LfL-Jahresbericht 2017
Big Data für gesunde Felder: Wetterprognosen und Warndienste verändern die Landwirtschaft

Wetterstation in Nahaufnahme

Mit virtuellen Prognosemodellen und passgenauen Praxisempfehlungen unterstützt die LfL Landwirte bei der Bekämpfung von Krankheiten und Schädlingen

Maiszünsler, Kartoffelkäfer, Mehltau, Gelbrost, Apfelschorf – hinter diesen anschaulichen, irgendwie harmlos klingenden Namen können sich große Herausforderungen für Bayerns Landwirte und Obstbauern verbergen: Es handelt sich um sogenannte Schaderreger, die je nach Wetter- und Umweltbedingungen die Ernte erheblich beeinträchtigen können. Schaderreger sind beispielsweise Pilze, die Krankheiten auslösen oder klassische Schädlinge wie Insekten. Deswegen nutzt die LfL ihr eigenes agrarmeteorologisches Messnetz, um auf Basis von Wetterdaten umfangreiche Prognosemodelle und Beratungen zur Bekämpfung von Krankheiten und Schädlingen anzubieten. Umweltschutz und Pflanzenschutz gehen dabei Hand in Hand. Die Digitalisierung macht's möglich – und jede Menge Big Data.

140 Messstationen - 60 Millionen Datensätze im Jahr

Big Data, das heißt in diesem konkreten Fall: Rund 140 in ganz Bayern fest installierte Messstationen, die durchschnittlich mit jeweils acht Sensoren ausgestattet sind, liefern im 10-Minuten-Takt Wetterdaten wie Luft- und Bodentemperaturen, Niederschlag, relative Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit oder Strahlung. Das sind an einem Tag allein schon rund 161.000 Datensätze und fast 60 Millionen im gesamten Jahr, rund um die Uhr. Hinzu kommen mobile Stationen, die im Rahmen von Forschungsprojekten zusätzliche Daten erfassen, zum Beispiel zur Steuerung von Bewässerungsmaßnahmen oder zur Klimaforschung im Weinbau.

Daten - Algorithmen - Prognosen - Empfehlungen

Mit dieser riesigen Datenmenge wird ein leistungsfähiger Zentralrechner gefüttert, der die Informationen zeitnah online zur Verfügung stellt – unter www.lfl.bayern.de oder www.wetter-by.de. „Diese Wetterdaten nutzen wir, um mithilfe von ausgeklügelten Algorithmen Prognosen über das mögliche Auftreten von Insekten und Pilzkrankheiten im Feld zu erstellen. Wir können damit Probleme frühzeitig abschätzen und dem Landwirt vor Ort konkrete Handlungsempfehlungen liefern. Denn Pilze und Insekten halten sich sehr streng ans Wetter“, erklärt Stephan Weigand, Experte für Pflanzenschutz an der LfL.

Big-Data-Management

Auch das ist wieder Big-Data-Management pur: Mit diesen Prognosemodellen werden für wichtige Schädlinge und Krankheiten virtuell hochaufgelöste Risikokarten erstellt, die nur für die Fläche Bayern aus jeweils 70.000 Rasterpunkten bestehen. Da diese Karten stündlich aktualisiert werden, kommen an einem Tag 1,7 Millionen Datensätze zusammen – und das nur für einen Schaderreger. Allein für die verschiedenen Getreidearten werden Risikokarten für 23 Blattkrankheiten zur Verfügung gestellt.

Wetterdaten auch für Waldbrandgefahr und Hochwasser

Die Wetterdaten des LfL-Messnetzes kommen übrigens nicht nur Landwirten, Obstbauern und Winzern zugute: Der Deutsche Wetterdienst (DWD) berechnet damit zum Beispiel die Waldbrandgefahr und das Bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) nutzt die Daten für die Hochwasserwarnung in Bayern. „Mit diesen virtuellen, wetterbasierten Prognosemodellen und Entscheidungshilfen bleiben wir dem Klimawandel quasi täglich auf der Spur. Eine unserer Aufgaben ist es daher, die bestehenden Modelle regelmäßig an den Klimawandel und mögliche neue Schaderreger anzupassen“, erklärt der Pflanzenschutz-Experte.

