Seit gut einem Jahr läuft nun schon das spannende Projekt „Smarte Automatisierungssysteme und -services für den Obstanbau an der Niederelbe“ (SAMSON). Verschiedene Projektpartner wie Fraunhofer IFAM, HAW Hamburg, hochschule 21 und TU Hamburg entwickeln smarte Automatisierungssysteme und -services, die den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, Wasser, Energie und arbeitsintensiven manuellen Tätigkeiten nachhaltig reduzieren sollen.
Es geht dabei nicht nur um mehr Umweltschutz, sondern auch um die Senkung der Betriebskosten bei gleichzeitig mehr Ertrag und Qualität. Dies ermöglicht die Steigerung der Produktivität und der Wettbewerbsfähigkeit sowohl einzelner Betriebe als auch der gesamten Agrarregion, heißt es.
Die Automatisierungssysteme sollen dabei saisonübergreifende Kennzahlen über den Ertrag, die Qualität, die Anbaudaten und Behandlungsmaßnahmen über einen langen Zeithorizont erfassen und auswerten. Die ermittelten Daten und Ergebnisse stehen den Obstbaubetrieben interaktiv auf mobilen Endgeräten zur Verfügung.
Das Alte Land
Der Erwerbsobstbau an der Niederelbe in Norddeutschland ist das zweitgrößte zusammenhängende Obstanbaugebiet Europas mit einer Fläche von etwa 10.000 ha. Die jährliche Erntemenge beträgt durchschnittlich 300.000 t Obst. In dieser als „Altes Land“ bekannten landwirtschaftlichen Region wird circa ein Drittel aller deutschen Tafeläpfel produziert.
Stand der Versuche
Aktuell fährt ein Traktor mit einer Sensorbox und einem Kamera-Arm durch die Apfelbaum-Reihen beim Ostbau-Versuchsring in Jork, berichten Bildzeitung und NDR. Die Box macht Fotos und wertet sie aus, sammelt Daten über Blüten, Schädlinge und die Anzahl der Äpfel an den Bäumen. David Berschauer, Informatiker am Fraunhofer IFAM in Stade, hat die Box mitentwickelt, in der sich die Elektronik für den angeschlossenen Kamera-Arm verbirgt. Am Tablet wertet er später aus, was die Box am Traktor gemessen hat.
Die Forscher arbeiten derzeit an der Bilderkennung per Künstlicher Intelligenz. Wenn die Entwicklung erfolgreich ist, können die Experten zum Beispiel im Vorbeifahren jeden Apfel am Baum erkennen und zählen. Auch Blüten und Schädlinge könnten dann erkannt werden.
Denn oft ist nur eine kleine Stelle von Schädlingen befallen, doch behandelt werde dann pauschal mit Pflanzenschutzmitteln überall. Die Landwirte wenden viel mehr an, als sie eigentlich brauchen, sagt Projektleiter Benjamin Schulze.
Aktuelle Herausforderungen für den Obstbau
Bundesagrarminister Cem Özdemir überreichte dem Projekt im Januar 2023 eine Förderung in Höhe von 2,8 Mio. €. Denn die Herausforderungen sind groß. Fehlende Arbeitskräfte und steigende Produktionskosten, forciert durch die Energiekrise und Inflation, seien ebenso zu meistern wie wachsende Qualitätsansprüche bei stagnierenden Absatzpreisen, hieß es damals auf der Grünen Woche bei der Übergabe des Schecks. Auch der kritisch diskutierte Einsatz von Pflanzenschutzmitteln sowie der Klimawandel sorgen für zusätzliche Anspannungen bei den Obstbaubetrieben.
Der Klimawandel, der durch vermehrt auftretende Extremwetterereignisse, wie z.B. extreme Trockenheit, überdurchschnittliche Sonneneinstrahlung, Hagel und späte Fröste bemerkbar ist, stelle eine ernst zu nehmende Bedrohung für das empfindliche Ökosystem dar.
Diese Komplexität der Gesamtzusammenhänge lässt sich in der Bewirtschaftung der einzelnen Flächen – sowohl im Einzelbetrieb als auch im gesamten Anbaugebiet – von den Erzeugern sowie den Beratern im Detail zunehmend schwieriger überblicken. Bisher werden vorhandene Informationen so lange reduziert und verallgemeinert, bis generelle Handlungsempfehlungen für weite Teile der gesamten Anbauregion gegeben werden. Dies kann zur Folge haben, dass Anwendungen, wie Pflanzenschutzmaßnahmen oder Grünstreifenbehandlungen, stattfinden, die im jeweiligen Betrieb für Einzelbäume oder -flächen nicht nötig wären.
Mit digitalen Tools zum zukunftsfähigen Obstbaubetrieb
Das Vorhaben SAMSON adressiert die nachhaltige Einsparung von Ressourcen durch die saisonübergreifende Sammlung von Anbaudaten – wie Wachstum, Alternanz, Ernteergebnis, Wassereinsatz, Behandlungsmaßnahmen etc. –, um daraus datengestützte Einzelempfehlungen bis hin zum individuellen Obstbaum abzuleiten, beispielsweise für den gezielten Einsatz von Pflanzenschutzmitteln.
Moderne Sprühsysteme für Pflanzenschutzbehandlungen können zwar individuell die Sprühmuster auf Basis von 3D-Sensorik der Baum- und Kronenstruktur anpassen, berücksichtigen dabei jedoch lediglich den Status quo. Die optimale Entscheidung, ob ein spezifischer Baum mit einem Pflanzenschutzmittel behandelt werden muss, basiert im erwerbsmäßigen Obstanbau jedoch nicht auf Momentaufnahmen, sondern bezieht zahlreiche Einflussfaktoren – wie Wetterverhältnisse und Schwere des akuten Krankheitszustands des Baums – aus den Wochen, Monaten und Jahren vor der eigentlichen Behandlung mit ein.
Smarte Assistenzsysteme, die in diesem Projekt entwickelt werden, können hierbei zu einer Effizienzsteigerung und zu einer nachhaltigen Ressourceneinsparung zum Beispiel bei der Apfelproduktion führen.
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