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Künstliche Intelligenz und Smart Farming Welche Rolle spielt KI schon jetzt in der Landwirtschaft?

Von Dipl.-Phys. Oliver Schonschek 5 min Lesedauer

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Bitkom e.V.
Fsas Technologies GmbH
Disy Informationssysteme GmbH
INFOMOTION GmbH

Die Landwirtschaft steht vor einer KI-Revolution, erklärt zum Beispiel der Digitalverband Bitkom. Doch wie sieht die aktuelle Nutzung von Künstlicher Intelligenz im Smart Farming aus? Wir haben uns auf einer landwirtschaftlichen Fachmesse umgesehen und mit Lösungsanbietern gesprochen. Der Praxis-Check zum KI-Einsatz liefert spannende Einblicke in die moderne Landwirtschaft.

Ob für die intelligente Bewässerung des Feldes, die Verhaltensanalyse der Tiere im Stall oder die datenbasierte Entscheidungshilfe bei der Aussaat: Die Landwirtschaft steht vor einer KI-Revolution, so der Digitalverband Bitkom. (Bild: Bitkom)
Ob für die intelligente Bewässerung des Feldes, die Verhaltensanalyse der Tiere im Stall oder die datenbasierte Entscheidungshilfe bei der Aussaat: Die Landwirtschaft steht vor einer KI-Revolution, so der Digitalverband Bitkom.
(Bild: Bitkom)

Fast die Hälfte der landwirtschaftlichen Höfe in Deutschland (47 Prozent) beschäftigt sich derzeit mit Einsatzmöglichkeiten von KI. Jeder zehnte Betrieb (9 Prozent) setzt bereits Künstliche Intelligenz ein, weitere 38 Prozent planen oder diskutieren dies, so eine Befragung unter 500 landwirtschaftlichen Betrieben, die der Bitkom und die Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft (DLG) vorgestellt haben.

„Die Landwirtschaft gehört zu den Vorreitern der KI – und ist dabei den meisten anderen Branchen voraus. KI kann die landwirtschaftlichen Betriebe massiv entlasten, sodass Landwirtinnen und Landwirten mehr Zeit für andere Aufgaben bleibt. Gerade kleinere Betriebe sollten sich die Möglichkeiten der KI stärker zunutze machen“, sagt Bitkom-Hauptgeschäftsführer Dr. Bernhard Rohleder. DLG-Vizepräsident Prof. Dr. Till Meinel, Institut für Bau- und Landmaschinentechnik, Köln (IBL), betont: „Der Einsatz von KI ist kein Trend, sondern aufgrund der vielfältigen Belastungen der Betriebsleiter zunehmend eine zwingende Notwendigkeit.“

Doch wie sieht die Situation gegenwärtig aus? Welche Anteil an KI haben die Lösungen bereits, die auf landwirtschaftlichen Fachmessen wie der ExpoSE in Karlsruhe vorgestellt werden? Wir haben uns umgeschaut und Lösungsanbieter befragt.

Landwirtschaft bekommt mit KI noch mehr Effizienz und Nachhaltigkeit

„Die Landwirtschaft steht vor großen Herausforderungen: Klimawandel, Ressourcenknappheit und die Notwendigkeit, nachhaltiger zu wirtschaften“, erklärt Ferdinand Oesterwind von der Agvolution GmbH. „In diesem Kontext gewinnen Technologien wie Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz zunehmend an Bedeutung“.

Agvolution hat mit den Climavi-Sensoren eine Lösung entwickelt, die es Landwirten ermöglicht, ihre Flächen effizienter und nachhaltiger zu bewirtschaften. Die Sensoren erfassen kontinuierlich Daten zu Bodenfeuchtigkeit, Temperatur und anderen Umweltparametern. Die gesammelten Daten werden in Echtzeit analysiert und liefern wertvolle Einblicke in den Zustand der Felder.

Durch den Einsatz von KI-Algorithmen können die Climavi-Sensoren präzise Vorhersagen treffen und Empfehlungen zur Bewässerung, Düngung und Pflanzenschutzmittel-Applikation geben. Das ermöglicht es den Landwirten, ihre Ressourcen besser zu nutzen und gleichzeitig die Umweltbelastung zu minimieren. Die Integration dieser Technologien führt zu einer verbesserten Erntequalität und höheren Erträgen, so Agvolution.

Climavi One ist eine Funkbox, die Umweltdaten erfasst und diese über Funkstandards an die Climavi-App übermittelt. Sie misst die Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Sonneneinstrahlung im Pflanzenbestand auf variierbaren Höhen. Die Climavi-App vereint die Leistung der Climavi-Sensoren mit einer Umwelt-KI, die nicht nur den Bewässerungsbedarf ermittelt, sondern auch Dokumentationsfunktionen, Frostüberwachungen, Prognosen sowie individuelle Empfehlungen bereitstellt.(Bild: Agvolution GmbH)
Climavi One ist eine Funkbox, die Umweltdaten erfasst und diese über Funkstandards an die Climavi-App übermittelt. Sie misst die Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Sonneneinstrahlung im Pflanzenbestand auf variierbaren Höhen. Die Climavi-App vereint die Leistung der Climavi-Sensoren mit einer Umwelt-KI, die nicht nur den Bewässerungsbedarf ermittelt, sondern auch Dokumentationsfunktionen, Frostüberwachungen, Prognosen sowie individuelle Empfehlungen bereitstellt.
(Bild: Agvolution GmbH)

Agmeo, die Software von Agvolution zur Pflanzenwachstumsprognose und Leistungskostenrechnung, ist ein weiteres Beispiel für den Einsatz von KI in der Landwirtschaft. Diese Software vereint landwirtschaftliche Daten und analysiert kontinuierlich die Schlüsselfaktoren des Pflanzenwachstums, der Umweltbedingungen und der ökonomischen Kennzahlen. Durch die Nutzung von KI-Algorithmen kann Agmeo präzise und teilflächenspezifische Applikationskarten für Düngung, Aussaat und Bewässerung erstellen. Das liefert den Landwirtinnen und Landwirten eine Entscheidungshilfe, um den ertragsbegrenzenden Faktor zu bestimmen und ackerbauliche Maßnahmen zu planen.

