5G als zentraler Baustein für die Landwirtschaft

Die Digitalisierung ist auch in der Landwirtschaft angekommen. Smart Farming geht bereits heute über den Betrieb von Melkrobotern hinaus. Zahlreiche, neue digitale Anwendungen machen keinen Halt vor den Grenzen der Hofräumlichkeiten – denn Smart Farming betrifft auch Felder abgelegen vom Bauernhof. Der Mobilfunk ist für eine ortsunabhängige und kabellose Verknüpfung von Sensoren, Maschinen und Geräten sowie zur schnellen Übertragung von Daten ein zentraler Baustein. 5G ist dabei die effizienteste aller Mobilfunkgenerationen. 

Agroscope, das Schweizer Kompetenzzentrum für landwirtschaftliche Forschung geht davon aus, dass heute mehr als 1'000 Melkroboter in den Landwirtschaftsbetrieben im Einsatz sind. Auch automatische Lenksysteme werden verstärkt für die Bewirtschaftung der Felder verwendet. «Viele Landwirtschaftsbetriebe können Smart Farmings noch nicht vollumfänglich nutzen. Viele sind noch per Kupferkabel mit tiefen Übertragungsraten ins Internet eingebunden oder das WLAN reicht nicht von einem Gebäude zum anderen und findet auf den Feldern keine Verwendung. Gleichzeitig stellt sich das Verlegen von Glasfaser für viele Landwirtschaftsbetriebe als kostspielig dar», führt Thomas Anken, Gruppenleiter Forschung Digitale Produktion von Agroscope aus.

Die neuste Mobilfunkgeneration 5G sorgt hier für Abhilfe. Nebst der schnelleren Datenübertragung und der tieferen Reaktionszeit können auch abgelegene Gebiete ans Breitband angeschlossen werden. Ein 5G-Netz erlaubt es, diverse Sensoren und Geräte intelligent zu verbinden und so wertvolle Daten zur Automatisierung und Optimierung von Prozessen in Echtzeit zu gewinnen – egal ob auf dem Hof oder auf einem Feld. Geräte und Maschinen können in Echtzeit in ein Netz eingebunden werden und vom Mobiltelefon oder PC betrieben werden. 

Smart Farming in der Landwirtschaft
Die Anwendungsbeispiele von Smart Farming-Anwendungen erstrecken sich von Boden-, Wasser- und Kulturbewirtschaftung, Pflanzenschutz bis hin zum Tierwohl. Eines ist jedoch sicher, sie machen die Landwirtschaft effizienter, nachhaltiger und ressourcenschonender. 5G legt dabei die technische Basis für neue, innovative Anwendungen:

• Bodenbewirtschaftung: Zu viel Dünger verursacht Umweltprobleme und zu wenig führt zu Ertragsverlusten. Eine angepasste Stickstoffdüngung gehört zur Königsdisziplin im Ackerbau. Mit Drohnen- und Satellitenbildern lässt sich der Stickstoffgehalt eines Feldes kleinräumig erfassen und auswerten. Die Bilder werden über 5G in Echtzeit an einen Server übermittelt, der die Fotos mit künstlicher Intelligenz analysiert. Sie werden mit zusätzlichen halbautomatischen Informationen zu Bodendaten und Nitratgehalt ergänzt. Anhand der gesammelten Informationen kann die Düngung auf dem Feld angepasst werden. Dort, wo ein Defizit erkennbar ist, wird mehr gedüngt und dort, wo eine hohe Versorgung vorliegt, weniger. 
• Kulturbewirtschaftung: Mit intelligenten Fahrzeugen kann der Pflanzenschutz verbessert werden. So kann mit den Geräten von ecoRobotix der flächendeckende Herbizid-Einsatz verhindert werden. Dank dem eingebauten Kamerasystem und künstlicher Intelligenz wird das Unkraut erkannt und mit der notwendigen Mikromengen an Herbizid genaustens bespritzt. Zudem wird lediglich die Pflanze behandelt, die eine Behandlung benötigt. Mit diesem Ansatz lässt sich bis zu 95 % der verwendeten Produktmenge reduzieren. Mit dem Farmdroid ist zudem ein erstes autonomes Fahrzeug auf unseren Feldern unterwegs, das Zuckerrüben automatisch jätet. Etwas, auf das BiobäuerInnen lange gewartet haben.
• Tierwohl: Mit automatisierten Systemen erkennen Landwirtinnen und Landwirte Verhaltensänderungen bei ihren Tieren frühzeitig und können Sofort-Massnahmen zum Wohle der Tiere ergreifen. So werden zum Beispiel mit den «RumiWatch»-Sensoren langfristig die Futteraufnahme und das Bewegungsverhalten einer Kuh erfasst. Über ein System werden Informationen in Echtzeit analysiert und ausgewertet und auf das Tablet oder das Smartphone gesendet. Das Tier kann frühzeitig behandelt und der Einsatz von Antibiotika vermindert werden. 
• Wasserhaushalt: Die automatische Bewässerung von Apfelanlagen reduziert den Einsatz von Wasser und hilft dabei die Pflanzen gezielt zu behandeln. Pflanzen- und Bodensensoren werden zur gezielten Bewässerung verwendet. Eine Steuerungseinheit misst die Bodenfeuchte an verschiedenen Stellen und Tiefen. Die Daten werden per Mobilfunk ins Internet gespielt und ausgewertet. Anhand der gesammelten Informationen steuert das System die Bewässerung. Die Erfahrungen zeigen, dass in den meisten Fällen gut 30 % Wasser eingespart werden können. Zudem können Bäuerinnen und Bauern die Bodenfeuchte permanent verfolgen. 

Die verbesserten Eigenschaften von 5G werden weitere innovative Anwendungen entstehen lassen. Neue Anwendungen finden dank der neusten Mobilfunkgeneration 5G ortsunabhängig statt und lästige Kabel können vermieden werden. Eine Echtzeit Übermittlung und Auswertung von Daten dank 5G machen die Schweizer Landwirtschaft effizienter und nachhaltiger. 

Thomas Anken abschliessend: «5G ist das bessere 4G. Die Skepsis bei vielen Landwirtinnen und Landwirten ist darum unnötig, zumal sie gegenüber Arbeiten am Desktop abgeneigt sind, ihr Smartphone aber lieben. 5G bietet die Chance, Breitbandinternet auch in ländlichen Gebieten verfügbar zu machen, wo das Verlegen von Glasfasern zu teuer ist.»

Weiterführende Informationen:
 

• House of Switzerland: Landwirtschaft 4.0 – Die Revolution des Schweizer Smart Farming 
• Agroscope: Automatische Bewässerung von Apfelanlagen
• Agroscope: Die Kuh im digitalen Zeitalter
• Agroscope: Ortsspezifische N-Düngung
• Agroscope: Drohnen für gezielten Pflanzenschutz
• Ecorobotix: Technologie im Dienste der Natur
• Farmdroid: Der erste Roboter der Welt, der sowohl die Aussaat als auch das Unkrautjäten von Ackerpflanzen verrichten kann