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Digitale Revolution

Digitale Revolution Der automatisierte Acker: Wie Roboter und Drohnen die Landwirtschaft umkrempeln

Roboter können mittlerweile säen, jäten und pflücken. Landwirte hoffen darauf, mit ihnen den Mangel an Arbeitskräften auszugleichen.
13.10.2020 - 11:44 Uhr Kommentieren
Seit 2015 forscht die Traditionsmarke Fendt an Feldrobotern und ihrer Steuerung durch Software und Künstliche Intelligenz. Quelle: Getty Images, Fendt (M)
Die neue Welt auf dem Acker

Seit 2015 forscht die Traditionsmarke Fendt an Feldrobotern und ihrer Steuerung durch Software und Künstliche Intelligenz.

Quelle: Getty Images, Fendt (M)

Würzburg Xaver will nicht anfahren. Schuld ist das Anti-Kollisions-Programm: Die fünf Feldroboter stehen zu nah beieinander. Der Computer gibt kein grünes Licht. Also ist Handarbeit gefragt. Zwei Mitarbeiter des Traktorenherstellers Fendt ziehen mit vereinten Kräften die Geräte auseinander. Keine einfache Sache, Xaver gleicht einer Kombination aus kleinem Traktor und Mini-Dampfwalze und ist 200 Kilo schwer.

Das Manöver gelingt. Das Programm gibt die Fahrt frei, Xaver fährt los, auf zur Arbeit auf dem Acker. Dort rollt er mit etwas mehr als zwei km/h die Furchen brav auf und ab. Ein GPS-gesteuertes Lenkungssystem hält den Roboter auf Position. Xaver sät Mais: Erst streut er Saatgut aus, schaufelt dann Erde darüber und drückt es schließlich mit seinem breiten Hinterrad ein.

Vier Hektar Acker schaffen die Xaver-Roboter pro Stunde. Besser als der Mensch mit Traktor und Sämaschine ist das noch nicht. Der ist immer noch „30 bis 40 Prozent“ schneller, schätzt Johannes Utz, Teamleiter Vorentwicklung beim deutschen Hersteller Fendt. Aber ein Mensch könne nicht „24 Stunden am Tag“ arbeiten.

Noch rollt Xaver auf einem Versuchsfeld in der Nähe von Würzburg. Aber die Technik überträgt Fendt schon jetzt auf herkömmliche Traktoren. Seit 2015 forscht die Traditionsmarke an Feldrobotern und ihrer Steuerung durch Software und Künstliche Intelligenz.

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    Roboter werden zunehmend Teil unserer Welt, auch in der Landwirtschaft. Traktoren sind schon heute fahrende Rechenzentren mit Monitoren, Bordcomputern und Assistenzsystemen. Melkroboter gehören bereits seit Jahren zum Alltag auf den Höfen. „Momentan ist die Wirtschaftlichkeit von Roboterlösungen wie Xaver noch eine Herausforderung“, sagt Fendt-Chef Christoph Gröblinghoff., „aber das wird sich mit Riesenschritten weiterentwickeln.“

    Quelle: Fendt
    Robotergestütztes Precision Farming bei der Maisaussaat
    (Foto: Fendt)

    Mehr Ertrag und verbesserte Arbeitsbedingungen

    Nach einer Umfrage des Fachjournals „Agrar Heute“ gehen 82 Prozent der Landwirte davon aus, dass in Zukunft Maschinen Feldarbeiten autonom durchführen. „In der Robotik steckt eine Menge Potenzial“, sagt Landwirtschaftsexperte Horst-Henning Steinmann von der Uni Göttingen. „20 oder 30 Jahre lang waren sie nur eine Vision, jetzt kommen die ersten Prototypen und Modelle auf den Markt.“

    Die Roboter können säen, jäten oder pflücken. Schon in zwei Jahren will beispielsweise das US-Start-up Abundant Robotics zusammen mit dem Agrarkonzern Baywa beim Apfelpflücken die ersten Prototypen in Deutschland einsetzen. „Es geht um mehr Ertrag pro Hektar, Verbesserung der Arbeitsbedingungen und darum, den sich verändernden gesellschaftlichen Anforderungen zu begegnen“, sagt Jörg Migende, Chief Business Development Officer Baywa Agrar.

    Landwirte stehen vor handfesten Problemen: Es fehlen die Arbeitskräfte. Wie die Felder bestellen, Schädlinge fernhalten und die Ernte einbringen? „Früher hat man Unkraut mit der Hacke entfernt“, sagt Fendt-Chef Gröblinghoff. „Das will keiner mehr machen, die Landwirte finden keine Arbeitskräfte.“ Und das nicht nur in Corona-Zeiten.

