Smart Farming Wie die Digitalisierung die Landwirtschaft revolutioniert

Gesündere Lebensmittel dank Digitalisierung: Roboter rupfen Unkraut, Drohnen ersetzen Pestizide, Big Data beugt Antibiotika-Einsatz vor. Doch der Fortschritt auf dem Feld und im Stall hat auch seinen Preis.

Landwirtschaft: Der Roboter als sensibler Melker. Quelle: dpa Picture-Alliance

Wenn sich irgendwo auf dem Acker auch nur ein winziges, unerwünschtes Pflänzchen hervorwagt, ist das die Stunde von BoniRob. Das graue, vierrädrige Gefährt rollt heran, scannt mit seiner Kamera den Boden ab – und schlägt zu. Wie ein Terminator rammt er mit seiner Metallstange jedes Unkraut mit Hochgeschwindigkeit in den Boden. Entwickelt haben diesen hochmodernen Agrarroboter die Hochschule Osnabrück, das Start-up Deepfield Robotics, eine Bosch-Tochter, und der Landmaschinenhersteller Amazone. Dank ihrer Hilfe kann der Landwirt künftig die Giftspritze in der Scheune lassen, mit der er bisher Unkräuter bekämpft hat.

Auf Pestizide kann der Bauer schon jetzt verzichten, wenn Raupen über seinen Mais herfallen, zumindest im Badischen. Dann schwärmt eine Armada von sechs Drohnen der Zentralgenossenschaft Raiffeisen in Karlsruhe los und wirft Eier von Schlupfwespen ab. Einmal geschlüpft, machen die sich über die Schädlingsbrut her.

Autonome Erntehelfer
Eine landwirtschaftliche Maschine auf einem Feld Quelle: Claas
Traktoren mit Lenksystem Quelle: Claas
Agrobot, mechanischer Erntehelfer Quelle: Agrobot
Feldroboter Quelle: David Dorhout
Ein Flugroboter wird über einem Feld fliegen gelassen Quelle: dpa
Satellitenbild Quelle: NASA astronauts
Ein Landwirt ruft Daten in einem Traktor ab Quelle: Claas

Geht es den Milchkühen schlecht, kommt heute oft der Tierarzt und verordnet Antibiotika. Passiert das zu häufig, drohen die Erreger resistent zu werden. Dann versagen die lebensrettenden Medikamente womöglich auch beim Menschen. Moderne Melkroboter können helfen, dem vorzubeugen: Sie waschen den Euter, entfernen damit Mikroben und erheben bei jeder Melkung bis zu 100 Daten – vom Fett- und Eiweißgehalt bis zur elektrischen Leitfähigkeit der Milch. Damit lassen sich frühzeitig Krankheiten erkennen, der Bauer wird automatisch alarmiert und kann reagieren. Nebenbei machen die Maschinen den Kühen das Leben im Stall viel angenehmer: Die Tiere entscheiden ganz allein, wann sie zur Melkstation wollen.

Smart Farming auf dem Ökohof

All die Beispiele zeigen, mit dem romantischen Bild vom Bauern, das viele noch vor Augen haben, hat der Alltag auf den Höfen heute nur noch wenig gemein. Die Landwirtschaft ist schon weiter digitalisiert als manch andere Branche. So machen Software und Sensorik bei Landmaschinen inzwischen 30 Prozent der Wertschöpfung aus, in der Autoindustrie liegt der Anteil erst bei zehn Prozent. Ein Viertel aller Serviceroboter weltweit ordern Landwirte, so die International Federation of Robotics.

Auf welche Bereiche wirkt sich die Digitalisierung im Arbeitsalltag aus?

Das Spannende: Anders als in der Vergangenheit dürften auch die Verbraucher vom Modernisierungsschub auf Feldern und im Stall profitieren. Denn Roboter, Drohnen, Sensoren und Big-Data-Analysen helfen, den Einsatz von Dünger und Pflanzenschutzmitteln auf dem Acker, von Arzneimitteln in der Tierzucht zu reduzieren. Sodass am Ende im Weizen und in Kartoffeln, im Steak und in der Milch – fast – keine Schadstoffe mehr nachweisbar sind. Selbst Biobauern setzen inzwischen auf Smart Farming, um konkurrenzfähig zu bleiben.

