Künstliche Intelligenz (KI) und Automatisierung im Obst- und Gemüsebau

Letzte Aktualisierung: 19. Februar 2025

Automatisierte Systeme bis hin zu Künstlicher Intelligenz unterstützen Betriebe in vielen Bereichen, etwa bei Pflege und Ernte. Es gibt aber auch einige Herausforderungen.

Künstliche Intelligenz (KI) und Automatisierung  werden heutzutage bereits bei vielen Arbeiten in der Landwirtschaft angewendet. So auch im Obst- und Gemüsebau. Sie unterstützen bei der Produktion, der Ernte und auch bei der Nacherntebehandlung von Obst und Gemüse. Mit ihrem Einsatz lassen sich Ressourcen schonen, Pflanzenschutzmittel gezielter einsetzen oder sogar vermeiden. Der technische Fortschritt gelingt nur mit hohen Investitionssummen, leistungsstarken Internetverbindungen und dem nötigen technischen Know-How. In vielen Betrieben sind diese Voraussetzungen jedoch nicht oder nicht ausreichend vorhanden.    

Wie werden KI und Automatisierung im Obst- und Gemüsebau eingesetzt?

Im Obstbau und im Gemüseanbau werden verschiedene Anwendungen genutzt. Einige davon kommen aus dem Ackerbau.

Im Freiland-Gemüsebau sind zum Beispiel Navigationssysteme zur Positionierung von Maschinen im Einsatz. Kameragesteuerte Systeme erkennen die Pflanzenreihen und hacken automatisch die Unkräuter zwischen den Reihen. Dabei wird die Nutzpflanze nicht beschädigt. Andere Systeme merken sich den Ablageort der Saatkörner und hacken um die Pflanze herum.

Bei der Gewächshaus-Kultur beispielsweise von Tomaten und Gurken steuern automatische Systeme das Klima, regeln Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht sowie Bewässerung und Düngung. Erste Versuche laufen für die Ernte von Salat mit Hilfe von künstlicher Intelligenz. Hier ermittelt unter anderem die KI den genauen Schnittpunkt am Strunk, damit ein Ernteroboter den Salatkopf sauber abtrennen kann.

Ähnlich ist es im Obstbau: Hier bietet die KI Möglichkeiten zur automatisierten Ernte von Äpfeln und Beeren. Roboter erkennen reife Früchte unter anderem anhand von Farbe und Größe und pflücken sie dann ganz gezielt, ohne die Pflanze zu beschädigen.

Auch zur Überwachung von Krankheiten in Apfelplantagen lässt sich die KI nutzen. Anhand von bildgebenden Verfahren können Krankheiten wie Feuerbrand oder Schorf frühzeitig erkannt werden. Durch die Auswertung von Satellitendaten ermitteln spezielle KI-Systeme den Wasserbedarf der Bäume und optimieren die Pläne zur Bewässerung.   

Welche Vorteile hat der Einsatz von KI im Obst- und Gemüsebau?

Künstliche Intelligenz kann im Gartenbau sowohl ökologisch als auch ökonomisch eine Reihe von Vorteilen mit sich bringen. Automatisch analysierte Daten  helfen, Wasser, Dünge- und Pflanzenschutzmittel präzise und bedarfsgerecht einzusetzen. Das ist effizienter, umweltschonender und kostengünstiger. Weniger Betriebsmittel wie Wasser und Dünger senken die Produktionskosten.

Außerdem wird weniger Personal benötigt, was hinsichtlich des Fachkräftemangels in der Landwirtschaft sinnvoll ist.

So lässt sich etwa der manuelle Arbeitsaufwand reduzieren, etwa bei der Unkrautbekämpfung oder der Ernte. Und nach der Ernte können Obst und Gemüse automatisiert kontrolliert und sortiert werden. Das führt zu einer gleichbleibend hohen Produktqualität, die auch im Handel und bei den Verbraucherinnen und Verbrauchern gefragt ist.

Auch bei der Lagerung der empfindlichen Produkte helfen digitale Systeme: Sie optimieren die Lagerbedingungen, indem sie kontinuierlich Temperatur und Luftfeuchtigkeit messen und diese Parameter automatisch an die optimalen Bedingungen anpassen. So verlängert sich die Haltbarkeit der empfindlichen Lebensmittel und weniger Lebensmittel werden verschwendet.

Grundsätzlich ist der Einsatz von KI auch bei der Entscheidungsfindung der Produzentinnen und Produzenten hilfreich. In kurzer Zeit verarbeitete große Datenmengen liefern Prognosen für die Erträge und berechnen mögliche Absatzmengen. In der Regel trifft die KI aber keine größeren Entscheidungen selbst, sondern hat eher eine unterstützende und beratende Funktion.

Welche Herausforderungen gibt es beim Einsatz von KI im Obst- und Gemüsebau?

Trotz der vielen Erleichterungen und Vorteile, die die künstliche Intelligenz im Gartenbau mit sich bringt, gibt es auch einige Herausforderungen: Künstliche Intelligenz braucht große Datenmengen und technische Systeme, die diese Daten auswerten. Und es werden Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter benötigt, die die Systeme auch bedienen und anwenden können. Beides kostet Geld. Für viele kleine und mittelständische Obst- und Gemüsebetriebe  sind die Anschaffungskosten der KI-Systeme jedoch oft zu hoch. Neben den reinen Kosten für die Anschaffung von zum Beispiel Sensoren und Robotern entstehen laufende Kosten durch die Wartungen und Updates. Und Mitarbeitende müssen ständig für die Bedienung der Systeme geschult werden.   

Zuverlässige Internetverbindungen sind nicht immer verfügbar, insbesondere in ländlichen Regionen. Sie sind aber ebenfalls eine wichtige Voraussetzung für hochwertige und kontinuierlich verfügbare Daten.

Zudem kann die KI menschliche Erfahrung und Intuition (noch) nicht ersetzen, deshalb werden auch immer Personen benötigt, die die Arbeit der KI überprüfen und gegebenenfalls nachbessern. Ernteroboter übersehen etwa viele Früchte und so werden weiterhin menschliche Arbeitskräfte für das Nachpflücken benötigt.

Welches Potenzial  hat die KI für den Obst- und Gemüsebau der Zukunft?

Im Obst- und Gemüsebau werden seit einigen Jahrzehnten viele Prozesse automatisiert, wie etwa Bewässerung und Heizung . Diese Systeme wurden immer eigenständiger und leistungsstärker. Viele sind heute Standard.

Künstliche Intelligenz steckt noch in den Kinderschuhen, hat aber viel Potenzial für die Zukunft. Zwar sind schon erste Modelle auf dem Markt, aktuell wird aber noch viel geforscht und entwickelt, um KI und Roboter leistungsfähiger und zuverlässiger zu machen. So können sie den Obst- und Gemüseanbau der Zukunft effizienter, nachhaltiger und ertragreicher gestalten.
 

Weitere Informationen

Norddeutscher Rundfunk (NDR): Digitalisierung im Obstanbau: KI zählt Äpfel und Schädlinge

Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL): BMEL fördert Projekte zum Einsatz von Künstlicher Intelligenz in der Landwirtschaft und den ländlichen Räumen

Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL): Innovationstage 2024

Fraunhofer Institut: Automatisierte Obst- und Gemüseernte