Digitalisierung, Künstliche Intelligenz (KI) und das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) gehen auch an der Landwirtschaft nicht vorbei. Landwirtschaftliche Betriebe stehen unter erheblichem Kostendruck und müssen mit wenig Personal auskommen. Landwirtschaft 4.0 nutzt moderne Technologien, um effizienter zu arbeiten, Kosten einzusparen und die Erträge zu steigern.
Regierungen und andere Institutionen sind gefragt, um Landwirte bei der Einführung der neuen Technologien zu unterstützen und Anreize zu schaffen.
Landwirtschaft 4.0 – kurze Definition
Andere Bezeichnungen für Landwirtschaft 4.0 sind
- Bauernhof 4.0
- Smart Farming
- Digital Farming
- e-Farming
Digitalisierung und smarte Technologien haben in der Landwirtschaft 4.0 einen hohen Stellenwert. Um landwirtschaftliche Prozesse zu optimieren, Erträge zu steigern und Ressourcen zu schonen, vernetzen Landwirte Maschinen, Geräte und Systeme miteinander. Riesige Datenmengen (Big Data) bilden die Grundlage für zuverlässige Prognosen und dienen als Entscheidungshilfen.
Industrie 4.0 ist eine wichtige Basis für Smart Farming. Informations- und Kommunikationstechnologien vernetzen Maschinen und Abläufe in der Industrie, um die Produktion effizienter zu gestalten und kundenorientierte Lösungen zu schaffen. In der modernen Landwirtschaft spielen erprobte Anwendungsfälle aus Industrie 4.0 eine immer wichtigere Rolle.
Unterschiede zwischen Landwirtschaft 4.0 und herkömmlichen landwirtschaftlichen Methoden
Die moderne Landwirtschaft wird zunehmend industrieller. Die ursprüngliche Landwirtschaft kommt ohne Digitalisierung, Big Data und andere moderne Technologien aus. Landwirtschaft 4.0 unterscheidet sich von der herkömmlichen Landwirtschaft durch
- zunehmende Automatisierung von Arbeitsabläufen
- Internet der Dinge mit vernetzten Geräten und Fahrzeugen
- Ausbau der IT-Infrastruktur in der landwirtschaftlichen Verwaltung
- mobile Geräte wie Smartphone oder Tablet zur Steuerung und Kontrolle von Arbeitsabläufen
- maschinelles Lernen
Nachhaltigkeit und ökologische Landwirtschaft kommen nicht zu kurz, da Smart Farming erneuerbare Energien nutzt, die Ressourcen schont und den Erhalt der Ökosysteme berücksichtigt.
Schlüsseltechnologien in der Landwirtschaft 4.0
Die Landwirtschaft 4.0 verwendet moderne Kommunikationssysteme und IT. Landwirte steuern und überwachen Abläufe mit Agrar-Apps und mobilen Geräten. Sie sparen mithilfe von Sensorik und speziellen Programmen Dünge- und Pflanzenschutzmittel ein und arbeiten nachhaltiger. Autonome Traktoren erleichtern den Landwirten die Arbeit. Satellitensysteme wie GPS liefern den Traktoren wichtige Daten. Anhand von Satellitenbildern beurteilt terrestrisch gehostete KI den Zustand der Ackerflächen.
Cloud-Systeme sammeln riesige Datenmengen (Big Data) zu erhalten und werten sie aus. Die Daten müssen auch nach vielen Jahren noch für Prognosen und Entscheidungen verfügbar sein.
Die Rolle von Künstlicher Intelligenz beim Smart Farming
Künstliche Intelligenz (KI) ist eine wichtige Technologie beim Smart Farming und beinhaltet maschinelles Lernen. Feldroboter sind mit einer Software ausgestattet, die Daten sammelt und auswertet. Dank des maschinellen Lernens können die Feldroboter selbstständig erkennen, wo sie düngen, Saatgut ausbringen oder Unkraut entfernen müssen.
Die miteinander vernetzten Maschinen und Geräte tauschen im IoT Daten aus. Sie erkennen Pflanzenkrankheiten oder Schädlinge, die sie gezielt behandeln oder bekämpfen.
