Agrarwirtschaft

IoT in der Landwirtschaft ersetzt Kontrollfahrten durch Messwerte: Sensoren erfassen Bodenfeuchte, Wasserstände, Temperaturen und Maschinenzustände, und per Funk kommen die Daten aufs Smartphone, ins Büro oder direkt in die Steuerung. Dieses datengestützte Arbeiten nennt man Smart Farming.

Hier findest du Praxisbeispiele aus der Agrarwirtschaft, umgesetzt von Anwendern und Anbietern aus dem IoT Use Case Netzwerk. Sie reichen vom Gießwagen, der bis zu 60 % Wasser spart, über die Fernwartung von Stalltechnik bis zu sicheren digitalen Identitäten für Landmaschinen von CLAAS. Jedes Beispiel zeigt, welche Technik im Einsatz ist und was sie gebracht hat. Keine Zukunftsvision, sondern umgesetzte Projekte.

Was ist Smart Farming?

Smart Farming ist datengestützte Landwirtschaft: Vernetzte Sensoren erfassen, was auf dem Feld, im Stall oder an der Maschine passiert, und eine Software macht daraus Alarme, Steuerbefehle und Grundlagen für Entscheidungen. Die technische Basis ist das Internet der Dinge (IoT). Oft ist gleichbedeutend von Landwirtschaft 4.0 oder digitaler Landwirtschaft die Rede.

Typische Einsatzfelder sind Bewässerung, Stall- und Landtechnik, die Wasser- und Energieversorgung eines Hofs sowie die Dokumentation. Precision Farming, auf Deutsch Präzisionslandwirtschaft, ist ein Teilbereich von Smart Farming: Dünger, Pflanzenschutz und Wasser werden teilflächengenau ausgebracht, meist GPS-gestützt und mit Satelliten- oder Drohnendaten. IoT in der Landwirtschaft reicht weiter und umfasst alles, was sich messen und aus der Ferne überwachen lässt.

Der große Vorteil der Digitalisierung der Landwirtschaft: Ihr Nutzen ist oft direkt messbar, in Kubikmetern Wasser, gesparten Kontrollfahrten oder Stunden, in denen eine Maschine nicht stillsteht. Die folgenden Beispiele aus dem IoT Use Case Netzwerk zeigen das mit echten Zahlen.

Smart-Farming-Beispiele: Wo IoT in der Landwirtschaft heute eingesetzt wird

Bewässerung: bis zu 60 % weniger Wasser

Der Exaktgießwagen von Dercks Gartenbau bringt das Wasser punktgenau in die Mitte jedes Topfes und spart so bis zu 60 % Wasser. Pro Hektar und Saison sind das bis zu 4.000 Kubikmeter Wasser und 1.400 Kilogramm Nährsalz. Energieketten von igus führen die Versorgungsleitungen auf den langen Verfahrwegen, Sensoren überwachen dabei laufend die Kräfte auf den Leitungen.

Ein Landkreis in Deutschland hat die landwirtschaftliche Beregnung digitalisiert. Batteriebetriebene Datenlogger von PSsystec lesen die Wasserzähler in den Feldschächten per NB-IoT und LTE-M aus. Die Mengen werden mit den geplanten Zeitfenstern abgeglichen, etwa 20 bis 22 Uhr. Das verringert die Verdunstung, macht Kontrollen vor Ort überflüssig und dokumentiert jede Beregnung automatisch, auch für die Abwicklung von Fördermitteln.

Brunnen und Wärmeleitungen per Mobilfunk überwachen

Auf dem Kögelhof in Mochenwangen, einem Hof mit Biogasanlage, misst ein IO-Link-Füllstandsensor den Wasserstand des Brunnens, der wenige hundert Meter vom Hof entfernt liegt. Das Mobilfunk-Gateway io-key von ifm sendet die Werte in die IIoT-Plattform moneo, ganz ohne Kabel und Netzwerk vor Ort. Strom liefert ein kleines Solarmodul mit Akku. Fällt der Pegel unter den Grenzwert, kommt automatisch eine Meldung.

