Die Landwirtschaft, eine der ältesten menschlichen Tätigkeiten, hat sich parallel mit dem technischen Fortschritt stets weiterentwickelt. Nun sind auch die Auswirkungen der Digitalisierung auf den Höfen angekommen und sorgen für gewaltige Umbrüche. Die neuen Ansätze werden häufig als „Agrarautomatisierung“ oder auch „Smart Farming“ bezeichnet und haben großen Einfluss darauf, wie Landwirte ihre Betriebe führen und unsere Nahrungsmittel produzieren.
Eine umfassende Prozessautomatisierung hat außerdem das Potenzial, die Landwirtschaft nicht nur effizienter, sondern auch umweltfreundlicher zu gestalten. Gleichzeitig wirft die digitale Agrarrevolution wichtige Fragen zur Datensicherheit auf.
Vom Pflug zur KI: Wie die Landwirtschaft sich neu erfindet
Das klassische Bild vom Bauern, der allein oder mit Zugtieren auf seinen Feldern arbeitet, gehört schon lange der Vergangenheit an. Bereits in den letzten Jahrzehnten hat eine starke Industrialisierung der Landwirtschaft stattgefunden. Das hat vor allem mit der Notwendigkeit zu tun, steigende Erträge mit einem schrumpfenden Personalbestand erzielen zu müssen. Fachkräfte sind nämlich auch in der Landwirtschaft rar geworden.
Eingesprungen sind mittlerweile digitale Helfer, die im Hofalltag eine immer größere Rolle spielen. So sind autonom fahrende Traktoren längst keine Science-Fiction mehr. Highend-Traktoren und neuste Erntemaschinen sind mit präzisen GPS-Systemen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, möglichst effizient über Felder zu navigieren.
Gleichzeitig sammeln Sensoren auf dem Feld und an den Landmaschinen kontinuierlich Daten, um Anbaugeräte automatisch ideal zu konfigurieren oder den besten Zeitpunkt für die Ernte von Feldfrüchten zu ermitteln. Unterstützung erhalten sie dabei oft aus der Luft.
Drohnen überfliegen selbst große Flächen in wenigen Minuten und liefern wichtige Informationen über den Zustand der Felder. Die Kombination von Automatisierung, fortgeschrittener Datenanalyse und leistungsstarkem Gerät verwandelt den Agrarsektor zunehmend in ein Paradebeispiel für das Zusammenwirken von Effizienz und Nachhaltigkeit.
Smarte Höfe als Zukunftsmodell
Aus der fortschreitenden Prozessautomatisierung in der Landwirtschaft gehen neue Organisationskonzepte und Ansätze wie das Smart-Farming hervor. Ein zentraler Bestandteil dieses Konzepts ist die weitreichende Vernetzung von Sensoren, Landmaschinen und digitalen Tools. Im Kontext automatisierter Bewässerungssysteme hat das Smart-Farming bereits in vielen landwirtschaftlichen Betrieben Einzug gehalten.
Wasser ist in der Landwirtschaft eine kostbare Ressource ist, die saisonal bedingt knapp werden kann und dies durch den Klimawandel voraussichtlich auch immer öfter wird. Automatische Bewässerungssysteme greifen deshalb auf Sensordaten und aktuelle Wetterprognosen zurück und wässern Felder nur dann, wenn es wirklich notwendig ist.
In Regenzeiten sparen Landwirte so Wasser, ohne dafür manuelle Änderungen oder ein ständiges Monitoring vornehmen zu müssen. Ein weiterer Bereich, bei dem die Vorteile des Smart-Farmings schnell sichtbar werden, ist die Überwachung der Tiergesundheit. Dank der sensorischen Kontrolle des Stresslevels und zentraler Körperfunktionen lassen sich Rückschlüsse auf das Wohlbefinden der Tiere ziehen.