Gesündere Nahrung durch Automatisierung? Das erscheint zunächst paradox, steht doch die hoch industrialisierte Landwirtschaft im Verdacht, immer wieder für Lebensmittelskandale zu sorgen.

„Doch je mehr Sensoren und Daten wir nutzen, desto gefährlicher wird es für die schwarzen Schafe, zu betrügen“, sagt Michael Clasen, Professor für Agrarinformatik an der Hochschule Hannover. Zudem wollen die Kunden wissen, wo und wie die Lebensmittel produziert werden, die auf ihrem Tisch landen – wie die Diskussionen rund um die gerade in Berlin startende Internationale Grüne Woche zeigen. Je mehr Daten erfasst werden, desto besser die Nachverfolgung.

Der Druck zur Modernisierung erhöht sich noch aus einem weiteren Grund: „Um die Weltbevölkerung satt zu bekommen, müssen wir in 30 bis 40 Jahren doppelt so viele Lebensmittel herstellen wie heute“, sagt der Präsident der Deutschen Landwirtschafts-Gesellschaft Carl-Albrecht Bartmer. Größer und leistungsstärker können die Landmaschinen allerdings kaum noch werden. Den Ertrag steigern eher intelligentere Maschinen, wie Roboter oder Drohnen, und vor allem ein besseres Verknüpfen und Auswerten der schon jetzt in großen Stil erhobenen Daten. Daran hapert es aber oft noch, viele Anbieter – vom kleinen Start-up über die großen Maschinenhersteller bis zum Agrarriesen Monsanto – wollen das nun ändern.

Ersparnis von Zehntausenden Euro

Einer, der inzwischen auf die Vorzüge der digitalen Landwirtschaft schwört, ist Martin Schulze Rötering. Eigentlich sei er kein großer Technikfan, sagt der stämmige 52-Jährige mit der Halbglatze, der im Münsterland vor den Toren Ahlens auf 1000 Hektar Weizen, Raps und Mais anbaut. „Meine Leidenschaft gehört den Pflanzen.“ Daher stapft er auch jetzt trotz Kälte und Regen täglich hinaus auf die lehmigen Felder, um zu sehen, wie sich die Wintergerste entwickelt.

So gut er seine Feldfrüchte kennt, so wenig wusste er lange über die Böden, in denen sie heranreifen. Erst seit seine Mähdrescher im Zwei-Sekunden-Takt erfassen, welche Mengen Korn sie auf jedem Quadratmeter ernten, ist die Beschaffenheit des Ackers kein Geheimnis mehr: Eine bunt gefleckte Ertragskarte aus Grün- und Gelbtönen auf seinem Tablet zeigt genau, was die Krume jeweils hergibt. „Das schwankt enorm“, staunt Schulze Rötering noch heute. „Teils von einem Meter auf den anderen.“

