Der Neue Wiesentbote

Drohnen im Gewächshaus und Agri-Photovoltaik auf dem Feld

Technik von morgen schon heute auf dem Prüfstand: Drohnen, die autonom durch Gewächshäuser fliegen und Ertragsprognosen erstellen? In praxisnahen Versuchen stellt die Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG) am Gemüsebauversuchsbetrieb in Bamberg aktuelle Technik auf den Prüfstand. Das Ziel ist, dem Erwerbsanbau verlässliche Empfehlungen zum Technikeinsatz geben zu können, um einen Ertragsausfall und damit wirtschaftliche Risiken zu minimieren.

Bestandsmonitoring durch den Einsatz von Drohnen

Eine Drohne im Salat: Sie erkennt frühzeitig Schädlinge und Krankheiten. Das kann vor einem Ertrags- und somit Umsatzausfall schützen und bei der Ernteprognose helfen. © LWG Veitshöchheim, Marco Drechsel

Der geschützte Anbau von Salatkulturen in Bayern steigt kontinuierlich: So wird aktuell auf rund 12 Hektar Salat unter Glas, vor allem im Nürnberger Knoblauchsland, angebaut. Würde man die so erzeugte Salatmenge klassisch im Freiland anbauen, müsste man eine Fläche von mehr als 400 Hektar bewirtschaften.

Der Großteil des Salates unter Glas wird erdelos im sogenannten hydroponischen Produktionsverfahren angebaut. Dabei werden die Salatwurzeln mit Wasser und Dünger in einem geschlossenen Kreislauf permanent versorgt. Mit bis zu 300 Salatköpfen pro Quadratmeter und Jahr ist dieses Anbauverfahren zwar außerordentlich intensiv, gleichzeitig aber auch sehr ressourcensparend sowie zeitund witterungsunabhängig. Allerdings sind hier optimale Anbaubedingungen nötig und ein ständiges, sorgfältiges Monitoring mit dem Ziel der Schadensvorbeugung.

Durch die Größe der Anbauflächen gestaltet sich die Überwachung, also die manuelle Sichtung auf beispielsweise Schadbefall bzw. notwendige Düngeoptimierung, sehr zeit- und personalaufwendig.

Bundesweit einmalig

In einem so bundesweit einmaligen Pilotprojekt untersucht die LWG in Bamberg den Einsatz von autonom fliegenden Drohnen für das Bestandsmonitoring. Neben einer frühzeitigen Erkennung und Validierung von Schädlingen und Krankheiten werden dabei auch Wachstumsparameter, wie etwa die Kopfgröße, erfasst, um künftig auch zuverlässige Ertragsprognosen zu erhalten. Dazu wird am LWG-Gemüsebauversuchsbetrieb in Bamberg Salat unter Praxisbedingungen im Folienhaus auf rund 25 m² im Hydroponik-Verfahren angebaut.

Die so angebauten Salatpflanzen wachsen somit auf natürliche Weise und ohne notwendigen menschlichen Eingriff. Einmal pro Tag überfliegt eine Drohne den Salat vollautomatisch und erstellt dabei Bildsequenzen. Diese werden anschließend mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI) ausgewertet. Anomalien, wie beispielsweise Ertragsausfall, Blattverfärbungen oder Schädlingsbefall, werden umgehend detektiert. Der oder die Anbauende hat so die Flächen kontinuierlich im Blick und die Möglichkeit, durch eine frühzeitige Problemerkennung rechtzeitig Maßnahmen, wie Klimasteuerung, Pflanzenschutz oder Düngeoptimierung, anzuwenden. Dadurch kann einem Ertrags- und somit Umsatzausfall vorgebeugt oder zumindest begrenzt werden. Angestrebt ist zudem eine auf das aktuelle Wachstumsstadium basierende Ernteprognose.

Agri-Photovoltaik im Gemüse- und Obstbau

Mit Agri-Photovoltaik gegen den Klimawandel: Schutz der Pflanzenkulturen vor wetterbedingten Schäden und gleichzeitig Stromerzeugung aus Sonnenenergie. © LWG Veitshöchheim, Jim-Lukas Münch

Durch die Wetterextreme durch den Klimawandel kann ein starker Rückgang der landwirtschaftlichen Erträge über die letzten Jahrzehnte beobachtet werden. Um den Klimawandel aufzuhalten, ist dringend ein Umstieg in der Energieerzeugung von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Energien notwendig. Bisher konkurriert die Landwirtschaft oft mit den erneuerbaren Energien um Fläche, aber mit der Agri-Photovoltaik, die über die letzten Jahre immer mehr Aufmerksamkeit erhielt, soll jetzt nicht nur die Platzproblematik gelöst werden, sondern auch gleichzeitig ein Schutz für die Pflanzenkulturen vor wetterbedingten Schäden geschaffen werden.

Wo eignet sich Agri-Photovoltaik am besten?

Ziel ist, mit einer entsprechenden Anlage herauszufinden, welche Gemüse- und Obstkulturen mit Agri-Photovoltaik in Bayern kompatibel sind und welche Mengen an Licht man zur Stromproduktion nutzen kann, ohne dabei eine große Pflanzenertragseinschränkung zu haben. Das Neue an der Anlage: Die verschiedenen Module hängen in nur 3,50 Meter Höhe, können sich mit der Sonne mitbewegen oder senkrecht gestellt werden, um die Fläche darunter weiterhin mit den gewohnten Maschinen bearbeiten zu können. Durch die Beweglichkeit der Anlage kann sie auf Wetterereignisse reagieren und somit den Regen regulär auf die Fläche lassen oder als Schutz vor Hagel, übermäßiger Sonne und Hitze eingesetzt werden. Das soll Praxisbetrieben helfen, das für sie optimale System zu finden.

Dazu gehört unter anderem die Datensammlung für nutzbare Kulturen und ihrer Anbaueignung unter Agri-Photovoltaik. Weiterhin werden das Klima und das Mikroklima unter der Anlage überwacht und ihr Einfluss auf das Wachstum und die Qualität der Pflanzen darunter untersucht. Da durch die Konstruktion Flächen entstehen, auf welchen keine Bewirtschaftung stattfinden kann, gilt es zu untersuchen, wie diese Flächen sich auf die Biodiversität wie Beikräuter und Insektenpopulation auswirken. Als letzter Untersuchungspunkt fällt unter die Aufgaben der LWG, wie die höchste Flächenproduktivität zu erreichen ist. Dabei werden verschiedene Modulbelegungen mit verschiedener Lichtdurchlässigkeit getestet, um das beste Verhältnis aus Strom- und Pflanzenerträgen zu erreichen.

Das Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen technischen und landwirtschaftlichen Unternehmen, dem bayerischen Technologie- und Förderzentrum (TFZ) und der LWG.