Die Blacke gehört zu den häufigen und hartnäckigeren Beikräutern im Grünland und auf dem Acker. Wird sie nicht behandelt, verbreitet sich die Blacke rasch und wird zum ungeliebten Platzräuber mit den bekannten Folgen. Kommt es so weit, dass sich ihre Samen verbreiten, müssen Landwirte viel Zeit aufwenden, um die Blacke auf ihrem Land im Zaum zu halten.

«Ganz alter Wunschtraum»

Das Thema Blackenbekämpfung beschäftigt denn auch die landwirtschaftliche Forschung. An der Forschungstagung «Landtechnik im Alpenraum», die alle zwei Jahre im österreichischen Feldkirch stattfindet (vielfach wird die Tagung deshalb als die «Feldkirchtagung» bezeichnet), stellte Agroscope-Mitarbeiter Thomas Anken Ende März ein entsprechendes Projekt von Agroscope vor.

Die automatische Erkennung und Behandlung von Beikräutern auf dem Feld oder im Grünland sei ein «ganz alter Wunschtraum», sagte Thomas Anken während seines Referats. Der Schlüssel zum Erfolg liege im Spotspraying, also dem gezielten Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, stellte der Fachmann klar. Daran werde seit den 1980er-Jahren geforscht; begonnen habe man in Australien.

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Technik bringt einen Durchbruch

Die ersten Sensoren seien nur in der Lage gewesen, «grün» von «braun» zu unterscheiden – für einen Einsatz in Wiesen, wo es keinen solchen Kontrast gibt, hätten diese Sensoren wenig gebracht, erklärte Thomas Anken. Ein grosser Fortschritt sei erst mit der Entwicklung der Digitalkamera gelungen, fuhr er fort. Schliesslich sei die Technik um die Jahrtausendwende so weit gewesen, dass die Geräte die Reihen der Kulturpflanzen erkannt hätten.

In der Folge habe der Hersteller Blue River Technology erste Spot-Spraying-Spritzen fürs Ackerland auf den Markt gebracht. Seither ist viel passiert, verschiedene Unternehmen entwickeln Spritzen für die punktuelle Behandlung. Dabei kommen modernste Kameras und Rechengeräte zum Einsatz. Trotzdem bleibt der Einsatz im Grünland eine Herausforderung. Thomas Anken spricht in diesem Zusammenhang von der «Königsklasse»: Im Grünland seien Beikräuter «grün auf grün» sehr schwer zu identifizieren; die sehr dichten Pflanzenbestände kämen erschwerend hinzu.

Arbeit automatisieren

Das erste kommerziell verfügbare Gerät, das einzelne Beikräuter im Grünland selbstständig identifizieren und bekämpfen kann, ist das Modell ARA des Schweizer Start-up-Unternehmens Ecorobotix.

Doch es ist nicht das einzige, wie Thomas Anken festhält: Auch die Unternehmen Rumex GmbH aus dem deutschen Marktoberdorf und Allgäu Automation aus Oy-Mittelberg, Bayern, haben vergleichbare Spritzen entwickelt. Ein Agroscope-Team um Anken und Annett Latsch hat in der vergangenen Saison für eine Versuchsreihe den Pionier von Ecorobotix ins Feld geschickt – mit erfreulichen Resultaten, wie Thomas Anken in seinem Referat bekannt gab.

Die Spritze der Zukunft?

Das Modell ARA des Start-up-Unternehmens Ecorobotix aus Yverdon-les-Bains VD verfügt über eine Arbeitsbreite von 6 Metern. Es besteht aus drei unabhängig arbeitenden, boxenförmigen Einheiten, die jeweils mit zwei Kameras und zwei kleinen Rechnern ausgestattet sind. Im Innern der Boxen wird das Sonnenlicht ausgesperrt, so dass LED-Blitzlichter für homogene Lichtverhältnisse sorgen können. Dies ermöglicht den Kameras ein ungestörtes Arbeiten, wodurch die Treffergenauigkeit erhöht wird.

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Die kleinen Computer erfassen dabei laufend Daten und werten diese basierend auf künstlicher Intelligenz in Echtzeit aus. Die Programmierer verbessern mit den neuen Bildern laufend die Algorithmen der künstlichen Intelligenz. Dabei spricht man von sogenanntem «Machine learning».

Die Sprühdüsen sind im Abstand von 4 cm angeordnet und befinden sich rund 20 cm über den zu besprühenden Pflanzen. Gesprüht wird so jeweils auf einer Fläche von 8 × 3 cm. Beim Arbeiten kann der Landwirt die Maschine bequem über ein handelsübliches Tablet bedienen.

Test im Grünland

Die Expertinnen und Experten testeten die moderne Spritze sowohl auf Versuchsflächen im Freien als auch in einer Halle, um möglichst viele Erkenntnisse zu gewinnen.

Die Versuchsflächen bestanden aus 4 bis 6 Meter breiten und 50 m langen Feldabschnitten; davon handelte es sich bei zweien um etwas länger bestehende Naturwiesen und eine neu angesäte Ökofläche «mit hohem Ampferbesatz», wie Thomas Anken ausführte.

Dabei waren die Bedingungen nicht einfach: Es handelte sich um sehr variable Bestände mit Bewuchshöhen zwischen 10 und 25 cm. Um das Resultat der Spritzungen erkennen zu können, wurde Farbe in die Spritzbrühe gegeben, so dass das Ergebnis klar zu sehen und überprüfbar war.

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Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Im Schnitt erkannte das intelligente System 80 bis 85 % der Blacken. Das sei durchaus mit der Arbeitsgenauigkeit eines Menschen vergleichbar, bekräftigte Thomas Anken: «Wenn ein Mensch diese Arbeit macht und dabei müde wird, übersieht er schnell einmal die eine oder andere Blacke.»

Versuch in der Halle

Bei den «Indoor-Versuchen» wurden frisch gestochene Blacken auf einer Bahn aus Packpapier ausgelegt und die Spritze wurde im Vergleich zu einer Rückenspritze getestet. Auf dem Packpapier liess sich erkennen, welchen Bereich die ARA spritzt und welche Fläche die Rückenspritze bei der Einzelstock-Behandlung abzudecken vermag.

Das Ergebnis: Während die Rückenspritze mehr «Ampferfläche» abzudecken vermochte, traf die Behandlung auch eine grössere Fläche neben der Zielpflanze. Die moderne ARA-Spritze setzte den Wirkstoff gezielter ein, deckte aber tendenziell weniger «Ampferfläche» ab.

Ein positiver Befund

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Die Erkennungsraten der automatisierten Spritze seien sehr gut und es zeige sich sogar noch ein Optimierungspotenzial, berichtete Thomas Anken. Auch mehrere Lohnunternehmer, die in der vergangenen Saison mit dem Modell gearbeitet hätten, seien sehr zufrieden damitgewesen.

«Nach 40 Jahren gelingt also dank des maschinellen Lernens endlich der Durchbruch des Spot Sprayings», freute sich der Fachmann.