Intelligentes Ackern

Auf Industrie 4.0 folgt Landwirtschaft 4.0: Roboter, Drohnen und Big Data erobern allmählich den Bauernhof.

Im Märzen der Bauer die Rösslein einspannt? Das war einmal. Heute startet er seine Drohne und lässt sie über die Felder und Wiesen fliegen, um den Zustand der Zäune zu checken oder zu erfahren, was sein Vieh gerade so treibt. Die Bilder des kleinen Flugroboters verraten ihm ebenfalls, wie weit das Getreide gewachsen ist oder ob Schädlinge am Werk sind. GPS-gesteuerte Mähdrescher und Trecker drehen fast zentimetergenau ihre Runden und besorgen die Feldarbeit. Und die Kuh meldet per SMS aus dem Stall, dass sie gleich ihr Kälbchen zur Welt bringen wird. All das klingt ein wenig nach Science-Fiction und Zukunftsmusik. Doch für viele Bauern sind manche dieser Hightech-Geräte heute schon Realität. „Precision Farming“ oder „Smart Farming“ werden diese Konzepte des zielgerichteten Einsatzes von Technik und Rohstoffen genannt. Schätzungsweise 60 bis 70 Prozent der großen landwirtschaftlichen Betriebe arbeiten bereits damit. Laut einer aktuellen Studie der Unternehmensberatung Roland Berger betrug das Marktvolumen 2014 für entsprechende technische Ausrüstungen rund 2,3 Milliarden Euro weltweit. Doch die Zuwachsraten sind beeindruckend. Um durchschnittlich 12 Prozent pro Jahr wird bis 2020 dieser Markt für intelligente Applikationen in der Landwirtschaft wachsen, so die Experten. Doch nun steht eine weitere Revolution vor der Tür: der digitale Hof und damit die Vernetzung aller landwirtschaftlichen Betriebsabläufe. Egal ob Melkroboter oder Erntetransporter, sie alle produzieren reichlich Daten. Diese werden dann in der Cloud gesammelt, weitergeleitet und ausgewertet. Auf diese Weise ergibt sich eine Vielzahl neuer Möglichkeiten, Betriebsabläufe zu automatisieren und zu optimieren oder gar völlig neue Geschäftsmodelle zu entwickeln – kurzum, die Landwirtschaft 4.0 kündigt sich an.

Immer weniger Bauern müssen immer mehr Menschen versorgen


„Vor allem geht es darum, eine Wissensbasis zu schaffen, auf der alle Beteiligten in der Landwirtschaft aufbauen können“, erklärt Dr. Bernd Scherer das Prinzip. „Der konkrete Nutzen, der sich daraus ergibt, ist ein Dreiklang aus Effizienzsteigerung, Nachhaltigkeit sowie der Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit“, so der Geschäftsführer des Fachverbandes Landtechnik des VDMA in Frankfurt. Mehrere Faktoren treiben die Entwicklung voran. Zum einen müssen immer weniger Landwirte für immer mehr Menschen Lebensmittel produzieren. Derzeit sorgt ein Bauer dafür, dass 144 Bundesbürger etwas zu essen auf den Tisch bekommen – vor 20 Jahren waren es nur 48. Auch sollen ausreichend Produkte in möglichst gleichbleibend hoher Qualität produziert werden, was die Einbindung von Markt- und Konsumentendaten zwingend erforderlich macht, um verlässliche Prognosen zu erstellen, die dann wiederum in die Planung der Landwirte mit einfließen. Zwar sind IT-gestützte Prozesse in der Agrarwirtschaft nichts wirklich Neues, bereits heute nutzen laut Branchenverband Bitkom rund 20 Prozent aller Bauern vernetzte Systeme, auch zeigt jeder Zweite großes Interesse an dem Thema. Darüber hinaus verringern GPS-basierte Lenksysteme die Arbeitszeit auf dem Acker im Vergleich zur konventionellen Steuerung von Landmaschinen um 12, den Betriebsmitteleinsatz zwischen 5 bis 10 Prozent. Optische Sensoren und digitale Ertragskarten helfen, bis zu 60 Prozent des Energieverbrauchs und 10 Prozent der Pflanzenschutzmittel einzusparen. Aber das alleine ist noch keine digitale Vernetzung, wie sie den Experten vorschwebt. „Oftmals beobachten wir die Neigung, Landwirtschaft 4.0 zu stark aus einer technischen Perspektive heraus zu betrachten“, merkt VDMA-Mann Scherer an. „Das greift unserer Überzeugung nach deutlich zu kurz, weil die gesamte Wertschöpfungskette von diesen Prozessen betroffen ist.“ Deshalb sollte Landwirtschaft 4.0 genau wie Industrie 4.0 verstanden werden.

