Rund um den Ackerbau gibt es viele innovative Ideen. In Niedersachsen finden hierzu zahlreiche spannende Forschungsaktivitäten statt. Die müssen noch sichtbarer werden. Darum stellen wir jeden Monat ein Projekt vor und beginnen diese Serie mit Projekten der NAN-Mitglieder. Das Mitglied für das Projekt im Januar ist das Julius Kühn-Institut mit seinem Fachinstitut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland.
Im dreijährigen Projekt „BETTER WEEDS“ wird die teilflächenspezifische Unkrautkontrolle weitergedacht: Kamerasysteme mit künstlicher Intelligenz unterscheiden nicht nur zwischen Ackerkultur und Unkraut, sondern erkennen auch die Art und das Wachstumsstadium der Unkräuter. Diese zusätzlichen Informationen unterstützen bei der Einschätzung, ob die Unkräuter die Entwicklung der Ackerkulturen hemmen oder als konkurrenzschwach toleriert werden können. Zudem können auf diese Weise Unkräuter mit wichtigen Ökosystemfunktionen berücksichtigt werden, die die ökologische Nachhaltigkeit auf dem Acker verbessern.
Damit die Pflanzenerkennung in der Fläche praxisrelevant ist, muss sie zeiteffizient passieren. Diese Erfassung schaffen Kamera-Drohnen mit einer automatisierten Befliegung der Felder. Die Standortdaten der Unkräuter mit ihren biologischen und ökologischen Merkmalen werden mit Boden- und Klimadaten kombiniert und zu Feldkarten verschnitten. Das finale Projektziel ist die Erstellung von georeferenzierten Managementplänen, die der standortspezifischen Unkrautkontrolle in der landwirtschaftlichen Praxis dienen.
Über das Forschungsvorhaben sprach Dr. Stefanie Schläger, Mitarbeiterin im NAN/Ackerbauzentrum, mit dem Projektmitarbeiter Dr. Christoph von Redwitz.
Mit welchen Unkrautarten arbeiten Sie im Projekt?
Das Projekt Better-Weeds arbeitet ohne einen Fokus auf spezielle Arten, hat sich aber im Bereich der automatischen Unkrautkontrolle vor allem auf Unkrautarten in Wintergetreide konzentriert. Unser Managementansatz soll aber für alle Unkrautarten funktionieren und gerade die unterschiedlichen funktionellen Eigenschaften der Unkrautarten zu einer Entscheidungshilfe konzentrieren: Konkurrenzstärke, Samenproduktion und Ertragsminderung auf der einen Seite und Seltenheit, Bedeutung für z.B. Bestäuber und andere Insekten und Tiere auf der anderen Seite. Wir sprechen in der Summe all dieser Eigenschaften von „Disservice“ (ertragsmindernde Eigenschaften) und „Service“ (positive Eigenschaften für das Agrarökosystem).
Die Laufzeit des Projektes nähert sich dem Ende. Wo stehen Sie jetzt?
Wir haben in den einzelnen Teilprojekten die vergangenen Jahre erfolgreich einzelne Aspekte eines Workflows zur automatisieren Unkrauterhebung und Erstellung eines Managementplans erarbeitet. Der Austausch zwischen den unterschiedlichen wissenschaftlichen Disziplinen hat erstaunlich gut funktioniert. Glücklicherweise wurde unser Projekt um einige Monate verlängert und so können wir in einem gerade laufenden Feldversuch alles zusammensetzen und das Gesamtsystem testen: Automatische Befliegung der Fläche mit einer Drohne, KI-basierte Bestimmung der Unkrautarten mit abgeleiteten Verbreitungskarten und die Erstellung eines Managementplans auf Grundlage der Service- und Disservice-Eigenschaften der vorhandenen Unkräuter.
Weshalb ist das Projekt gerade heute so wichtig?
Auch nach der Ablehnung der Sustainable Use Regulation (SUR) durch das Europaparlament ist die Reduzierung des Einsatzes von chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln und die Förderung der Biodiversität in der Agrarlandschaft weiterhin Bestandteil der derzeitigen politischen und gesellschaftlichen Forderungen. Gerade im Bereich der Unkrautkontrolle ergibt sich durch die Möglichkeit der teilflächenspezifischen Applikation von Herbiziden ein Potential für Einsparungen und Biodiversitätsförderungen. Hierfür sind genaue Kenntnisse über die Verteilung und Zusammensetzung des Artenspektrums von Unkräutern auf der Ackerfläche nötig. Die Nutzung von KI-Werkzeugen und Drohnen ermöglicht es, die automatische Unkrauterkennung weiter zu verbessern, ortsgenaue Managementpläne zu erstellen und so eine teilflächen- und unkrautartenspezifische Bewirtschaftung der Ackerflächen anzustreben. Innovative Applikationstechniken wie Spot-Spraying bieten zukünftig die technische Möglichkeit einer einzelpflanzenbasierten Kontrolle oder kleinflächigen Herbizidapplikation. Auf diese Weise können der Ressourceneinsatz in der Bewirtschaftung optimiert, durch Herbizideinsparungen negative Effekte auf den Naturhaushalt minimiert und die Biodiversität, durch Schonung wertvoller und ackerbaulich weniger relevanter Unkrautarten, gefördert werden.
Projektkoordination
Fachinstitut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (Braunschweig)
Weitere Projektpartner
Förderer
Das Projekt Better-Weeds wird gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.
