Angesichts der stetig wachsenden Weltbevölkerung, wird es immer schwieriger, die Welt zu ernähren. Bis 2050 soll die Weltbevölkerung um 2,2 Milliarden Menschen wachsen , was bedeutet, dass etwa 70 % mehr Lebensmittel produziert werden müssen. Um das zu schaffen, muss sich die Landwirtschaft verändern.
Im Folgenden werden fünf Landwirtschaftstrends vorgestellt, mit denen die weltweite Ernährungssicherheit gewährleistet werden kann und die damit die Zukunft der Agrarindustrie gestalten.
1. Präzisionslandwirtschaft
Unter Präzisionslandwirtschaft (Precision Agriculture, PA) versteht man eine landwirtschaftliche Betriebsführung, bei der mithilfe digitaler Technologien landwirtschaftliche Produktionsverfahren überwacht und optimiert werden. Laut einem Bericht von MarketsandMarkets soll der PA-Markt von 8,5 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022 bis 2030 auf 15,6 Milliarden US-Dollar wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 7,9 % entspricht.
PA-Systeme liefern Echtzeitdaten über den Zustand der Pflanzen, des Bodens und der Umgebungsbedingungen. Die Daten werden von Sensoren auf den Feldern erfasst, die die Bodentemperatur und -feuchtigkeit messen. Umweltsensoren, die den CO2-Gehalt, die relative Luftfeuchtigkeit (RH), die Temperatur und die Luftgeschwindigkeit messen, spielen bei der Präzisionslandwirtschaft eine wichtige Rolle. Neben solchen Umweltsensoren bietet der Hersteller Carlo Gavazzi auch kapazitive Sensoren zur Erfassung fester oder flüssiger Materialien.
Andere Geräte wie Satelliten und Drohnen (z. B. die Crazyflie-Entwicklungsplattform von Seeed Studio) liefern nützliches Bildmaterial von den Kulturpflanzen. Sobald die Daten erfasst sind, werden sie von einer prädiktiven Analysesoftware bewertet, um zu bestimmen, in welchen Bereichen Handlungsbedarf besteht. So werden Ressourcen wie Wasser, Düngemittel, Energie und Pestizide gespart.
Über eine App erhalten Landwirte beispielsweise dann Hinweise zur Fruchtfolge, zum optimalen Anbau- und Erntezeitpunkt und zur Bodenbearbeitung. Mit diesen wertvollen Erkenntnissen können die Kosten und die Auswirkungen auf die Umwelt gesenkt und die Lebensmittelproduktion verbessert und gesteigert werden.
2. Vertical Farming
Eine der grössten Herausforderungen für die Lebensmittelproduktion sind ungünstige Wetterbedingungen. Das ist bei der vertikalen Landwirtschaft jedoch nicht mehr der Fall, da mit IoT, KI und Smart Farming eine präzise, kontrollierte Umgebung mit ganzjährig optimalen Wachstumsbedingungen geschaffen wird. Dank des vertikalen Anbaus von Nutzpflanzen können mehr Pflanzen auf weniger Raum angebaut werden, was sich besonders gut für städtische Gebiete eignet. Des Weiteren ist Vertical Farming eine nachhaltigere und effizientere Anbaumethode als die konventionelle Landwirtschaft, da kein fruchtbarer Boden und weniger Dünge- und Pflanzenschutzmittel benötigt werden. Im Folgenden erfahren Sie welche weiteren Vorteile die vertikale Landwirtschaft hat und welche Nachteile es bei dieser Anbaumethode gibt.
Vorteile der vertikalen Landwirtschaft
- Grow crops all year-round – as crops are in a controlled environment in a vertical farm, there is no risk of adverse weather conditions, causing quality of crops to drop. Growers won’t suffer from losses of income due to factors out of their control.
- Grow more in less space – traditional farms require fertile arable land. As vertical farming relies on expanding upwards, it’s possible to achieve higher productivity on a smaller land area.
- Use less water – the hydroponic growing process only uses around 10% of the water of traditional farming methods, and it can be reused too.
- Eliminate the need for pesticides – pesticides can contaminate soil, turf and vegetation. With a controlled environment, pests can’t enter and thus eliminates the need for pesticides.
- Reduce transport costs – last-mile delivery is usually the most expensive part of the supply chain. Crops are usually transported across oceans and continents. Vertical farming can be done more or less anywhere, and the location can be closer to the customers, reducing transport costs and carbon dioxide emissions.
- Lower labour costs – as a lot of the process involved in vertical farming is automated, meaning overall overheads for staff doesn’t need to be as high.
Nachteile der vertikalen Landwirtschaft
- High initial costs – the plant, LED lights, software, and sophisticated growing systems are expensive, especially when compared to sun and rain – which are free.
