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Ökologischer Betrieb
© BLE, Bonn/Thomas Stephan
Ökologischer Betrieb
Institut für

BW Betriebswirtschaft

Neue Technologien / Innovationen

Die Produktionsweisen in der Landwirtschaft werden seit jeher stark durch technischen Fortschritt beeinflusst.Digitalisierung und Automatisierung schreitet heute in vielen Wirtschaftsbereichen rasant voran und wird künftig Produktionsprozesse und damit die Arbeitswelt verändern. Es stellt sich die Frage, inwiefern Landwirtschaft und Gartenbau von diesen Entwicklungen profitieren können, um mithilfe der neuen Technologien die Herausforderungen der heutigen Produktionssysteme zu lösen. Beispielsweise wird das Spektrum wirksamer Pflanzenschutzmittel immer enger, sodass landwirtschaftliche Unternehmer*innen zunehmend mit Resistenzfällen konfrontiert werden. Hinzu kommt, dass die bisherigen landwirtschaftlichen und gartenbaulichen Produktionssysteme vor dem Hintergrund des Umwelt- und des Tierschutzes gesellschaftspolitisch in der Kritik stehen und in vielen Bereichen eine Senkung negativer Umwelteinflüsse gefordert wird.

Daher analysieren und bewerten wir, inwiefern neue Technologien in der Landwirtschaft und dem Gartenbau helfen, diese Herausforderungen zu meistern. Hierfür untersuchen wir folgende Fragen:

  • Wie wirken sich neue Technologien auf Produktionssysteme, Betriebsmanagement und die Wettbewerbsfähigkeit landwirtschaftlicher und gartenbaulicher Betriebe aus?
  • Was kann die Politik tun, damit neue Technologien zu positiven Umweltwirkungen führen und negative Folgen vermieden werden?
  • Wie können neue Technologien genutzt werden, um die Umweltwirkungen der Landwirtschaft zu monitoren?

Der aktuelle Schwerpunkt unserer Arbeiten in diesem Bereich sind Untersuchungen zu den Potenzialen neuer Technologien im Bereich Precision Farming“ im Acker- und Gartenbau, bspw. um den Pflanzenschutzmittel- und Düngeaufwand zu senken.

Darüber hinaus integrieren wir Satellitendaten in unsere Analysen, um den Zustand und die Veränderung der Landnutzung in der Agrarlandschaft flächendeckend zu beschreiben. Hierfür verwenden wir Daten des Copernicus-Programms der EU ebenso wie kommerzielle hochaufgelöste Satellitenbilder. Die Satellitendaten stellen eine wichtige Datengrundlage für verschiedene Monitoring Vorhaben und Berichtspflichten sowie für die Politikevaluierung und  folgenabschätzung am Thünen-Institut dar (mehr Infos, siehe Thünen-Fernerkundung).

Für unsere Analysen kooperieren wir mit vielen verschiedenen Universitäten, Hochschulen und anderen Forschungseinrichtungen, bspw. mit der TU Braunschweig, dem ATB, dem DLR Rheinpfalz oder dem Julius Kühn-Institut.

Laufende Projekte

Copernicus leuchtet Grün

Flächenverbrauch und Nutzungsintensivierung üben einen hohen Druck auf Grünland aus. Die Überwachung des Zustands und der Verbreitung von geschütztem und schutzwürdigem Grünland erfordert einen hohen Aufwand. Satellitendaten sollen zukünftig das behördliche Monitoring mit flächendeckenden Diensten unterstützen.

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Copernicus leuchtet Grün

Erdbeobachtung und künstliche Intelligenz für das Monitoring im ökologischen Landbau

Bis 2030 soll der Anteil des ökologischen Landbaus in Deutschland auf 30% der Agrarflächen ausgeweitet werden. Satellitendaten können helfen, Anbauflächen und Unterschiede in der Bewirtschaftung zwischen ökologischem und konventionellem Landbau sichtbar zu machen.

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Erdbeobachtung und künstliche Intelligenz für das Monitoring im ökologischen Landbau

Fernerkundung für eine Verbesserung der Klimaberichterstattung (KlimaFern)

Für die Erreichung der Klimaschutzziele sind die Landnutzung und landwirtschaftliche Maßnahmen ein wichtiger Bereich. Mit Satellitendaten soll die landwirtschaftliche Nutzung flächendeckend erfasst werden, um die Datengrundlage für die Berichterstattung zu verbessern.

