Intelligente Bewässerung zur Verringerung der Wasserverschwendung
Auf den Landwirtschaftssektor Europas entfallen etwa 24 % des weltweiten Süßwasserverbrauchs. Doch ein Großteil dieser wertvollen Ressource wird aufgrund von Ineffizienzen verschwendet. Die Notwendigkeit Wasser zu sparen wird immer dringender, da der Klimawandel in Zukunft zu einer Wasserknappheit führen könnte. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts ELEKTRORAIN wurde ein intelligentes System entwickelt, mit dem Regner und Bewässerungssysteme in der Landwirtschaft entsprechend der Form und Größe des Feldes über eine Smartphone-App ferngesteuert werden können. „Unser Ziel ist es, Bewässerung effizienter, einfacher und genauer zu gestalten“, sagt Projektkoordinator Alberto Prati, Technik- und Wirtschaftsingenieur bei SIME in Italien. „Auf großen Flächen ist die Präzisionsbewässerung sehr schwierig, da große Mengen des Wassers nicht gleichmäßig verteilt werden. Einige Bereiche des Feldes werden stärker bewässert, andere weniger stark. Das ist eindeutig ineffizient.“ Das elektronische System, das an den Regner auf dem Feld angebracht wird, kann so programmiert werden, dass die Winkel oder Bögen des Wasserstrahls der Form des Feldes angepasst werden. Es kann für Felder zwischen 1 und 30 Hektar verwendet werden. Außerdem kann die Drehgeschwindigkeit des Regners geändert oder ein System zur intermittierenden Unterbrechung des Strahls eingesetzt werden. Dadurch kann die Verteilung des Wassers verbessert werden – insbesondere bei niedrigem Wasserdruck, der die Effizienz des Regners beeinträchtigt.
Bald keine Eingaben durch die Landwirtinnen und Landwirte mehr notwendig
Zurzeit stellen die Landwirtinnen und Landwirte die Regnerparameter über die App ein. „Jedoch arbeiten wir an der Erstellung eines Algorithmus innerhalb der Regnersteuereinheit, durch den der Regner autonom ohne Eingaben durch die Landwirtinnen und Landwirte arbeiten kann“, erklärt Prati. Anhand relevanter Daten zum Wasserdrucks, zur Position des Regners und der Fläche des Feldes wird das System autonom entscheiden, wie der Regner arbeiten soll. Hierfür kommt eine ausgereifte Software des maschinellen Lernens zum Einsatz. „Wir schätzen, dass im Vergleich zu standardmäßigen Bewässerungssystemen zwischen 20 % und 30 % Wasser und Kraftstoff gespart werden kann“, fügt Prati hinzu. Dieses Niveau für autonome Abläufe zu erreichen, ist keine leichte Aufgabe, da Präzisionsdaten und genaue Parameter des Regners und des Feldes erforderlich sind. Außerdem muss das System innerhalb sehr enger Grenzen arbeiten. „Ein kleiner Fehler kann zu großen Problemen bei der Bewässerung führen“, hält er fest. „Über 50 dieser Prototypen werden zurzeit in Italien und Nordeuropa – Frankreich, Deutschland und den Niederlanden – eingesetzt. Somit verfügen wir über mehr als 10 000 Stunden Analysematerial“, erklärt er. Die Effizienz des Systems wird steigen. „Wenn wir Probleme oder eine neue Anforderung seitens der Landwirtinnen und Landwirte feststellen, passen wir die Software an und versuchen, das gesamte System zu verbessern.“
Erhöhung der Datenmenge
Das ELEKTRORAIN-System wird derzeit erweitert und soll künftig das Hochladen von Datensätzen aus dem Regner auf einen Server ermöglichen. Damit soll der Bewässerungsvorgang verbessert und den zuständigen Behörden gezeigt werden, wieviel Wasser verbraucht wird. „Letztendlich soll das System in eine öffentlich zugängliche Software integriert werden, die den Landwirtinnen und Landwirten anzeigt, wieviel Wasser sie zum Feld bringen müssen“, sagt Prati. Das italienische Unternehmen ist Marktführer in Europa und stellt seit mehr als 50 Jahren Bewässerungssysteme her. Prati glaubt dennoch, dass die digitale Revolution in der Landwirtschaft langsamer verläuft als in anderen Sektoren. Grund dafür ist seiner Meinung nach, dass landwirtschaftliches Wissen oft über Generationen weitergegeben wird. „Doch die Dinge ändern sich sehr schnell, und diese Art von Produkt wird allmählich von den Landwirtinnen und Landwirten angenommen“, schließt er.
Schlüsselbegriffe
ELEKTRORAIN, Bewässerung, Regner, Landwirtinnen und Landwirte, Klimawandel, Wasser, Einsparung