Derselbe Hof liefert Wärme aus der Biogasanlage über eine 1,5 Kilometer lange Leitung an die Schule im Ort. Temperatursensoren an Vor- und Rücklauf überwachen die Fernwärmeleitung, und ein Mobilfunk-Gateway meldet, wenn an der Schule zu wenig Wärme ankommt.

Fernwartung von Stall- und Landtechnik

Rudolf Hörmann baut Stall-, Hallen- und Steuerungssysteme für landwirtschaftliche Betriebe. Für den Fernzugriff auf die Steuerungsanlagen setzt das Unternehmen statt eigener VPN-Server heute auf die Cloud-Plattform von IXON. Ein neuer Router ist per USB-Stick in fünf Minuten eingerichtet statt in rund 30 Minuten. Viele Servicefälle lassen sich jetzt aus der Ferne lösen, etwa wenn eine Breitschieberanlage stehen bleibt, weil ein Motorschutzschalter ausgelöst hat. Früher hieß das oft: stundenlange Anfahrt.

Wo ein Ausfall teuer wird, lohnt sich zusätzlich Condition Monitoring: Sensoren erfassen Kräfte, Temperaturen oder Vibrationen und melden Verschleiß, bevor eine Anlage stillsteht. Beim Gießwagen von Dercks Gartenbau kann die Sensorik sogar einen Notstopp auslösen, wenn ein Grenzwert überschritten wird.

Rückverfolgbarkeit und digitaler Produktpass

Bayer CropScience kennzeichnet Pflanzenschutzmittel und Saatgut seit rund zehn Jahren mit Sicherheitsetiketten und QR-Codes von KURZ Digital. Ein Scan zeigt, ob ein Produkt echt ist. Inzwischen liegen mehr als eine Milliarde Codes im System. Dieselbe Technik ist die Grundlage für den digitalen Produktpass, den die EU ab 2027 schrittweise für viele Produktgruppen vorschreibt. Mehr dazu unter Traceability (Rückverfolgbarkeit).

Sichere digitale Identitäten für Landmaschinen

Moderne Landmaschinen senden Telemetrie-, GPS- und Erntedaten ins Backend und bekommen Software-Updates over the air. CLAAS hat dafür gemeinsam mit secunet eine Public-Key-Infrastruktur (PKI) für vernetzte Landmaschinen aufgebaut. Jede Maschine erhält schon in der Produktion ein eigenes Zertifikat, das mit ihrer Seriennummer verknüpft ist. So kommunizieren nur autorisierte Maschinen mit dem Backend und mit Plattformen wie CLAAS connect. Wie beide Unternehmen dabei vorgegangen sind, erzählen sie in der Podcast-Folge Digitale Landwirtschaft mit sicheren Identitäten.

Windenergie auf dem Acker: Vogelschutz bei der Feldarbeit

Stehen Windräder auf Agrarflächen, müssen sie unter bestimmten Bedingungen bei und nach Mahd, Ernte oder Bodenbearbeitung tagsüber abschalten. Die Arbeiten locken Vogelarten wie den Rotmilan an. Das System SELA von ATEG Automation erkennt die Feldarbeit mit Infrarotkameras im Umkreis von bis zu 250 Metern. Über ein IIoT-Gateway von Red Lion schaltet es die Anlage automatisch in den ungefährlichen Trudelbetrieb. Die fehleranfällige Abstimmung zwischen Landwirt und Anlagenbetreiber ist damit nicht mehr nötig.

Aquakultur: Fischzucht im Container

Das österreichische Start-up Blue Planet Ecosystems züchtet Fische in einem geschlossenen Ökosystem in Containergröße, betrieben mit Sonnenlicht. Sensoren messen Temperatur, Licht und Sauerstoffgehalt, Kameras mit künstlicher Intelligenz beobachten den Fischschwarm. Über MQTT und die Cloud-Plattform von Cloudflight wird die Anlage aus der Ferne überwacht, gesteuert und laufend optimiert.

