Woran forscht Österreich?

Und was bringt das eigentlich der Wirtschaft? Von der vollautomatisierten Landwirtschaft über die Echtzeit-Erkennung von Sicherheitsmängeln während der Softwareentwicklung bis hin zur klimaschonenden Produktion von knappen Rohstoffen und zu Kabinen für Covid-19-sichere Flugreisen – in Österreich wird Zukunft gestaltet. Ein Blick in die heimischen Forschungseinrichtungen zeigt, in welche Richtung sich die Welt bewegt.

#1 Der digitale Erntehelfer

„Es geht darum, dem steigenden Nahrungsmittelbedarf der Bevölkerung gerecht zu werden und gleichzeitig den Ressourceneinsatz zu reduzieren“, erklärt Hermann Katz sein aktuelles Forschungsprojekt. Katz ist Leiter der Forschungsgruppe für Datenanalyse und statistische Modellierung bei Policies, dem Institut für Wirtschafts- und Innovationsforschung der Joanneum Research. Derzeit arbeitet er mit seinem Team daran, die Landwirtschaft zu digitalisieren. Spricht man mit ihm über sein aktuelles Projekt, könnte man meinen, ein moderner Landwirt ist eher Informatiker als Bauer. „Momentan gelingen uns große Fortschritte bei der Bewirtschaftung von Ackerflächen. Mithilfe modernster Methoden können wir den Boden so detailliert analysieren, dass wir jeden einzelnen Feldabschnitt punktgenau bewirtschaften können. Das war in dieser Form bisher nicht möglich. Durch die exakte Kenntnis der Bodenbeschaffenheit gelingt es, die Felderträge deutlich zu verbessern.“

Die Bodenanalyse

Für die Datenerhebung arbeitet das Forschungsteam der Joanneum Research mit einem Bodensensor, den der Maschinenring Steiermark als Projektpartner zur Verfügung stellt. „Bisher war es üblich, dass Landwirte ihre Äcker auf Basis von statistischen Durchschnittswerten bewirtschaften“, erklärt Katz. „Mithilfe des Bodensensors bekommen wir nun genaueste Informationen über einzelne Teilflächen des Ackers.“ Die Forscher entnehmen jeweils Proben aus 30 und 60 Zentimetern Tiefe, um den pH-Wert, die Bodenleitfähigkeit und die Rötung des Bodens zu bestimmen. So können sie homogene Feldabschnitte identifizieren und in entsprechende Raster einteilen. „Die Bodenrötung gibt Aufschluss über die Fruchtbarkeit des Bodens, die Leitfähigkeit sagt etwas über den Wasserhaushalt aus und der pH-Wert bestimmt, wie gut die jeweiligen Nahrungsmittel wachsen.“ Anhand dieser Informationen können einzelne Teilflächen des Ackers ökologisch und ressourcenoptimal bewirtschaftet werden. Die gewonnenen Daten werden in GPS-gesteuerte Traktoren eingespielt, wodurch die richtige Menge an Dünger und Aussaat vollautomatisiert gestreut wird. „Dadurch wird der Boden weit weniger belastet. Vor allem eine Überdüngung kann zur Verschmutzung des Grundwassers führen. Mit unserer neuen Methode wird also auch die Umwelt geschont“, so Katz. Die Ergebnisse, die das Forscherteam bisher erzielen konnte, sind ausgezeichnet. Es hat sich gezeigt, dass ungefähr zehn Prozent an Ressourceneinsatz gespart werden können, wodurch vor allem bei großen Landwirtschaften enorme Einsparungen möglich sind. Dennoch mahnt Katz zur Vorsicht: „Wir befinden uns noch mitten im Projekt. Das bisher Erreichte ist wirklich toll, aber wir müssen diese Ergebnisse natürlich noch einige Male bestätigen. Nichtsdestotrotz haben wir bereits an die 50 Äcker analysiert und es hat sich gezeigt, dass jeder Acker mindestens in drei unterschiedliche Cluster eingeteilt werden konnte. Das weist schon darauf hin, wie groß das Einsparungspotential bei der Bewirtschaftung ist.“

X-Faktor Klima

Neben den Einsparungen beim Ressourceneinsatz kann die Ernte auch aufgrund der exakten Dosierungen von Dünger und Aussaat optimiert werden. Die richtige Bodenqualität ist allerdings nur ein Teil der Voraussetzungen. „Unser nächstes Ziel ist es, auch saisonale Effekte zu berücksichtigen. Das Klima können wir aber natürlich nicht so gut steuern wie die Bodenbeschaffenheiten. Trotzdem ist es unser Ziel, in den nächsten zwei Jahren eine Datenbank aufzubauen, die auch klimatische Bedingungen in die Bewirtschaftung miteinberechnet. Derzeit können die Gewinne pro Hektar alleine aufgrund des Wetters von einem auf das nächste Jahr um den Faktor zwei schwanken. Wenn uns dieser Clou auch noch gelingt, profitieren die Landwirte künftig von einer bisher nicht dagewesenen Planungssicherheit.“

„Wenn uns dieser Clou gelingt, profitieren die Landwirte künftig von einer bisher nicht dagewesenen Planungssicherheit.“

Hermann Katz Leiter der Forschungsgruppe für Datenanalyse und statistische Modellierung, Policies

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