LfL-Jahresbericht 2017
Weidemanagement: Aus dem Weltraum auf die Wiese

Ein GPS-basiertes Ortungssystem für Kühe, ein Weideroboter, optimale Schnitttermine dank Satellitenfotos - in der LfL laufen verschiedene vielversprechende Forschungsprojekte für das digitale Weide- und Grünlandmanagement.

Eine Weide richtig zu managen, das bedeutet sehr viel Arbeit: „Als Landwirt will ich erreichen, dass meine Kühe gutes Futter bekommen, satt werden und damit gute Milchleistung erbringen. Also muss ich genauestens schauen: Auf welche Fläche stelle ich wann welche Tiere? Welche verschiedenen Pflanzen wachsen dort und sind diese dann auch für die Tiere gut?“, erklärt Stefan Thurner, Experte zum Thema Weidemanagement bei der LfL. Eine Weide will also gut gepflegt werden. Und wenn sie sich nicht in unmittelbarer Nähe zum landwirtschaftlichen Betrieb befindet, ist das mit erheblichem Aufwand verbunden. Nichtsdestotrotz ist die Weide nach wie vor die natürlichste Art der Tierfütterung, sehr effizient und damit günstig. Außerdem genießt sie einen guten Ruf in der Gesellschaft. „Wir wollen die Weide für den Landwirt wieder attraktiv machen – mithilfe modernster Informations- und Kommunikationstechnologie“, so Thurner.

Die LfL als Pionier

„Mit unseren Entwicklungen können wir den Landwirt bei der Arbeit stark entlasten. Denn warum soll das, was im Stall mit dem Einsatz moderner Robotik und der Landwirtschaft 4.0 schon alltäglich ist, nicht auch beim Weidemanagement funktionieren?“, fragt sich Thurner. Im Rahmen von zwei großen Projekten hat er sich in den vergangenen Jahren intensiv mit dieser Thematik auseinandergesetzt.

GPS und Ortungssysteme

In einem geht es um den Einsatz von Ortungssystemen und Sensoren, um das Verhalten von Rindern auf der Weide zu erfassen.
Bei dem vom Bund geförderten Projekt arbeitet die LfL eng mit einem Industriepartner zusammen. „Per GPS können wir aus der Ferne feststellen, wo sich die mit einem Sensor ausgestatteten Tiere genau befinden. Damit gehört das teils stundenlange Suchen einer bestimmten Kuh, insbesondere auf abgelegenen Almen, der Vergangenheit an. Eine Panik in der Herde kann identifiziert werden. Und es lässt sich feststellen, welche Weideareale gut und welche weniger gut beweidet wurden“, zählt Thurner beispielhaft auf. Mit weiteren Sensoren können die Experten Daten über das Verhalten gewinnen: Zu welchem Zeitanteil grast die Kuh, wie häufig liegt sie, wann käut sie wieder? Daraus können zum Beispiel Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand oder auf den Zeitpunkt der Brunst gezogen werden. Diese Verhaltensdaten werden schließlich mit den Bewegungsdaten der Tiere verknüpft, um auf Basis von Algorithmen ein exaktes Monitoring zu ermöglichen.
Derzeit werden die ersten 500 innovativen Ortungssysteme hergestellt und auf den Markt gebracht. „Da viele Landwirte in ihren Ställen schon seit rund zehn Jahren mit sensorbasierten Messtechniken zum Monitoring des Tierverhaltens zu tun haben, wird es hier keine aufwendigen Einweisungen geben müssen“, ist sich Thurner sicher.

Zukunftsinvestition: Ein Weideroboter, der mäht, sät und analysiert

Ebenfalls sehr nützlich könnte sich der Weideroboter machen, an dem die LfL zusammen mit weiteren Partnern aus Deutschland, Frankreich und der Türkei forscht. Dieser Roboter agiert komplett eigenständig, rund 20 Hektar Weidefläche kann er am Tag bearbeiten. Zum einen kann er mithilfe eines 2-D-Laserscanners beispielsweise Weidereste oder Trittschäden identifizieren, um entsprechend „Hand anzulegen“ indem er mulcht oder nachsät. Zum anderen kann er die Biomasse auf der Weide und deren Qualität analysieren: Wie sieht zum Beispiel der Eiweißgehalt der Pflanzen aus?

Weidenutzung für den Landwirt wieder attraktiver machen

„Aus diesen Daten kann der Landwirt vieles ableiten. Zum Beispiel, ob die Wasserstelle auf der Weide an einem idealen Ort steht. Oder ob die Kuh später noch zusätzliches Futter im Stall bekommen sollte“, erklärt Stefan Thurner. Dadurch kann die Situation der Tiere insgesamt optimiert werden: Aufgrund der besseren Futterqualität und optimierten Fütterung bleibt die Kuh gesünder und produziert mehr Milch mit hohem Fett- und Eiweißgehalt – was sich wiederum auf den wirtschaftlichen Erfolg des Landwirts auswirken kann. Noch gibt es den Weideroboter allerdings nicht zu kaufen. „Wir suchen aktuell nach einem Unternehmen in Deutschland, das uns hilft, diesen Prototypen zur Marktreife zu bringen und die Weidenutzung für den Landwirt wieder attraktiver zu machen“, sagt Thurner. Die Kosten für den Prototyp beziffert der LfL-Experte auf rund 95.000 Euro – in etwa so viel investiert ein Landwirt auch für einen herkömmlichen Futtermischwagen.

