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TU Berlin

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Forschung

Da hilft auch kein Bauernwissen mehr

Wie kann eine nachhaltige Lebensmittelproduktion gelingen? Durch möglichst präzises Bestimmen der Bodenparameter, sagt Bastian Kubsch, Gründer von „Smart Cloud Farming“

Auf dem Bildschirm Bilder eines digitalisierten Ackers
Lupe

Eine alte Bauernweisheit besagt: „Schwarzer Grund trägt gute Frucht.“ Aber wie schwarz muss der Grund sein, um welche Frucht wie „gut zu tragen“? Darüber sagt die Bauernweisheit leider nichts aus. Aus diesem Grund charakterisieren Landwirte ihre Böden, bevor sie etwas anpflanzen. Wie viel Stickstoff, Phosphor oder Kalium enthält er? Wie viel Humus-, also Kohlenstoff, und wie viel Feuchtigkeit ist im Boden? Wer das als Bauer nicht weiß, kann auch nicht wissen, welche Feldfrucht guten Ertrag bringen wird. Bislang entnahmen Landwirte jedem Hektar Feld einige Proben und schickten sie zur Analyse ins Labor. Eine Methode, die für Dr. Bastian Kubsch viel zu grob ist, denn „Bodencharakteristika können innerhalb weniger Meter ganz unterschiedlich sein“.

Kubsch studierte Biotechnologie an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg und promovierte anschließend im Bereich Biophysik am Max-Planck-Institut für Kol­loid- und Grenzflächenforschung in Potsdam. Gemeinsam mit dem Biotechnologen Michele Bandecchi und Tarun Garg, der an der TU Berlin Geodäsie und Geoinformationstechnik studierte, gründete er das Start-up „Smart Cloud Farming“, um die räumlich grobe Messung deutlich zu verfeinern: „Mit unserem Ansatz können wir die Parameter auf den Quadratmeter genau bestimmen“, sagt Kubsch. Und zwar ohne dass jemand auf das Feld muss, um Proben zu entnehmen. Kubsch nennt es „nicht invasiv“. Denn „Smart Cloud Farming“ ist ein reines Software-Produkt. Es funktioniert auf Grundlage von Bilddaten, die von Satelliten und Drohnen aufgenommen und dann cloudbasiert auf zentralen Servern abgespeichert und verarbeitet werden. Entscheidend sei, dass die noch unbewirtschaftete Ackerfläche über Lichtspektren aufgenommen werde. So könne der von den Gründern trainierte KI-Algorithmus aus den unterschiedlichen Bildern die landwirtschaftlich relevanten Bodenparameter bestimmen. Wie das genau funktioniert, ist Betriebsgeheimnis. Doch Bastian Kubsch und seine Start-up-Kollegen behaupten, den Landwirten dadurch spezifische und individualisierte Handlungsempfehlungen geben zu können, welche Fruchtfolge (siehe hier) an welcher Stelle angebaut werden soll, um optimierte Erträge zu erzielen. Mit, wie Kubsch es sagt, „voraussichtlich dramatisch positiven Auswirkungen“ für die Landwirte: „Sie können Fruchtfolgen sehr viel spezifischer lokalisiert anbauen und den Boden sehr viel spezifischer behandeln. Präzisionslandwirtschaft wird möglich: präzisierte Düngung und Ausgabe von Saatgut. Das reduziert Kosten, optimiert gleichzeitig die Erträge und eröffnet die Möglichkeit, den Boden langfristig gesund zu erhalten.“

Die Vitalität des Bodens steht beim Start-up „Smart Cloud Farming“ im Fokus: „An kurzfristig maximalem Ertrag sind wir nicht interessiert, denn das ist nicht nachhaltig“, so Bastian Kubsch. Schließlich betont er, dass wir in einem Zeitalter des Klimawandels lebten: „Deshalb beziehen wir auch Wetter- und Klimadaten mit ein. Zum Beispiel, um die Landwirtschaft an die italienischen Verhältnisse anzupassen, die laut manchen Prognosen in Deutschland in wenigen Jahrzehnten zu erwarten sind. Bei solch dramatischen Veränderungen in so kurzen Zeiträumen hilft auch das gesammelte Bauernwissen aus Jahrhunderten nicht viel.“ Aber auch die Landwirtschaft selbst trägt zum Klimawandel bei. Der in der Erde gebundene Kohlenstoff wird bei Erosion zum Teil gasförmig freigesetzt, wodurch weltweit jährlich Gigatonnen entweichen. Kubsch ist überzeugt, dass diese Menge mit „Smart Cloud Farming“ reduziert werden könne: „Erstens soll der Boden geschont werden. Das minimiert die Bodenerosion und damit die CO2-Emission. Zweitens kann durch Präzisionslandwirtschaft die Überdüngung um die Hälfte reduziert werden. Es wird viel weniger Lachgas freigesetzt, das etwa dreihundertmal stärker als das Treibhausgas CO2 wirkt.“ Die Modelle besagen also, dass Treibhauseffekte durch die Landwirtschaft vermieden werden können. Ob das stimmt, wird die Praxis zeigen.

Wagniskapital und Beratung

Die Konzeption zu „Smart Cloud Farming“ begann im Sommer 2017. Seit ­Februar 2018 beziehen die Gründer über das Centre for Entrepreneurship (CfE) der TU Berlin eine EXIST-Förderung des ­Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Bei bis zu drei Mitgründern erhalten sie einen Büroraum im CfE, Sachmittel und Coachings für ein Jahr. TU-Professor Dr. Odej Kao, Leiter des Fachgebietes Komplexe und Verteilte IT-Systeme, ist ihr Mentor. 

Jochen Müller, "TU intern" Februar 2019

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