Unbemannte Flugobjekte "Spione" für eine nachhaltige Landwirtschaft / Quadrokopter helfen, Nährstoffversorgung von Böden zu analysieren / DBU fördert mit 450.000 Euro

Berlin (ots) - Sie sind unbemannt, haben vier Rotoren und machen
präzise, fotografische Aufnahmen von dem Land, das sie überfliegen.
Normalerweise kommen die so genannten Quadrokopter bei Militär und
Geheimdienst zum Einsatz. Das Institut für Pflanzenbauwissenschaften
der Humboldt-Universität (HU) zu Berlin hat sie nun für die zivile
Nutzung entdeckt. Es plant die Drohnen als preiswerte
Fernerkundungstechnologie für die exakt dosierte Nährstoffversorgung
von Ackerflächen einzusetzen. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt
(DBU) fördert das Vorhaben mit knapp 450.000 Euro. "Überdüngung kann
zu erheblichen Schäden in der Umwelt führen. Besonders Gewässer
drohen durch den überhöhten Eintrag von Dünger zu kippen", betont
DBU-Generalsekretär Dr. Fritz Brickwedde. "Mit dem neuen System
können Landwirte Bodendaten schnell und flexibel erheben und die
Düngung an die lokalen Erfordernisse anpassen."

Viel hilft viel - ein Motto, das auf die Nährstoffversorgung von
Ackerflächen nicht zutrifft. Der Einsatz von Düngemitteln sollte
genau auf die Ansprüche der Böden abgestimmt werden. Die
Voraussetzung dafür ist, dass Landwirte die Beschaffenheit ihrer
Anbaugebiete genau erheben, denn Ackerland besteht aus
unterschiedlich fruchtbaren Bereichen. "Das liegt etwa an der
unterschiedlichen Bodenfeuchte oder dem jeweiligen Humusgehalt",
erklärt Dr. Holger Wurl, DBU-Fachreferent für umweltgerechte
Landnutzung und nachwachsende Rohstoffe. Der erste Schritt sei, den
Boden auf seine Höhen und Tiefen, Strukturen und Muster zu
untersuchen. "Aber auch der Ernährungszustand der Pflanzen muss
dokumentiert werden", so Wurl. Dies lasse sich beispielsweise über
die Färbung der Pflanzen ermitteln. Eine Technik, die dazu künftig
die nötigen Daten liefern könne, sei die Fernerkundung mit
Quadrokoptern.

Wie kleine ferngesteuerte Hubschrauber muss man sich die
Flugobjekte vorstellen. Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 80
Stundenkilometern schweben sie rund 70 Meter über der Erdoberfläche
und nehmen Fotos von Boden und Pflanzen im sichtbaren und im nahen
Infrarot-Bereich auf. Mit dem System werden Daten aber nicht nur
gewonnen, sondern direkt am Feldrand mit der entsprechenden Software
weiter verarbeitet. "Bereits nach wenigen Minuten hat der Bauer ein
aus vielen einzelnen Fotografien zusammengesetztes Bild in der Hand,
mit dem er dann ins Feld gehen und auf Basis der gesammelten Daten
Bodenproben nehmen kann", erklärt Prof. Dr. Ruprecht Herbst vom
Institut für Pflanzenbauwissenschaft der HU Berlin. Bereits am
nächsten Tag könnten Landwirte dann entscheiden, wie sie ihr Land
optimal düngen. "Auf diese Weise werden Pflanzen bedarfsgerecht und
standortangepasst versorgt", so Brickwedde. Der Vorteil für die
Umwelt: Deutlich weniger Nährstoffe gelangen in Boden, Wasser und
Luft. Vor allem die Natur am Rand landwirtschaftlicher Nutzflächen
wird weniger beeinträchtigt. "Zudem können Landwirte ihre Ressourcen
sparsamer einsetzen und ihre Kosten so deutlich reduzieren", betont
der DBU-Generalsekretär.

In einen einfachen Aluminiumkoffer soll die Technik passen.
Gestellt und bedient wird sie von geschulten Dienstleistern. "Die
Flugstrecken werden vorab programmiert. Vor Hindernissen stoppen die
Quadrokopter automatisch bzw. umfliegen diese. Und auch die
Höhenkontrolle geschieht vollkommen autonom", schildert Prof. Dr.
Verena Hafner vom Institut für Informatik der HU Berlin. Die von ihr
geleitete Forschergruppe für Kognitive Robotik ist im Projekt für die
Navigation der Drohnen zuständig. Auch komplizierte Aktionen wie
Starten und Landen soll der Quadrokopter bei Bedarf selbstständig
ausführen können. "Trotzdem muss eine Person immer am Feldrand stehen
bleiben und bei Bedarf in die Steuerung eingreifen", erläutert
Hafner. Erste Testflüge finden demnächst in landwirtschaftlichen
Betrieben in Brandenburg und Thüringen statt.

Bilderkundung mittels modernster Satellitentechnik oder von
Flugzeugen aus sind zwei Techniken, die in der Landwirtschaft bereits
Einzug gehalten haben. Auch mit diesen Methoden können Daten gewonnen
werden, um jede Teilfläche innerhalb eines Feldes mit genau der Menge
an Nährstoffen zu versorgen, die nötig ist. Allerdings sind Systeme
der Fernerkundung per Satellit und Flugzeug in der Praxis
hauptsächlich dazu geeignet, großflächig Daten zu erheben. "Der
Vorteil der Quadrokopter liegt darin, dass sie preiswert, schnell und
flexibel einsetzbar sind", sagt Brickwedde. "Daher können vor allem
kleine und mittelständische Betriebe von den Projektergebnissen
profitieren." Nicht zuletzt seien weitere zivile Einsatzmöglichkeiten
für die unbemannten Flugobjekte denkbar: "Zum Beispiel für
Monitoringaufgaben im Umwelt- und Naturschutz", so Brickwedde.

Originaltext: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
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E-Mail: r.herbst@agrar.hu-berlin.de