Einsparungen durch Precision Farming

Welches Energieeinsparungspotenzial bieten Precision Farming-Technologien in Österreich?

Mechanisierung österreichischer Ackerbaubetriebe: Gemeinsame Umfrage von Maschinenring und BOKU

Österreich hat sich verpflichtet, seine Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2030 um 36 % gegenüber dem Jahr 2005 zu reduzieren. Auch die Landwirtschaft muss ihren Beitrag dazu leisten. Viele wissenschaftliche Versuche belegen bereits, dass digitale Systeme im Kontext der Präzisionslandwirtschaft (Precision Farming) wie Lenkautomaten oder Teilbreitenschaltungen ein Energieeinsparungspotential auftun. In welcher Größenordnung dieses Potenzial in Österreich liegt hängt von vielen Faktoren ab. Neben der Technologie sind auch die Mechanisierung und die landwirtschaftliche Struktur in Österreich zu berücksichtigen. In Kooperation mit dem Institut für Landtechnik der Universität für Bodenkultur Wien wurde daher ein Projekt gestartet mit dem Ziel, diese Faktoren zu bestimmen. Gefördert wird das Projekt durch das Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus und der Europäischen Union im Rahmen der Entwicklung im Ländlichen Raum 14-20.

Im Fall von Lenkautomaten liegt das Potenzial vor allem in der Verminderung einer überlappenden Bearbeitung bei Anschlussfahrten. Während der manuellen Bearbeitung bleiben ca. 5 % bis 8 % der technischen Arbeitsbreite ungenutzt, was sich auf die Arbeitszeit, den Treibstoffverbrauch und die verwendeten Betriebsmittel auswirkt. 

Mit Hilfe der „Globalen Navigationssatellitensystemen“ (GNSS) kann dieser Überlapp reduzieren werden. Für die Landwirtschaft ausreichende Positioniergenauigkeiten können nur mit Hilfe von Korrektursignalen erreicht werden, wobei es auch hier Qualitätsunterschiede gibt. Gratis steht in Europa das Korrektursignal European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) zur Verfügung. Aufgrund dessen Genauigkeit ist das Einsatzspektrum in der Landwirtschaft stark begrenzt und es lassen sich gegenüber der manuellen Steuerung kaum Energievorteile generieren. Das höchste Einsparungspotenzial bergen „Real Time Kinematik“ (RTK) Systeme, mit welchen die Position bis auf 2 cm genau bestimmt werden kann. Mit dieser Technologie lässt sich die überlappende Bearbeitung auf ein paar cm reduzieren und somit fast der gesamte Überlapp einsparen.
Bei großen Arbeitsbreiten, wie sie im Pflanzenschutz oder in der Mineraldüngung üblich sind, kann zwar der Überlapp ebenfalls reduziert werden, es ist aber zusätzlich eine Teilbreitenschaltung (Abschaltung von Düsensegmenten oder Änderung des Wurfbildes) für eine präzise Bearbeitung erforderlich. Mit dieser Technologie können die verbleibenden Restflächen als auch schräg zur Fahrtrichtung verlaufenden Feldränder mit minimalen Über- oder Unterlapp bewirtschaftet werden.
Die Verbreitung dieser Technologien wurde mit Hilfe einer Online-Umfrage erhoben. Insgesamt nahmen in den zweieinhalb Monaten der Befragung bis März 2020 über 1.000 Ackerbaubetriebe teil. Dies entspricht fast 2 % der österreichischen Ackerbauern und einem Flächenanteil von über 4 % der gesamtösterreichischen Fläche (INVEKOS 2017). Dies zeigt, dass in der Umfrage die Betriebsgröße über dem österreichischen Schnitt lag, was darauf schließen lässt, dass die technische Ausstattung ebenfalls überdurchschnittlich ausfällt.

Zirka ein Drittel der Befragten gab an, bereits ein Lenksystem zu nutzen, wovon bereits knapp die Hälfte angibt, Lenkautomaten, also vollständig in den Traktor integrierte Systeme zu nutzen.  RTK-Systeme sind nur bei knapp über einem Fünftel der Betriebe im Einsatz (siehe Abbildung 1), wodurch sich ein deutliches Einsparungspotenzial ergibt.

Bei der Nutzung von Teilbreitenschaltungen in der Aussaat und Mineraldüngung zeigt sich, dass diese bereits über die Hälfte der Betriebe nutzen, wobei nur um die 15 % davon diese auch automatisch, d.h. satellitengestützt einsetzen (siehe Abbildung 2). Eine automatische, satellitengestützte Ausbringung birgt auch hier das höchste Einsparungspotenzial, da die Positionen präziser erfasst und mehr Teilbreiten geschalten werden können. Das Ausmaß der Einsparung ist jedoch noch Gegenstand der Forschung.
Im Pflanzenschutz werden Teilbreiten von fast allen Befragten verwendet, allerdings werden davon auch hier nur knapp ein Fünftel automatisch geschalten (siehe Abbildung 2). Hier stach das Burgenland heraus, wo im Pflanzenschutz bereits 45 % automatisch geschalten werden, was der Größe der teilnehmenden Betriebe geschuldet sein könnte.

Neuere Studien lassen erkennen, dass neben der Technologie auch Arbeitsbreite, Feldgröße und Feldstruktur Einfluss auf das Einsparungspotenzial haben. Aus diesem Grund wurden in der Umfrage auch die Arbeitsbreiten im Fragebogen erfasst. Die Feldstrukturen werden auf Basis der INVEKOS-Datenbank genauer analysiert. Diese Informationen in Kombination mit der Verbreitung der Technologie sollen in weiter Folge dazu genutzt werden ein klareres Bild des Energieeinsparungspotenziales durch digitale Technologien des Precision Farming in Österreich zu bekommen.

Dies beschränkt sich nicht nur auf die Einsparung von Diesel. In der Mineraldüngererzeugung wird eine große Menge an Energie genutzt, welche mit einer Einsparung geltend gemacht werden kann. Um hier bessere Entscheidungskriterien zu nutzen, soll neben der Energie auch das Treibhausgaspotenzial und weiters Umweltauswirkungen wie Eutrophierung und Versauerung des Bodens betrachtet werden. Diese Daten können mit der Methode des Life Cycle Assessments (LCA), auf Basis der erhobenen Daten, berechnet werden.