Monitoring von Mikroklima und Trockenstress im Obstbau

Ilmenau/Erfurt, 29.07.2020. Das IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH (IMMS GmbH) hat als einer von vier Partnern im regionalen „Experimentierfeld EXPRESS zur datengetriebenen Vernetzung und Digitalisierung in der Landwirtschaft“ den Prototyp für ein Mikroklimamessnetz in einer Obstanlage des Lehr- und Versuchszentrums Gartenbau Erfurt installiert. Damit werden zunächst lokale Änderungen von Lufttemperatur und -feuchte gegenüber einer entfernten Wetterstation sowie die Blattfeuchte bestimmt und gleichzeitig die günstigste Messposition für diese Parameter ermittelt. Dazu hat das IMMS Sensoren paarweise in der Obstanlage ausgebracht, um jeweils einen direkten Vergleich zwischen einer Position direkt am Baum oder etwas abseits davon zu ermöglichen. Diese Messungen werden bis zum Herbst 2020 weitergeführt. Danach wird das IMMS das Mikroklimamessnetz für weitere Fragestellungen optimieren und ausbauen.

Im mitteldeutschen Experimentierfeld EXPRESS arbeiten unter der Leitung des Instituts für Wirtschaftsinformatik an der Universität Leipzig das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ, das Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW und das IMMS an den Grundlagen für das Zusammenspiel bestehender technischer Infrastrukturen mit neuen Technologien und Methoden in landwirtschaftlichen Betrieben.

EXPRESS richtet sich vor allem an den Pflanzenbau mit besonderem Fokus auf Sonderkulturen. Digitale Technologien sollen dort die Ressourceneffizienz steigern, eine umweltschonende Produktion unterstützen und die Biodiversität langfristig bewahren. Innovative Technologien wie Sensorik, Blockchain, Virtual Reality, Feldroboter und 5G-Anwendungen sollen neue Wertschöpfungsketten mitgestalten und Produktionsprozesse optimieren. In EXPRESS wird in Zusammenarbeit mit Landwirten potentiell geeignete Technik erprobt und der Branche vorgestellt.

Das IMMS verantwortet in EXPRESS die Datenerhebung und kümmert sich um die Bestimmung des Mikroklimas sowie weiterer Parameter für das Monitoring von Trockenstress. Dabei sollen Agrarbetrieben unterschiedliche Systemlösungskonzepte für diese zwei Anwendungsfälle vorgestellt werden. Dazu erprobt das IMMS verschiedene am Markt verfügbare Sensorsysteme auf ihre Eignung für die beiden Schwerpunkte. Darüber hinaus stattet das IMMS die Experimentierfelder mit geeigneter Sensorik aus, überwacht deren Betrieb und die Übertragung der Daten per 5G an die S2DES-Cloud.

Im Fokus der IMMS-Entwicklungen stehen dabei praxistaugliche autarke Sensorsysteme. Diese sind möglichst modular aufgebaut, um sie an die jeweiligen Randbedingungen in einem landwirtschaftlichen Betrieb anpassen und dort für weitere Analysen und Optimierungen nutzen zu können. Kostengünstige Systeme zu entwickeln, die alle erforderlichen Größen hinreichend genau erfassen und gleichzeitig mit möglichst wenigen Messpunkten verwertbare Aussagen mit einem hohen praktischen Nutzwert ermöglichen, ist dabei die Herausforderung.