Wie Roboter den Alltag erleichtern
Krankenpfleger Ein Roboter CARE-O-bot, der vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung entwickelt wurde, versorgt eine Bewohnerin eines Pflegeheims mit einem Getränk (undatiert). Auch dieser Roboter unterstützt ältere Menschen im häuslichen Umfeld und das Pflegepersonal in Pflegeeinrichtungen. Quelle: dpa
Der KochBremer Forscher präsentierten 2013 den Roboter „PR2“, der Popcorn machen und Pfannkuchen wenden kann. Das nötige Vorwissen habe sich dieser unter anderem aus dem Internet geholt, sagte Professor Michael Beetz von der Universität Bremen. Sein Team arbeitet zusammen mit sieben europäischen Partnern in einem auf vier Jahre angelegten Projekt an lernfähigen Robotern. Ziel sei es, diese neue Form der Programmierung zunächst bei Robotern anzuwenden, die alte und pflegebedürftige Menschen bei einfachen Aufgaben unterstützen. Diese könnten in den nächsten zehn Jahren einsatzbereit sein. Quelle: dpa
Der BarkeeperDer Roboter "James" des Münchener Fortiss-Institutes für Hightech-Forschung in München (Bayern) ist als Barkeeper programmiert und soll bei einer Interaktion mit Menschen seine Aufgaben nicht nur richtig erledigen, sondern dabei auch auf die sozialen Bedürfnisse seines Gegenübers eingehen. Wer sich bei James bedankt bekommt die Antwort: "Always a pleasure". Quelle: dpa
KuschelrobbeDer weiße Sozialroboter namens Paro soll Demenzkranken Zuwendung schenken. Das mit Sensoren vollgestopfte Kuscheltier reagiert auf Berührung, Licht und Bewegung. Es soll für Demenzkranke Zuwendung simulieren - und ist deswegen vor allem nach einer Messepräsentation 2011 heftig umstritten gewesen. Tritt an die Stelle des Zivildienstleistenden oder der Pflegekraft nun der Sozialroboter? 5000 Euro kostet die schnurrende Pelzattrappe. Quelle: dpa
Putzhilfe mit gutem OrientierungssinnInzwischen schon fast ein Klassiker unter den Haushaltsrobotern ist der autonome Staubsauger. Dieses Modell, ein Samsung Navibot SR 8855, sticht vor allem durch seine Navigationsfähigkeiten heraus. Aus Aufnahmen von einer eingebauten Kamera setzt er ein digitales Abbild des Raums zusammen, den er reinigen soll. Das verhindert laut Hersteller sinnloses Kreuz- und Querfahren wie bei anderen Saugrobotern. Hindernissen weicht der Navibot aus, die eingebauten Sensoren erkennen auch Treppenabsätze. Im Handel gibt es den Navibot ab etwa 320 Euro. Quelle: Presse
Freundlicher KrankenpflegerDieses freundlich dreinschauende Gesicht gehört einem Roboter aus dem Hause Panasonic. Das Modell Hospi-Rimo soll als Kommunikationsplattform für bettlägerige Patienten dienen, die mit dem Roboter von zu Hause aus mit Arzt, Freunden oder Verwandten per Videokonferenz kommunizieren wollen. Der Roboter kann dabei laut Hersteller mit fragilen Ampullen und Medikamenten so vorsichtig umgehen wie eine Krankenschwester. Quelle: Presse
HaarpflegerDieser von Panasonic hergestellte Haarwaschroboter widmet sich der Pflege des Haupthaars von bettlägerigen Patienten. Vollautomatisch kann das Gerät eine komplette Haarwäsche durchführen und dabei eine Spülung einmassieren sowie die Haare nach dem Waschen wieder trocknen. Dabei kommen insgesamt 24 robotische Finger zum Einsatz. Quelle: Presse
Ferngesteuerter SpionHobby-Dektive werden ihren Spaß an diesem Spionage-Roboter haben: Der Meccano Spykee the Spy lässt sich via WLAN per PC oder Mac steuern, die eingebaute Webcam liefert Live-Bilder. Ein Bewegungssender kann so eingestellt werden, dass das Gerät Fotos macht, sobald jemand einen Raum betritt. Ein Spielzeug, das mit rund 180 Euro für die meisten Taschengeld-Budgets allerdings eine Nummer zu groß sein dürfte. Quelle: Presse
iPhone-James-BondIn derselben Preiskategorie bewegt sich auch der andere Roboter-Spion aus dem Hause Meccano, das Modell Spykee Cell. Anders als Spykee the Spy wird dieser Roboter nicht mit dem PC, sondern per Handy gesteuert. Die Fotos überträgt das Gerät kabellos per Bluetooth. Mit dem eingebauten Dock ist der Roboter in der Lage, Musik auf dem iPhone abzuspielen. Quelle: Presse
Vollautomatischer GärtnerAuch im Garten können Roboter die Arbeit von Menschen ersetzen. So bietet der Roboter-Hersteller Ambrogio verschiedene autonome Rasenmäher für verschiedene Gartengrößen an – von maximal 1.500 bis zu 10.000 Quadratmetern. Die hier gezeigte Luxus-Variante L400 soll laut Hersteller Gärten bis zu 10.000 Quadratmetern mähen können – und kostet dafür rund 14.000 Euro. Kleinere Modelle wie der Wiper Blitz X gibt es bereits für rund 1.400 Euro. Quelle: Presse
Metallischer Pool-BoyAuch wer einen Swimming-Pool besitzt, kann auf robotische Unterstützung zurückgreifen. Das hier gezeigte Modell Aquacat super von Dinotec gehört mit rund 2000 Euro zu den Spitzenmodellen. Das Gerät reinigt Boden und Wände und wird per Funkfernsteuerung bedient. Laut Hersteller entlastet der Roboter nicht nur die Filteranlage, sondern sorgt auch für eine Umwälzung des Wassers und eine damit einhergehende bessere Verteilung des Wasserpflegemittels im gesamten Pool. Für kleinere Pools tun es auch Modelle ab etwa 1000 Euro. Quelle: Presse
Schwindelfreier FensterputzerAuch wenn Roboter den letzten Winkel der Wohnung gesaugt und gewischt haben – wer kümmert sich jetzt noch um den ungeliebten Fensterputz? Der Fensterputzer Windoro von Eurobots wird Ende Oktober für rund 450 Euro auf den Markt kommen. Er reinigt Flächen bis zu 35 Quadratmetern. Quelle: Presse
Robotischer PutzteufelIst die Wohnung gesaugt, sollte aber noch feucht gewischt werden. Dazu bietet sich beispielsweise dieses Modell, der Dirt Devil EVO M678 Wischroboter, an. Zum Einsatz kommen dabei Swiffer-Einwegtücher, mit denen sowohl trocken als auch feucht gewischt werden kann. Eine eingebaute GPS-Navigation sorgt laut Hersteller dafür, dass um Stellen mit Hindernissen präzise herumgewischt werden kann. Trocken kann der Roboter Räum bis zu 90 Quadratmetern, feucht bis zur Größe von 25 Quadratmetern wischen. Der Preis liegt bei rund 300 Euro. Quelle: Presse