In der Tierhaltung kann KI die Brunst der Tiere erkennen und die Landwirte darüber informieren. Auch der Gesundheitszustand der Tiere ist mit KI erkennbar. Fitness-Tracker für Kühe oder Videoüberwachung sind mit Melkrobotern vernetzt, die Kühe abhängig von deren körperlichem Zustand melken. So kann KI zu mehr Tierwohl beitragen.
Höhere Erträge mit Sensoren und IoT
Das IoT nimmt in der Landwirtschaft 4.0 einen zentralen Platz ein. Sensoren, Drohnen und Satelliten gewinnen wichtige Informationen, beispielsweise über den Nährstoffgehalt der Böden, die Bodenfeuchtigkeit oder Schädlingsbefall. Drohnen mit Spezialkameras liefern Aufnahmen von Böden, Pflanzen und deren Zustand. Aufgrund dieser Aufnahmen können die vernetzten Landmaschinen Dünger und Pflanzenschutzmittel präzise dosieren. Das kommt der Umwelt zugute, da nur so viel Dünger auf die Felder gelangt, wie nötig ist.
Satelliten ermitteln Luftfeuchtigkeit, Regenwahrscheinlichkeit und andere Wetterdaten. So ist eine gezielte Bewässerung möglich. IT-Systeme mit der entsprechenden Software berechnen auf der Grundlage von Big Data den Bedarf an Dünge- und Pflanzenschutzmitteln oder die erforderliche Menge an Saatgut. Big Data kann auch helfen, Sorten von Saatgut einzusetzen, die sich am besten für die vorherrschenden Bedingungen am Standort eignen. Sensoren unter der Erdoberfläche messen die Bodentemperatur und schicken die Werte in eine Cloud. Landwirte erfahren, wann der richtige Zeitpunkt für die Aussaat ist.
Sensoren, IoT, landwirtschaftliche Roboter und IT-Systeme steigern Erträge bei gleichzeitiger Einsparung von Ressourcen. Landwirte arbeiten dadurch kostengünstiger und effizienter.
Landwirte auf Landwirtschaft 4.0 vorbereiten
Landwirtschaft 4.0 steigert Erträge, trägt zu mehr Tierwohl bei, schont die Umwelt und spart Ressourcen ein. Verschiedene Unternehmen haben sich bereits auf die Digitalisierung in der Landwirtschaft spezialisiert und stellen für die Landwirte verschiedene Lösungen bereit. Sie beraten die Landwirte und analysieren Anwendungsfälle.
Möchten Landwirte ihren Betrieb für Landwirtschaft 4.0 fit machen, ist das mit hohen Kosten verbunden. Landwirtschaftliche Betriebe benötigen die entsprechenden Mittel, um in Drohnen, Roboter, moderne Landmaschinen und IT zu investieren. Sie müssen zudem die erforderlichen Kenntnisse für den Umgang mit diesen Technologien erwerben.
Verschiedene Produkthersteller bieten immer effizientere Maschinen an, die sich für das IoT eignen.
Der Deutsche Bauernverband als Lobby für die Landwirte muss mit der Regierung zusammenarbeiten und die Landwirte von den Vorteilen der Digitalisierung überzeugen. Mit Förderprogrammen kann die Regierung die Landwirte bei der Investition in Smart Farming finanziell unterstützen. Dazu ist eine gut ausgebaute digitale Infrastruktur erforderlich, zu der das 5G-Netz und das Glasfasernetz gehören.
Landwirtschaft 4.0 als Landwirtschaft der Zukunft
Landwirtschaft 4.0 umfasst die Digitalisierung, den Einsatz von KI und IoT-Technologie in landwirtschaftlichen Betrieben. Landwirte profitieren von höheren Erträgen und sparen Kosten ein. Mithilfe von Drohnen, Satelliten und Sensoren gewinnen Landwirte große Mengen von Daten, die in einer Cloud verfügbar sind. So lassen sich Ressourcen einsparen und landwirtschaftliche Prozesse umweltfreundlicher gestalten.