Mehr Apps für ein intelligentes Landwirtschaften

Deshalb arbeiten alle größeren Hersteller von Landmaschinen mit Firmen aus der Agrarchemie, mit Futtermittelproduzenten oder Anbietern von Saatgut zusammen, um entsprechende Plattformen aufzubauen. Denn erst das orchestrierte Zusammenspiel von Apps, Sensoren und Maschinen sowie Dienstleistern und Unternehmen aus der Agrar- und Lebensmittelindustrie macht die Landwirtschaft „intelligent“. Zwei Beispiele: Eine Software errechnet anhand vorhandener Datensätze die optimale Zusammensetzung der Nährstoffe eines Düngemittels und bestimmt ebenfalls die quadratmetergenaue Dosierung. Neigen sich die Vorräte dem Ende zu, werden sie automatisch nachbestellt, oder es geht ein Auftrag zur turnusgemäßen Wartung der entsprechenden Maschine raus. Oder Melkroboter kümmern sich um die Pflege der Kühe, registrieren vom Fett- oder Eiweißgehalt der Milch bis hin zum Einsatz von Medikamenten alles, was die Kuh betrifft und meldet eventuelle Abweichungen an den Landwirt oder Veterinär. Über Netzwerke wie Farmtune, trecker.com oder 365FarmNet, die ein wenig an Facebook erinnern, dokumentieren Bauern nicht nur alle Tätigkeiten auf dem Acker oder im Stall, sondern pflegen ihre Kontakte mit Geschäftspartnern oder Kollegen, organisieren unter anderem saisonales Personal oder die kurzfristige Anmietung zusätzlicher Maschinen.

„Vergoogleung“ der Branche schreckt viele Landwirte ab

Doch die digitalen Feld-Fantasien müssen noch einige Hürden nehmen. Wie bereits bei Industrie 4.0 steht die Frage nach der Sicherheit der Daten im Raum. Auch die Furcht vor marktbeherrschenden Anbietern – Bundeslandwirtschaftsminister Christan Schmidt warnte bereits vor neuen Monopolen und sprach von einer drohenden „Vergoogleung“ der Branche – scheint viele Landwirte noch abzuschrecken, ihre Betriebe zu digitalisieren. Nicht wenige befürchten, in die Abhängigkeit eines einzigen Unternehmens zu geraten, das ihnen dann die Konditionen und Preise diktiert. Außerdem fürchten sie, womöglich zu neuen Investitionen gedrängt zu werden, weil die Software schließlich nur mit bestimmten Maschinen, Pestiziden oder nur einem speziellen Saatgut funktioniert. Sie wollen offene und kompatible Systeme. „Das können wir sehr gut nachvollziehen“, sagt dazu Experte Scherer. „Deshalb sollten sowohl die Chancen als auch die Risiken von Landwirtschaft 4.0 gleichermaßen offen angesprochen und diskutiert werden.“

„Wachsende Nutzung neuer Technologien“

Ein Interview mit Miriam Taenzer, Referentin Landwirtschaft & Touristik beim Bitkom (Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V.), Berlin

In Deutschland sind Precision Farming und elektronische Helfer zur Steigerung der Effizienz in der Landwirtschaft auf vielen Höfen Usus. Wie hoch schätzen Sie den Verbreitungsgrad?