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Fernerkundung für eine Verbesserung der Klimaberichterstattung (KlimaFern)

HortiCo 4.0

Die Digitalisierung wird einen großen Einfluss auf gärtnerische Produktionssysteme und gartenbauliche Wertschöpfungsketten haben und den Sektor verändern. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat deshalb den Förderschwerpunkt Gartenbau 4.0 etabliert, um die Entwicklung von digitalen Lösungen für den Sektor voranzubringen.

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HortiCo 4.0

HotSpots Erosion

Bodenerosion durch Wasser gilt europaweit als die größte Gefährdung für landwirtschaftlich genutzte Böden und bedroht langfristig die Ertragsfähigkeit und Ernährungssicherheit. Die Gefährdung gegenüber Bodenerosion variiert innerhalb Deutschlands stark und hängt neben natürlichen Faktoren auch von der Bewirtschaftung ab. Für einen besseren Bodenschutz wollen wir deutschlandweit Erosions-Hot-Spots identifizieren und die Erosionsgefährdung von Böden mit Modellen vorhersagen.

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HotSpots Erosion

InnoChick - Innovative Stallsysteme zur Freilandhaltung von Legehennen

 InnoChick ist ein Eigenprojekt zur Entwicklung eines innovativen, automatisierten und nachhaltigen Stallsystems zur Freilandhaltung von Legehennen.

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InnoChick - Innovative Stallsysteme zur Freilandhaltung von Legehennen

Internationale Wettbewerbsfähigkeit und Weiterentwicklung von Produktionssystemen im Ackerbau

Ackerbausysteme in entwickelten Ländern stehen weltweit vor neuen, substanziellen produktionstechnischen und damit ökonomischen Herausforderungen. Diese resultieren aus neuen rechtlichen, agronomischen und klimatischen Rahmenbedingungen für die es aktuell keine etablierten produktionstechnischen Antworten gibt. Daher sollen agronomisch und ökonomisch tragfähige, angepasste Produktionssysteme entwickelt und evaluiert werden.

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Internationale Wettbewerbsfähigkeit und Weiterentwicklung von Produktionssystemen im Ackerbau

Monitoring der biologischen Vielfalt in Agrarlandschaften mit Fernerkundung

Ein langfristiges Monitoring der biologischen Vielfalt auf nationaler Ebene erfordert eine repräsentative Datengrundlage über den Zustand und die Entwicklung der Agrarlandschaft. Das Projekt MonViFe entwickelt hierzu flächendeckende Indikatoren auf Basis der Sentinel-Satelliten der ESA.

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Monitoring der biologischen Vielfalt in Agrarlandschaften mit Fernerkundung

Monitoring von klimawirksamen Maßnahmen in der Acker- und Grünlandbewirtschaftung mit Satellitendaten

Mit 66,4 Mio. Tonnen CO2-Äquivalenten war die Landwirtschaft 2020 für 9 % der Treibhausgas-Emissionen in Deutschland verantwortlich. Anpassungen der Bewirtschaftung können diese Emissionen reduzieren. Flächendeckende Daten über solche Anpassungsmaßnahmen sollen aus hochauflösenden Satellitendaten abgeleitet werden.

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Monitoring von klimawirksamen Maßnahmen in der Acker- und Grünlandbewirtschaftung mit Satellitendaten

PPILOW

Die ökologischen und extensiven Systeme der Schweine- und Geflügelerzeugung haben sich in der EU in den letzten zehn Jahren aus ethischen und sozioökonomischen Gründen erheblich verbreitet. Dennoch sind bei solchen Systemen noch einige Fragen ungelöst, insbesondere im Zusammenhang mit Tiergesundheits- und Mortalitätsproblemen. Die Akzeptanz von Verbrauchern und Praktikern dieser Produktionssysteme insbesondere in Bezug auf die Schädigung der tierischen Integrität (d.h. Schnabelbesatz, Ferkelkastration) und die Tötung von männlichen Eintagsküken aus den Legelinien hat deutlich nachgelassen. ...

