Biologie, Chemie und Technologie für die Landwirtschaft

Hilfe aus dem All: Eine GPS-gesteuerte Drohne fliegt über ein Maisfeld und wirft alle zehn Meter eine kleine Kapsel ab. In jeder Kapsel befinden sich 1000 Schlupfwespeneier, aus denen Larven schlüpfen. Auf dem Feld machen sich die daraus geschlüpften jungen Insekten auf die Suche nach den Eigelegen der Maiszünsler auf den Maisblättern und zerstören diese.

Was wie eine Fantasyszene klingt, kann sich heute tatsächlich so auf deutschen Maisfeldern abspielen. Denn Schlupfwespen sind Nützlinge, die Schädlinge wie den Maiszünsler auf biologische Weise bekämpfen und somit die Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln mindern.

„Wir entwickeln Lösungen, die es den landwirtschaftlichen Betrieben ermöglichen, ressourcenschonender, effizienter und nachhaltiger zu arbeiten“, sagt Dr. Elisabeth Becker-Löffler, Senior Project Manager Digital Farming bei Deutschlands größtem Agrarhändler BayWa. „Zukünftig werden in der Landwirtschaft Drohnenflüge und Roboterfahrten zum normalen Bild gehören, genauso wie digitale Ackerschlagkarteien und Softwareprogramme, die dabei helfen, Betriebsprozesse zu optimieren.“ Auf diese smarte Weise unterstützen die zentralen Systeme den Pflanzenanbauer dabei, Entscheidungen zu treffen, die seine ökonomischen Ziele berücksichtigen und gleichzeitig den ökologischen Fußabdruck der Landwirtschaft reduzieren.

„Ein gutes Beispiel ist die Düngeverordnung in Deutschland. Sie gibt vor, dass pro Jahr nur eine maximale Menge an Dünger ausgebracht werden darf“, erklärt Josef Bosch von der BayWa Tochtergesellschaft FarmFacts GmbH und selbst auch Landwirt. „Wurde ein Teil des Düngers bereits gestreut, können mithilfe von Satellitenkarten vor einem zweiten Düngevorgang exakt die nährstoffarmen Stellen auf dem Feld geortet und anschließend mit dem restlichen Dünger versorgt werden. Damit erhält der Landwirt Hilfe aus dem All und setzt die Düngemenge effi­zient ein.“ Als Ergebnis werden alle Pflanzen optimal ernährt und Nitratauswaschungen ins Grundwasser verhindert.

Große Chancen in der immer präziser arbeitenden Landwirtschaft bieten nicht zuletzt Feldroboter wie der Naio Dino. Er ist so groß wie ein Küchentisch und verfügt über Solarplatten und Elektromotoren für einen CO2-neutralen Antrieb. Der Roboter erhält seine Signale über Satelliten und fährt bis zu 24 Stunden lang zentimetergenau über das Feld. Dabei legt er präzise Zuckerrübensaatgut im Boden ab und merkt sich exakt die Stellen.

Später im Jahr kann der Dino diese Informationen gut nutzen. Er unterscheidet zwischen Rüben und Unkraut, hackt bei einem weiteren Arbeitsvorgang das Unkraut weg – und nicht die Rüben. Das Ausbringen von Herbiziden entfällt. Ohne Feldroboter müsste mit der Hand gehackt werden. „Für einen Hektar benötigt man rund 150 Arbeitsstunden, das könnte heute schon wegen der fehlenden Arbeitskräfte nicht mehr geleistet werden“, sagt Dr. Elisabeth Becker-Löffler. Stattdessen sorgen künftig Naio Dino & Co. dafür, dass bedarfsgerecht und ökologisch gearbeitet wird.

Schutzmaßnahmen koppeln

Die Hürden für die Zulassung chemischer Wirkstoffe im Bereich Pflanzenschutz werden immer höher. Nur etwa eine von 160 000 getesteten Einzelsubstanzen schafft es als Pflanzenschutzmittel auf den Markt. Um nachhaltige Alternativen zu entwickeln, investieren Agrarunternehmen wie Syngenta bis 2025 allein über zwei Milliarden Euro. Eine neue wichtige Rolle nehmen Biologicals bei der Behandlung von Nutzpflanzen ein. Dabei handelt es sich um Produkte, die zu 100 Prozent auf biologischer Herkunft basieren.

Bei den Biologicals werden zwei Bereiche unterschieden: die biologischen Pflanzenschutzmittel (Biocontrols) und die Bio­stimulanzien. Biocontrols sind Produkte, die Schädlinge wie Insekten, Pilze oder Unkräuter mit Substanzen natürlichen Ursprungs bekämpfen. Das können Extrakte aus Pflanzen oder Algen sein, natürliche Elemente wie Kupfer und Schwefel, Mikroorganismen wie Viren, Bakterien, Pilze oder andere natürliche Verbindungen wie Lockstoffe, sprich Sexualhormone. Mit dem Einsatz von Biostimulanzen wird die Gesundheit oder die Qualität der Pflanze gestärkt, ihre ­Fähigkeit, Nährstoffe aufzunehmen, und die Stresstoleranz bei Hitze, Kälte oder lang anhaltender Trockenheit werden erhöht.