TaenzerNach einer Bitkom-Studie wendet derzeit einer von fünf Landwirten solche Applikationen an. Allerdings muss man genau unterscheiden, wovon man redet: Es kann der Arbeitsplaner sein, digitale Helfer zur Kartierung des Feldes oder zur Berechnung, wo Dünger ausgebracht werden muss. Der bislang trotz allem niedrige Verbreitungsgrad hängt sicher damit zusammen, dass diese Anwendungen vergleichsweise kostenintensiv sind – vor allem, wenn ein Landwirt erst durch den Kauf einer neuen Landmaschine Zugang zu solchen Technologien erhält. Zudem schreitet die Technik so schnell voran, dass ein einzelner Hof die Kosten oftmals nicht alleine stemmen kann. Die größeren Lohnunternehmer, also die Dienstleister für die Bauern, können solche Geräte eher finanzieren und ihren Kunden dadurch dann einen Vorteil bieten. Zudem bieten sie ihren Kunden auch an, die Daten zur Verfügung zu stellen, die sie während der Fahrt über das Feld gewinnen. Am attraktivsten sind dabei sicherlich Applikationen, mit denen der Ertrag gesteigert oder Kosten gesenkt werden können.

Welche anfängliche Skepsis galt es dabei zu überwinden und ist die Skepsis inzwischen einer Begeisterung gewichen?

TaenzerViele Landwirte sind recht skeptisch, weil sie Bedenken in Bezug auf den Datenschutz haben. Zudem liegen kaum Zahlen darüber vor, wie groß die Einsparungen oder Ertragssteigerungen wirklich sind – auch im Vergleich zum notwendigen Investment. Landwirte haben als Unternehmer immer auch bis zu einem gewissen Grade Angst davor, durch die Maschinen und Anwendungen selbst ersetzt zu werden. Anfänglich sehen einige Bauern oft noch gar nicht, wie ihnen die digitalen Anwendungen im Alltaghelfen könnten. Von daher dauert es in einer Traditionsbranche wie der Landwirtschaft eben, bis sie sich für die neue Technologie begeistert. Wie steht Deutschland damit im internationalen Vergleich da und welche Länder sind besonders weit vorn? Taenzer: Die USA, Brasilien, Australien, Deutschland und Benelux sind derzeit die Länder, in denen die neuen Technologien die größte Verbreitung finden. Und auch viele der Hersteller kommen aus diesen Ländern. In den USA ist der Trend stark durch die Firma John Deere getrieben; hinzukommt, dass die Nutzflächen dort extrem groß sind. Für viele der Landwirte in Osteuropa, die große Flächen haben, scheint es derzeit noch zu teuer zu sein, in die Technologien zu investieren – wobei die möglichen Einsparungen immens sein dürften. In Deutschland ist der Föderalismus manchmal noch hinderlich. Die Bundesländer haben unterschiedliche Vorgaben dazu, wie Anträge analog oder digital eingereicht werden müssen, wie die Fruchtfolge gemeldet werden muss etc. Das macht es schwer für Technologieunternehmen, Softwarelösungen zu programmieren, die den Landwirten diese Tätigkeiten erleichtern. Außerdem stellen nur wenige Länder und Kommunen ihre erhobenen Daten, etwa Katasterdaten oder Ackerschlagdaten, online zur Verfügung. Diese Daten sind allerdings extrem hilfreich für Landwirte und Technologieanbieter.

Was sind die Trends im Precision Farming?

TaenzerDer größte Trend ist sicher die wachsende Nutzung der Technologie. Diese entwickelt sich zusehends in Richtung noch größerer Autonomie und einer verstärkten ressourcen- und naturschonenden Produktion. Und das ist auch dringend notwendig, denn die Weltbevölkerung wird weiter steigen und höhere Erträge sind wichtiger denn je. Ein anderer großer Trend sind Drohnen. Doch obschon Drohnen sich hervorragend für die Schafbewachung oder Düngung und Herbizidausbringung in schwierigen Gebieten eignen, gibt es noch einige Hürden hinsichtlich der Genehmigungslage. Auch selbstlernende Systeme und Künstliche Intelligenz sind Technologietrends, die wir für die Landwirtschaft sehen.

Woher kommen die großen Anbieter dieser Technologien?

TaenzerDie großen Anbieter sind John Deere, Claas und Fendt. Diese Firmen haben frühzeitig die Vorteile der Digitalisierung für ihren Sektor erkannt. Es war eine interessante Mischung aus den technischen Möglichkeiten einerseits und dem Interesse der Kunden andererseits. Trotz dieser Vorherrschaft einzelner Länder muss man sagen, dass de facto jedes Land, in dem die Landwirtschaft einen großen Teil zum BIP beiträgt, für den Einsatz solcher Technologien prädestiniert wäre.

