Drohnen in der Landwirtschaft
Drohnen, sog. UAV (unmanned aerial vehicle) sind unbemannte Luftfahrzeuge, die von Menschen ferngesteuert oder durch einen integrierten Computer teilautonom gesteuert werden. Sie bieten in der Landwirtschaft eine große Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten.
In der Landwirtschaft kommen meist Multicopter zum Einsatz, die je nach Anzahl der Propeller auch Quadrocopter, Hexacopter oder Octocopter genannt werden. Es gibt Anwendungen, die von Landwirten über Maschinenringe oder andere Dienstleister in Anspruch genommen werden können.
Erprobte und erfolgreiche Beispiele hierfür sind das Aufspüren von Rehkitzen vor der Grünlandmahd mit Hilfe von Infrarot-Kameras an UAVs oder die Schädlingsbekämpfung des Maiszünslers mit der Ausbringung von Trichogramma per Drohne. Hierbei handelt es sich um eine Schlupfwespe, welche als natürlicher Feind des Maiszünslers gilt. Die Detektion von Schaderregern und der anschließend gezielte Einsatz von PSM wird beispielsweise im Weinanbau gegen Mehltau (https://www.greenhive.at/) erfolgreich praktiziert. Von den Anwendern ist dabei viel technisches „Know-How“ in Soft- und Hardware gefragt und eine Fluggenehmigung nötig.
Die gegenüber der Fernaufklärung mit Satellitenbildern (Auflösungen zwischen 0,5 und 10 m) mit bis zu 2 cm deutlich höhere Bildauflösung der Nahaufklärung ermöglicht eine deutlich bessere, kleinräumlichere und häufigere Darstellung z.B. von Pflanzenbeständen oder Bodenverhältnissen. Durch die Kombination mit anderen Geoinformationsdaten (auch Satellitendaten) können Drohnen daher die Landwirte bei vielen wichtigen Entscheidungen unterstützen.
In einer bundesweiten Befragung von 420 Landwirten Ende 2018 durch den Digitalverband Bitkom e.V. im Auftrag des Deutschen Bauernverbandes gaben 9 % der Betriebe an, dass sie bereits heute regelmäßig Drohnen im Betrieb einsetzen. Bei Betrieben über 100 ha liegt dieser Anteil bereits bei 25 %. Die Hälfte der Betriebe setzen dabei eigene Drohnen ein, die andere Hälfte nimmt dagegen externe Dienstleister in Anspruch. In keiner anderen Branche gibt es einen vergleichbar intensiven Einsatz von Drohnen.
Die Bandbreite der Einsätze reicht von der Wildrettung mit Infarotkameras (1/3 der Einsätze) über die Dokumentation von Wild- und Hagelschäden, der Zustandsaufnahme von Pflanzenbeständen und Bodenverhältnissen bis hin zu Bestandskartierungen oder -kontrollen und Bekämpfungsmaßnahmen mit Nützlingen (z.B. Abwurf von Kapseln mit Eiern der Trichogramma-Schlupfwespe gegen Maiszünsler).
Die Detektion von Schaderregern und der anschließend gezielte Einsatz von PSM wird beispielsweise im Weinanbau gegen Mehltau erfolgreich praktiziert. Von den Anwendern ist dabei viel technisches „Know-How“ in Soft- und Hardware gefragt und eine Fluggenehmigung nötig.
Im großflächigen Einsatz von Drohnen liegt auch Potenzial für den Biodiversitätsschutz. Teilflächenspezifische Unkrautregulierung aus drohnengestützten Multispektraldaten lässt beispielsweise Ackerbegleitflora stehen, ohne das Wachstum von Mais zu beinträchtigen. Drohnen werden zudem zur Kartierung, Überwachung, 3D-Modellierung oder zur akustischen Aufnahme von Flächen eingesetzt. Besonders auf Flächen bis zu einer Größe von 50 Hektar ist die zeitliche und räumliche Auflösung der Bildaufnahmen von Drohnen der Qualität von Satellitenaufnahmen weit überlegen. Weitere Vorteile von Drohnen sind ihre hohe Flexibilität und ihre Fähigkeit, viele verschiedene Arten von Sensoren auch über die Feldränder hinaus zu transportieren. Entsprechend erlaubt der Einsatz von Drohnen, die Gesamtheit der floristischen und faunistischen Vielfalt auf landwirtschaftlichen Flächen und angrenzenden Habitaten detailliert zu erfassen.
Selbst das Ausbringen von flüssigen Pflanzenschutzmitteln kann inzwischen mit Drohnen erledigt werden. Moderne Geräte sind in der Lage bis zu 16 Liter Sprühmittel zu transportieren. Ein solcher Einsatz ist vor allem in unwegsamem Gelände sinnvoll, wo man mit Traktoren oder zu Fuß nur schlecht hinkommt – zum Beispiel an steilen Weinhängen. In Japan ist diese Form der Anwendung mit Drohnen im Reisanbau bereits verbreitet. In Deutschland dürfen Drohnen aus rein rechtlichen Gründen bislang noch nicht zur Pflanzenschutzmittelausbringung eingesetzt werden.
Eine weitere Anwendung ist die Erstellung von Dünger-Applikationskarten. Dabei werden Multispektralkameras verwendet, mit denen verschiedene Wachstumsindizes ausgewertet werden können. In der Folge können Teilschläge gebildet und eine Düngerstrategie entwickelt werden. Andere Anwendungen beziehen sich auf den Wein- und Obstbau, wo Drohnen z.B. Rückschlüsse auf den Säuregehalt der Reben, Bewässerung und Ernte ermöglichen. In der Forstwirtschaft liefern Drohnen wertvolle Information über die räumliche Flächenstruktur. Visuelle Kalamitäts- und Schadflächenerfassung als Teil der photographischen Dokumentation für den Waldbesitzer und Wärmebildaufnahmen für das Wildtier-Monitoring sind weitere Anwendungsfelder.
Nicht nur Landwirte, sondern auch Versicherungen setzen zunehmend auf den Einsatz von Drohnen und von Satellitenbildern um Schäden durch Hagel, Wild oder Trockenheit genauer schätzen zu können.
Wissenschaftliche Institute und Pflanzenzuchtunternehmen haben Drohnen und UAVs für ihre Feldversuche im Einsatz. Sie beobachten damit den Feldaufgang, analysieren und beurteilen den Pflanzenbestand und wollen frühzeitig Unkraut oder Schaderreger erkennen, um daraus beispielsweise einen gezielten Einsatz von PSM abzuleiten.
Die aktuell größten Agrar-Drohnen können bis zu 30 kg Nutzlast tragen, daher sind sie nur bedingt für die Ausbringung von größeren Mengen (z.B. Mineraldünger) geeignet.
Der globale Markt für Landwirtschaftsdrohnen wird voraussichtlich von 4,98 Mrd. USD im Jahr 2023 auf 18,22 Mrd. USD im Jahr 2030 wachsen.
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