Smart Farming: Wie 5G und IoT die Landwirtschaft voranbringen
28.09.2023
Mit Drohnen, teilautonomen Traktoren, Robotern und jeder Menge Sensoren revolutioniert Smart Farming die Landwirtschaft. Digitalisierung und Internet of Things sorgen auch auf Äckern und in Ställen für mehr Effizienz. Wie sich der Agrarsektor auf die Zukunft vorbereitet.
Was ist Smart Farming?
Smart Farming bezeichnet den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien, um die Landwirtschaft weiter zu digitalisieren. Durch die Nutzung von Sensoren, Datenanalysen und Automatisierung steigert Smart Farming Effizienz, Nachhaltigkeit und Produktivität landwirtschaftlicher Betriebe. Mithilfe neuester Technik sind präzisere Entscheidungen für Anbau, Bewässerung, Düngung und Ernte möglich.
Die hierfür benötigte Datengrundlage entsteht durch die intelligente Vernetzung von Geräten, Maschinen und Systemen. Landwirte erhalten so einen besseren Überblick und erhöhte Kontrolle über Lebensmittelerzeugung, Ressourcennutzung und die Umweltauswirkungen ihrer Arbeit.
Die Vorteile intelligenter Landwirtschaft im Überblick
Durch Smart Farming wird aus Landwirtschaft intelligente Landwirtschaft, auch Präzisionslandwirtschaft genannt. Ziel ist, dass Landwirte ihre Prozesse und Maschinen noch präziser an den Zustand der landwirtschaftlichen Flächen, die Bedürfnissen von Nutztieren sowie klima- und marktbedingten Schwankungen anpassen können.
Dank gewonnener Echtzeitdaten können sie optimierte Entscheidungen treffen, wenn es beispielsweise um den Ressourceneinsatz geht. Von folgenden Vorteilen des Smart Farmings profitieren nicht nur Landwirte, sondern auch Konsumenten und Umwelt:
Optimiertes Monitoring: Mit Smart Farming erkennen Landwirte mittels Echtzeitdaten Abweichungen bei Bewässerung, Düngung oder Wachstum früher, was schnelles Eingreifen erlaubt.
Verbessertes Wachstum: Die gesammelten Daten helfen dabei, den Einsatz von Wasser, Dünger oder Pflanzenschutzmitteln präzise zu kalkulieren. So optimieren Landwirte sowohl deren Einsatz als auch das Wachstum ihrer Pflanzen.
Senkung der Gesamtkosten: Durch den genau ermittelten Bedarf an Ressourcen, sparen Landwirte unnötige Anschaffungen und Mehrkosten ein.
Erhöhte Nachhaltigkeit: Der optimierte Einsatz von Dünger und Pflanzenschutzmitteln trägt neben der Verwendung erneuerbarer Energien zur nachhaltigen Landwirtschaft bei.
Verbesserte Tiergesundheit: Genaue Datenanalysen können Abweichungen und Probleme bei der Tierzucht frühzeitig offenbaren, noch bevor Krankheiten ausbrechen.
Höhere Effizienz: Automatisierte und gleichzeitig miteinander vernetzte Geräte und Roboter führen mehrere Tätigkeiten gleichzeitig aus, was Zeit und Kosten spart.
Zeitersparnis durch intelligente Lösungen
Ein wichtiger Aspekt von Smart Farming ist, dass die technischen Anwendungen so simpel wie möglich gestaltet sein müssen. Smart Farming soll Arbeit abnehmen und nicht mehr Arbeit verursachen.
Ein Beispiel dafür ist die sogenannte ISOBUS-Verbindung – ein Standardprotokoll, das den Datenaustausch zwischen z. B. Traktor und Anbaugeräten ermöglicht. Sie erlaubt es, Geräte für eine moderne Anwendung wie beispielsweise die Traktor-Spurführung oder die Section Control für Spritzvorrichtungen einfach per Plug-and-play mit dem Fahrzeug zu verbinden.
Im Rahmen von Smart Farming führen die technischen Anwendungen selbstständig Protokolle und erstellen Berichte – zeitraubende Aufgaben, die dem Landwirt erspart bleiben.
Praxisbeispiele: 5G und IoT in der Landwirtschaft
Basis für Smart Farming ist das Internet der Dinge, das Internet of Things (IoT). Ohne die Vernetzung von Sensoren und Robotern sowie deren Datenaustausch via Internet wäre die Ansammlung von Echtzeitdaten und deren Auswertung nicht möglich.
Ein gutes 5G-Netz ist hierbei die Voraussetzung für die erfolgreiche Datenübermittlung. Zwar lassen sich auch per 4G/LTE Daten übermitteln, aber nicht in Echtzeit.
Smarte Halsbänder für Tiere
Die höheren Datenübertragungsraten und geringeren Latenzen der 5G-Technologie ermöglichen etwa ein Echtzeittracking von Tieren. GPS-Sender, mit denen die Tiere geortet werden, gibt es schon länger – mit 5G erwachsen allerdings ganz neue Möglichkeiten.
Beispielsweise smarte Halsbänder, die in Echtzeit den Standort eines Tieres übermitteln, Bewegungsprofile erstellen und Biovitaldaten erfassen und übermitteln. Allein mit GPS oder 4G/LTE sind diese Möglichkeiten nicht oder nur eingeschränkt gegeben und zudem langsamer.
