Precision Farming: Wie Landwirte von Drohnen in der Pflanzenzüchtung profitieren

Die Luft vibriert. Es klingt, als nähere sich ein Schwarm Bienen. Für einige Sekunden machen die vier Rotoren von Marius Burkhardts knallorangem Fluggerät zwischen den Versuchsparzellen von KWS im niedersächsischen Einbeck so viel Wirbel, dass sich die Pflanzen am Boden im Luftzug biegen.

Dann steigt die Drohne in luftige Höhen auf und zieht deutlich leiser mathematisch präzise Bahnen über das Feld, auf dem einige Zentimeter hohe, noch zarte Maispflanzen wachsen. Ihretwegen hat der Vierzigjährige an diesem Morgen den Quadrocopter in den Himmel über Einbeck geschickt.

Unter dem Fluggerät hängen gleich mehrere Sensoren, die die Pflanzen auf dem Feld aufnehmen, um ihr Wachstum zu erfassen. Mit einer vollen Akkuladung, die für eine knappe halbe Stunde Flugzeit reicht, erfasst die Drohne systematisch zwischen drei und acht Hektar, je nach Anwendung und abhängig von Flughöhe, Sensoren sowie Flugplan. Eine Multispektral- und eine Wärmebildkamera messen dazu in verschiedenen Wellenlängenbereichen die Lichtmenge, die von den Pflanzen reflektiert und absorbiert wird. Hinzu kommen die Fotos des Feldes.

Hunderte Drohnenfotos, eine Gesamtaufnahme

Pflanzenzüchter bleiben trotz Drohnen und Software unerlässlich. Zum einen müssen sie die Messungen kalibrieren: „Für uns Menschen ist es natürlich eine leichte Übung, zwei Rüben- oder Maispflanzen auseinanderzuhalten“, sagt Bauer. „Dieses Wissen an Maschinen zu übertragen macht aber viel Arbeit.“

Ein Beispiel: Morgens und abends steht die Sonne besonders tief über den Feldern, ihr Licht ist dann rötlicher als noch am Mittag. Wenn die Sonne um 12 Uhr mittags dagegen sehr hoch am Himmel steht, ist der Anteil blauen Lichts höher. Liegt an trockenen Tagen morgens noch Staub auf den Blättern, der am Nachmittag von einem Regenguss weggespült wird, ändert sich die Optik innerhalb eines Tages erneut. Oder wenn Schatten morgens und mittags anders fallen. „Das alles müssen wir berücksichtigen und korrigieren“, sagt Bauer. „Nur dann können wir den Zustand der Pflanzen und Blattkrankheiten einwandfrei erkennen.“

Und Menschen sind auch beim Bewerten und Nutzen der Ergebnisse unverzichtbar. Nach der Rückkehr vom Feld speist Drohnenpilot Burkhardt die Aufnahmen in die Auswertungssoftware ein. Sie setzt Hunderte Fotos zu einer Gesamtaufnahme zusammen. Auf dem virtuellen Acker am Bildschirm spannen sich feine Linien in Grün, Rot und Blau. Das Team diskutiert dann die Daten: Wie ist die mittlere Blattfärbung? Wie viel Fläche nehmen die Pflanzen ein? Und was bedeutet das für die weitere Züchtung? Erfolge und Herausforderungen sollen hier konkret sichtbar werden.