Wann rechnet sich Klimaschutz? – HAW Kiel entwickelt Entscheidungshilfe für Landwirt*innen

fTeilen

Forschende der HAW Kiel entwickeln mit der „EcoSchemer-Webapp“ eine KI-
gestützte Entscheidungshilfe, die Landwirtinnen zeigt, wo sich auf ihren
Feldern Umweltschutzmaßnahmen auch wirtschaftlich lohnen. Aufbauend auf
dem Projekt „KI-Anbauplanung“ kombiniert das Team Ertrags- und Kostendaten
mit Satelliten- und Maschinendaten, um präzise Karten zu erstellen.
Unterstützt vom Bauernverband S-H testen rund 80 Landwirtinnen die Webapp,
die ökologische und ökonomische Entscheidungen verbindet – damit sich
Klimaschutz auf dem Acker rechnet.

Ertragreiche Landwirtschaft und geförderte Umweltschutzmaßnahmen können
nebeneinander existieren – sogar auf demselben Feld. Forschende der HAW
(Hochschule für Angewandte Wissenschaften) Kiel wollen Landwirt*innen mit
einer KI-basierten Software dabei unterstützen, ökologisch und ökonomisch
sinnvolle Entscheidungen für ihre Ackerflächen zu treffen. Am Ende des auf
drei Jahre ausgelegten Transferprojekts „EcoSchemer-Webapp“ soll eine
Webapp Landwirt*innen zeigen, auf welchen Flächen Umweltschutzmaßnahmen
ökonomisch sinnvoll sind.

KI-gestützte Entscheidungshilfe für nachhaltige Landwirtschaft

Unterschiedliche Boden- und Standortbedingungen auf engem Raum
beeinflussen den Ernteertrag und damit die Einnahmen von Landwirt*innen.
So können neben Hochertragszonen Bereiche liegen, in denen die
Kulturpflanzen beispielsweise durch Staunässe geschädigt werden, während
sie an anderer Stelle unter Wassermangel leiden.

„Bei der Entscheidung, ob
eine Niedrigertragszone aus der Produktion genommen und für Öko-Maßnahmen
genutzt wird, setzen die Landwirt*innen auf ihre Erfahrung in der
Bewirtschaftung ihrer Felder“, erklärt Projektleiter Prof. Dr. Yves
Reckleben von der HAW Kiel. „Damit wird gewiss nicht immer das Optimum
getroffen. Eine datengetriebene Entscheidungsunterstützung würde dabei
helfen, Naturschutz und Wirtschaftlichkeit zu vereinen, die Biodiversität
zu stärken und zur nachhaltigen Entwicklung der Landwirtschaft
beizutragen.“

Im vorangegangenen Projekt „KI-Anbauplanung“ hatte das Team von Reckleben
bereits wichtige Vorarbeit geleistet. Es entwickelte einen
funktionsfähigen Prototyp, der als Webapp genutzt werden kann. Um KI-
Modelle zu trainieren und zu vergleichen, hatten die Forschenden zunächst
Ertragsprognosen, u.a. basierend auf den Daten der
Erdbeobachtungssatelliten Sentinel der ESA, genutzt. Anschließend
übertrugen sie die Modelle auf durch Mähdrescher aufgezeichnete
Ertragsdaten von zwei landwirtschaftlichen Betrieben. Das finale Modell
nutzten sie für die ortsgenaue Ertragsschätzung. Schließlich kalkulierte
das Team, ob und wo sich der wirtschaftliche Ertrag mit Öko-Regelungen
entsprechend der Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP) der EU steigern lassen
würde.

Praxisnahe Entwicklung im Austausch mit Landwirt*innen

Im Rahmen des Transferprojekts „EcoSchemer-Webapp“ verfeinert und
erweitert das Team seine Analyse mit Unterstützung des Bauernverbands
Schleswig-Holstein e.V. (Bauernverband S-H). Rund 80 Landwirt*innen sollen
die Webapp nutzen und mit Daten füttern: Dazu gehören u.a. Ausgaben für
Saatgut und Düngemittel sowie Lohnkosten – kurz sämtliche Kosten, die bei
der Bearbeitung der landwirtschaftlichen Flächen anfallen. Diese Daten
nutzt Projektmitarbeiter Okke Dircks, um die Algorithmen der Software
weiterzuentwickeln: „Mithilfe neuer ökonomischer Modellierungen können wir
deutlich präziser und vor allem gesamtbetrieblich in die
betriebsspezifische Datenanalyse einsteigen. So können wir den
tatsächlichen Mehrwert für Landwirt*innen genauer erfassen und
herausfinden, welche Entscheidungen sich auf ihren Flächen wirtschaftlich
wirklich auszahlen.“

Nach Ablauf des Projekts soll die Webapp folgendermaßen funktionieren:
Landwirt*innen können ihre Feldgrenzen und Ertragsdaten hochladen, die das
System vollautomatisiert verarbeitet. So entstehen Karten mit konkreten
Empfehlungen. In verschiedenen Farben markierte Zonen zeigen, ob die
Kulturpflanze oder die ökologische Maßnahme den höheren Ertrag einbringt.
„Auf dieser Entscheidungsgrundlage können Landwirt*innen ertragreiche
Teilflächen wie gewohnt bewirtschaften und ertragsärmere Bereiche gezielt
für ökologische Maßnahmen nutzen, ohne finanzielle Nachteile zu haben“,
sagt Reckleben. „So rechnet sich Klimaschutz für die Betriebe.“

Land Schleswig-Holstein unterstützt KI-gestütztes Landwirtschaftsprojekt

Das Land fördert die EcoSchemer-Webapp mit rund 356.000 Euro. „Der Einsatz
und die Anwendung von Künstlicher Intelligenz schafft Wettbewerbsvorteile
und Wertschöpfung – nicht nur in der Digitalwirtschaft, sondern auch in
vermeintlich traditionellen Bereichen wie der Landwirtschaft“, betont
Digitalisierungsminister Dirk Schrödter. „Von der Analyse unproduktiver
Ackerflächen, über den optimalen Maschineneinsatz bis hin zu aktuellen
Wettereinflüssen oder Weltmarktpreisen für Getreide – mit KI-Technologien
wie der EcoSchemer-Webapp können unsere zahlreichen Landwirtinnen und
Landwirte viel effizienter und datenbasiert fundierte Entscheidungen
treffen. Sie sparen damit wertvolle Zeit, Geld und Ressourcen. Das KI-
Projekt ist ein perfektes Beispiel, wie Wissenschaft und Wirtschaft am
Digitalstandort Schleswig-Holstein eng vernetzt und Hand in Hand
erfolgreich vorangehen. Der Prototyp ist bereits entwickelt. Gerne
unterstützen wir als Landesregierung mit unserer KI-Förderung dabei, dass
jetzt die notwendigen Praxistests in Angriff genommen werden können.“

Unterstützt wird das Forschungsteam der HAW Kiel vom Bauernverband S-H,
der sein Netzwerk landwirtschaftlicher Praktiker*innen in das Projekt
einbringt. Die Q2 IT-Solutions UG ergänzt das Projekt mit IT- und KI-Know-
how. Das Unternehmen aus Langstedt ist bereits in vergleichbaren Projekten
zur Datenerhebung und -auswertung tätig.

Das Projekt „EcoSchemer-Webapp – Klima- und Umweltschutz als
Fruchtfolgeglied“ läuft noch bis zum 30. Juni 2028. Zuwendungsempfängerin
und verantwortlich für die Projektabwicklung und Koordinierung ist die
Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH (FuE-Zentrum
FH Kiel).