau- und Grünlandstrategie“, erklärte Ministerin Barbara Otte-Kinast. Auf der Domäne Schickelsheim stellte sie der Öffentlichkeit erstmals Eckpunkte der Niedersächsischen Ackerbau- und Grünlandstrategie vor.
Was ist die Niedersächsische Ackerbau- und Grünlandstrategie?
Ein Landwirt ernährt heute 155 Menschen - im Jahr 1900 waren es etwa zehn. Diese Produktionssteigerung bringt Herausforderungen für Umwelt- und Naturschutz, Ökonomie und gesellschaftlicher Akzeptanz mit sich.
Die Niedersächsische Ackerbau- und Grünlandstrategie widmet sich der Ertragssicherung, der Ressourcenschonung, der Biodiversität und Nachhaltigkeit sowie der Ökonomie und gesellschaftlicher Akzeptanz. Darüber hinaus geht es um die Erhaltung der Moore sowie des Grünlandes.
Das Ziel ist eine Nutzung des Zuchtfortschritts zur Steigerung der Effizienz, eine konsequente Umsetzung des integrierten Pflanzenbaus und Pflanzenschutzes sowie die stärkere Verzahnung konventioneller und ökologischer Produktion.
„Wir brauchen eine Landwirtschaft, die von der Gesellschaft akzeptiert wird. Mit der Ackerbau- und Grünlandstrategie verbinden wir Wertschöpfung mit Wertschätzung“, betonte Ministerin Barbara Otte-Kinast. Sie dankte den Teilnehmern der Arbeitsgruppen für ihr Engagement.
Entwicklung der Ackerbaustrategie geht kontinuierlich weiter
Die Strategie ist kein fertiges Papier. Es sollen ständig Maßnahmen aufgenommen werden, die sich als positiv herausstellen. Deshalb werden auch die Arbeitsgruppen weiter tagen. Zur besseren Vernetzung zwischen Landwirtschaft, Gesellschaft und Politik wird ein Beirat am Ministerium eingerichtet. Im November ist im Thünen-Institut (Braunschweig) eine weitere Veranstaltung mit der Diskussion zu den vorgestellten Eckpunkten der Ackerbau- und Grünlandstrategie geplant.
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Eine Million Euro für das Praxis-Labor Digitaler Ackerbau der Landwirtschaftskammer Niedersachsen im Kreis Helmstedt
„Die Digitalisierung der Landwirtschaft bietet hervorragende Chancen, den Landwirten in Niedersachsen den optimalen Einsatz digitaler und umweltfreundlicher Techniken zu demonstrieren", nennt Landwirtschaftsministerin Barbara Otte-Kinast den Zweck der Förderung aus dem Sondervermögen „Digitalisierung" des Landes. „Wir müssen diese Chancen mit Einrichtungen wie in Schickelsheim für den betrieblichen Alltag schnell nutzbar machen und vermitteln." Daher sei die Digitalisierung eine wichtige Säule der niedersächsischen Ackerbaustrategie.
Im Praxis-Labor setzt die LWK am Markt erhältliche, neueste digitale Land- und Sensortechnik unter betrieblichen Bedingungen ein. In Versuchen und Projekten werden die Effekte auf die ackerbaulichen Verfahren und gleichzeitig auf die natürlichen Ressourcen Boden, Wasser, Klima und Artenvielfalt ermittelt.
Auch für die Region ist der weitere Ausbau des Kammerstandortes in Schickelsheim nach den Worten von Gerhard Radeck, Landrat des Landkreises Helmstedt, ein wichtiges Signal für die wirtschaftliche Entwicklung: „Die Landwirtschaft hatte in unserer Region schon immer eine große strukturelle Bedeutung. Gerade in der Phase des Umbruchs nach dem Kohleabbau ist sie mit ihrer Dynamik einer der Hoffnungsträger für Wirtschaftskraft und Arbeitsplätze." Daher sei der Landkreis von Beginn an der Seite des Landes Niedersachsen und der Landwirtschaftskammer am Vorhaben in Schickelsheim beteiligt.
Im Zuge des zunächst bis 2026 angelegten Projektes sollen die Erfahrungen über ein ergänzendes, mobiles Schulungszentrum für Digitalen Ackerbau in der Aus-, Fort- und Weiterbildung gemeinsam mit den regionalen Bildungsträgern praxisnah weitergegeben werden. Geht es nach den Wünschen von Kammerpräsident Schwetje, wird das PraxisLabor schon bald auch eine 5G-Mobilfunkfrequenz zur Erprobung durch ein aktuelles Kooperationsprojekt der Landkreise Wolfenbüttel und Helmstedt erhalten. Darin werde aktuell mit vielen Partnern aus der Wissenschaft, der Wirtschaft und der öffentlichen Hand an einem Fachkonzept für die Bewilligung bundesweiter Fördermittel gearbeitet, so Schwetje.
Das Praxis-Labor Digitaler Ackerbau ist auch für Ministerin Barbara Otte-Kinast ein Leuchtturmprojekt: „Wir setzen darauf, dass sich die strukturellen und wirtschaftlichen Effekte aus der jetzt erfolgten Landesförderung weiterentwickeln werden. Das Ministerium wird Schickelsheim weiter intensiv begleiten", betont die Ministerin.
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