„Agmeo zeigt den ökonomischen Nutzen von pflanzenbaulichen Maßnahmen bereits während der Vegetationsperiode auf, sodass die Nutzer und Nutzerinnen frühzeitig wissen, was sich wann und wo in welchem Umfang lohnt“, so Ferdinand Oesterwind. „Dies führt zu einer nachhaltigen und effizienten Landwirtschaft, die nicht nur ökonomische, sondern auch ökologische Vorteile bietet“.

Entscheidend sei aber, dass KI-Prognosen automatisiert überprüft werden können (ground-truthing). „Ein Beispiel: Die Agmeo-KI prognostiziert die Bodenfeuchte als Zeitreihe über das gesamte Jahr, und die Climavi-Sensoren sorgen mit präzisen Messungen an spezifischen Referenzpunkten für einen permanenten Realitätsabgleich“, macht Ferdinand Oesterwind deutlich.

Die Farmen der Zukunft sind vertikal und intelligent

Die Pflanzentheke GmbH entwickelt und vertreibt vertikale Farmen für den Obst- und Gemüseanbau. Hierbei werden hydroponische Systeme eingesetzt, der Anbau von Obst und Gemüse findet mithilfe von Nährlösungen außerhalb der Erde statt. Durch geschlossene Kreisläufe und die gezielte Bewässerung der Pflanzen werden so, verglichen mit dem konventionellen Gemüsebau in der Erde, Wasser und Dünger eingespart. Der vertikale Anbau ermöglicht gleichzeitig ein Vielfaches an Ertrag pro Fläche verglichen mit dem konventionellen Anbau.

Vertikale Farmen für den Obst- und Gemüseanbau werden in Zukunft Lösungen mit KI nutzen, um die Düngung der Pflanzen weiter zu optimieren und über Bildanalysen nach Schädlingsbefall zu suchen.(Bild: © Lucas Günzel / Pflanzentheke)
Vertikale Farmen für den Obst- und Gemüseanbau werden in Zukunft Lösungen mit KI nutzen, um die Düngung der Pflanzen weiter zu optimieren und über Bildanalysen nach Schädlingsbefall zu suchen.
(Bild: © Lucas Günzel / Pflanzentheke)

Mithilfe von KI sollen weitere Optimierungen möglich werden. „Die Steuerung ,FarmPilot‘ der Pflanzentheke GmbH wird zukünftig Wetterdaten erfassen“, erläutert Dr. Michael Müller, CEO & Gründer der Pflanzentheke GmbH. „Die Daten der Wettervorhersage werden dann von der Steuerung verarbeitet. Mit den Daten wird die Düngung der Pflanzen dynamisch und proaktiv angepasst, sodass die Versorgung der Pflanzen stets optimal an den Wetterbedingungen ausgerichtet ist. Für die Zukunft ist geplant, über eine Bilderkennungs-KI das Wachstum der Pflanzen zu tracken und frühzeitig beispielsweise einen möglichen Schädlingsbefall zu identifizieren.“

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Die Ernteprognose hilft bei der Optimierung der Lieferfähigkeit

Das Start-up Hexafarms bietet eine KI-basierte Ernteprognose für den Erdbeer- und Beerenanbau im Tunnel für mehr Planungssicherheit und Vermeidung von Unter- oder Überproduktion an. Dafür stattet das Unternehmen einen kleinen Bereich des Tunnelanbaus mit Kameras sowie Sensorik aus und beobachtet anschließend das Wachstum. Die Software kann nach kurzer Anlernphase den Ertrag für die beobachtete Sorte auf den gesamten Anbau bezogen bis zu drei Wochen prognostizieren. Dabei nutzt das Unternehmen ebenso Wetter- und Umgebungsdaten sowie historische Werte.

„Mit der Technologie zur Ertragsprognose erhalten Anbauer die Möglichkeit, ihre Produktion vorherzusagen, den Arbeitsaufwand zu optimieren und die Gewinne zu steigern“, erklärt Felix Kirschstein, Head of Business Development bei Hexafarms. „Die Anbauer erhalten verlässliche Erkenntnisse, die ihnen helfen, die Ernte der gesamten Saison bestmöglich zu planen.“

KI-Einsatz in der Landwirtschaft wird deutlich steigen

Die Gespräche auf der landwirtschaftlichen Fachmesse bestätigen die Bitkom-Prognosen. „Die Akzeptanz von KI in der Landwirtschaft wächst stetig, obwohl es noch einige Herausforderungen gibt“, berichtet Ferdinand Oesterwind von der Agvolution GmbH. „Dazu gehören die hohen Kosten für die Implementierung und der Bedarf an technischer Expertise. Dennoch erkennen immer mehr Landwirte die Vorteile dieser Technologien und investieren in entsprechende Systeme. Die zunehmende Verfügbarkeit von Förderprogrammen und die kontinuierliche Weiterentwicklung der Technologien tragen ebenfalls zur steigenden Akzeptanz bei.“

Es zeigt sich: Die Zukunft der KI in der Landwirtschaft ist vielversprechend, ihre Akzeptanz und der Einsatz werden weiter zunehmen, wenn die Vorteile sich in der Praxis bestätigt haben. Genau dies passiert gerade, wie die Beispiele von der Fachmesse zeigen.

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