- Uses a lot of energy – as vertical farming is indoors, LED lights must provide all of the light all of the time. Some plants also still use fossil fuels, which isn’t the most sustainable solution.
- Requires sophisticated skills – not to mention the initial setup will need an expert in technological systems, the high tech involved in each step of the process will need highly trained individuals.
- Pollination is hindered – poor pollination often results in poor fruit sets. Bees, birds and wind are natural pollinators which can’t be replaced by man-made methods.
- Highly tech dependent – a vertical farm relies heavily on technology for the correct lighting, watering temperature and humidity. If one of these fails it can have a detrimental impact.
3. Landwirtschaftsroboter
Robotik und Automatisierungsprozesse verändern den Agrarsektor, indem sie die Produktivität und Effizienz steigern. Der Einsatz von Robotern wird auch in den nächsten Jahren zunehmen. Laut MarketsandMarkets wird der Markt für Agrarroboter von 2022 bis 2026 um mehr als das Doppelte wachsen, von 5,9 Milliarden US-Dollar auf 11,9 Milliarden US-Dollar. Es wird erwartet, dass selbstfahrende Traktoren mit einer CAGR von 29,7 % das schnellste Wachstum in diesem Sektor aufweisen werden.
Landwirtschaftsroboter werden zunehmend eingesetzt, um Probleme wie Arbeitskräftemangel, steigende Kosten und eine erhöhte Nachfrage nach Lebensmitteln zu bekämpfen. Roboter können für monotone Aufgaben wie das Pflücken und Verpacken oder das Einpflanzen von Saatgut eingesetzt werden, aber mit der Weiterentwicklung der Technologie werden Roboter auch für viel komplexere Aufgaben wie die Überwachung der Ernte und die Messung des pH-Wertes im Boden eingesetzt. Folgende Arbeiten können derzeit von Landwirtschaftsrobotern ausgeübt werden:
- Harvesting
- Weed control
- Mowing
- Seeding
- Spraying
- Sorting and packaging
- Livestock monitoring
- Irrigation
- Crop health monitoring
- Phenotyping
Mehr über die Robotik und Automatisierung, sowie Landwirtschaftsroboter erfahren Sie in der zweiten Ausgabe unseres Leitfadens für Robotik und Automatisierung.
4. Genom Editing und Biotechnologie
Mithilfe des Genome Editings, können Pflanzenzüchter sehr spezifische Änderungen an der DNA vornehmen und so ein breites Spektrum an Nutzpflanzen gentechnisch verändern, um sie widerstandsfähiger gegen Schädlinge, Krankheiten oder Trockenheit zu machen. Fortschritte bei Gen-Editing-Technologien wie CRISPR-Cas9 eröffnen neue Möglichkeiten für die Verbesserung von Nutzpflanzen. Die Biotechnologie unterstützt auch die Entwicklung gentechnisch veränderter Organismen (GVO), die ebenfalls Vorteile wie einen höheren Nährwert bieten. Die am häufigsten angebauten Biotech-Pflanzen sind Soja, Mais und Baumwolle. Laut einem Artikel der US-Behörde für Lebens-und Arzneimittel machten GVO-Pflanzen 2020 mehr als 90 % der gesamten Sojabohnen-, Mais- und Baumwollproduktion aus
5. Kreislaufwirtschaft
Angesichts knapper Ressourcen und des Klimawandels, kann die Ernährungssicherheit der stetig wachsenden Weltbevölkerung nur durch eine nachhaltige Landwirtschaft gewährleistet werden. Dabei spielt die Kreislaufwirtschaft eine wichtige Rolle. Denn bei diesem Konzept sind alle Prozesse, vom Anbau über die Ernte bis hin zum Transport und Verbrauch, auf eine nachhaltige Entwicklung ausgerichtet. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der ressourcenschonenden Produktion, dem Schliesen von Nährstoffkreisläufen und der Regeneration des Bodens.
Bei den folgenden Landwirtschaftsformen spielt die Kreislaufwirtschaft eine wichtige Rolle:
- Mixed farming – growing crops which are interdependent, rather than growing in isolation, where the cultivation of one presents favourable conditions for the other on the same land. For example, using land to combine crop growing and animal husbandry can deepen circular agriculture by using locally produced feed or manure instead of imported fertilisers.
- Agroforestry – this refers to growing trees and other plants alongside crops. Planting trees in agricultural landscapes can enhance soil fertility and restore biodiversity. It also reduces the reliance on chemicals and fertilisers.
- Organic agriculture – reduces the use of synthetic fertilisers and pesticides and are replaced by site-specific management practices to prevent pests and diseases and long-term health of crops.
