#2 Use Case 2: Phenodrohne für die Pflanzenzüchtung

veröffentlicht am 12.04.2022; Autor: Dr. Peter Oswald

Die Grundlage

Der Use Case Phenodrohne (von engl. phenotyping = Phänotypisierung / Erscheinungsabbildung) setzt am Anfang der Wertschöpfungskette, bei der Pflanzenzüchtung von Mais, Getreide oder Zuckerrüben, an. Der mit 5G kombinierte Einsatz der Phenodrohne lässt effizientere Merkmalserfassungen von Pflanzen auf dem Feld zu, schafft die Grundlage für frühere und effizientere Züchtungsentscheidungen und steigert somit den Züchtungsfortschritt von qualitativ hochwertigeren Saatgutsorten. Züchterische Entscheidungen sind in einer sehr kurzen Zeitspanne zu treffen. Aktuell dauert der Prozess von einer Feld-Befliegung bis zur Verfügbarkeit der ausgewerteten Merkmalsdaten (Bonitur-Werte) in der Zuchtdatenbank mehrere Tage. Erstrebenswert ist jedoch ein Zeithorizont von weniger als einem Tag (< 24 h bis zum Analyseergebnis). Aufgrund des zu verkürzenden Zeithorizonts und der entsprechend großen Datenmenge besteht für den Use Case Phenodrohne eine hohe Notwendigkeit für den Einsatz der 5G-Technologie mit schnelleren Datentransfers.

Aufbau eines Demonstrators

Für den Aufbau eines Demonstrators (als Pilot) wird eine Drohne vom Typ microdrones genutzt, die um ein industrielles 5G-Modem erweitert wird. Die Drohne wird über verschiedene Versuchsfelder geflogen und kann über einen 5G-Slice direkt Daten in die 5G-Farmcloud einspeisen. Zusätzliche Umweltdaten werden über Sensoren aufgenommen. Denkbar ist auch, den Use Case 2 zusätzlich auf dem Feld eines Landwirts anzuwenden und somit weitere Abschnitte der Wertschöpfungskette mit einzubeziehen. Hierbei erhält der Landwirt in regelmäßigen Abständen einen Überblick über den Status seiner Felder in Bezug auf Pflanzenentwicklung, Schädlingsbefall, Krankheitsdruck und Abreifegrad. Darauf basierend können entsprechende Maßnahmen zur Steigerung des Ertragspotenzials auf dem Feld geplant und durchgeführt werden. Dies können selektive Düngung, Schädlingsbekämpfung oder auch zu Beginn der Vegetationsperiode die Nachsaat an minderentwickelten Stellen sein.

Geringer Arbeitsaufwand

Für die Use Cases Phenodrohne (2) und Scoutdrohne (3) gilt die Randbedingung, dass nach dem aktuellen Gesetz Drohnen nicht außer Sichtweite geflogen werden dürfen (Line of Sight) (vgl. BMVI, 2020). Da in dem vorgesehenen Projektzeitraum höchstwahrscheinlich kein autonomes Fliegen erlaubt sein wird, findet vorerst eine beaufsichtigte Steuerung statt. Das erfordert zunächst eine vor Ort-Betreuung des Systems, erzeugt insgesamt jedoch einen verhältnismäßig geringen Arbeitsaufwand für die Betriebe.