Das digitale Freilandlabor

Im digitalen Freilandlabor LIDO können Unternehmen und Forschungseinrichtungen bestehende und neue Technologien unter praxisnahen Bedingungen einsetzen, testen und vorführen.

120 Interessierte, 14 Technologien und ein Ziel: eine smarte und ressourceneffiziente Landwirtschaft.

Das ist die Bilanz des Open Day LIDO (Laimburg Integrated Digital Orchard), der am 10. Oktober 2023 am Versuchszentrum Laimburg stattgefunden hat.

Im digitalen Freilandlabor LIDO können Unternehmen und Forschungseinrichtungen bestehende und neue Technologien unter praxisnahen Bedingungen einsetzen, testen und vorführen. Inzwischen haben 14 Stakeholder diese Chance genutzt und ihre innovativen Technologien vor Ort implementiert. Der Schwerpunkt in diesem Jahr liegt auf der Verwendung von Sensoren zur Messung von Bodenfeuchte, Trockenstress und auf intelligenten Bewässerungssystemen.

Der Bedarf einer nachhaltigeren und ressourcenschonenden Produktion, der Klimawandel und der Mangel an spezialisierten Arbeitskräften gehören zu den wichtigsten Herausforderungen der Südtiroler Landwirtschaft.

Eine vielversprechende Antwort auf diese Herausforderungen bieten Digitalisierung und Robotik.

LIDO, kurz für „Laimburg Integrated Digital Orchard“, ist das digitale Freilandlabor am Versuchszentrum Laimburg. Auf rund einem Hektar Obst- und Weinbaufläche verfolgen die Betreiber das Ziel, Digitalisierung und Robotik in der Landwirtschaft voranzutreiben. Diesen neuen Technologien wird insbesondere bei Raumkulturen wie dem Obst- und Weinbau ein großes Potenzial zur Schaffung einer zukunftsfähigen und nachhaltigen Landwirtschaft zugesprochen.

Das Leitthema für LIDO im Jahr 2023 ist die smarte und bedarfsgerechte Bewässerung. Rund ein Dutzend Institutionen, Unternehmen und Start-Ups haben auf den Aufruf zur Interessensbekundung reagiert und ihre Technologien im LIDO installiert. Diese reichen von Sensoren zur Messung verschiedener Parameter wie Bodenfeuchte oder Blatt-Transpiration bis hin zu ausgeklügelten Bewässerungssystemen. Während des Open Day hatten die 120 Teilnehmenden die Gelegenheit, die Systeme und Sensoren im Freilandlabor für Apfelanbau unter realen Bedingungen in Aktion zu sehen und sich direkt mit den Stakeholdern und Forschenden des Versuchszentrums Laimburg auszutauschen.

„Mit LIDO haben wir eine moderne Infrastruktur geschaffen, die den Stakeholdern der Landwirtschaft zur Verfügung steht. Nach einem Jahr LIDO sehen wir, dass großes Interesse an der Nutzung des digitalen Freilandlabors besteht. Die vor Ort installierten Technologien können dazu beitragen, die Landwirtinnen und Landwirte in Südtirol bei einer smarten Bewirtschaftung ihrer Anbauflächen zu unterstützen. Sie sollen Fragen wie ‚Hat meine Kultur ausreichend Wasser?‘ oder ‚Ist eine Behandlung mit Pflanzenschutzmitteln nach dem gestrigen Regen notwendig?‘ rasch und einfach beantworten können“, erklärt Projektleiter Walter Guerra.

„Das Freilandlabor LIDO leistet einen Beitrag zu einem unserer fünf Forschungsschwerpunkte bis 2030: Digitale Innovation und smarte Technologien sollen die Landwirtschaft fit für die Zukunft machen. Der Mensch als Faktor soll dabei aber nicht ersetzt werden – er ist und bleibt Dreh- und Angelpunkt, um Innovationen erfolgreich in die Praxis umzusetzen“, ergänzt der Direktor des Versuchszentrums, Michael Oberhuber.

