Alles Gute kommt von oben - Drohnen in der Landwirtschaft

Text: Jonas Höpfner

Es summt und brummt über den Feldern der Landwirte, doch handelt es sich dabei nicht immer um Bienen oder andere Insekten. Die Landwirtschaft hat sich in den vergangenen Jahren massiv verändert, und eine Technologie, die dabei eine zentrale Rolle spielt, sind Drohnen. Diese fliegenden Helfer bieten eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, die von der Überwachung des Pflanzenwachstums bis hin zur gezielten Schädlingsbekämpfung reichen. Im großflächigen Anbau von Cannabis, einer Branche, die weltweit an Bedeutung gewinnt, könnten Drohnen eine entscheidende Rolle spielen. Was die leistungsstarken Miniatur-Helikopter bereits jetzt schon können und wie sie die Zukunft des Cannabisanbaus noch sehr viel effizienter gestalten könnten, möchten wir uns in diesem Artikel einmal genauer anschauen.

Technologischer Fortschritt: Big Brother is wachting you … your fields

Der technologische Fortschritt, insbesondere im Bereich der Drohnentechnologie, hat neue Möglichkeiten für die Landwirtschaft eröffnet. Drohnen mit hochauflösenden Kameras und Sensoren können große Anbauflächen effizient überwachen und präzise Daten liefern. Diese Daten sind entscheidend für die Beurteilung der Pflanzengesundheit, die Optimierung der Bewässerung und die Erkennung von Krankheiten oder Schädlingen.

Überwachung der Pflanzengesundheit

Bereits jetzt sind spezielle Kameras in der Lage, durch hochauflösende, infrarot-basierte Aufnahmen einen stetigen Überblick über die allgemeine Gesundheit der Pflanzen zu bieten. Speziell in modernen, großen Indoor-CannabisAnbauanlagen ist solches technische Equipment nichts Ungewöhnliches mehr. Man erspart sich somit das händische Untersuchen jeder einzelnen Pflanze und kann sich auf fast personalfreie 24-Stunden Überwachung verlassen.

Integriert man eine solche Kamera in eine Drohne, ist somit auch die Überwachung im Outdoorbereich möglich. Um dies zu bewerkstelligen, fliegt eine Drohne in vorgegebenen Zeitabständen über das gesamte Feld und nimmt Bilder auf, teils in Infrarot oder mit einer Wärmebildkamera. Anschließend werden für die Analyse immer wieder mehrere Referenzbilder übereinandergelegt und verglichen. Zudem findet auch eine Analyse der Lichtreflexion statt: Haben die Blätter eine saftig-grüne Farbe, reflektieren sie Licht auf eine andere Weise, als etwa gelbe Blätter, die durch eine Überdüngung oder einen Nährstoffmangel entstanden sind. Selbst ein Schimmelpilzbefall kann mit der richtigen technischen Ausstattung erkannt werden. Anhand dieser Daten kann der Drohnen-Nutzer schließlich ablesen, wo sich welche Veränderungen ergeben haben und wo Handlungsbedarf besteht. Da sich Drohnen auch mit Düngemittel und Sprühanlage ausstatten lassen, kann selbst dieser Arbeitsschritt durch nur ein technisches Gerät erledigt werden – ein Prozess, der Outdoor sonst nur mit vielen statischen Kameras und/oder vielen Mitarbeitern möglich wäre.

Schädlingsbekämpfung

Aktuell gibt es schon erste Tests mit Drohnen, Fraßspuren von Schädlingen auf den Blättern von Pflanzen zu erkennen. Dazu erstellt die Kamera kontinuierlich Referenzbilder, welche sie miteinander vergleicht, um abgefressene oder durchlöcherte Blätter zu erkennen. Ist eine solche Kamera in einer Drohne integriert, findet nicht nur eine Beobachtung statt, sondern auch ein direktes Handeln: Durch die Informationen der Kamera wird in der Regel ein Befehl an die Drohne gesendet, der da heißt: “Achtung, Schädlingsspuren entdeckt! Gegenmaßnahmen einleiten!” Entweder wird die Drohne danach neu bestückt oder besitzt bereits eine Vorrichtung, in dem Mittel oder Nützlingslarven zur Schädlingsbekämpfung enthalten sind. Beispielsweise werden in Baden-Württemberg auch jetzt schon Drohnen zur Ausbringung von Trichogramma-Larven zur Bekämpfung von Maiszünslern genutzt. Ei- nige der Geräte können dabei bis zu 100 kg Gewicht mit sich herumfliegen – genug also, um große Felder zu versorgen.