    Der Mangel an Arbeitskräften wird zunehmen. Es fällt immer mehr Handarbeit auf den Feldern oder Obstplantagen an. Die EU schreibt in der „Farm To Fork“-Richtlinie den Landwirten vor, bis 2030 den Verbrauch von Düngemitteln und Unkrautvernichtern drastisch einzuschränken. Nach Vorgaben des Bundeslandwirtschaftsministeriums sollen bis 2035 20 Prozent der Flächen ökologisch bewirtschaftet sein, doppelt so viele wie heute.

    Nicht nur die Vorschriften verschärfen sich, auch die sich verändernde Nachfrage prägt die Landwirtschaft. Der Markt für ökologische Lebensmittel wächst stark. Nach Zahlen des Bunds Ökologischer Lebensmittel kletterte ihr Umsatz 2019 in Deutschland auf mehr als sieben Milliarden Euro, ein Umsatzplus von mehr als elf Prozent. Mittlerweile wirtschaften 33.700 landwirtschaftliche Betriebe in Deutschland ökologisch, das ist jeder achte. Die Anzahl von Ökobauern stieg im vergangenen Jahr um 6,3 Prozent.

    Doch wer soll all die Arbeit machen, die bislang die Chemie erledigte? Roboter wären eine Lösung.

    Fortschritte in Künstlicher Intelligenz

    Der Einzug der Roboter in der Landwirtschaft ist Konsequenz der zunehmenden Digitalisierung und intelligenter Software. Sensoren spielen eine Schlüsselrolle, sie seien für viele Landwirte „der Zwischenschritt zur Robotik“, sagt Horst-Henning Steinmann, der Experte für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung an der Uni Göttingen.

    Sensoren an Schleppergeräten nehmen immer mehr und genauere Daten vom Feld auf, so können sie sich bei der Aussaat von Zuckerrüben genau merken, wo die Pflanzen stehen – und entsprechend präzise Unkraut jäten. „Da passiert eine Menge“, sagt Steinmann.

    Ein Unkrautroboter ist Dino, den Agrarkonzern Baywa verkauft. Er kann mit einer Genauigkeit von zwei Zentimetern das Unkraut bei Gemüse, Kräutern und Baumschulen jäten. Eine Anwendung bei Zuckerrüben ist derzeit in Arbeit.

    Ganze 100.000 Euro kostet Dino in der Grundausstattung – nicht wenig Geld. „Es ist eine relativ neue Technologie, viele Kunden zögern noch“, sagt Tobias Rapp, Produktmanager Zukunftstechnologien bei Baywa. „Aber ihr Interesse ist groß, sie wissen, dass der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln mit der Zeit reduziert oder wie bei Glyphosat abgeschafft wird.“

    Ein wichtiger Baustein sind Kamerasysteme, die immer genauer und intelligenter werden. Beispiel Ackerfuchsschwanz: Kamera und Software können das Unkraut in Bruchteilen einer Sekunde von einem Weizenhalm unterscheiden – keine einfache Sache. Der Ackerfuchsschwanz ähnelt dem Getreide in Form und Höhe. Das Ungras fürchten Landwirte. Es breitet sich rasch auf Getreidefeldern aus, zeigt sich zunehmend resistent gegen verschiedene Pflanzenschutzmittel und führt zu starken Ertragseinbußen.

    Aber Roboter können den Ackerfuchsschwanz mithilfe von Kameras und Künstlicher Intelligenz erkennen und weghacken, manche Modelle brennen sie gar mit Lasern weg.

    Wie schnell sich Roboter durchsetzen können, zeigt auch ein Blick in einen ganz anderen Bereich im Bauernhof – den Kuhstall.

    Kühe melken sich selbst

    In vielen Bauernhöfen entscheidet die Kuh selbst, wann sie gemolken wird. Irgendwann am Tag, nicht wie früher morgens und abends, angelockt durch Kraftfutter und das Bedürfnis, den Euter zu leeren. Das freiwillige Melken steigert das Tierwohl und die Tiergesundheit – und erhöht die Wirtschaftlichkeit des Betriebs. Ermöglicht wird das durch Melkroboter, die mit Laser und 3D-Kameras den Melkbecher am Euter ansetzen.

