In einigen ländlichen Gebieten der chinesischen Provinz Fujian erfolgt die traditionelle Pestizidanwendung hauptsächlich manuell. Diese Methode ist nicht nur ineffizient, sondern führt auch zu ungleichmäßiger Ausbringung, Pestizidverschwendung und hohen Arbeitskosten. Im großflächigen Anbau von Saatgutreis erfordert die manuelle Ausbringung oft lange Arbeitszyklen, was eine zeitnahe Schädlings- und Krankheitsbekämpfung erschwert. Zudem fehlt die Echtzeitüberwachung von Bodennährstoffen und Pflanzenwachstumsbedingungen.

Um die Effizienz der landwirtschaftlichen Produktion zu verbessern, die Anbaukosten zu senken und die Entwicklung intelligenter Landwirtschaft zu fördern, führte der örtliche Bauernhof landwirtschaftliche Drohnen ein, die mit multispektralen Sensoren ausgestattet sind, und etablierte ein Präzisionssprüh- und digitales Feldmanagementsystem.

Projektherausforderungen

Vor der Umsetzung stand der landwirtschaftliche Betrieb vor mehreren zentralen Herausforderungen:

• Das manuelle Sprühen war ineffizient und zeitaufwändig.
• Die Pestizidverteilung war ungleichmäßig, was zu einer geringen Nutzungseffizienz führte.
• Die Bewirtschaftung großflächiger landwirtschaftlicher Flächen war schwierig und arbeitsintensiv.
• Eine Echtzeit-Überwachung des Pflanzenzustands war nicht möglich.
• Der Nährstoffgehalt des Bodens konnte nicht genau beurteilt werden.
• Steigende Lohnkosten setzten traditionelle Landwirtschaftsmodelle zunehmend unter Druck.

Für etwa 300 Mu (ca. 350 Hektar) Saatreisfelder benötigte die traditionelle manuelle Spritzung in der Regel rund 10 Tage.

Lösung

Die Entwicklung dieses Projekts nutzte einen integrierten Ansatz, der den Einsatz von Agrardrohnen mit multispektralen Fernerkundungstechnologien kombinierte und so präzises Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln sowie die Überwachung der Pflanzenbestände ermöglichte. Durch die Kombination dieser Technologien wurden präzises Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln und die Echtzeitüberwachung der landwirtschaftlichen Betriebe realisierbar.

Kerntechnologien

Um das Projektziel zu erreichen, wurde ein intelligentes Agrarsystem auf Drohnenbasis entwickelt. Dieses umfasst autonome Drohnen im niedrigen Flugniveau für die Landwirtschaft, die die Automatisierung des Pflanzenschutzmittelausbringens sowie die effiziente Routenführung ermöglichen. Mithilfe multispektraler Sensortechnologie wurden spektrale Daten zum Zustand der Pflanzen und des Bodens erfasst.

Darüber hinaus verfügte das System über Funktionen zur Überwachung und Analyse von Bodennährstoffen. Die Funktion zur Überwachung der Pflanzengesundheit ermöglicht die Identifizierung von Bereichen, die aufgrund von Wachstumsproblemen besondere Aufmerksamkeit erfordern. Schließlich dient das Modul zur digitalen Kartierung von Ackerland der Visualisierung der gesammelten Informationen.

Umsetzungsprozess

Sie flogen unabhängig voneinander auf vorprogrammierten Flugbahnen und steuerten dabei Flughöhe, Geschwindigkeit und Zerstäubungsparameter, um eine gleichmäßige Pestizidverteilung und eine gesteigerte Effizienz zu gewährleisten.

Während des Betriebs erfassten die Sensoren wichtige Daten über den Zustand der Bodennährstoffe, das Pflanzenwachstum, den Gesundheitszustand der Pflanzen und Bereiche, die anfällig für Schädlingsbefall sind, wodurch mehrdimensionale Datensätze entstanden.

Durch die Analyse solcher Datensätze wurden Ackerlandkarten erstellt, um den Landwirten zu helfen, den Zustand des Ackerlandes zu erkennen und so fundierte Entscheidungen über Dünge- und Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen treffen zu können.

Projektergebnisse

Nach der Umsetzung des Projekts wurden signifikante Verbesserungen in den Bereichen landwirtschaftliche Produktivität, Kostenkontrolle und ökologische Nachhaltigkeit erzielt.

Deutliche Effizienzsteigerung

Die Spritzzeit für Pestizide auf 300 Mu (ca. 360 Hektar) Saatreisfeldern konnte von 10 auf 3 Tage verkürzt werden, wodurch die betriebliche Effizienz deutlich gesteigert wurde. Der Arbeitsaufwand wurde signifikant reduziert, die Abhängigkeit von Saisonarbeitskräften verringert und gleichzeitig die Effizienz der Bewirtschaftung großflächiger Betriebe verbessert.

Kostenreduzierung

Die gesamten Betriebskosten wurden um etwa 30 % gesenkt. Durch eine präzisere Pflanzenschutzmittelanwendung wurden Abfall reduziert und die Ressourcennutzung verbessert. Auch die saisonalen Arbeitskosten konnten deutlich gesenkt werden, wodurch die landwirtschaftliche Produktionsstruktur optimiert wurde.

Vorteile für die Umwelt

Durch präzises Sprühen konnte der übermäßige Einsatz von Pestiziden effektiv reduziert und die Pestizidverwehung minimiert werden, wodurch die Risiken der Umweltverschmutzung gesenkt und nachhaltigere landwirtschaftliche Praktiken unterstützt wurden.

Erweiterte digitale Managementfunktionen

Durch systematische Datenerfassung und -analyse wurden Echtzeitüberwachung und dynamische Aktualisierungen der Ackerlandbedingungen erreicht, was die Effizienz der Entscheidungsfindung insgesamt verbesserte. Landwirte konnten potenzielle Risiken zudem frühzeitig erkennen, wodurch Unsicherheiten und potenzielle Ernteausfälle reduziert wurden.

Project Summary

Die Integration von Agrardrohnen, multispektraler Fernerkundungstechnologie und digitaler Landmanagementtechnologie ermöglicht den erfolgreichen Übergang von der manuellen Pestizidausbringung zur intelligenten Präzisionslandwirtschaft.

Dieses Beispiel ist nicht nur sehr effektiv bei der Steigerung der landwirtschaftlichen Effizienz, sondern bietet auch ein praktikables Modell für die Digitalisierung und die Entwicklung intelligenter Technologien in der Landwirtschaft.