Digitale Technologie für resiliente und nachhaltige Agrarsysteme

(Horizont Europa - Cluster 6)

gefördert durch: Hightech-Agenda Bayern

Fördermittelgeber: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt

Projektverantwortlich: Prof. Dr. Rudolf Bierl, Prof.Dr. Matthias Ehrnsperger

Kooperationspartner: Universität Hohenheim

Laufzeit: seit 2024

Gegenstand des Vorhabens ist der Aufbau eines europäischen Netzwerks zur Vorbereitung eines Forschungsantrags im Programm Horizont Europa – Cluster 6, Destination 2 „Gerechte, gesunde und umweltfreundliche Lebensmittelsysteme“. Im Fokus stehen digitale Technologien für resiliente, nachhaltige Agrarsysteme, insbesondere zur Erhaltung von Boden- und Pflanzengesundheit. Damit sollen die Gemeinsame Agrarpolitik (CAP) in der EU gestärkt und Beiträge zum Green Deal geleistet werden. Zusätzlich wird eine Kooperation mit tschechischen Partnern für einen Antrag im Programm Interreg BY-CZ in Betracht gezogen. Ziel des geplanten Forschungsprojekts ist die Entwicklung eines modularen, KI-gestützten Systems zur Frühdetektion von Wasserstress, Nährstoffmangel und Schädlingsbefall. Mit unterschiedlichen Sensorsystemen sollen die Bedingungen auf dem Feld hochauflösend erfasst und ausgewertet werden, um Landwirten und anderen Stakeholdern eine frühzeitige und präzise Handlungsempfehlung anzubieten. Der Beitrag der OTH Regensburg wird die Entwicklung der Sensortechnik und der KI sein.

Optimierte Pflanzenbewässerung durch Sensordatenfusion und Machine Learning

Der fortschreitende Klimawandel führt insbesondere angesichts des rasanten Bevölkerungswachstums zu großen Herausforderungen für die Menschheit. In Nordeuropa wird beispielsweise die Anzahl von Starkregenfällen und Dürren aufgrund der Verlangsamung des Jetstreams weiter zunehmen. Der damit verbundene Wasserüberschuss bzw. Wassermangel kann zu schweren Schäden an Pflanzen führen, die wiederum große Engpässe in der Nahrungsmittelproduktion und damit in der Versorgung der Bevölkerung nach sich ziehen.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, ist die frühe Entwicklung geeigneter Gegenmaßnahmen erforderlich. Der Fokus des Projekts liegt dabei insbesondere auf einer optimalen Bewässerungsstrategie, angepasst an die dynamischen Bedingungen.

Zur Entwicklung eines solchen Modells müssen die tatsächliche Wasseraufnahme der Pflanzen und mögliche Stressfaktoren zunächst präzise quantitativ bewertet werden. Hierfür werden passende Methoden, z.B. auf Basis von Sensordaten, entwickelt. Anschließend kann der zukünftige Wasserbedarf anhand von umwelt- und pflanzenspezifischen Faktoren modelliert werden. Dies ermöglicht es, die Bewässerung bedarfsgerecht anzupassen, um den Ertrag zu maximieren.