Aus diesen Daten kann der Landwirt vieles ableiten. Zum Beispiel, ob die Wasserstelle auf der Weide an einem idealen Ort steht. Oder ob die Kuh später noch zusätzliches Futter im Stall bekommen sollte.

Wir wollen die Weide für den Landwirt wieder attraktiv machen – mithilfe modernster Informations- und Kommunikationstechnologie.

Unser Ziel ist es, in Zukunft auch die Präzision in der Einzelfläche auszubauen und die bayerischen Landwirte so bei der Ertragsschätzung zu unterstützen.

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Gegen Ertragseinbußen: Optimaler Grünschnitt dank Satellitenfotos

Weiden und Mähweiden machen nur rund 20 Prozent des gesamten landwirtschaftlich genutzten Grünlandes in Bayern aus. Doch auch die restlichen 80 Prozent gilt es zu managen. Mit diesem LfL-Schwerpunkt beschäftigt sich Dr. Stephan Hartmann: „Der Begriff Grünland entstand vor 100 Jahren hier in Bayern. Er umfasst auch all die Flächen, die nicht beweidet, sondern maschinell gemäht und zu den Tieren in den Stall gebracht werden. Wir sprechen dann von Wiesen.“ Bisher haben Bayerns Landwirte ihre Grünlanderträge lediglich auf Basis von Stichproben und Expertenwissen schätzen oder bei der Ernte mit dem Feldhäcksler erfassen können.

Grünlanderträge bestimmen

Wie sie dies in Zukunft genauer machen und sich so besser vor Ertragseinbußen durch den Klimawandel schützen können, das erarbeiten Stephan Hartmann und sein Team in dem aktuellen Bundesforschungsprojekt „GeoCare“ zusammen mit zahlreichen Kooperationspartnern. „Wir entwickeln ein Verfahren, das anhand von Satellitenbildern gemähtes Grünland erkennt. Diese Daten fließen dann in ein Modell ein, um Ertrag und Qualität im Grünland flächendeckend zu erfassen sowie optimale Schnitttermine zu berechnen“, erklärt Hartmann. Dafür nutzen die LfL-Experten die frei und kostenlos verfügbaren Bilder des Sentinel, einem Satelliten des Erdbeobachtungsprogramms Copernicus. Seine Radardaten sind weitgehend licht- und wetterunabhängig, so dass sich Grünlandschnitte sehr gut damit erkennen lassen. Zusätzlich fließen wichtige Daten des Deutschen Wetterdienstes mit in die Berechnung ein. Dass die LfL hier auf dem richtigen Weg ist, zeigt nicht zuletzt die Auszeichnung des Vorgängerprojekts als Best- Practice-Beispiel durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Noch mehr Digitalisierung: Bessere Wetterprognosen und Entscheidungshilfen für Landwirte

Damit die LfL das Verfahren des bis 2019 laufenden Bundesprojekts GeoCare auch auf die EDV des Landes Bayern anpassen und in den Routinebetrieb gehen kann, benötigt sie allerdings noch Landesmittel, da diese Umsetzung nicht vom Bund finanziert wird. „Unser Ziel ist es, in Zukunft auch die Präzision in der Einzelfläche auszubauen und die bayerischen Landwirte so bei der Ertragsschätzung zu unterstützen“, erklärt Hartmann. Der Landwirt vor Ort würde dann zum Beispiel digital aufbereitet eine sehr genaue Wetterprognose für die nächsten Tage erhalten sowie Entscheidungshilfen, welche Optionen er auf dieser Basis zum Management seines Grünlands hätte.

„Internet der Dinge in der Landwirtschaft“

Auch Stefan Thurner sieht in Bezug auf die Digitalisierung noch mehr Möglichkeiten für die Zukunft: „Die vielen Daten, die wir sammeln, wollen wir noch mehr zum Vorteil des Landwirts nutzen, indem wir zu verlässlichen und hilfreichen Aussagen kommen.“ Aktuell bereitet er ein nächstes Forschungsprojekt mit vor, das genau dies bewerkstelligen soll – ein „Internet der Dinge in der Landwirtschaft“ sozusagen. Die Daten aus dem GPS-basierten Ortungssystem auf der Weide könnten dann mit den Daten aus dem Stall sowie Wetterdaten zusammengeführt werden, um daraus fundierte Informationen, etwa zum Gesundheitszustand eines Tiers, abzuleiten. Die Entlastung für die tägliche Arbeit des Landwirts wäre enorm.