Große Bandbreite an Technologien und Unternehmen

Der Blattsensor FylloClip zur Früherkennung von Trockenstress ist eine der interessanten neuen Entwicklungen, die im LIDO getestet und vorgeführt werden. Der FylloClip ist eine flache Kunststoffstruktur, die ähnlich wie eine große Büroklammer auf dem Blatt einer Pflanze befestigt wird.

An der Unterseite des Blattes misst der Sensor die Wasserverdunstung (Transpiration), an der Oberfläche des Blattes die Intensität der Sonneneinstrahlung. Bei ausreichender Wasserversorgung transpirieren die Blätter, solange sie dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Bei beginnendem Wassermangel schließen die Pflanzen die Blattspaltöffnungen hingegen frühzeitig, um sich vor Austrocknung zu schützen.

Durch die kontinuierliche Messung von Sonneneinstrahlung und Transpiration können beginnender Trockenstress rechtzeitig erkannt und gezielte Gegenmaßnahmen ergriffen werden, noch bevor die Pflanze sichtbare Symptome wie welkende Blätter zeigt.

Die 14 im LIDO vertretenen Firmen, darunter auch einige Startups, präsentierten vor allem technische Lösungen im Bereich der Bodenfeuchtemessung, welche zum Teil auf sehr unterschiedlichen Messprinzipien beruhen. So konnten Tensiometer zur Messung der Saugspannung des Bodenwassers, Sensoren zur Messung des volumetrischen Wassergehalts und als besondere technische Neuerung ein System besichtigt werden, welches die vom Weltraum eintreffende kosmische Strahlung als Grundlage ihrer Messungen benutzt.

Das digitale Freilandlabor für Obst- und Weinbau LIDO

Die digitalisierte Apfelanlage erstreckt sich über eine Fläche von 0,65 Hektar und liegt im Talboden. Um eine möglichst umfassende Datenerhebung zu erlauben, steht hier die spätreifende Sorte Rosy Glow / Pink Lady® im Guyot-Mehrachssystem. Das Freilandlabor für den Weinbau umfasst einen 0,4 Hektar großen Weinberg mit Terrassen und einer Neigung von 70 Prozent. Hier gedeiht die Sorte Chardonnay im Guyot-Erziehungssystem. Zur Grundausstattung der LIDO-Freilandlabors gehören stationäre Applikationsanlagen für Pflanzenschutzmittel, die eine zeitgerechte Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln und eine gezielte, umweltschonende Bekämpfung von Krankheitserregern und Schädlingen ermöglichen.

Neu entwickelte, pulsierende Sprinkler mit geringer Durchflussmenge sollen die Abdrift sowie das Abfließen der Spritzbrühe reduzieren. Dank dieser Technologie ist eine gezieltere und zeitgerechtere Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln möglich. Zur Versorgung der Anlagen mit der wertvollen Ressource Wasser werden im LIDO verschiedene technische Ansätze für eine effiziente Bewässerung geprüft, die sich am tatsächlichen Wasserbedarf der Pflanzen orientieren.

Dazu gehören die Erfassung der Wasserverfügbarkeit im Boden mittels geeigneter Sonden und die Fernübertragung der entsprechenden Messwerte. Mithilfe von Feuchtigkeitssensoren im Boden ist es möglich, den Wassergehalt des Bodens und den Bewässerungsbedarf der Pflanzen zu ermitteln. Über Magnetventile kann die Bewässerung bei Bedarf automatisch aktiviert werden. Dies ermöglicht einerseits eine optimale und nachhaltige Nutzung der Ressource Wasser und ist andererseits für die Ertragsleistung und die Fruchtqualität von entscheidender Bedeutung. Direkt vor Ort befinden sich 24 m² Bürofläche, um die verschiedenen Prozesse zu überwachen und über Fernkontrolle zu steuern. Die gewonnen Daten fließen in ein Cloud-basiertes Managementsystem ein.