Das Wissen verändert die Arbeit drastisch: Der Bauer verteilt Saatgut und Dünger nicht mehr nach dem Gießkannenprinzip, sondern dosiert nach Nährstoffgehalt und Ergiebigkeit jedes Flecken. Auch das übernehmen die rechnergesteuerten Landmaschinen – per Auge wäre es unmöglich.

Diese Präzisionslandwirtschaft hat so gleich zwei Vorteile: Einerseits sinkt die Belastung von Böden, Grundwasser und Luft wegen Überdüngung, andererseits müssen die Bauern weniger Saatgut und Dünger einkaufen. Schulze Rötering spart immerhin rund zwölf Prozent Stickstoff, Kalk, Phosphor und Magnesium ein – umgerechnet einige Zehntausend Euro jährlich.

Ebenso kann die Digitalisierung den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln begrenzen. Satellitenbilder vom Zustand des Getreides warnen die Bauern in Kombination mit Wetterdaten auf seinem PC oder per Smartphone früh vor möglichem Schädlingsbefall. So spritzt Schulze Rötering etwa gegen den Mehltau, bevor dieser das Getreide massiv überziehen kann – mit fünf Prozent der Menge, die er vorher brauchte. Und tut das weit vor der Ernte, sodass sich mögliche Reste der Pestizide wieder abgebaut haben.

Wegen solcher Vorzüge rät auch der Brandenburger Biolandwirt Stefan Palme seinen Gesinnungskollegen, sich nicht dem technischen Fortschritt zu verschließen. Da die Ökobauern auf Kunstdünger ganz und Pflanzenschutzmittel größtenteils verzichten, geht es ihm vor allem um höhere Erträge. In dieser Hinsicht schneiden die Biobetriebe schlecht ab. Laut einer Studie der Berliner Humboldt-Universität erzeugen deutsche Ökobauern auf der gleichen Fläche nicht einmal halb so viel Weizen wie die konventionell arbeitenden Kollegen. „Da müssen wir besser werden“, fordert Palme. Er selbst hat seine Ernte dank Ertragskartierung und computergesteuerter Erntemaschinen um fast zehn Prozent gesteigert. Roboter könnten den Ökolandbau ebenfalls optimieren. „Biobauern könnten vor allem von kleinen Pflanz- und Ernterobotern profitieren, die teure Handarbeit ersetzen“, glaubt Johannes Simons, Agrarwissenschaftler an der Universität Bonn. Gibt der Bauer die niedrigeren Produktionskosten an die Kunden weiter, könnten sogar die immer noch hohen Verbraucherpreise für Ökomöhren oder Biomilch sinken.

