Future Crop Farming: Landwirtschaft neu und nachhaltig gedacht

Durch die Kombination digitaler Technologien, nachhaltiger Anbaumethoden und wissenschaftlicher Erkenntnisse möchte das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Bewältigung der Herausforderungen rund um Biodiversität, Bodenschutz, Klimawandel, Wettbewerbsfähigkeit und gesellschaftliche Akzeptanz leisten – und somit die Grundlage für eine nachhaltige Landwirtschaft der Zukunft schaffen.

 

Im Kontext Netzwerkmanagement und Öffentlichkeitsarbeit wird das Projekt vom Kompetenz-Netzwerk Digitale Landwirtschaft Bayern (KNeDL) von Bayern Innovativ unterstützt, das mit seinem Fachwissen und seinem Netzwerk die Integration digitaler Lösungen in die landwirtschaftliche Praxis vorantreibt und innovative Technologien fördert.

 

Das System ist durch Anbauflächen charakterisiert, die in Streifen unterteilt sind (Strip Intercropping), sowie durch die Integration von Strukturelementen wie Beetle Banks (Blühstreifen auf dammähnlichen Strukturen), die zur Förderung der Biodiversität beitragen. Die Bewirtschaftung erfolgt unter Einsatz moderner digitaler Technologien und Agrarrobotik, die eine präzise und effiziente Landwirtschaft ermöglichen. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen direkt in die Entwicklung zukunftsorientierter Lösungen, die den ökologischen Fußabdruck verringern und die Wettbewerbsfähigkeit steigern sollen. Das Feldlabor wurde an einem Standort etabliert, der die Herausforderungen des Ackerbaus in den typischen Hügellandschaften Bayerns widerspiegelt. Für das Feldlabor wurden sechs Blöcke mit jeweils sieben 15 m breiten Streifen angelegt, die in randomisierter Anordnung die Grundlage für eine präzise statistische Auswertung bieten.

 

Die Blöcke sind durch 6 m breite Biodiversitätsstreifen in Form von Beetle Banks voneinander getrennt. Jeder der 15 m breiten Streifen durchläuft im Stil eines Strip-Intercropping-Systems einen siebengliedrigen Fruchtwechsel: In der ersten Projektphase wurden Zuckerrübe – Winterweizen – Lupine – Wintergerste – Körnermais – Soja – Winterroggen angebaut. Da sich jedoch die Lupine als nicht konkurrenzfähig und der Winterroggen als zu wenig wirtschaftlich erwiesen haben, wurde in der zweiten Projektphase die Fruchtfolge angepasst, um das System wirtschaftlicher und praxistauglicher zu gestalten: statt Lupine wird nun ein zweites Mal Soja und statt Winterroggen ein zweites Mal Winterweizen angebaut.

 

Im Feldlabor werden zwei Varianten miteinander verglichen, die jeweils auf drei Blöcken etabliert werden:

Die Bewirtschaftung der drei Blöcke, die mit Variante R belegt sind, erfolgt mit modernsten digitalen Technologien (Section Control, RTK-Lenksystem) sowie der neuesten marktverfügbaren Agrarrobotik. Insgesamt kamen bisher drei Feldroboter (Farmdroid FD20, Agrointelli Robotti, AgXeed AgBot) zum Einsatz, um insbesondere Herbizide durch autonome Verfahren der mechanischen Unkrautregulierung zu substituieren.

 

Weiterhin ist das Feldlabor mit Internet-of-Things- (IoT-) Bodensensorik ausgestattet, um die Parametrisierung des ABAG-basierten Erosionsmodells zu optimieren. Zu Erforschung der Insektenpopulationen werden moderne Methoden wie Metabarcoding (DNA Analysemethode) und Bilderkennung mit KI eingesetzt.

Die umfangreiche Evaluierung moderner Technik wurde ergänzt durch betriebswirtschaftliche Betrachtungen sowie eine deutschlandweite Befragung zur Akzeptanz in der Bevölkerung. In der zweiten Projektphase werden gezielt die Effekte der autonomen mechanischen Unkrautregulierung auf das Erosionsgeschehen betrachtet und die Dokumentation der Auswirkungen des Pflanzenbausystems auf die Biodiversität fortgeführt. Daneben gilt es, die ökologischen Vorteile des Systems einer wirtschaftlichen Bewertung aus betrieblicher und gesellschaftlicher Sicht zu unterziehen und das Konzept des Wissenstransfers zu bewerten.

Streifenanbau und Beetle Banks in Kombination wirken besonders gut als Schutz vor Bodenerosion und zur Steigerung der Artenvielfalt.

 

In der Variante R (reduziert) konnte der Behandlungsindex chemisch-synthetischer Pflanzenschutzmittel im Vergleich zur guten fachlichen Praxis (Versuchsvariante I) um 50 % reduziert werden. Dies entspricht einem der Ziele des European Green Deal, ging im Feldlabor jedoch mit wirtschaftlichen Einbußen einher.

 

Die Variante R unterliegt der Variante I wirtschaftlich – je nach Kultur in unterschiedlichem Ausmaß – allerdings weniger aufgrund der geringeren Ertragsleistung, sondern aufgrund höherer Kosten.

 

Verschiedene Feldrobotikkonzepte eignen sich für Bodenbearbeitung, Aussaat und Unkrautregulierung, jedoch erreicht der aktuelle Stand der Technik noch nicht die erhoffte Arbeitszeitersparnis in unserem Versuchskontext.

In der quantitativen Umfrage zeigt sich eine positive Einstellung der Befragten gegenüber neuen Pflanzenbausystemen und Robotik, auch wenn herkömmliche Traktoren bevorzugt werden. Besonderer Wert wird Biodiversitätsstreifen (Beetle Banks) zugesprochen.

 

Der sowohl vor Ort begehbare als auch digital verfügbare Feldrundweg zeigt auf, inwiefern Landwirte im Zentrum eines komplexen Netzwerks stehen, in dem verschiedene Akteure unter verschiedenen Zwängen und Zielkonflikten agieren und damit die Landwirtschaft entscheidend mitbeeinflussen.

Es sollen die in der ersten Projektphase erzielten Vorteile (v.a. Reduktion csPSM, Reduktion Bodenerosion, Stärkung Biodiversität, einzigartiger Feldrobotik Use Case, sehr erfolgreicher Wissenstransfer) abgesichert werden. Gleichzeitig werden weitere digitale Innovationen integriert und das Anbausystem wirtschaftlicher und praxisrelevanter gestaltet. Die systemorientierte Bewertung des Pflanzenbausystems wird schließlich mit einem erweiterten Indikatorenset fortgeführt, um das Spektrum der Informationen zu erweitern.

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