Forschungs- und Innovationsprojekt
Pflanzenbausysteme der Zukunft: biodivers – bodenschonend – digital

Die Landwirtschaft steht vor großen Herausforderungen. Im Ackerbau ist der Leistungsanspruch, hochwertige Nahrungsmittel und Rohstoffe zu produzieren, an steigende Anforderungen zum Schutz von Boden, Klima, Wasser und Biodiversität geknüpft. Darüber besteht ein breiter gesellschaftlicher und politischer Konsens. Für viele Betriebe baut sich damit ein Spannungsfeld zwischen Wettbewerbsfähigkeit und Ressourcenschutz auf. Das Projekt verfolgt die interdisziplinäre Zusammenarbeit der in Ruhstorf etablierten Bereiche Agrarökosysteme, Digitalisierung und Diversifizierung. Für einen in alle Richtungen wirksamen Wissenstransfer wird ein innovatives Kommunikationskonzept entwickelt und evaluiert. Im Speziellen wird um das Versuchsfeld ein Lehr- und Erlebnispfad errichtet, welcher die gesamte Bevölkerung dazu einlädt, sich über das Projekt zu informieren.

Unser Projektpartner, der Lehrstuhl für Soziologie mit Schwerpunkt Techniksoziologie und nachhaltige Entwicklung an der Universität Passau, unterhält zu diesem Zweck auch eine umfassend informierende Projektwebsite:

Das im Projekt beforschte Feldlabor wurde an einem Standort etabliert, der die Herausforderungen des Ackerbaus in den für Bayern typischen Hügellandschaften repräsentiert. Für das Feldlabor wurden sechs Blöcke mit jeweils sieben 15 m breiten Streifen angelegt. Die randomisierte Anlage sichert eine gute Datenqualität für die statistische Auswertung. Die Blöcke sind durch 6 m breite Biodiversitätsstreifen in Form von Beetle Banks voneinander getrennt. Jeder der 15 m breiten Streifen durchläuft im Stil eines Strip-Intercropping-Systems einen siebengliedrigen Fruchtwechsel: In der ersten Projektphase wurden Zuckerrübe – Winterweizen – Lupine – Wintergerste – Körnermais – Soja – Winterroggen angebaut. Da sich jedoch die Lupine als nicht konkurrenzfähig und der Winterroggen als zu wenig wirtschaftlich erwiesen haben, wurde in der zweiten Projektphase die Fruchtfolge angepasst, um das System wirtschaftlicher und praxistauglicher zu gestalten: statt Lupine wird nun ein zweites Mal Soja und statt Winterroggen ein zweites Mal Winterweizen angebaut. Im Feldlabor werden zwei Varianten miteinander verglichen, die jeweils auf drei Blöcken etabliert werden:

Strip-Intercropping mit konventioneller Technik und guter fachlicher Praxis hinsichtlich chemisch-synthetischer Pflanzenschutzmittel (csPSM)

Strip-Intercropping mithilfe mechanischer Unkrautregulierung, digitaler Technologien und Robotik sowie dem damit verbundenen reduzierten csPSM-Aufwand

Die Bewirtschaftung der drei Blöcke, die mit Variante R belegt sind, erfolgt mit modernsten digitalen Technologien (Section Control, RTK-Lenksystem) sowie der neuesten marktverfügbaren Agrarrobotik. Insgesamt kamen bisher drei Feldroboter (Farmdroid FD20, Agrointelli Robotti, AgXeed AgBot) zum Einsatz, um insbesondere Herbizide durch autonome Verfahren der mechanischen Unkrautregulierung zu substituieren. Weiterhin ist das Feldlabor mit Internet-of-Things-(IoT-)Bodensensorik ausgestattet, um die Parametrisierung des ABAG-basierten Erosionsmodells zu optimieren. Zu Erforschung der Insektenpopulationen werden moderne Methoden wie Metabarcoding und Bilderkennung mit KI eingesetzt.

Die umfangreiche Evaluierung moderner Technik wurde ergänzt durch betriebswirtschaftliche Betrachtungen sowie eine deutschlandweite Befragung zur Akzeptanz in der Bevölkerung. In der zweiten Projektphase werden gezielt die Effekte der autonomen mechanischen Unkrautregulierung auf das Erosionsgeschehen betrachtet und die Dokumentation der Auswirkungen des Pflanzenbausystems auf die Biodiversität fortgeführt. Daneben gilt es, die ökologischen Vorteile des Systems einer wirtschaftlichen Bewertung aus betrieblicher und gesellschaftlicher Sicht zu unterziehen und das Konzept des Wissenstransfers zu bewerten.

Das Feldlabor wird zudem seit Saisonbeginn 2022 wöchentlich mit einer Drohne auf einer festgelegten Route beflogen:

Nach der ersten Projektphase lassen sich bereits einige Erkenntnisse ableiten. Diese wurden in Zusammenarbeit mit dem Kompetenznetzwerk Digitale Landwirtschaft Bayern (KNeDL) in Videoformaten zusammengefasst.