ÖkoGiftpflanzenerkennung: Ökoeffizienzbewertung beim Einsatz von Drohnen zur Giftpflanzenerkennung
Projektleitung
Markus Herndl
Forschungseinrichtung
Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein
Projektnummer
102140Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Landwirt:innen in Spezialkulturen wie etwa bei Arzneipflanzen, sehen sich laufend mit der Präsenz von Giftpflanzen (PA-Pflanzen) und Unkräutern in ihren Feldern konfrontiert. Die Selektion von PA-Pflanzen, in bereits geernteten Kräutern, ist in der Verarbeitung nicht mehr möglich und führt zur Vernichtung der kompletten Erntemenge des Kräuterfeldes. Es reichen bereits sechs PA-Pflanzen aus, um ein Feld mit ca. 60.000 Kräuterpflanzen unverwertbar zu machen. Traditionell setzen viele Landwirt:innen auf das zeit- und arbeitsintensive händische Entfernen von Unkräutern und Giftpflanzen. EU-weit sind nur wenige Pflanzenschutzmittel zugelassen, was die Bewältigung von Gift- und Unkrautpflanzen zusätzlich erschwert. Die Kombination von der marktreifen Drohnentechnologie und einer künstlichen Intelligenz zur Giftpflanzen- und Unkrauterkennung kann der Schlüssel zu dieser dringend benötigten Lösung sein und den Landwirt:innen ein sehr einfaches, zeitsparendes und preiswertes Werkzeug bieten. Im EIP-Projekt der "ARGE Giftpflanzenerkennung“ sollen durch den Einsatz von Drohnentechnologie und Künstliche Intelligenz unerwünschte Giftpflanzen und Unkräuter auf landwirtschaftlichen Flächen identifiziert werden, um diese in weiterer Folge gezielt behandeln zu können. Die Technologie ermöglicht die Erstellung präziser Verteilungskarten, die Landwirt:innen die genaue Lokalisierung von Giftpflanzen anzeigen und somit eine effiziente Behandlung der betroffenen Bereiche erlauben. Dies führt zu einer signifikanten Reduktion des Chemikalieneinsatzes und der Arbeitszeit, steigert die Effizienz und minimiert die Umweltbelastung. Um diese ökonomischen und ökologischen Vorteile beim Einsatz der Technologie bewerten zu können, wird im vorliegenden Projekt ein Datenerhebungskatalog erstellt, mit dem die Landwirt:innen Daten zu Arbeitszeit und Stoffverbräuchen aufzeichnen werden. Auf Basis dieser Daten wird mit dem Betriebsmanagement-Tool FarmLife die Ökoeffizienz beim Einsatz dieser Technologie bewertet, um ein detailliertes Verständnis der wirtschaftlichen Effizienz und ökologischen Nachhaltigkeit der Technologie zu entwickeln. Die Schlussfolgerungen dieser Bewertungen sollen Empfehlungen für die zukünftige Nutzung der Technologie und mögliche Verbesserungsansätze aufzeigen.
Schlagwörter (deutsch)
Verteilungskarten, Arbeitskosten, Pflanzenschutz, Ökotoxizität
Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)
Titel (englisch)
Eco-efficiency assessment of the use of drones for poisonous plant detection
Abstract (englisch)
Farmers in specialised crops such as medicinal plants are constantly confronted with the presence of poisonous plants (PA plants) and weeds in their fields. The selection of PA plants in herbs that have already been harvested is no longer possible during processing and leads to the destruction of the entire harvest of the herb field. Just six PA plants are enough to render a field of around 60,000 herb plants unusable. Traditionally, many farmers have relied on the time-consuming and labour-intensive manual removal of weeds and poisonous plants. Only a few plant protection products are authorised across the EU, which makes it even more difficult to manage poisonous and weed plants. The combination of market-ready drone technology and artificial intelligence for poisonous plant and weed detection can be the key to this urgently needed solution and offer farmers a very simple, time-saving and inexpensive tool. The EIP project ‘Poisonous Plant Detection’ aims to use drone technology and artificial intelligence to identify unwanted poisonous plants and weeds on agricultural land so that they can subsequently be treated in a targeted manner.
The technology enables the creation of precise distribution maps that show farmers the exact localisation of poisonous plants and thus allow efficient treatment of the affected areas. This leads to a significant reduction in the use of chemicals and working time, increases efficiency and minimises the environmental impact. In order to evaluate these economic and ecological advantages of using the technology, a data collection catalogue will be created in this project, with which the farmers will record data on working hours and material consumption. Based on this data, the FarmLife farm management tool will be used to evaluate the eco-efficiency of using this technology in order to develop a detailed understanding of the economic efficiency and environmental sustainability of the technology. The conclusions of these assessments will provide recommendations for the future use of the technology and possible approaches for improvement.