Die Technik hinter Smart Farming: Sensoren, Funk und Plattform

Eine IoT-Lösung in der Landwirtschaft besteht meist aus drei Teilen. Die Sensorik misst, worauf es ankommt: Bodenfeuchte, Füllstand, Durchfluss, Temperatur, Kräfte oder Maschinenzustände. Industrielle Sensoren werden oft über IO-Link angebunden, Wasserzähler mit Impulsausgang über einfache Datenlogger.

Die Datenübertragung muss zum Standort passen. Auf dem Acker und im Schacht gibt es selten Strom oder WLAN. Viele Projekte setzen deshalb auf sparsamen Funk: NB-IoT und LTE-M nutzen das Mobilfunknetz, LoRaWAN überbrückt mit eigenen Gateways mehrere Kilometer. Batteriebetriebene Geräte kommen damit oft jahrelang ohne Batteriewechsel aus, der Datenlogger im Landkreis-Projekt bis zu fünf Jahre.

Die IoT-Plattform schließlich sammelt die Daten, zeigt sie in Dashboards, verschickt Alarme per SMS, E-Mail oder App und gibt sie über Schnittstellen wie eine REST-API an bestehende Systeme weiter. Datensicherheit gehört von Anfang an dazu: verschlüsselte Verbindungen, getrennte Netze und eindeutige Geräte-Identitäten wie im Beispiel von CLAAS.

Feld statt Fabrik: Was IoT in der Agrarwirtschaft besonders macht

Auf dem Feld gelten andere Bedingungen als in der Fabrikhalle: Staub, Nässe, Frost und Hitze, Funklöcher im ländlichen Raum und Messstellen ohne Stromanschluss. Gefragt sind deshalb robuste, wasserdichte Geräte, eine Versorgung über Batterie oder Solarmodul und Funktechnik, die mit wenig Energie auskommt. Lösungen, die Daten vor Ort vorverarbeiten, bleiben auch bei schwacher Verbindung arbeitsfähig.

Dazu kommt die Betriebsgröße. Viele landwirtschaftliche Betriebe haben keine eigene IT-Abteilung. Lösungen müssen sich ohne Programmierkenntnisse in Betrieb nehmen lassen, wenig Wartung brauchen und mit einem einzigen Messpunkt starten können. Dercks Gartenbau hat Energiekette und Überwachung selbst installiert. Für den Brunnen auf dem Kögelhof reichten ein Füllstandsensor, ein Mobilfunk-Gateway und ein kleines Solarmodul.

In fünf Schritten zum eigenen Smart-Farming-Projekt

1. Mit einem messbaren Problem beginnen. Wähle einen Anwendungsfall, dessen Nutzen du in Euro, Kubikmetern oder Stunden beziffern kannst: Wasserverbrauch, Kontrollfahrten, Ausfallzeiten oder Dokumentationsaufwand.

2. Bestehende Anlagen nachrüsten. Zähler mit Impulsausgang, vorhandene Steuerungen und Sensoren lassen sich meist per Retrofit anbinden, ohne die Anlage umzubauen.

3. Funktechnik nach Standort wählen. Mobilfunkabdeckung prüfen, Stromversorgung klären, dann zwischen NB-IoT, LTE-M, LoRaWAN oder 4G entscheiden.

4. Klein starten, dann ausrollen. Ein Pilot mit wenigen Messpunkten zeigt nach einer Saison, ob sich die Lösung lohnt. Bei Dercks Gartenbau hat sich die Rechnung schon nach der ersten Saison bestätigt.

5. Daten nutzbar machen. Alarme, Dashboards und Schnittstellen entscheiden, ob die Daten im Alltag ankommen und ob sie sich für Förderanträge und ESG-Berichte weiterverwenden lassen.