Die Nutzung von GPS für die effizientere Bewirtschaftung von Feldern ist die eine Seite der Medaille. Wo lassen sich noch weitere Effizienzen heben?

TaenzerDas Thema Arbeitseffizienz ist eigentlich nicht neu, sondern kommt aus dem Themenbereich Industrie 4.0, und man hat es in die Landwirtschaft übertragen. In den großen Betrieben gab es immer den Cheflandwirt, der den Überblick hatte. Nur wird heute immer mehr vom einzelnen Betrieb erwartet, und es wird immer schwieriger, einen Betrieb profitabel zu führen. Gerade in einer solchen Situation können elektronische Lösungen viel bieten.

Was ist in der deutschen Landwirtschaft problematisch im Hinblick auf die Digitalisierung?

TaenzerDigitale Technologien haben in der Landwirtschaft dann eine Chance stärker eingesetzt zu werden, wenn die Landwirte mit ausreichend schnellem und stabilem Internet versorgt sind. Um flächendeckend schnelle Internetverbindungen im ländlichen Raum sicherzustellen, ist daher auch die öffentliche Hand gefragt. Ebenso ist der Föderalismus eine Herausforderung – speziell für die Landwirte an den Grenzen zwischen einzelnen Bundesländern. Landwirten und Dienstanbietern stehen viele wichtige Daten außerdem nicht kostenfrei zur Verfügung, was die Entwicklung von neuen Diensten ebenfalls einschränkt. Ein Beispiel dafür ist der Deutsche Wetterdienst, der eine Bundesbehörde ist, aber detaillierte Daten gegen Geld verkauft. Darüber hinaus gibt es sehr viele Daten, die die Länder erheben, die eigentlich spannend und wichtig sind, aber nicht zur Verfügung gestellt werden. Dabei handelt es sich um Daten über Flurstücke, das Screening usw., die sich für die Digitalisierung gut einsetzen ließen. Außerdem ist natürlich der Datenschutz schwierig. Rechtlich ist die Lage zwar klar, aber sehr komplex und intransparent. Wenn es darum geht, wem die Rechte an den auf einer Maschine eingesammelten Daten gehören und wer damit arbeiten darf, wird es kompliziert. Außerdem muss in der Ausbildung das Thema Digitalisierung viel stärker in den Fokus gerückt werden, um insbesondere Jüngere dafür stärker zu sensibilisieren. Auch die ältere Generation muss mit Weiterbildungen abgeholt werden!

...studierte vor Ihrer Zeit bei Bitkom BWL & Tourismus an der Hochschule für Wirtschaft und Recht in Berlin und arbeitete daneben von 2008 bis 2011 dual bei visitberlin. Nach Ihrer Zeit als Trainee bei Idealo wechselte sie schließlich zu Bitkom als Assistentin für den Bereich Sicherheit und intelligente Netze. Nach Ihrem Aufstieg in das Projektmanagement für Flüchtlingsintegration, arbeitet sie seit 2016 als Referentin für Landwirtschaft und Touristik.

„Wir arbeiten jetzt in Echtzeit“

Ein Interview mit Dr. Johann-Christoph Meyer zu Bentrup über die Digitalisierung in der Landwirtschaft.

Wie ist die Situation der Landwirtschaft in Europa?

Meyer zu BentrupDas größte Entwicklungsgebiet ist derzeit die Landwirtschaft in Osteuropa. Insbesondere Russland, die Ukraine, das Baltikum und Polen haben noch viel Entwicklungsbedarf. Die mangelnde Effizienz der Landwirtschaft dort beruht zum einen auf den schlechteren klimatischen Bedingungen mit größeren Wetterextremen und zum anderen darauf, dass diese Länder technisch noch hinterherhinken. Daher ist so mancher kleine Familienbetrieb im Westen Deutschlands häufig effizienter als so mancher Großbetrieb im Osten. Dies widerlegt auch den alten Glauben, man brauche unbedingt große Flächen, um Landwirtschaft effizient zu betreiben. Ich habe mich vor meinem Engagement in der Unternehmensgruppe Landboden Glasin sehr intensiv mit Betrieben in den neuen Bundesländern und in den jüngeren EU-Mitgliedsstaaten Südosteuropas auseinandergesetzt. Man hat dort zwar den beneidenswerten Standortvorteil großer Flächen, aber andere restriktive Faktoren wie eine funktionierende, unabhängige Rechtsprechung oder kontinentalbedingte extreme Witterungsbedingungen erschweren ein effizientes Wirtschaften enorm.

