Forschungsprojekt (Kurzprojekt)
Hochpräzise und selektive Einzelpflanzenbehandlung im Gemüsebau auf Basis Künstlicher Intelligenz

Die ARA-Pflanzenschutzspritze in Aktion auf einem Zwiebelfeld

Mit Hilfe der punktuellen Einzelpflanzenbehandlung mit der ARA-Spritze sollen Herbizide dort eingesetzt werden, wo sie auch tatsächlich benötigt werden. Dabei soll der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln laut Angaben des Unternehmens um bis zu 90 % reduziert werden. Das selektiv applizierende Pflanzenschutzgerät ARA soll die Pflanzenschutzmittel punktgenau je nach Anforderung auf der Kultur, bzw. dem Beikraut ausbringen.

Dies erfolgt mit Hilfe von 156 Düsen, welche auf einer Arbeitsbreite von 6 m in einen Abstand von 4 cm angebracht sind. Die Düsen werden zur Einzelpflanzenbehandlung separat angesteuert. Der Spritzkorridor einer Düse beträgt 6 x 6 cm. Mit Hilfe von sechs Kameras wird während der Überfahrt der Untergrund abgescannt. Je nach vorheriger Arbeitseinstellung setzt die richtige Düse zum richtigen Zeitpunkt ein. Je nach Arbeitsauftrag werden die Kulturpflanzen bei Insektiziden und Fungiziden direkt behandelt. Beim Herbizideinsatz werden die Beikräuter direkt behandelt.

Die Beikrautbekämpfung kann nach zwei Methoden gesteuert werden:
1. Die Kulturpflanze darf neben dem Unkraut stellenweise auch getroffen werden,
2. Es darf keine Kulturpflanze getroffen werden, sondern nur das Beikraut.

Dies erfolgt bei bei einer Fahrgeschwindigkeit von bis zu 7 km/h zielgenau per Spot-Spray von den 25 cm über der Kultur geführten Düsen. Je nach vorgegebener Kultur- und Behandlungsart wird die Spritzmenge automatisch angepasst.

Im Versuch wurde eine vergleichende Anwendung in der Kultur Zwiebel durchgeführt. Zwiebeln werden nach dem Auflaufen mehrmals innerhalb des Zeitraumes von Mitte April bis Ende Mai mit Herbiziden behandelt (vier bis fünf Behandlungen). Als Tastversuch erfolgte der Einsatz der ARA-Pflanzenschutzspritze. Der Einsatz in anderen Kulturen wie Salat wird erwogen.

Ziele des Projektes

Vergleich einer Einzelpflanzenbehandlung (Spot-Spraying) durch die ARA-Feldspritze mit einer Standardvariante (flächige Ausbringung). Ziel war die vergleichende Bewertung von:

  • Wirkungseffizienz und Einsparung von Pflanzenschutzmitteln, Beitrag zur Reduktion des Einsatzes von chemischen und synthetischen Pflanzenschutzmitteln um 50 % als Staatsziel
  • Einsatz alternativer, natürlicher Wirkstoffe, die durch diese Technik eingesetzt werden können (Beispiel: Einsatz von Pelargonsäure)
  • Wirkung auf das Wuchsverhalten (Beispiel: Vermeidung von Wuchsdepressionen bei Herbizid-Anwendungen)
  • Wirkung auf Ertrag und Qualität (Beispiel: Größensortierung bei Zwiebeln)
  • Vergleich der Flächenleistung der unterschiedlichen Methoden

Methodik des Projektes

Folgende Versuchsvarianten im Zwiebelanbau wurden geplant:

  • Standard: flächige Ausbringung des Pflanzenschutzmittels (betriebsübliche Tankmischung)
  • Ausbringung der betriebsüblichen Tankmischung mit dem ARA-Spritzgerät, es wurde nur das Unkraut behandelt
  • Zusätzlich wurde mit Belouka (Pelargonsäure), ein natürlicher Wirkstoff, welcher weniger verträglich in Zwiebel ist auf die gleiche Art geprüft. ARA könnte bei Erfolg den Einsatz von Herbiziden in empfindlichen Kulturen mit einem Mittel natürlichen Ursprungs ermöglichen

Die Versuche fanden in zwei niederbayerischen Praxisbetrieben statt.

Ergebnisse des Projektes

Die Politik hat übergreifend das Ziel ausgerufen, chemisch-synthetischen Pflanzenschutz deutlich zu reduzieren und so den Ansprüchen der Gesellschaft an den modernen Pflanzenbau gerecht zu werden. In Bayern soll bis 2028 der Einsatz um 50 % reduziert werden. Hier steht die Praxis vor der Herausforderung eine Reduktion ohne Verluste an Produktivität und Produktqualität zu realisieren.

Die Spot-Spray-Technik, welche Pflanzenschutzmittel sehr gezielt nur dort ausbringt, wo sie erforderlich sind, kann ein Baustein sein, um diesen Zielen näher zu kommen und auch den Ansprüchen der Anbauer gerecht zu werden.

Die Spot-Spray-Technik zeigte in der Kultur Speisezwiebel ein Einsparpotential von über 75 % an Pflanzenschutzmitteln in der Beikrautbekämpfung . Hier wurde neben chemischen Praxismitteln auch Pelargonsäure, ein Totalherbizid natürlichen Ursprungs, verwendet.

Sehr frühe Insektizidmaßnahmen zum Schutz vor Kohlerdflohbefall in Kopfkohl bieten Einsparpotentiale von über 90 %, und auch im Salat lassen sich je nach Kulturstadium Einsparungen von über 50 % realisieren.

Gemüsekulturen sind oftmals sehr sensibel, was die Verträglichkeit von Herbiziden angeht. Praktiker stehen in diesen Kulturen vor der Herausforderung die Aufwandmengen so zu gestalten, dass diese noch verträglich sind, aber gute Wirkungen eintreten. Auch ohne Schutzzone um die Kulturpflanze (Schutzzone um Kulturpflanze bei Unkrautbehandlungen einstellbar) wurden bei Unkrautbehandlungen in Speisezwiebeln mit relativ hoch konzentrierten Mischungen kaum Phytotox-Erscheinungen beobachtet.

Ausführliche Ergebnisse zum Versuch können sie im Abschlussbericht finden.

Publikationen
Abschlussbericht folgt in Kürze

Projektinformationen
Projektleitung: Martin Schulz (LWG-IEF3)
Projektbearbeiter: Markus Göttl (AELF Deggendorf Straubing)
Laufzeit: 15.04.2023 bis 31.12.2023
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Projektpartner: LfL - Institut für Pflanzenschutz (IPS), Ecorobotix SA, Erzeugerring Straubing, Gemüsebaubetriebe
Förderkennzeichen: A/23/02