„Intelligente“ Sprühgeräte sollen helfen, den Pflanzenschutz im integrierten und ökologischen Obstbau umweltschonender zu gestalten. Dazu wurde kürzlich ein Sprühgerät mit Infrarotsensoren und einer automatischen Düsensteuerung ausgestattet. Ein großes Problem für den Apfelanbau in Mitteleuropa sind Pilzkrankheiten wie Mehltau oder Schorf. Gegen sie wird bei bestimmten Temperatur- und Feuchtebedingungen vorbeugend vorgegangen. Die Bäume einer Anlage sind jedoch meist ungleichmäßig belaubt und es treten Lücken zwischen den Bäumen auf.

Hier setzt das sensorgestützte Gerät an. Mit den Sensoren werden Lücken in der Laubwand genau erkannt und das Mittel wird zielgerichtet nur auf die Blätter gesprüht. Lücken im Baumbestand und in der Belaubung werden ausgespart. Die Düsen können einzeln an- bzw. abgeschaltet werden. Neben der Optimierung der Lückenschaltung für neue Sprühgeräte arbeitet das JKI an einem Nachrüstsatz für bereits im Gebrauch befindliche Geräte. Um die neue umweltschonende Technik sicher in den Markt einzuführen, werden Prototypen des Gerätes in einem mehrjährigen Praxiseinsatz in einem Verbundforschungsprojekt gemeinsam mit den Herstellern untersucht.

Nicht immer müssen vorhandene Schädlinge und Krankheiten bekämpft werden. Das ist nur erforderlich, wenn die Populationen zu hoch sind oder wenn die Witterungsbedingungen den Ausbruch einer Krankheit befördern würden. Voraussetzung ist allerdings, dass der Landwirt, Gärtner oder Obstbauer seine Flächen fortlaufend kontrolliert. Dabei helfen ihm technische Systeme.

Beispiel: Überwachung von Kohlschädlingen

Einfach handhabbare und schlagspezifische Überwachungsmethoden für Kohlschädlinge mit optischen Sensoren (Kameras) sollen Kohlanbauern künftig die Entscheidung erleichtern, ob und wann sie bestimmte Insektizide einsetzen. Die derzeit für das Freiland verfügbaren Verfahren für Schädlinge im Gemüseanbau sind entweder sehr zeitaufwändig oder nicht flächenspezifisch. Deshalb wollen wir mit Partnern eine effiziente, technisch gestützte Entscheidungshilfe für die Praktiker entwickeln. Sie basiert auf Fallensystemen im Feld, die durch optische Sensoren ergänzt werden. Derzeit testen die Experten verschiedene Anordnungen im Freiland. Das neu entwickelte optische System soll schädlingsspezifische Daten automatisch erfassen. Es soll abschließend in bereits vorhandene Module und Angebote der Pflanzenschutzdienste der Länder aufgenommen werden.

Beispiel: verbesserte Schorfprognose bei Apfel

Neuartige Regensensoren sollen die  Befallsentwicklung mit dem Erreger des Apfelschorfs vorhersagen. Diese verbesserte Schorfprognose soll zur Reduktion des Fungizideinsatzes führen. Der Schorf überwintert als Spore im Falllaub. Die Sporen werden - getriggert durch den Frühjahrsregen - ausgeschleudert und gelangen auf die Blätter. Dort keimen sie unter günstigen Witterungsbedingungen aus. Diese Wetterbedingungen gilt es ebenfalls zu erfassen. Deshalb entwickeln JKI-Forscher Regensensoren, die die kinetische Energie jedes Regentropfens registrieren und außerdem die Blattnässe erfassen. Das mit einer Software gekoppelte Sensorsystem berücksichtig sowohl die pilzlichen Parameter (Sporenausschleuderung nur bei starkem Regen) als auch die meteorologischen Parameter (lange Blattnässeperioden gepaart mit idealen Temperaturen), die für den Krankheitsverlauf entscheidend sind. So können der Behandlungstermin genauer bestimmt und unnötige Behandlungen vermieden werden.

Beispiel: Vorratsschädlinge akustisch erkennen

Vorratsschädlinge – allen voran der Kornkäfer – können in Lagern unentdeckt immense Schäden anrichten. Ein akustischer „Detektor“ soll es ermöglichen, die verdeckt agierenden Schädlinge auch noch in riesigen modernen Getreidelagern frühzeitig zu erkennen, damit sie frühzeitig bekämpft werden können. Dabei machen sich die Experten zu Nutze, dass die einzelnen Tierarten und ihre Entwicklungsstadien „akustische Fußabdrücke“ hinterlassen. Im Projekt werden die spezifischen Frequenzen der in Getreide häufigen Schadinsekten und ihrer Brutstadien erfasst. Das Mess-System muss außerdem die in der Praxis auftretenden Nebengeräusche von den Fressgeräuschen der Schädlinge unterscheiden können. Auch ist der Einfluss von Temperatur und relativer Feuchte zu berücksichtigen. Das System wird derzeit unter Versuchsbedingungen erprobt. Anschließend wird es unter Praxisbedingungen getestet und die Auswertungssoftware entwickelt.

Zur Überwachung des Silageprozesses in Biogasanlagen wird am JKI ein multiples Mess-System entwickelt und angepasst. Ziel ist es, die Prozessabläufe in neueren großen Biogasanlagen zu optimieren. Die so genannte Multisensorik ermöglicht es, die Verdichtung an kritischen Stellen, wie Randbereichen, zu überwachen. Zudem kann auf die in großen Siloanlagen auftretende Inhomogenität des Gärsubstrates in angemessener Weise reagiert werden. Störgrößen während des Silierprozesses und nach der Entnahme werden frühzeitig erkannt und können beseitigt werden, damit die Silagequalität erhalten bleibt. Durch die Kalibration der Multisensorik können die in der Praxis auftretenden Verlustgrößen quantifiziert und neue Substrate besser bewertet werden. Die Verwendung eines im Erntedaten-Management gängigen Software-Standards sorgt dafür, dass die Sensordaten später in bereits etablierte Softwarelösungen integriert und damit unmittelbar in die Praxis übertragen werden können.