Digitalisierung der Pflanzenproduktion

Mit Hilfe einer Förderung durch das Land Niedersachsen war es seit Juli 2021 möglich, an der Universität einen Prototyp für ein Datenmanagement- und Betriebsinformationssystem zu entwickeln. Die Mittel entstammen dem Sondervermögen „Digitalisierung“ und wurden nach einem Antrag beim Niedersächsischen Ministerium für Landwirtschaft und Verbraucherschutz bewilligt.

Wer kennt das nicht: Einmal erhobene Daten sind irgendwo abgelegt und nach einiger Zeit weiß kaum noch jemand wo sie liegen oder – noch schlimmer – dass es diese Informationen überhaupt gibt. Was auf diese Weise bereits in einem papierbasierten Zettelkasten passiert, kann auch bei fortschreitender Digitalisierung drohen.
Digitalisierung in der Landwirtschaft ist mittlerweile zu einem Schlagwort geworden. Darunter versteht sich üblicherweise ein Mix aus Technik (Sensoren, Roboter) und Datenverarbeitung (Künstliche Intelligenz, Modellierungen). In jedem Fall stehen Daten dahinter, die zu verwalten und zu verarbeiten sind.
An der Georg-August-Universität Göttingen wird im Rahmen der Versuchsbetriebe Ackerbau auf ca. 1000 ha betrieben. Im Durchschnitt sind davon 30-40 ha von Versuchen belegt. Der Rest dient als Flächenvorrat aber auch zur Auslastung der Maschinenkapazitäten. Durch das Zusammenwirken von Forschung und praktischer Landwirtschaft fallen einerseits große Mengen von Daten und Informationen an, die beispielsweise aus bodenkundlichen Kartierungen, Wetteraufzeichnungen, versuchsbedingten Messungen und der Bewirtschaftung herrühren. Auf der anderen Seite besteht bei den Forschenden ein enormer Bedarf an Informationen, wenn es darum geht möglichst viel über die Versuchsflächen zu erfahren oder pflanzenbauliche Modelle zu entwickeln und zu erproben.
„In den Göttinger Nutzpflanzenwissenschaften verfügen wir über große Erfahrungen bei der Arbeit mit Pflanzenwachstumsmodellen. Auch die Forschungsarbeit mit sensorbasierten Systemen im Feld und Landschaftsmaßstab nimmt einen immer breiteren Raum ein. In der Zusammenarbeit mit dem Praxisbetrieb ergeben sich dadurch ideale Bedingungen für einen On-Farm-Research mit modernsten Technologien,“ sagt Prof. Dr. Johannes Isselstein, Geschäftsführender Direktor am Department für Nutzpflanzenwissenschaften. „Die Versuchsbetriebe der Uni Göttingen brauchen eine Datenplattform,“ ergänzt Dr. Horst-Henning Steinmann vom Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung. „Studierende und Forschende können so schneller und einfacher mit vorhanden Daten arbeiten und dadurch auch besser an die neuen Technologien herangeführt werden.“ Gemeinsam mit einigen anderen Dateninteressierten aus dem Department und begleitet durch Dr. Dirk Augustin von den Versuchswirtschaften starteten erste Sichtungen zu den vorhandenen Datenbeständen.
Eine Standardsoftwarelösung war nicht in Sicht. Anders als bei sogenannten Farmmanagementsystemen im regulären Agrarbetrieb bestehen in einem Versuchsbetrieb deutlich komplexere Anforderungen an Datensysteme. Aufgrund der vielen Nutzerebenen sind Zugangsrechte und Verwendungsregeln festzulegen. Für Forschungsanwendungen bestehen höhere Anforderungen an die Datenqualität und die Metadaten – also die Informationen über die Daten selber. Es muss stets ein Rückgriff auf die Rohdaten möglich sein, denn für wissenschaftliche Zwecke sind vorgegebene Standardverfahren bei der Datenverarbeitung oftmals nicht ausreichend. Schließlich ist es erforderlich, viele Schnittstellen zu schaffen, denn in einem Forschungsbetrieb werden die verschiedensten Messdaten eingespeist, was mittlerweile vielfach mit automatisierten Datenloggern abläuft.
Ein Programmierungsauftrag ging an die Agvolution GmbH, die – als Startup aus dem Umfeld der Göttinger Agrartechnik entstanden – Dienstleistungen zu Softwareentwicklung und Sensoren für die Pflanzenproduktion anbietet. Geschäftsführer Andreas Heckmann kennt aus eigener wissenschaftlicher Arbeit den Bedarf von Agrarpraxis und Agrarforschung.
Die Entwicklungsarbeiten endeten mit einer Testphase, in der das System auf die speziellen Nutzungsbedürfnisse abgestimmt wird. Schon jetzt ist absehbar, dass manche Funktionen erst in einer späteren Ausbaustufe realisiert werden können. Dies sind beispielsweise die Einbindung der laufenden Schlagkarteieinträge sowie die Verbindung zu den Datenströmen der Tierproduktion.

Schema des Projektes