Rückbesinnung auf die hohe Kunst des Pflanzenbaus

Obwohl die Bedingungen innerhalb eines Feldes oft beträchtlich variieren, bearbeiten die meisten Landwirte es einheitlich. Der Präzisionsackerbau bietet dank moderner Technik eine effizientere Alternative.

Eine erfolgreiche Landwirtschaft benötigt vor allem zwei Dinge: leistungsfähige Sorten und intelligente Anbaumethoden. Während die Ertragszuwächse in der Pflanzenzucht aufgrund früherer Erfolge in den letzten Jahren oft nur noch gering ausfallen, setzt der Ackerbau zu einem Sprung an. Eine Kombination aus Sensoren, Informationstechnik und speziellen Maschinen ermöglicht es, die Teilbereiche eines Feldes individuell und exakt nach Bedarf mit Nährstoffen und Pflanzenschutzmitteln zu versorgen. Davon profitiert der Landwirt und die Umwelt. Der Sammelbegriff für diese Vorgehensweise lautet Präzisionsackerbau.

Bestellt ein Landwirt heute sein Feld, geht er häufig vom schlimmsten Fall aus: Er spritzt lieber zu viel Pestizide als zu wenig, düngt lieber mehr als zu riskieren, die Pflanzen durch Nährstoffmangel im Wachstum zu begrenzen. Das belastet nicht nur Ökosysteme unnötig, es kostet den Landwirt auch eine Menge Geld. Der Gedanke, dass es geschickter wäre, die richtige Dosis zur richtigen Zeit an die richtige Stelle zu bringen, entstand schon in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts. Schließlich sind die Bodenbedingungen innerhalb eines Feldes selten homogen, variiert das Wetter innerhalb und zwischen den Anbausaisons.

Sensoren messen Biomasse, Nährstoffe und pH-Wert

Doch eine präzise Feldbearbeitung setzt voraus, dass der Landwirt über die nötigen Informationen verfügt, wo Pflanzen welcher Nährstoff fehlt, wo welche Krankheit ausgebrochen ist. Natürlich kann der Landwirt Bodenproben analysieren und seine Pflanzen untersuchen. Doch das regelmäßig fürs gesamte Feld zu tun ist aufwändig und teuer. Die bessere Alternative und das Herzstück des Präzisionsackerbaus sind Fernerkundungsmethoden und Sensoren am Traktor.

Vom Flugzeug oder Satelliten aus erstellte optische und radiometrische Messungen erlauben es, auf einen Blick den Zustand der Pflanzen auf dem gesamten Feld zu erfassen. Trockene und unterversorgte Bereiche fallen sofort ins Auge. Unterschiede in der bislang gewachsenen Biomasse lassen sich bequem ermitteln.

Hightech in der Landwirtschaft für eine optimale Nutzung der örtlichen Gegebenheiten (Quelle: iStockphoto®).

Genauere Analysen der Pflanzen, vor allem aber des Bodens, ermöglichen die Sensoren bei der Überfahrt mit dem Traktor. Elektrische und elektromagnetische Sensoren messen den elektrischen Widerstand und die Kapazität. Optische Sensoren erfassen das sichtbare und nahinfrarote Spektrum des Bodens. Und elektrochemische Sensoren registrieren die Präsenz von Ionen wie Wasserstoff, Kalium oder Nitrat. Ein GPS-System koppelt die Befunde mit Positionsdaten, so dass sich mit entsprechender Software metergenau Rückschlüsse ziehen lassen auf viele wichtige Eigenschaften des Anbaus.

So kann aus der Farbe der Blätter der Chlorophyllgehalt ermittelt werden, der wiederum anzeigt, ob die Pflanze hinreichend mit Stickstoff versorgt ist. Die Körnergröße des Bodens informiert darüber, wie gut das Feld Wasser und Dünger aufnehmen kann. Und hängt bei der Fahrt übers Feld eine horizontale Stange vor dem Traktor, die vom Getreide weggedrückt wird – ein sogenanntes Crop Meter –, lässt sich aus ihrem Auslenkungswinkel die Biomasse abschätzen. Sekundenbruchteile später passt sich automatisch die ausgebrachte Menge Dünger der tatsächlichen Pflanzendichte an.

Doch die Sensoren kennen bislang klare Grenzen. Während sich Stickstoffgehalt und pH-Wert des Bodens verlässlich erkennen lassen, gibt es für viele Nährstoffe noch kein geeignetes Messgerät. Ähnlich sieht es beim Pflanzenschutz aus: Pilz- und Virusinfektionen können die Methoden des Präzisionsackerbaus erfassen. Für mobile Schädlinge sind sie nicht Mittel der Wahl, weshalb entsprechende Geräte fehlen. Eine Ausnahme bilden Nematoden: In den USA gibt es Entwicklungsansätze mit Bodensensoren, die bei Baumwolle den Bedarf an Pestiziden gegen die Fadenwürmer um 50 bis 90 Prozent verringert haben. Ähnliches könnte in Europa bei der ebenfalls von Nematoden geplagten Zuckerrübe möglich sein.

Darüber hinaus gibt es automatische Vorrichtungen, um bei der Ernte genau zu verzeichnen, welche Feldbereiche welchen Ertrag erbracht haben. Denn während die meisten Sensoren nur einen bestimmten Umweltfaktor erfassen, summiert der Ertrag alle Einflussfaktoren in sich. Für die nächste Saison weiß der Landwirt direkt, welche Feldbereiche besondere Aufmerksamkeit benötigen.