    Melkroboter sind bereits seit zwei Jahrzehnten im Einsatz. 60 bis 70 Kühe schafft er am Tag. „Der Bauer hat mehr Zeit für andere Tätigkeiten, kann auch mal länger bei einer Familienfeier sitzen bleiben, ohne an die festen Melkzeiten gebunden zu sein“, sagt Jörg Migende, Chief Business Development Officer Baywa Agrar. „Ihm bleibt eine hochanstrengende und zeitintensive Arbeit erspart.“

    Allerdings kostet der Melkroboter zusammen mit Kompressor, Vakuumpumpe oder Tankanschluss je nach Ausführung etwa 150.000 Euro inklusive Montage. Trotzdem sind weit über 80 Prozent aller neuen Ställe in Süddeutschland mit einem Melkroboter ausgestattet. „Ich war überrascht, wie schnell sich Melkroboter durchgesetzt haben“, sagt Migende.

    Melkroboter sind im Süden von Deutschland aus einem bestimmten Grund beliebt: Dort gibt es viele kleinere Bauernhöfe und Nebenerwerbsbetriebe. Für die sind die vollautomatische Maschinen sinnvoll. In Großbetrieben rentieren sich dagegen eher halbautomatische Systeme. Aufgrund der hohen Tieranzahl lohnt es sich, die Melkbecher von einer Hilfskraft anlegen zu lassen.

    Pay-per-Use-Modell

    Roboter in der Landwirtschaft gibt es auch zu mieten. Beispiel Maiszünsler. Der Schädling ist bei Bauern gefürchtet. Die Larven des Kleinschmetterlings fressen sich an Blättern, Stängeln und Kolben von Mais satt, weltweit vernichten sie jedes Jahr vier Prozent der Maisernte – rund 41 Millionen Tonnen.

    Ein natürlicher Feind ist die Schlupfwespe, die ihre Eier in die Eier der Schmetterlinge legt. Fachleute sprechen von parasitieren. Eine ideale biologische Bekämpfung, aber es gibt ein Problem: Wie verteilt man die Schlupfwespen auf die riesigen Felder? Nicht nur wegen der Fläche, sondern auch wegen der hohen Maispflanzen ist das zeitaufwendig, dem Bauern drohen Schnittwunden von den scharfen Blättern der Pflanzen im Gesicht.

    Baywa bietet seit fünf Jahren eine Hightechlösung an: GPS-gesteuerte Drohnen. Die legen alle zehn Meter eine mit Schlupfwespeneiern gefüllte Kapsel aus. Die Kapseln sind aus Zellulose oder Maisstärke und lösen sich auf. Die Drohnen können bis zu 5000 Hektar befliegen.

    Der Clou des Angebots: Landwirte müssen sie nicht selbst bedienen. Die Drohne gibt es im Pay-per-Use-Modell, bezahlt wird also nach Nutzung, inklusive Drohnenlotse und Erklärtafeln für neugierige Spaziergänger. Je nach Schlaggröße kostet das zwischen 80 und 90 Euro pro Hektar.

    Mischformen bei der Anwendung

    Das Interesse der Landwirte ist laut Baywa „stark steigend“. Eingesetzt werden die Drohnen vor allem in Württemberg, dort habe sich in diesem Jahr die Zahl der behandelten Hektar verdoppelt

    Ähnliche Bezahlmodelle sind für andere Roboter denkbar, abhängig von der Intensität der Nutzung, Preis und technischen Anforderungen. Der Vorteil für den Landwirt: Er spart sich das Geld für die teure Investition. „Aber auf der anderen Hand ist er vom Dienstleister abhängig“, sagt Landwirtschaftsexperte Steinmann. Schnell könne der Anbieter Druck machen, wenn er eine exklusive Technik vertreibt: „Nur diese Woche geht es, die anderen nicht.“

    Nicht nur beim Bezahlen, auch in der Anwendung wird es Mischformen geben. Beispiel Säroboter Xaver von Fendt. „Der Traktor wird so schnell nicht ganz durch kleine Roboter ersetzt werden“, sagt Fendt-Chef Gröblinghoff. Mit Xaver testet das Unternehmen auch eine Schwarmtechnologie, die als Erstes auf großen Feldern mit konventionellen Maschinen zum Einsatz kommt. „Ein herkömmlicher Traktor fährt voraus, gefolgt von zwei bis drei unbemannten Traktoren“, sagt Gröblinghoff.

    Science-Fiction ist das nicht, meint der Fendt-Chef: „Das werden wir in diesem Jahrzehnt erleben.“

    Mehr: Big Data auf dem Acker: Wie die Landwirtschaft mit KI den Welthunger bekämpft

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