Bündnis der Giganten

Doch der Fortschritt hat einen Preis: Auch Vorreiter wie Palme und Schulze Rötering sind sich darin einig, dass der Einsatz von Hightechmaschinen größere Betriebe erzwingt. Nur wenn die Maschinen viele Hundert Hektar bearbeiten, rechnet sich die teure Technik. Die ohnehin stark unter Druck stehenden Kleinbetriebe werden es künftig noch schwerer haben. Sie können es sich kaum leisten, einen der Hochleistungstraktoren von Claas, John Deere und Co., die heute schon um die 400.000 Euro kosten, für weitere 40.000 Euro mit Autopiloten, Datenerfassung und Sensoren aufzurüsten. Oder 100.000 Euro für einen Melkroboter auszugeben. So treibt die Digitalisierung den Strukturwandel gnadenlos voran.

Zugleich hat der Kampf um die Herrschaft über die Daten vom Acker begonnen. Selbst Bundeslandwirtschaftsminister Christian Schmidt (CSU) warnt schon vor neuen Monopolen und einer „Vergoogelung“ der Landwirtschaft. Eine ganze Reihe von Anbietern versucht derzeit, zentrale Plattformen zu etablieren, auf denen sie die Daten der digitalen Landwirtschaft zusammenführen wollen. Die US-Start-ups Farmlogs und Granular haben jeweils zweistellige Millionensummen von Investoren eingesammelt – unter anderem von Google Ventures.

Vorreiter in Deutschland ist der Treckerhersteller Claas mit seinem Berliner Start-up 365Farmnet. Bereits mehrere Tausend Betriebe sind Kunde der Onlineplattform. Das Potenzial ist noch riesig: „Etwa 85 Prozent der Landwirte nutzen keine Farm-Management-Software“, sagt Farmnet-Chef Maximilian-Bernhard von Löbbecke. Auch weil viele Bauern eine Abhängigkeit von den großen Konzernen fürchten, die ihnen Saatgut, Dünger, Maschinen, Daten, schlicht alles aus einer Hand liefern wollen. Vor allem die Aktivitäten von John Deere, weltgrößter Landmaschinenhersteller, und Monsanto, umstrittener Agrochemiegigant, beobachten sie argwöhnisch. Ende 2015 vereinbarten beide Riesen, ihre Datenschätze „nahezu in Echtzeit“ miteinander zu verknüpfen.

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„Die Landwirte wollen sich nicht von einem Hersteller abhängig machen“, erklärt Benedikt Voigt, nicht ganz uneigennützig. Denn der Mitgründer des Start-ups Trecker.com hat gerade ein eigenes Farm-Management-System gestartet und präsentiert sich als konzernunabhängige Alternative. Die Strategie verfolgt auch Hans-Peter Grothaus. Nachdem er zwölf Jahre für Claas gearbeitet hat, startete er Ende 2015 Farmtune und wirbt: „Wir sind neutral wie die Schweiz.“

Der Kampf um das digitale Zukunftsgeschäft ist in vollem Gange. Und nimmt teilweise skurrile Züge an, wie im November ein Toilettenpapier-Verbot auf der Landwirtschaftsmesse Agritechnica in Hannover zeigte. „Am Stand bekamen wir eine Abmahnung in die Hand gedrückt“, erinnert sich Trecker.com-Geschäftsführer Voigt. Das Schreiben kam von 365Farmnet. Es untersagte dem Wettbewerber sein Produkt als „einfachste Software der Landwirtschaft“ zu bewerben. Den Spruch hatte das Start-up auch auf Toilettenpapier für die Messe gedruckt. Und musste es wieder einstampfen.

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