„Es besteht das Missverständnis in der Bevölkerung, dass Landwirte ausschließlich chemische Pflanzenschutzmittel einsetzen würden“, sagt Christian Saglini. Der Syngenta-Leiter Kundenmarketing Biologicals für Deutschland, Österreich und der Schweiz weiter: „Tatsächlich will der moderne Landwirt so wenig Chemie wie möglich einsetzen. Allein schon aus Kostengründen. Außerdem stehen ihm heutzutage verschiedene nachhaltige Bausteine zur Verfügung, um Pflanzenschutzmittel gezielt auszubringen. Neben digitalen Innovationen wie Sensorik und Robotik sind dies auch Landmaschinen mit hoch präzisen Technologien, die dafür sorgen, dass nur so viel Mittel wie nötig zentimetergenau versprüht wird.“ Grundvoraussetzung für das Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln ist ein aktueller Sachkundenachweis, für den der Landwirt alle drei Jahre eine Fortbildung absolvieren muss.

Die Wirksamkeit entscheidet

Entscheidend bei allen zur Verfügung stehenden Möglichkeiten ist deren Wirksamkeit. Bei biologischen im Vergleich zu chemischen Pflanzenschutzmaßnahmen beträgt der Unterschied aktuell rund 50 Prozent. „Das heißt, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, werden biologische Mittel öfter gespritzt“, so Saglini, der im schweizerischen Stein tätig ist. „Und hier liegt das Paradoxe. Setzt der Landwirt Biologicals ein, muss er mit seiner Landmaschine öfter über das Feld fahren. Ist das nachhaltig, auch mit Blick auf die CO2-Bilanz beim Dieselkonsum?“

Daher plädiert der gebürtige Schweizer dafür, die Stärken der chemischen und der biologischen Schutzmaßnahmen miteinander zu koppeln. „In der Zukunft geht es nicht um Schwarz oder Weiß. Wir müssen Kompromisslösungen finden und dabei das Beste für den Klimaschutz, die Biodiversität und eine ausreichend gute Wirkung im Blick haben.“

Die Biologicals werden inzwischen sehr erfolgreich beim Anbau von Spezial­kulturen im Obst-, Wein- oder Gemüseanbau eingesetzt – sowohl im biologischen wie im konventionellen Bereich. Biologicals und Biostimulanzien erweitern die Anwendungsmöglichkeiten für den Landwirt und schaffen für ihn die Voraussetzungen dafür, die Produktivität und die Nachhaltigkeit auf seinen Äckern in eine gute Balance zu bringen.

Apps für noch mehr Umweltschutz

Die Wettergrafik für 16 Uhr steht auf Grün. Das heißt kein Wind, kein Regen und passende Luftfeuchte. Optimale Voraussetzungen für eine Pflanzenschutzbehandlung auf dem Feld. Mithilfe der digitalen Spray-Assist-App vergewissert sich der Landwirt, wann seine Behandlung etwa gegen Unkräuter oder Pilzbefall durch­geführt werden kann und sinnvoll ist.

„Mit unserer App wollen wir den Landwirt dabei unterstützen, Pflanzenschutzmittel so nachhaltig wie möglich auszubringen“, erklärt Juliane Peters. Sie ist beim Agrarunternehmen Syngenta verantwortlich für digitale Lösungen.

Bei der Ausbringung des Pflanzenschutzmittels verfolgt der Landwirt grundsätzlich drei Ziele: Erstens soll das Mittel zentimetergenau dort ankommen, wo der Wirkstoff benötigt wird. Zweitens soll kein plötzlich einsetzender Regen das Pflanzenschutzmittel sofort wieder abwaschen, und drittens soll der Wirkstoff auf dem Feld verbleiben und nicht durch Wind „abdriften“.

Um diese Herausforderungen zu meistern, muss der Pflanzenanbauer vor jedem Ausbringen wichtige Entscheidungen treffen. Dazu gehören die Wahl der richtigen Düse an der Pflanzenschutzspritze, der Druck auf der Düse und die Geschwindigkeit, mit der er seine Maschine übers Feld lenkt und dabei die Flüssigkeit versprüht. Diese Entscheidungsfindungen erleichtert ihm die neue App.

„Unsere App ist für den Landwirt einfach zu bedienen und bietet damit mehr Sicherheit für die Umwelt und den Verbraucher“, sagt die Digitalexpertin. Bisher ist die App auf die Kulturen Mais, Getreide, Raps, Kartoffeln und Zucker­rüben ausgerichtet.

Mais mag kein Unkraut

Ein weiteres digitales Werkzeug, das Syngenta anbietet, ist die Proximais-App. Die App soll dem Landwirt dabei helfen, Herbizide noch zielgerichteter und nachhaltiger einzusetzen. „Mais reagiert sehr empfindlich auf Unkräuter“, erläutert Juliane Peters. „Ist der Unkrautdruck hoch, ist die Maispflanze in ihrem Wachstum behindert und bildet kleinere Kolben mit weniger Körnern aus.“

Mithilfe einer in die App integrierten Unkrautbibliothek kann der Landwirt über eine Fotoerkennungsfunktion die Unkräuter beim Kontrollgang über seinen Acker korrekt bestimmen und auf Basis dieser Erkenntnis das passende Herbizid auswählen. Mehr noch: Proximais hilft dabei, den Einsatz von Maisherbizid-Wirkstoffen regional auf den Standort abgestimmt zu steuern. So kann der Landwirt nicht nur die Unkräuter exakt bestimmen, sondern gleichzeitig die Wahl des Herbizids für optimale Wirksamkeit mit der jeweiligen Bodenbeschaffenheit seiner Region abgleichen.