Aussaat von Pflanzen

Apropos Ausbringung: Natürlich sind Drohnen auch für die Aussaat von Pflanzen geeignet. Die Drohnen werden mit Saatgut bestückt und lassen es beim Überfliegen des Feldes in präzisen Abständen fallen. Damit ist sie nicht nur akkurater, als die meisten üblichen Aussaat-Maschinen, sondern bietet dank ihrer Flugfähigkeit viele weitere Vorteile.

Durch die Tatsache, dass sich weder ein Mensch noch eine Maschine auf dem Boden des Ackers bewegen, bleibt die Bodenstruktur besser erhalten. Zudem ist es möglich in einem bestehenden Feld eine sogenannte Zwischenfrucht eingebracht werden kann. Das sind Pflanzen, die zwischen zwei Hauptkulturen auf dem Feld ausgebracht wird, um unter anderem den Boden vor Austrocknung schützen, das Unkrautwachstum zu unterdrücken oder Nährstoffe aus den tieferen Bodenschichten zu ziehen. Für gewöhnlich konnte man diese Zwischenfrucht nur nach einer erfolgten Ernte auf dem Feld ausbringen, doch mit der Drohne ist dies bereits vor der Ernte möglich. In Niedersachsen gab es schon erste erfolgreiche Feldversuche.

Bewässerungsoptimierung

Man könnte fast meinen, dass sich die Drohnen auch für eine Bewässerung eignen würden, doch muss man hier eine klare Grenze setzen. Einerseits wegen des Gewichtes, welches die Drohne über die Felder fliegen müsste und andererseits weil Elektronik und Wasser nicht unbedingt die besten Freunde sind. Doch die fliegenden Helfer eignen sich für eine andere Art der Bewässerungsoptimierung: die Analyse der Bodenbeschaffenheit. Bei dieser Art der Analyse wird mittels Wärmebildaufnahmen eine Karte des Feldes erstellt. Trockene Stellen sind bei einer Wärmemessung wärmer, als Stellen, an denen sich viel Wasser oder Feuchtigkeit gesammelt hat. Somit kann man anhand der Karte einen Überblick gewinnen, an welchen Stellen im Feld eine zusätzliche Bewässerung installiert oder ein (weiterer) Drainage-Graben ausgehoben werden muss. Logischerweise entsteht durch eine verbesserte Verteilung des Wassers auf dem Feld auch ein gleichmäßiges Wachstum der Pflanzen.

Grenzen des Drohneneinsatzes – the sky is not ist not the Limit

Trotz ihrer Effektivität ist die Nutzung von Drohnen in der Landwirtschaft nicht nur von Vorteilen gesegnet. Ein erster großer Nachteil ist natürlich der Kostenfaktor: Die Anschaffung einer Drohne kann eine ziemlich große Investition bedeuten. Zudem benötigt man einen Mitarbeiter, der sich mit der technischen Bedienung eines solchen

Fluggerätes auskennt, wenn man sich die Kenntnisse nicht selbst erarbeiten will. Und sollten einmal Teile der Drohne kaputt oder verloren gehen, kann auch die Reparatur oder die Ersatzteile sehr kostspielig werden.

Wobei wir gleich zum nächsten Thema kommen: die Fragilität der Drohnen. In der Regel sind Landwirte große, robuste und langlebige Gerätschaften gewohnt. Eine Drohne hingegen ist ein Fluggerät, mit dem sehr vorsichtig umgegangen werden muss. Zudem ist es anfällig bei Regen und Sturm oder stürzt ab, wenn sich doch mal ein Vogel in den Propeller verirrt. Ein Traktor hingegen steckt einen Aufprall mit den meisten Fahrzeugen weg, wie nichts.

Ein weiterer Punkt ist auch die Flugzeit: Die meisten landwirtschaftlichen Drohnen haben eine maximale Flugzeit von ungefähr 30 Minuten. Danach müssen sie sich erst wieder vollständig aufladen, bevor sie ihre Arbeit fortsetzen können. Um wirklich effizient mit Drohnen arbeiten zu können, benötigt man also im Idealfall gleich mehrere Drohnen.