Wir können mögliche Probleme frühzeitig abschätzen und dem Landwirt vor Ort konkrete Handlungsempfehlungen liefern. Denn Pilze und Insekten halten sich sehr streng ans Wetter.

Mit diesen virtuellen, wetterbasierten Prognosemodellen und Entscheidungshilfen bleiben wir dem Klimawandel quasi täglich auf der Spur.

Daten werden noch schneller gesammelt und aufbereitet werden können, durch Drohnen etwa und noch leistungsfähigere Rechner. Die Darstellung von Informationen in Echtzeit ist nur noch eine Frage der Zeit.

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Einfach und effektiv gegen Krankheiten und Pilze: Digitalisierung ergänzt die Felduntersuchung

Die riesigen Datenmengen bereitet die LfL verständlich und effizient für die Landwirte, die Obstbauern oder die Winzer vor Ort auf. Dank Digitalisierung eben auch online und mobil: Im Netz oder per GPS-basierter App erhält er die wichtigsten Informationen, Prognosen und Handlungsempfehlungen zu allen bedeutenden Schaderregern in den führenden Anbaukulturen seiner Region. Vieles davon läuft über das bundesweite Informationssystem Integrierte Pflanzenproduktion ISIP unter www.isip.de. „Wann tritt der Kartoffelkäfer auf? Wie wahrscheinlich ist eine Gelbrost-Infektion im Weizen? Das sind Beispiele für Prognosen und Beratungen, die wir in unseren Online-Tools anbieten“, veranschaulicht Stephan Weigand. Der Nutzen dieser innovativen Dienstleistung liegt auf der Hand: Zum einen können Betriebe Kosten sparen, etwa durch gezieltere Pflanzenschutzmaßnahmen oder termingenauere Bewässerung der Kulturen. Zum anderen ermöglicht sie eine umweltschonende Produktion.

Drei-Säulen-Modell des amtlichen Pflanzenschutzdienstes

„Gute Daten alleine helfen allerdings noch nicht, sie müssen richtig interpretiert werden“, sagt Weigand und spielt damit auf das Drei-Säulen-Modell des amtlichen Pflanzenschutzdienstes an: Es basiert auf Prognosemodellen, Monitoringdaten und den Beraterempfehlungen. „Die Prognosemodelle sind schon sehr gut. Sie können aber die komplexen Wechselwirkungen zwischen Pflanze, Schaderreger und Umwelt nicht vollständig abbilden. Deswegen ist der ergänzende Blick ins Feld, das LfL-Monitoring, nach wie vor wichtig“, so Stephan Weigand. „Dies können beispielsweise die Beratungskollegen der Landwirtschaftsämter vor Ort sehr gezielt nutzen, was Umwelt und Geldbeutel gleichermaßen schont.“ Selbst die Industrie hat diesen Mehrwert erkannt: So bietet ein Hersteller von Pflanzenschutzmitteln über seinen online-Auftritt zum Beispiel Daten von ISIP zur Information.

Die Zukunft: Daten in Echtzeit, Drohnen – und der Blick ins Feld

Mit Blick in die nahe Zukunft ist sich Stephan Weigand sicher, dass die LfL im Bereich Pflanzenschutz die Chancen der Digitalisierung weiter für sich und die Landwirte gewinnbringend nutzen wird. Neben dem automatisierten Erfassen von Wetterdaten wird aber nach wie vor das Monitoring vor Ort gebraucht, um die Prognosemodelle regelmäßig mit harten Daten zu eichen und so zu schärfen. Gerade um die Daten für einfache, praxisnahe Internetdarstellungen aufzubereiten, bedarf es ausgewiesener Experten, die die Komplexität dahinter kennen und die Informationen entsprechend interpretieren können. „Wir brauchen daher neben den Prognosemodellen weiterhin kompetente Mitarbeiter in der Fläche. Nur eine ausgewogene Kombination aus beidem ermöglicht qualifizierte Beratungsaussagen“, erklärt Stephan Weigand. Es kommt eben auf das Gesamtpaket an – und dabei hilft die Digitalisierung enorm.