Das digitale Nutztier-Monitoring steckt zwar noch in den Kinderschuhen, doch ist die notwendige Technik schon verfügbar. Ein Bereich, bei dem intelligente Prozessautomatisierung bereits häufig genutzt wird, ist die Ernte. Selbstfahrende Erntemaschinen oder Roboter für die Bereiche des Obst- und Weinbaus sind schon jetzt vermehrt anzutreffen.
Nachhaltige Landwirtschaft 2.0
Immer häufigere und längere Dürreperioden sind zu einer echten Herausforderung für die Landwirtschaft geworden. Besonders dann, wenn Böden und Gewässer ohnehin durch bestimmte Schadstoffe belastet sind. Darüber hinaus ist das Bewusstsein der Öffentlichkeit und damit auch der Politik und Wirtschaft für die Umweltauswirkungen des eigenen Handels gewachsen.
Diese Faktoren befeuern zwangsläufig den Trend zur nachhaltigen Landwirtschaft. Dabei steht jedoch nicht unbedingt das Konzept des Öko-Bauernhofs im Vordergrund, sondern die vernetzte Smart-Farm, die mit modernsten technischen Mitteln hochwertige und zugleich umwelt- und klimaschonende Lebensmittel produzieren soll.
Unter anderem helfen automatische Bewässerungs- und intelligente Energiesteuerungssysteme Landwirten dabei, die knappen Ressourcen effizienter zu nutzen. Dabei ist die Sammlung und Analyse von großen Datenmengen entscheidend für die nachhaltige Landwirtschaft.
So können landwirtschaftliche Betriebe Ertragsprognosen erstellen, Anbauprozesse optimieren und dadurch am Ende die Umweltauswirkungen minimieren.
Datensicherheit und Investitionskosten
Mit der zunehmenden Nutzung von Sensoren, Datenanalysen und digitalen Plattformen in der Landwirtschaft werden Höfe auch immer mehr zu Datensilos – und dadurch angreifbar. Für Cyberkriminelle, die bereits jetzt wirtschaftliche Schäden in Milliardenhöhe verursachen, würde sich auf diese Weise ein völlig neues Betätigungsfeld eröffnen. Der Schutz der eigenen digitalen Infrastruktur und das Vorbeugen von Datendiebstahl und -missbrauch sind deshalb von entscheidender Bedeutung.
Auch hier finden sich die Lösungen teilweise in der Digitalisierung selbst. KI-Modelle sind jetzt schon wichtige Cybersecurity-Assistenten, die mit ihrer Möglichkeit zur Mustererkennung Unregelmäßigkeiten und potenzielle Bedrohungen immer schneller und zuverlässiger erkennen. Der große Nachteil: Die ohnehin schon hohen Investitionskosten werden durch die Implementierung von professionellen Schutzvorkehrungen nicht geringer.
Der Umstieg auf automatisierte Arbeitsabläufe spart langfristig zwar Ressourcen und Kosten ein, doch die Anfangsinvestitionen stellen insbesondere für kleinere Betriebe eine beachtliche Herausforderung dar.
Die Trends von morgen
Die landwirtschaftliche Prozessautomatisierung wird voraussichtlich auch in den nächsten Jahren weiterhin von neuen Technologien und Innovationen vorangetrieben. Besonders vielversprechend sind derzeit die sprunghaften Fortschritte in den Bereichen Robotik, KI und Machine Learning. Zum Beispiel könnten fortschrittliche Roboter bald schon in der Lage sein, komplexere Aufgaben auf dem Feld oder im Stall zu übernehmen, wodurch eine bisher ungeahnte Effizienzsteigerung möglich werden würde.
Bei einer entsprechenden Skalierung wird diese Entwicklung nicht nur größere landwirtschaftliche Betriebe betreffen, sondern auch auf kleineren Höfen eine Rolle spielen. Zudem ist davon auszugehen, dass sich die Prozessautomatisierung auf die gesamte Lebensmittel-Lieferkette auswirkt und Verbraucher so zukünftig transparenter konsumieren können.