Moderner Ackerbau mithilfe von KI

Im Jahr 2050 werden Schätzungen zufolge rund zehn Milliarden Menschen auf der Erde leben. Die globale Landwirtschaft stellt dies vor die herausfordernde Frage: Wie ernährt man die Menschheit, ohne dabei der Natur zu schaden? Agrarwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler der Universität Hohenheim, der Georg-August-Universität Göttingen (UGOE) sowie des Julius Kühn-Instituts (JKI) arbeiten an einem Anbausystem, das ökologischen und konventionellen Landbau mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz sinnvoll vereint.

Alternativen zum bisherigen Einsatz von chemisch-synthetischen Pflanzenschutz werden in dem Projekt NOcsPS erforscht. © Universität Hohenheim/Klaus Wallner

Hundertausende von Tier- und Pflanzenarten sind weltweit durch den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln vom Aussterben bedroht. Erstrebenswert wäre eine sanftere Form des Ackerbaus, da eine rein ökologische Landwirtschaft absehbar nicht in der Lage ist, die Weltbevölkerung zu ernähren.

Die Strategie einer Landwirtschaft 4.0 setzt auf automatisierte und digitalisiert vernetzte Technologien und folgt biologischen Prinzipien. Sie verzichtet vollständig auf den Einsatz von chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln (csPSM) und nutzt stattdessen mineralischen Dünger, um die Bodenfruchtbarkeit zur Erzeugung der erforderlichen Erträge zu gewährleisten.

KI unterscheidet zwischen Unkraut und Nutzpflanze

Im Forschungsprojekt NOcsPS (Landwirtschaft 4.0 ohne chemisch‐synthetischen Pflanzenschutz) arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit ferngesteuerten Robotern, die über Felder fahren und selbstständig Unkraut jäten. Dabei unterscheiden die Roboter mit Hilfe von Bildsensoren, ob es sich bei dem jeweiligen Gewächs um eine Nutzpflanze oder Unkraut handelt. „Wer diese Technik einsetzt, braucht also weniger chemische Pflanzenschutzmittel bzw. weniger Arbeitskräfte“, so Prof. Dr. Enno Bahrs von der Universität Hohenheim, Leiter des Verbundprojekts.

Der Verbund wird von vielen Unternehmen aus Produktion, Verarbeitung und Beratung unterstützt, so dass NOcsPS-Anbausysteme als Zusammenspiel von innovativen ackerbautechnischen und weiteren technischen Maßnahmen (z.B. Sensorik, Robotik) entwickelt werden können. Zukünftig kann diese Technologie auch im Sinne des Naturschutzes weiterentwickelt werden, so Bahrs. Dazu erproben Forschergruppen auch Roboter, die mittels KI „gute“ von „schlechter“ Begleitflora mit dazugehöriger Fauna unterscheiden können. Nützliche Begleitflora bleibt dann bei Bedarf erhalten und bietet einen besseren Lebensraum für Insekten.

Chancen der Technologie sieht Bahrs für alle Landbauarten. Ein Ackerbausystem wie NOcsPS könne den ökologischen Landbau bezüglich alternativer Düngungsstrategien und veränderten Fruchtfolgen inspirieren, so der Wissenschaftler. „Im konventionellen Landbau kann NOcsPS dazu beitragen, weniger chemische Pflanzenschutzmittel einzusetzen.“

Landwirtschaft 4.0 ohne chemisch-synthetischen Pflanzenschutz steht somit für einen eigenständigen Weg im Ackerbau. Daraus entstehende Produkte könnten eine Preisklasse einnehmen, die zwischen konventionell und ökologisch produzierten Produkten liegen.

Universität Hohenheim

KI-Entwicklungspartner
Universität Göttingen
Julius Kühn-Institut
K.U.L.T. Kress Umweltschonende Landtechnik GmbH

Fakten zur Anwendung


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