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5G bietet für die Agrarwirtschaft die Möglichkeit, große Datenmengen zu erheben, in Echtzeit auszuwerten und dadurch landwirtschaftliche Prozesse in großem Maßstab zu optimieren. Durch den Einsatz neuer Technologien, soll die gesamte Wertschöpfungskette nachhaltiger und transparenter gestaltet, sowie die Zukunftsfähigkeit der vor- und nachgelagerten Branchen sichergestellt werden. Aus diesem Grund wurde der Landkreis Vechta in Niedersachsen im Rahmen des „5G-Innovationswettbewerbes“ für die Umsetzungsförderung des BMVI ausgewählt. Ziel des Projektes ist eine nachhaltigere Agrarwirtschaft, welche bedarfsorientierte Handlungen auf Grundlage der Echtzeitauswertung von Daten ermöglicht.

Kurzprofil: „5G – Nachhaltige Agrarwirtschaft“

Projektzeitraum
Januar 2021 bis Dezember 2022
Gemeinden
Landkreis Vechta
Art der Finanzierung
· Förderung auf Bundesebene der wissenschaftlichen Projektpartner
· Wirtschaftspartner beteiligen sich mit eigenen Anteilen
Antragsteller
· Wiss. Koordinierungsstelle Transformationsforschung Agrar Niedersachsen (trafo:agrar)
· Amt für Wirtschaftsförderung
Fördersumme
3,9 Mio. Euro
Förderprogramm
5G-Innovationswettbewerb des BMVI
Mittelgeber
Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur – BMVI
Projektpartner
Universität Osnabrück, Hochschule Osnabrück, Universität Vechta und Georg-August-Universität Göttingen
Konsortium aus der Agrarwirtschaft:
· Wiss. Koordinierungsstelle Transformationsforschung Agrar Niedersachsen (trafo:agrar) an der Universität Vechta
· Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz Osnabrück
· Agrar- und Ernährungsforum Oldenburger Münsterland e.V.
· Big Dutchman AG
· Böseler Goldschmaus GmbH & Co. KG
· Brand Qualitätsfleisch GmbH & Co. KG
· BWE-Brüterei Weser-Ems
· Erzeugergemeinschaft Qualitätsvieh im Oldenburger Münsterland
· Jodef Kotte Landtechnik
· Kreislandvolkverband Vechta
· Naturdünger-Verwertungs GmbH
· Vetvise GmbH

Innovationsantrieb im Nordwesten Deutschlands

Der Landkreis Vechta liegt inmitten einer der bedeutendsten agrarischen Intensivregionen Deutschlands. Die Agrar- und Ernährungswirtschaft befindet sich aktuell in einem umfassenden Transformationsprozess, in dem getrieben durch hohen Innovationsdruck neue Technologien und Verfahren auf hohes Interesse stoßen. Kontinuierlich werden neue Wege gesucht, um die Produktion von Lebensmitteln effizienter, nachhaltiger, umweltfreundlicher und transparenter zu gestalten.In der Landwirtschaft werden bisher nur punktuell Daten innerhalb der Wertschöpfungskette erhoben. Insbesondere beim Einsatz von organischen Düngemitteln kann aber durch die Quantifizierung der Nährstoffe direkt im Gülletank eine bodenartspezifische Ausbringung erreicht werden, um eine Überdüngung zu vermeiden. Im Bereich der Tierhaltung können Erkrankungen dadurch vermieden werden, dass Echtzeit-Bewegungsdaten der Tiere mit weiteren Daten aus dem Stall und aus weiteren Stufen der Wertschöpfungskette (z.B. Gesundheitsdaten der Elterntiere oder Schlachtbefunde) kombiniert werden. Mit Hilfe einer künstlichen Intelligenz kann der bzw. die Landwirt*in gezielt in der Tiergesundheitsvorsorge für jedes einzelne Tier aktiv werden, so dass ein Einsatz von Antibiotika reduziert werden kann.
5G-Anwendungen stellen einen Meilenstein für die Entwicklung der Agrarwirtschaft dar. Durch multidirektionale Vernetzung der einzelnen Wertschöpfungsstufen können Daten erhoben, miteinander korreliert und mittels künstlicher Intelligenz in Echtzeit ausgewertet werden. Ziel der Förderung durch das Bundesverkehrsministerium ist es, bedarfsorientierte Entscheidungen in der Landwirtschaft durch den Einsatz von 5G zu ermöglichen und gleichzeitig einen Beitrag für einen nachhaltigen Umgang mit Ressourcen zu leisten.

