„Roboter im Ackerbau: Neue Studie untersucht die Zukunft des mechanischen Unkrautmanagements gegen Resistenzen“
Roboter gegen Superunkräuter: Ein neuer Ansatz in der Landwirtschaft
Ein landwirtschaftlicher Roboter zieht Hacken über den Boden zwischen Reihen von Mais. Quelle: College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences an der Universität von Illinois Urbana-Champaign
In den USA werden die meisten Mais- und Sojabohnenfelder mit herbizidresistenten Pflanzenvarianten bepflanzt. Doch die Evolution der sogenannten Superunkräuter, die gegen gängige Herbizide resistent geworden sind, gefährdet die bisherigen Unkrautbekämpfungsstrategien. Die Verwendung von Landwirtschaftsrobotern für mechanisches Jäten könnte eine vielversprechende Lösung darstellen.
Eine aktuelle Studie der Universität von Illinois Urbana-Champaign untersucht, welche Art von Landwirten und Feldern eher bereit ist, Jäteroboter zu übernehmen und in welchem Entwicklungsstadium der Herbizidresistenz dies geschieht. Die Forschung wurde im Fachjournal Agricultural Economics veröffentlicht.
Die Herausforderung der Superunkräuter
"Die ausschließliche Abhängigkeit von Herbiziden zur Unkrautbekämpfung hat zur Erscheinung von Superunkräutern geführt. Da wir keine neuen Wirkstoffe in der Entwicklung haben, könnte ein Scheitern der chemischen Bekämpfung zu jährlichen Ernteverlusten in Millionenhöhe führen", warnt der Hauptautor der Studie, Professor Madhu Khanna.
Kleine, leichte Roboter, die unter dem Blätterdach operieren, sind hoch effizient und umweltfreundlich. Sie arbeiten, indem sie mit Hacken durch den Boden ziehen, wodurch das Aufkommen von Unkrautsamen gestört wird. Diese Roboter, die bislang noch nicht kommerziell verfügbar sind, nutzen künstliche Intelligenz zur Automatisierung und Navigation.
Technologische Vorteile und Strategien
Die Studie konzentriert sich auf die Bekämpfung von Common Waterhemp (Amaranthus tuberculatus) in Maisfeldern. Dieses Unkraut stellt eine ständige Bedrohung für die landwirtschaftlichen Flächen im Mittleren Westen dar und hat bereits Resistenzen gegen mehrere Herbizide entwickelt.
Die Forscher untersuchten die Auswirkungen zweier verschiedener Unkrautmanagementstrategien: myopisches Management, das das aktuelle Jahr betrachtet, und vorausschauendes Management, das zukünftige Konsequenzen einbezieht. Dabei wurden Faktoren wie Unkrautdichte, Resistenz und wirtschaftliche Schwellenwerte analysiert, die die Einführung von Jäterobotern auf dem Betrieb auslösen könnten.
Unterschiedliche Managementansätze
Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl die Samen- als auch die Resistenzdichte für das myopische Management wichtig sind. Für ein vorausschauendes Management spielt die Samenanzahl hingegen keine Rolle, da resistent gewordene Samen in Zukunft wahrscheinlich spreaden werden. "Wenn man von einem Preis von 20.000 Dollar für einen Roboter ausgeht, werden Landwirte mit einem vorausschauenden Management anspringen, selbst wenn nur 0,0001 % der Samen resistent sind," so der Mitautor Shadi Atallah.
Im Gegensatz dazu würden Landwirte mit einer kurzsichtigen Perspektive bis zu einem Resistenzlevel von über 5 % warten, bevor sie Robotern einsetzen.
Profitabilität und Zeitfaktoren
Die Forschungsdaten deuten darauf hin, dass Landwirte mit einem myopischen Ansatz innerhalb der ersten sechs Jahre keine Roboter einsetzen würden und weiterhin auf Herbizide setzen, bis diese nicht mehr wirksam sind. Sie würden dann im siebten Jahr vollständig auf Robotereinsatz umsteigen.
Im Gegensatz dazu würden Landwirte mit einer vorausschauenden Denkweise die Roboter viel früher und in geringerer Anzahl nutzen. Sie würden die Roboter schrittweise übernehmen und Herbizide effizienter einsetzen, was letztendlich zu einer höheren Profitabilität führen würde.
Ausblick auf die Zukunft
Die Strategien zur Unkrautbekämpfung haben auch über die Betriebsgrenzen hinaus Auswirkungen, da resistente Samen auf benachbarte Felder übergreifen können. Ein vorausschauender Ansatz könnte dazu beitragen, die Anzahl resistenter Samen zu reduzieren und möglicherweise eine Umkehrung der Resistenz zu fördern.
Die Forscher planen, in einer zukünftigen Studie die Effekte gegenüberliegenden Nachbarbetrieben zu untersuchen und die Auswirkungen auf Landschaftsebenen zu analysieren, was wertvolle Informationen für die Politik liefern könnte.
Für mehr Informationen zu den Forschungen und deren Ergebnissen besuchen Sie Agricultural Economics.
Die Einführung von Robotertechnologien zur Unkrautbekämpfung könnte demnach nicht nur die Effizienz der Landwirtschaft maßgeblich steigern, sondern auch eine wegweisende Rolle im Umgang mit den Herausforderungen, die durch Superunkräuter entstehen, spielen.