Warum haben Sie sich ausgerechnet in der Unternehmensgruppe Landboden Glasin auch finanziell engagiert?

Meyer zu BentrupWie gesagt, hatte ich mich vorher intensiv mit verschiedenen Regionen Deutschlands und Osteuropas auseinandergesetzt und mir dabei viele Betriebe angesehen. Mich interessierte neben den rein naturräumlichen Standortfaktoren wie Bodengüte und Klima auch die menschliche Komponente, nämlich, wie die bisherige Leitung den Betrieb weitergeführt sehen möchte. Und dabei hat mich der LPG Nachfolgebetrieb in Glasin überzeugt, weil mir der damalige Leiter – mit dem ich immer noch im Austausch stehe – nicht nur die positiven Seiten verkauft hat, sondern mich auch darauf aufmerksam gemacht hat, wo er Verbesserungspotenzial sieht.

Was waren die Herausforderungen?

Meyer zu BentrupDer Betrieb beschäftigt rund 70 Leute und ist mit den Betriebszweigen Ackerbau, Milchviehhaltung, Ferkelerzeugung und Schweinemast, Biogasproduktion, Mutterkuh- und Mutterschafhaltung sowie einer Bioputenmast und einem klassischen Dienstleistungs- und Handelsbereich sei breit aufgestellt. Jeder Betriebszweig ist quasi ein Profit Center und selbst organisiert. Die Abteilungsleiter sind praxisnah ausgebildet oder in Familienbetrieben aufgewachsen und haben bereits Erfahrungen in anderen Großbetrieben sammeln können, bevor sie zu uns kamen. Sie haben weitgehende Budget- und Personalbefugnisse, mit anderen Worten: Wir, die Doppelgeschäftsführung, fordern viel Eigenverantwortung ein. Und genau mit diesem Team haben wir in den vergangenen zehn Jahren enorme Effizienzen heben können. Unser Ziel war dabei, dass kein Betriebszweig ein Zuschussgeschäft sein sollte, was unserer Auffassung nach nur durch ein hochgradig eigenverantwortliches, aber auch gut bezahltes oder am Erfolg mitbeteiligtes Managementteam möglich ist.

Was ist denn aus Ihrer Sicht das Kernelement effizienten Arbeitens in der Landwirtschaft?

Meyer zu BentrupTechnischer Fortschritt insbesondere in der Landtechnik im Bereich Sensorik. Damit steigen die Qualität der Arbeit und auch die Zufriedenheit der Mitarbeiter.

Was sind weitere Entwicklungen in puncto Effizienzsteigerung?

Meyer zu BentrupDie digitale Darstellung der Arbeitsprozesse im Stall und auf dem Feld mittels einer effizienten Software zur Datengenerierung und Datensammlung. Am Ende wird die Softwarelösung zum Einsatz kommen, die es ermöglicht, die betrieblich erzeugte Datenmenge, also die betriebsspezifischen Big Data, auf wenige wesentliche Handlungsempfehlungen für das Management zu verdichten.

Wo beginnen denn die Ineffizienzen in der Arbeit?