Drohnen werden durch 5G besser
Landwirtschaftliche Betriebe setzen Drohnen schon heute für viele Zwecke ein – und die Häufigkeit nimmt zu. Werden die fliegenden Helfer eingesetzt, um aus der Luft beispielsweise ein Feld zur Erntezeit zu kontrollieren, kann mit 5G durch die höhere Datenübertragungsrate eine bessere Bildqualität erzielt werden. Außerdem werden die Daten in Echtzeit übertragen. Das kann etwa dem Rehkitz, das vor den Erntemaschinen im Feld liegt, das Leben retten.
Sensoren und andere IoT-Geräte: Sensoren sammeln in Ställen, auf Ackerflächen oder in Gewächshäusern Daten über Boden- und Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Wachstumsbedingungen und Tierverhalten.
Datenanalyse und -management: Dank 5G können IoT-Geräte gesammelte Daten in Echtzeit übertragen, mit weiteren Datensätzen kombinieren und passende Entscheidungen selbstständig treffen oder vorschlagen.
Positionssysteme: Landwirte können Felder mithilfe von z. B. GPS präziser bewirtschaften. Kombiniert mit entsprechenden Geräten auf dem Traktor erlaubt GPS ebenso die gezielte Anwendung von Düngemitteln, Pestiziden und Wasser.
Automatisierung und Robotik: Autonome oder halbautonome landwirtschaftliche Maschinen wie Traktoren, Drohnen und Roboter können z. B. automatisch pflanzen, Unkraut bekämpfen, ernten oder die Felder überwachen.
Cloud-Plattformen und Software: Zu den größten Herausforderungen in der Landwirtschaft gehören Buchhaltung, Subventionen, Ein- und Verkauf. Spezielle Software und Cloud-Computing helfen bei der Verwaltung.
Wetterüberwachung für mehr Effizienz
Bereits weit verbreitet ist das Überwachen der Wettersituation mittels neuester Technik. Wetterstationen auf den Feldern sammeln die entsprechenden Daten, schicken diese per 5G in die dazugehörige Cloud-Anwendung und erlauben es den Landwirten, die Bewässerung der Pflanzen zu optimieren.
Bodenanalyse optimiert Anbau
Mit moderner Sensorik lässt sich die richtige Pflanzensorte für einzelne Felder bestimmen. Dabei scannen und analysieren viele einzelne, über das Feld verteilte Sensoren die Bodenbeschaffenheit und sammeln Daten zu Nährstoffgehalt und Feuchtigkeit. Daraus können Vorschläge für die optimale Bepflanzung, Düngung und Bewässerung abgeleitet werden.
Automatisierte Gewächshäuser
Auch automatisierte Gewächshäuser sind weit verbreitet. Sensoren überwachen die Lichtverhältnisse, die Feuchtigkeit, Temperatur und sogar das Wachstum der Pflanzen. Mit IoT-Geräten und der entsprechenden Software können diese Parameter bei Bedarf angepasst werden, ohne, dass der Mensch aktiv werden muss.
Drohnen in der Landwirtschaft
Drohnen nehmen im Rahmen von Smart Farming ebenfalls eine wichtige Rolle ein. Zum einen dienen sie der Überwachung von Pflanzen, Feldern und Tieren, zum anderen können sie praktische Arbeiten durchführen.
So setzen Landwirte sie bereits bei der Schädlingsbekämpfung ein, indem sie die Drohnen gezielt Pflanzen mit Pflanzenschutzmittel besprühen lassen. Auf diese Weise wird das Mittel nur punktuell und damit sparsam eingesetzt. Außerdem sind Drohnen bei der Aussaht oder auch Aufforstungsprojekten eine effiziente und flexible Möglichkeit, Samen schnell auf die Fläche zu bringen.
Smart Farming im Überblick
Smart Farming ist die Verknüpfung von Landwirtschaftstechnik mit Informations- und Kommunikationstechnologien.
Kern des Smart Farmings ist das Sammeln und Analysieren von Daten und die Automatisierung von Arbeitsschritten.
Mit qualitativ hochwertigen Echtzeitdaten steigert Smart Farming die Effizienz in der Landwirtschaft, hilft Kosten einzusparen und die Qualität und Quantität der Produkte zu erhöhen.
Zu Smart Farming gehört der Einsatz moderner Technik wie Sensoren, Drohnen und automatisierten Maschinen. Wichtig ist zudem die Datenübertragung und -auswertung mittels entsprechender IoT-Software.
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Häufig gestellte Fragen
Smart Farming funktioniert mittels neuester Sensor-Technologie, Automatisierung, Datenerhebung und -analyse, um landwirtschaftlichen Prozesse zu optimieren. Auf Basis der gesammelten Daten können Landwirte oder spezielle Programme schnell fundierte Entscheidungen treffen und gezielt auf veränderte Bedingungen für Tiere und Pflanzen reagieren.
Smart Farming ist ein wichtiger Baustein, um aktuellen Herausforderungen in der Landwirtschaft wie etwa Klimawandel, Vorgaben zum Einsatz von Pestiziden und Fachkräftemangel zu begegnen. Um weiterhin nachhaltig zu wirtschaften und qualitativ hochwertige Produkte in benötigter Quantität herzustellen, muss der Agrarsektor effizienter, nachhaltiger und produktiver werden. Smart Farming macht diese Vorhaben realisierbar.
Smart Farming ist ein Instrument, um die Nachhaltigkeit im Agrarsektor zu erhöhen. Der präzisere Einsatz von Ressourcen soll die Effizienz in der Landwirtschaft erhöhen – beispielsweise im Umgang mit Wasser, Pestiziden und Dünger. Durch den gezielten Einsatz von IoT in der Landwirtschaft können u. a. der CO₂-Ausstoß reduziert und die Biodiversität unterstützt werden.
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