Kooperationspartner im gesamten Landkreis tragen zum Projektvorhaben bei

Um dieses Ziel zu erreichen, arbeitet die trafo:agrar als Koordinierungsstelle des Verbunds für „Transformationsforschung in der agrarischen Intensivregion im Nordwesten Niedersachsens“ – angesiedelt an der Universität Vechta – mit Universitäten, Unternehmen und Verbänden der Agrar- und Ernährungswirtschaft zusammen. Die Wirtschaftspartner unterstützen in dieser Kooperation mit Expertise und sind zentrale Akteure bei Implementierung der zu erarbeitenden Verfahren. Die wissenschaftlichen Projektpartner entwickeln die digitale Architektur und unterstützen bei der fachwissenschaftlichen Vernetzung und Analyse der einzelnen Datenströme. Auf diesem Weg wird ein digitales System entwickelt, welches die komplette Produktionskette verbindet, stufenübergreifende Datenauswertungen ermöglicht und Optionen für nachhaltigkeitsorientiertes Handeln aufzeigt.

„Wir wollen mit unseren Kooperationspartnern die Möglichkeiten neuester Mobilfunktechnologie für eine nachhaltigere und transparentere Landwirtschaft nutzen – zum Wohle der Tiere und der Umwelt“

Herbert Winkel, Landrat des Landkreises Vechta

5G für eine intelligente Vernetzung von Landmaschinen und Datenerfassung in Echtzeit

In der Tierhaltung und beim Nährstoffmanagement sind standortgenaue und auf einzelne Tiere bezogene Handlungen und Maßnahmen bisher nicht möglich. Im Zuge der Projektkonzeption wurden Bewegungsmuster der Tiere in einzelnen Stallbereichen durch Kameras und Sensorik erhoben und ausgewertet. Basierend auf diesen Erhebungen wurde die Notwendigkeit von 5G zur Echtzeitauswertung erkannt und als Ziel für die Projektphase identifiziert. Auch im Bereich der Nährstoffbestimmung zur bedarfsorientierten Düngung können durch 5G Anwendungen neue Messabläufe und eine präzisere Ausbringung erfolgen.

Darstellung intelligentes Wertschöpfungssystem Schwein und Geflügel © Landkreis Vechta

In der nächsten Projektphase werden die Wertschöpfungsketten von Geflügel und Schwein modellhaft in einem Reallabor abgebildet. Dabei werden Tierwohl und Wirtschaftlichkeit ebenso berücksichtigt, wie die Themen Datenschutz und -sicherheit. Als Input sollen Kamera- und Sensordaten verwendet werden, die rund um die Uhr das Tierverhalten, Tierwohlindikatoren und Parameter aus dem Stallumfeld aufzeichnen. Zur Vernetzung und Analyse der Daten in Echtzeit mit weiteren Datenquellen ist der Aufbau von drei 5G-Campusnetzen geplant. Durch eine künstliche Intelligenz können die Daten ausgewertet-, über eine App eingesehen- und auf Grundlage dessen Entscheidungen für das Tiergesundheitsmanagement getroffen werden. So können auffällige Bewegungsmuster von Einzeltieren erkannt und direkt vorbeugende Gegenmaßnahmen z.B. im Bereich Klima- und Lichtsteuerung oder Fütterung getroffen werden. Damit können Fehler im Bereich Technik, Stallmanagement und auch Anzeichen von Erkrankungen frühzeitig erkannt und abgestellt werden .

Des Weiteren soll eine Analyse der benötigten Nährstoffe des Bodens erfolgen, da erhöhte Konzentrationen einzelner Nährstoffe sich langfristig schädigend auf Bodengüte, Gewässer und angrenzende Ökosysteme auswirken können. Hierbei sollen optische Messverfahren angewendet werden mit dem Ziel, ein cloudbasiertes Sensorsystem für die echtzeitfähige Bestimmung der Nährstoffe von Düngemitteln zu entwickeln. Dadurch können die Messergebnisse während des Ausbringens in Echtzeit ermittelt-, mit den erforderten Inhaltsstoffen abgeglichen- und an die mobile Landmaschine zurückgegeben werden, um eine teilflächenspezifische Anpassung der Ausbringmenge vornehmen zu können.

Fazit

„5G – nachhaltige Agrarwirtschaft“ ist ein Pilotprojekt für die Zukunft der Land- und Agrarwirtschaft. Durch Echtzeitauswertung und Datenvernetzung können konkrete Aussagen über Gesundheit und Wohlbefinden der Tiere getroffen und optimierte Maßnahmen im Nährstoffmanagement ergriffen werden. Durch den Aufbau der drei Campusnetze können die hier vorgestellten Ansätze von 5G Anwendungen erprobt und als Blaupause für andere Anwendungsbereiche angesehen werden. Benötigt dafür werden Partner in Wirtschaft und Forschung, um diese innovativen Ansätze auch realitätsgetreu und im größeren Maßstab umsetzen zu können.

Weitere Informationen:
5G-Innovationswettbewerb auf der Webseite des BMVI
Projektseite der Universität Vechta

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