Meyer zu BentrupIm Wesentlichen in der Arbeitsorganisation. In der Regel beginnen die Ineffizienzen, sobald man mehrere Produkte bzw. Arbeitsabläufe hat, die miteinander verwoben sind wie Milchviehhaltung und Ackerbau. Insbesondere dann, wenn man ein größeres Team ist, in dem viele verschiedene Mitarbeiter gleichzeitig in unterschiedliche Prozesse eingewoben sind. Als ich in Glasin anfing, zeigte sich recht schnell, dass man hier etwas ändern müsste, und ich machte mich auf die Suche nach einer Softwarelösung, mit der sich die innerbetriebliche Abrechnung, Arbeitsabläufe und Prozesse besser steuern, überwachen und auswerten lassen würden. Es sind ja teilweise Details, die zählen: Welche tatsächlichen Standzeiten hat ein Schlepper und wann im Jahresverlauf? Oder wie lassen sich in der Erntezeit die zur Verfügung stehenden Transportkapazitäten am besten nutzen? Man sollte ganz genau sehen, welcher Mitarbeiter gerade was tut und auch für welchen Kunden diese Arbeit erledigt wird.

Was war die Herausforderung bei der Suche?

Meyer zu BentrupViele Softwarehersteller verstehen in der Regel die Arbeitsabläufe in der Landwirtschaft nicht so gut. Diese kann man einfach nicht mit industriellen Abläufen vergleichen. Daher habe ich mir viel angesehen und auch wieder verworfen. Am Ende sind wir dann bei einem Hersteller gelandet, der sich auf Landwirtschaft spezialisiert hat. Dieser hat ein Rohgerüst erstellt für verschiedenste Arbeitsprozesse, welches durch die Erfahrungen seiner landwirtschaftlichen Kunden geschliffen und verbessert wurde – also ein Open-Source-Ansatz mit einem Bottom-up-Prinzip, bei dem die Erfahrungen der Anwender mit in die Entwicklung einfließen. Über einen Blog ist man dabei sehr eng mit dem Softwareentwickler in Kontakt. Auf diese Weise haben wir nicht fünf verschiedene Software-Anwendungen für verschiedene Probleme, sondern eine Software, die unsere betrieblichen Prozesse in ihrer Tiefe darstellen können. Davon sind andere Hersteller meilenweit entfernt.

Was ist der große Vorteil?

Meyer zu BentrupWir sammeln Arbeitsdaten jetzt in Echtzeit. Jeder Mitarbeiter und jede Maschine sind in die Software eingeloggt. Wir können also im Tagesverlauf in Echtzeit sehen, wo sie sich gerade befinden und was passiert – also: Wird die Maschine gerade betankt, wird gemäht oder gedroschen und wie weit ist man damit bereits? Auf diese Weise können wir die Arbeitsabläufe auch viel besser aufeinander abstimmen. Sämtliche dieser Daten habe ich über mein iPad verfügbar und kann zu den verschiedensten Feldern springen. D. h., wir sprechen hier wirklich von Datenreinheit in Echtzeit. Im Ergebnis kann ich zwischen Warenwirtschaft, Finanzbuchhaltung und Arbeitsabläufen in Echtzeit springen. Ich habe immer den Überblick. Es ist ein Echtzeitinstrument, das eine Projektion in die Zukunft zulässt.

Wie steht es im internationalen Vergleich mit der Nutzung solcher Softwareanwendungen in der Landwirtschaft?

Meyer zu BentrupIm internationalen Vergleich sind wir heute in Deutschland und den USA wohl am offensten für solche Anwendungen. Viele Landwirte finden das hierzulande gut, nutzen diese Anwendungen aber in unterschiedlichen Tiefen und Anwendungsformen. Der VDMA schätzt, dass die Landwirte im Bereich Sensorik recht weit sind, aber es noch sehr stark im Bereich der Dokumentation der einzelnen Anwendungen hapert. In der Regel existieren in den landwirtschaftlichen Betrieben zu unterschiedlichen Fragestellungen Insel-Softwarelösungen, bei denen die softwaretechnische Verzahnung der verschiedenen Bereiche nur unzureichend und mit hohem Arbeitsaufwand funktioniert. Wir sind hier in der Landwirtschaft also noch lange nicht am Ende der Digitalisierung, denn am Ende geht es letztlich darum, dass man die Software intuitiv nutzen kann.

...arbeitet im Projektmanagement der Commit JUG. Bevor er als Angestellter bei verschiedenen Landwirtschaftsbetrieben anfing, studierte er in Berlin und Göttingen. Bis heute ist er gleichzeitig geschäftsführender Gesellschafter bei der Unternehmensgruppe Landboden in Glasin sowie bei der MzB Lärmschutz GmbH.

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