Mehrere Drohnen, größerer Stromverbrauch und auch eine größere Anhäufung an Daten. So effizient die Analysen und Auswertungen auch sind, müssen sie in elektronischer Form erst einmal abgespeichert und verarbeitet werden. Das wiederum bedeutet, dass zu der Drohne an sich noch weiteres technisches Equipment und Know-how benötigt wird.

Und wenn der Deutsche eines liebt, dann sind es Regeln und Vorschriften: Nur weil man eine Drohne besitzt, heißt das nicht, dass man damit gleich losdüsen kann. Denn auch für landwirtschaftliche Drohnen gelten strenge Auflagen und Richtlinien, wie vorgegebene Flughöhen, Flugzeiten und selbstverständlich das Einholen sämtlicher Genehmigungen für Flugzonen mit dem Nachweis einer Notwendigkeit. Kurz: Die Nutzung von Drohnen benötigt nicht nur fachliches, sondern auch rechtliches Wissen.

DROHNEN IM CANNABISANBAU – HIGH IN THE SKY

Der Gedanke von Drohnen im Cannabis-Anbau ist hier zwar noch ein Traum, doch in einigen Staaten der USA zählt dieser “American Dream” schon zur Realität. Dort werden Drohnen genutzt, um beispielsweise, wie oben beschrieben, die Gesundheit der Pflanzen zu überprüfen. Ein Unternehmen nutzt die fliegenden Helfer unter anderem auch zur Aussortierung der männlichen Pflanzen, was den Growern eine Menge Zeit erspart.

Besonders interessant ist auch die Schimmelbefall-Erkennung, die manche spezielle Kamera leisten kann. Der große Vorteil liegt hierbei in der Infrarot-Messung: Die Lichtreflexion eines Schimmelpilzes unterscheidet sich von gesundem Pflanzenmaterial und das bereits im frühen Anfangsstadium. Somit ist es größtenteils möglich, den Schimmelpilzbefall zu erkennen, bevor er sich ausbreitet und weitere Pflanzen oder Pflanzenteile befallen kann. Auch die Aussaat aus der Luft bringt für den Cannabis-Anbau einen nennenswerten Vorteil; wie bei den Versuchen der Landwirte, könnte man entweder bodenverbessernde Pflanzen aussäen oder vor einer Ernte bereits die folgende Saat ausbringen, um idealerweise eine oder zwei weitere Ernten pro Jahr ermöglichen zu können.

Zukunftsausblick: Drohnen und Cannabisanbau

Die Nutzung von Drohnen in der Landwirtschaft nimmt seit den letzten Jahren deutlich an Fahrt auf. Fast jeder zehnte landwirtschaftliche Betrieb in Deutschland nutzt Drohnen, die auch als Multicopter bekannt sind. Diese Ergebnisse stammen aus einer Umfrage des Digitalverbands Bitkom im Jahr 2018, die im Auftrag des Bauernverbands durchgeführt wurde. Die oben genannten Vorteile und Fähigkeiten einer Drohne bieten eine fortschrittliche Effizienz, mit der übliche landwirtschaftliche Großmaschinen schon bald nicht mehr mithalten können.

Zudem ermöglicht die Vogelperspektive eine Menge weitere Möglichkeiten, wie Rehkitzrettung, Ausbringen einer Zwischenfrucht und Pflanzenüberwachung, ohne dabei das Feld auch nur einmal betreten zu müssen. Demnach ist es nur logisch, dass Drohnen auch im großangelegten Cannabis-Anbau ein hohes Maß an Effizienzsteigerungen beisteuern werden. Schimmelerkennung, Schädlingsbekämpfung und Düngen sind nur einige Arbeitsschritte, die eine Drohne jetzt schon erledigen könnte. Mit Sicherheit bringt die zunehmende Entkriminalisierung rund um den Globus neue Ideen und Entwicklungen ins Spiel. Wer weiß, vielleicht können die Multicopter in den kommenden Jahren auch Trimmen, Scroggen, die Reife der Blüten erkennen und anschließend Ernten.