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PPILOW

PV-Freiflächenanlagen in der Landwirtschaft

Um die Energiewende umzusetzen, braucht es mehr Strom aus erneuerbaren Energien. Photovoltaikanlagen auf Landwirtschaftsflächen gewinnen hier immer mehr an Bedeutung. Um Lebensmittel und Strom auf derselben Fläche zu erzeugen, untersuchen wir neue Photovoltaik-Konzepte.

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PV-Freiflächenanlagen in der Landwirtschaft

Stall- bzw. Haltungssysteme der Zukunft

Keines der heute verbreiteten Haltungssysteme überzeugt in allen Parametern. Zwischen den Systemen gibt es große Unterschiede bezüglich Tierwohl, Ressourceneffizienz, Produktionskosten und Wirtschafltichkeit. Die Digitalisierung kann dabei helfen, bestehende Verfahren zu verbessern oder auch komplett neue Systeme zu entwickeln. InnoChick ist ein Eigenprojekt zur Entwicklung von innovativen, automatisierten und nachhaltigen Stallsystemen in der Nutztierhaltung.

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Stall- bzw. Haltungssysteme der Zukunft

Abgeschlossene Projekte

Autonome Landmaschinen

Der Ackerbau verliert zunehmend an gesellschaftlicher Akzeptanz. Probleme sind: (a) zunehmender Bodendruck durch große Maschinen, (b) der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln sowie (c) Umweltbelastungen durch übermäßige Stickstoffdüngung. Gleichzeitig können technische Neuerungen dazu beitragen, die genannten Probleme mittels vollautomatisierter Produktionssysteme drastisch zu reduzieren. Wir prüfen, ob autonome Landmaschinen nachhaltigere Pflanzenbausysteme möglich machen.

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Autonome Landmaschinen

Können sich neue Technologien im Blumenkohl- und Brokkolianbau durchsetzen?

In der Forschung werden zukunftsorientierte, technologische Ansätze verfolgt, um die Sicherheit von Produktionssystemen und Produkten im Gartenbau zu erhöhen. Wir stellen die Frage, ob derartige Technologien tatsächlich Eingang in die gartenbaulichen Betriebe finden werden.

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Können sich neue Technologien im Blumenkohl- und Brokkolianbau durchsetzen?

Möglichkeiten zur Reduzierung des Pflanzenschutzmittel-Einsatzes im Ackerbau

Gängige Pflanzenschutzmittelstrategien im Ackerbau verlieren zunehmend ihre Wirkung, da sich Resistenzen sowohl bei Gräsern als auch bei Insekten und Pilzen in vielen intensiven Ackerbaugebieten ausbreiten. Dies führt zu steigenden Kosten und zu Veränderungen in den Produktionssystemen. Gleichzeitig werden der Nutzen und die Gefahren des Pflanzenschutzes in der Gesellschaft kritisch diskutiert. Alternativen zum chemischen Pflanzenschutz wie die mechanische Unkrautbekämpfung sind bereits verfügbar, jedoch meist mit höheren Kosten verbunden. Vor diesem Hintergrund soll im Rahmen des Projektes ...

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Möglichkeiten zur Reduzierung des Pflanzenschutzmittel-Einsatzes im Ackerbau

Ökologische und sozioökonomische Funktionen tropischer Tieflandregenwald-Transformationssysteme

Die Transformation von tropischem Regenwald in Kautschuk- und Ölpalmenplantagen wirkt sich umfassend auf die Natur sowie die Lebensverhältnisse in einer Region aus. Mit Fernerkundung können wir die raum-zeitlichen Muster und Ursachen solcher Prozesse analysieren.

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Ökologische und sozioökonomische Funktionen tropischer Tieflandregenwald-Transformationssysteme

Vernetzungs- und Transferprojekt zur Digitalisierung in der Landwirtschaft

Die Vielzahl der innerhalb der letzten Jahre von der Bundesregierung eingeleiteten Forschungsaktivitäten im Bereich der Digitalisierung in der Landwirtschaft, werden in diesem Projekt ausgewertet, beteiligte Forscher miteinander vernetzt und die Erkenntnisse aufbereitet, bewertet und veröffentlicht.

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Vernetzungs- und Transferprojekt zur Digitalisierung in der Landwirtschaft

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