Schlagwörter (englisch)
distribution maps, labour cost, plant protection, ecotoxicity
Projektziele
Das Projekt zielt darauf ab, gemeinsam mit dem Kooperationspartner Raumberg-Gumpenstein R&D die ökonomischen und ökologischen Potenziale des im Gesamtprojekt entwickelten KI-gestützten Systems zur Erkennung von Giftpflanzen umfassend zu analysieren.
Im Fokus steht die Untersuchung, wie das System dazu beitragen kann, Betriebskosten zu senken, Arbeitszeit einzusparen und die Produktivität landwirtschaftlicher Betriebe zu steigern. Parallel dazu wird die ökologische Nachhaltigkeit bewertet, insbesondere die Reduktion des Einsatzes chemischer Pflanzenschutzmittel sowie die Verbesserung der Boden- und Wasserqualität. Das Projekt verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz, indem es die ökonomischen und ökologischen Auswirkungen in einer Ökoeffizienzbewertung integriert. Diese Bewertung soll aufzeigen, wie nachhaltig und wirtschaftlich das System im Vergleich zu herkömmlichen Methoden ist. Die gewonnenen Erkenntnisse werden genutzt, um praxisnahe Handlungsempfehlungen für Landwirt:innen und Entscheidungsträger:innen zu erarbeiten.
Ziel ist es, den Weg für eine breite Akzeptanz und Implementierung des Systems in der landwirtschaftlichen Praxis zu ebnen. Durch die Modernisierung der Prozesse und die Förderung umweltfreundlicher Produktionsmethoden leistet das Teilprojekt einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Landwirtschaft. Damit unterstützt es nicht nur die wirtschaftliche Stabilität der Betriebe, sondern trägt auch aktiv zu den Zielen des EU-Green-Deals und einer ressourcenschonenden Landwirtschaft bei.
Praxisrelevanz
Das Projekt zeichnet sich durch eine hohe Praxisrelevanz aus, da es direkt auf die Bedürfnisse und Herausforderungen der landwirtschaftlichen Betriebe eingeht. Die im EIP-Projekt entwickelten Technologien und Erkenntnisse adressieren drängende Probleme, wie die aufwendige Bekämpfung von Giftpflanzen und die Reduktion des Einsatzes chemischer Pflanzenschutzmittel, die insbesondere für Betriebe in der heutigen Landwirtschaft zentral sind. Ein wesentlicher Vorteil des Systems liegt in seiner Praxistauglichkeit. Die präzisen Verteilungskarten, die durch KI-gestützte Drohnentechnologie erstellt werden, ermöglichen es Landwirt:innen, betroffene Bereiche gezielt zu behandeln. Dies spart nicht nur Zeit und Ressourcen, sondern reduziert auch den Chemikalieneinsatz und trägt so zur Erfüllung der EU-Ziele zur Reduktion von Pflanzenschutzmitteln bei. Besonders für kleinere Betriebe oder Nebenerwerbslandwirt:innen, die oft mit begrenzten personellen und finanziellen Mitteln arbeiten, ist diese Effizienzsteigerung von großer Bedeutung. Ein weiterer praxisrelevanter Aspekt ist die Flexibilität der Ergebnisse. Die Verteilungskarten können in verschiedenen Formaten bereitgestellt werden, beispielsweise als einfache PDF-Dokumente, zur Nutzung auf mobilen Geräten oder als maschinenlesbare Daten für automatisierte Systeme wie Hackroboter. Dadurch wird sichergestellt, dass Betriebe unterschiedlicher Größe und Technologiestandards gleichermaßen von der Innovation profitieren können. Die enge Zusammenarbeit mit Landwirt:innen während der Projektlaufzeit gewährleistet zudem, dass die Ergebnisse direkt auf die praktische Anwendung abgestimmt sind. Feedback aus den Feldtests fließt kontinuierlich in die Weiterentwicklung des Systems ein, um eine maximale Anwendbarkeit und Akzeptanz in der landwirtschaftlichen Praxis sicherzustellen. Durch diese unmittelbare Anwendbarkeit, die Flexibilität und die Berücksichtigung der praktischen Anforderungen leistet das Projekt einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen in der Landwirtschaft, zur Erhöhung der Produktivität und zur Förderung nachhaltiger Bewirtschaftungsmethoden. Damit bietet es nicht nur kurzfristige Lösungen, sondern unterstützt die langfristige Modernisierung und Wettbewerbsfähigkeit der landwirtschaftlichen Betriebe.