Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde
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DAKIS- Digitales Wissens- und Informationssystem für die Landwirtschaft



Projektbeschreibung

Biodiversitätsverlust, Ressourcenverknappung, Klimawandel sowie eine zunehmende Nachfrage nach Nahrungsmitteln führen weltweit zu Zielkonflikten in der Landbewirtschaftung. Die Harmonisierung dieser Zielkonflikte, durch eine optimal ausbalancierte Bereitstellung von Ökosystemleistungen (ÖSL), stellt für die Agrarsysteme der Zukunft eine wesentliche Herausforderung dar. Die optimale Bereitstellung von ÖSL steht im Fokus des Projektes DAKIS und soll durch ein neuartiges digitales Entscheidungsunterstützungssystem sowie eine kleinteilige und diversifizierte Landbewirtschaftung ermöglicht werden.

Das Projekt DAKIS nutzt die fortschreitende Digitalisierung und Feldrobotik, um Ökosystemleistungen und Biodiversität in moderne Planungsprozesse, Produktion und Vermarktung zu integrieren. Sensoren und Modelle werden entwickelt, die eine Erfassung und Simulation von ÖSL in Echtzeit ermöglichen. Die Ergebnisse werden in einem Softwaresystem integriert.


Projektziele

  • Integrierung von Ökosystemleistungen, Biodiversität und Ressourceneffizienz in den Entscheidungsprozess der Landwirte.
  • Dokumentation, Prognostizierung und Steuerung teilflächenspezifischer Effekte landwirtschaftlicher Aktivitäten erstmalig in Echtzeit.
  • Optimierung der Anbausysteme für Ökosystemleistungen, Biodiversität und Ressourceneffizienz.
  • Entwicklung neuer Orientierungsziele bei der Betriebsplanung und Unterstützung komplexer Entscheidungen.
  • Erstellung von neuen Kommunikationswegen für eine Kooperation zwischen Landwirten, Verbrauchern und Gesellschaft.


DAKIS - Maßnahmenpaket Grünland

Das Verbundprojekt ist in sechs Teilprojekte (TP) untergliedert. Im TP 5 (DAKIS Implementierung) wird in der Praxis die differenzierte Bereitstellung von ÖSL, Biodiversität und biogenen Produkten praktisch auf Versuchsstandorten in Brandenburg erprobt. Mittels Smart-Farming Technologien werden innovative Anbauverfahren getestet und entwickelt, die es ermöglichen, innerhalb einer Nutzfläche, kleinräumig und teilflächenspezifisch unterschiedliche Produktionsziele zu realisieren. Die gewonnen Ergebnisse dienen somit der Validierung von DAKIS.



Testfläche

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Auf dem Versuchsstandort des Projektpartners Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., nahe der brandenburgischen Ortschaft Paulinenaue (etwa 48 km nordwestlich von Berlin; Landkreis Havelland), werden auf einer Grünlandfläche die natürlichen Potentiale und Biodiversität analysiert. Die Untersuchungsfläche von etwa 1,3 ha befindet sie sich innerhalb des flachgründigen, drainierten Niedermoorkomplexes „Havelländisches Luch“.

Der Versuchsstandort Paulinenaue dient zur Erprobung der (technischen) Möglichkeiten und Grenzen im Dauergrünland die Biomasse, den Stickstoffgehalt sowie ausgewählte Futterwertparameter anhand von UAV- und Satellitenbildern zu ermitteln. Alle fernerkundlich erhobenen Daten werden mit ground truth-Daten verglichen. Es wird angenommen, dass die Qualität der Messergebnisse von Biomasse, Stickstoffgehalt und ausgewählten Futterwertparametern mittels UAV-Bildern und Satellitenbildern sowohl von der Artzusammensetzung als auch von der Aufwuchshöhe und dem Reifestadium der Pflanzen beeinflusst wird.

Im Rahmen einer zweiten Fragestellung werden auf dem Versuchsstandort Paulinenaue die Boden- und Grundwasserverhältnisse sowie ihre Wechselbeziehungen mit dem Pflanzenbestand ermittelt und modelliert. Sämtliche Ergebnisse können im Anschluss zueinander in Beziehung gesetzt werden.

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Praxisbetrieb

Die Landwirtschaft steht heute in einem Spannungsfeld teils widersprüchlicher Zielstellungen. Neben dem steigenden Bedarf an Lebensmitteln und biobasierten Rohstoffen wird von der Landwirtschaft

  • die effiziente Ressourcennutzung,
  • die Notwendigkeit der Klimaanpassung,
  • die Bereitstellung von Ökosystemleistungen und Biodiversität,
  • die Minimierung von Gesundheitsrisiken,
  • die Beachtung ethischer Leitlinien und
  • die stärkere Verflechtung mit den Wertschöpfungsnetzen

gefordert.

In Kooperation mit dem Landwirtschaftsbetrieb Marco Beduschi im Landkreis Barnim wird die DAKIS-Vision, die Potentiale der Digitalisierung für eine verbesserte Bereitstellung von Ökosystemleistungen (ÖSL) zu nutzen, in der Praxis erprobt. Die Umsetzung einer kleinteiligen und diversifizierten Landbewirtschaftung entsprechend der natürlichen Potenziale steht hierbei im Vordergrund.

Für die umfassende Einbindung in das Forschungsvorhaben wurde ein Grünlandschlag mit einer Größe von 4,5 ha und dem Biotoptyp (laut BBK) 05150 (Intensivgrasland) und im südöstlichen Bereich 0513101 (Grünlandbrache feuchter Standorte) ausgewählt. Die konkrete Flächenbewirtschaftung soll an den Standort (Schlag) angepasst sein, um auf gesamtbetrieblicher Ebene eine effiziente Ressourcennutzung bei gleichzeitiger Förderung von Ökosystemdienstleistungen und Biodiversität zu sichern. Hierfür wird zunächst mittels frei zugänglicher und laufend aktualisierter Geo- und Schlaginformationen sowie ergänzenden Felderhebungen der Status quo der Ökosystemdienstleistungen ermittelt und die Potenziale abgeleitet. In Zusammenarbeit mit anderen Teilprojekten des Verbundprojektes werden Sensoren und Modelle entwickelt, die eine Erfassung und Simulation von ÖSL in Echtzeit ermöglichen. Zusätzlich werden betriebswirtschaftliche Aspekte modelliert.

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Projektmitarbeitende

Prof. Dr. Inga Schleip

Inga.schleip@hnee.de

Dr. Luisa Zielke

Luisa.zielke@hnee.de

Paul Mosebach

Paul.mosebach@hnee.de


Kontakt


Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE)
Schicklerstraße 5
16225 Eberswalde 


Projektpartner

Hochschule für Nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE)
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Forschungszentrum Jülich
Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP)
Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI)
Hochschule Osnabrück
Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB)
Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung (FH ISI)
Europa-Universität Viadrina Frankfurt (Oder)

Projektlaufzeit

 2019 bis 2024

Förderung

Bundesministerium für Bildung und Forschung

 2BMBF