In einer Welt, die sich rasch verändert und mit immer größeren globalen Herausforderungen zurechtkommen muss, spielt die Landwirtschaft eine entscheidende Rolle, schließlich trägt sie maßgeblich zu einer nachhaltigen Zukunft der Menschheit bei. Mit der stetig wachsenden Weltbevölkerung und den damit einhergehenden Nahrungsbedürfnissen, steht diese Sparte allerdings auch vor einer gewaltigen Aufgabe: Die Landwirtschaft muss effizienter, produktiver und gleichzeitig umweltschonender werden.

Und hier kommen technische Innovationen ins Spiel, die das Potenzial haben, die Agrarlandschaft grundlegend zu transformieren. Von einer Präzisionslandwirtschaft, die von Satelliten und Sensoren unterstützt wird, bis hin zu autonomen Erntemaschinen und der Anwendung von künstlicher Intelligenz für Erntevorhersagen ist dabei inzwischen unter anderem die Rede. All das veranschaulicht: Die technologische Revolution ist in der Landwirtschaft bereits in vollem Gange – und wird in den nächsten Jahren weiter Fahrt aufnehmen. Eine Übersicht zu diesem Thema:

Historischer Kontext

Grundsätzlich lässt sich feststellen: In der Landwirtschaft ist noch nie ein Stein lange auf dem anderen geblieben. Diese Sparte ist also geprägt von ständiger Evolution und technologischen Fortschritten. Vom ersten Einsatz einfacher Werkzeuge und Tierarbeit bis hin zur Entstehung der industriellen Landwirtschaft hat sich die Agrarbranche somit kontinuierlich weiterentwickelt. Speziell in den letzten Jahrzehnten hat sodann die digitale Revolution die Landwirtschaft grundlegend verändert. Während früher manuelle Arbeit und einfache Maschinen dominierten, ermöglichen heute fortschrittliche Technologien wie GPS-gesteuerte Traktoren, automatisierte Bewässerungssysteme und Drohnen eine präzisere und effizientere Bewirtschaftung. Diese Entwicklung hört hier aber nicht auf – im Gegenteil: Das alles ist nur der Anfang eines Aufschwungs, der immer mehr an Geschwindigkeit hinzugewinnt.

Steuerung des Lichtspektrums

Die Art der Beleuchtung macht einen Unterschied. Sowohl Pflanzen als auch Tiere benötigen für optimales Wachstum und Ertrag Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen. Genau das wird durch LED-Beleuchtung in der Landwirtschaft ermöglicht. In der Pflanzenzucht haben LEDs den Vorteil, dass sie das Wachstum steigern können und so etwa den Vitamin-C-Gehalt von Gewächshaus-Tomaten verdoppeln. Mit einer LED-Beleuchtung gedeihen Pflanzen also in Summe schneller und dazu gleichmäßiger. LED-Lampen zeichnen sich dabei durch eine hohe Lichtausbeute aus. Ebenso sind sie langlebig und punkten mit einer geringen Wärmeentwicklung. Diese Technologie hat somit insbesondere in der kontrollierten Umgebung der vertikalen Landwirtschaft mittlerweile große Bedeutung erlangt.

Aber auch die Tierhaltung profitiert davon. So wird LED-Beleuchtung mit UV- und sichtbarem Licht beispielsweise in der Geflügelzucht eingesetzt, um den zirkadianen Rhythmus von Hühnern zu regulieren. Das heißt: Die richtige Lichtmenge, verbunden mit dem passenden Lichtspektrum, fördert die Eierproduktion, reduziert Stress bei den Tieren und kann ihr allgemeines Wohlbefinden verbessern. Auch Milchkühe benötigen eine bestimmte Lichtmenge pro Tag, um eine optimale Milchproduktion zu gewährleisten. Deshalb ist LED-Beleuchtung auch in der Milchviehhaltung keine Seltenheit mehr.

Kleinroboter und Drohnen

Auch die Robotik hält Einzug in die Agrarwirtschaft und hebt beispielsweise die Bereiche Unkrautentfernung und Aussaat auf ein neues Level. In der Landwirtschaft erfolgt die Bewirtschaftung von Flächen zunehmend präzise und gezielt, sogar bis zur individuellen Pflege einzelner Pflanzen im Rahmen des sogenannten „Precision Farmings“. Zur Umsetzung dieses Ansatzes sind exakte Informationen über die aktuellen Bedingungen auf den Feldern entscheidend, darunter Boden- und Pflanzenparameter, die mithilfe spezieller Feldsensorik entweder mobil durch Arbeitsmaschinen oder stationär erfasst werden. Hierbei spielen Serviceroboter eine entscheidende Rolle. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Entwicklung von Kleinrobotern, die untereinander und mit Drohnen vernetzt sind. Durch diese Vernetzung entsteht eine kollektive Intelligenz, die in der Lage ist, logische Entscheidungen zu treffen oder Daten sinnvoll miteinander zu verknüpfen. Die gewonnenen Informationen sollen dazu beitragen, Entscheidungsprozesse bei sämtlichen relevanten Akteuren der Landwirtschaft zu unterstützen, beispielsweise bei der bedarfsgerechten Anwendung von Pestiziden.

Gen- und Biotechnologie: Der Beginn einer neuen Ära

Ein besonders spannendes Feld ist außerdem die Gen- und Biotechnologie. Während gentechnisch veränderte Organismen (GVO) bereits seit einigen Jahren je nach Regulation im Einsatz sind und Pflanzen mit verbesserten Eigenschaften, wie einer erhöhten Resistenz gegen Schädlinge und Krankheiten, auftrumpfen, stehen wir bei der Biotechnologie erst am Anfang einer potenziell revolutionären Entwicklung. Fortschritte in der Biotechnologie, wie etwa das „Genome Editing“ mit CRISPR-Cas9, eröffnen neue Möglichkeiten, Pflanzen und Tiere gezielt zu verbessern und so die Effizienz, Nachhaltigkeit und Anpassungsfähigkeit der landwirtschaftlichen Produktion zu steigern. Denn dabei können in einer Zelle ganze DNA-Stücke oder einzelne Nukleotide in einem Gen durch Mutagenese gezielt verändert werden. Neben CRISPR wird auch bereits an anderen gentechnischen Methoden wie CyDENT gearbeitet, um DNA-Bausteine von Pflanzen zu verändern.

Chancen und Risiken der High-Tech-Landwirtschaft

In Summe kann man sagen: Technologische Innovationen in der Landwirtschaft steigern die Effizienz und Nachhaltigkeit, verbessern die Lebensmittelproduktion und reduzieren Umweltauswirkungen. Jedoch stellen hohe Kosten und der Bedarf an Fachwissen für kleinere Betriebe nach wie vor große Herausforderungen dar. Datenschutz und ethische Fragen, insbesondere im Bereich der Gen- und Biotechnologie, erfordern zudem eine sorgfältige Beachtung. Zukünftig versprechen kontinuierliche Fortschritte in diesen Bereichen jedoch die aktuellen Hindernisse zu überwinden und eine revolutionäre Veränderung in der Agrarindustrie zu bewirken, wobei die Gen- und Biotechnologie eine Schlüsselrolle in der weiteren Entwicklung spielen könnten.