Auf dem Betrieb von Thomas Wyssa in Galmiz FR wurden die Resultate vorgestellt und die Maschinen im praktischen Einsatz gezeigt. Nun fordert der Verband Schweizer Gemüseproduzenten (VSGP), dass die Behörden diese Fortschritte auch bei den Anwendungsvorschriften berücksichtigen.
Von der Hackmaschine zum Pflanzenschutzroboter
Vor acht Jahren standen auf dem Gemüsebaubetrieb von Thomas und Christoph Wyssa in Galmiz die ersten kameragesteuerten Pflanzenschutzroboter im Mittelpunkt einer Medienorientierung. Damals befand sich vieles noch im Versuchsstadium. Heute liegen Ergebnisse aus drei Forschungsprojekten vor, die sich sehen lassen können.
Rolf Matter von der Schweizerischen Zentralstelle für Gemüsebau eröffnete zusammen mit Vertretern des VSGP den Medienanlass. Unter den Anwesenden befanden sich auch Matija Nuic und Markus Waber aus der Verbandsdirektion. Forschungsleute, Maschinenhersteller und zahlreiche Medienvertreter verfolgten die Präsentationen und die anschliessenden Maschinenvorführungen.
Den Grundstein legten Thomas Wyssa und sein Sohn Christoph gemeinsam mit dem Landtechnik-Spezialisten Hans Möri. Dieser hatte bereits 2016 eine Steketee-Hackmaschine auf den Betrieb gebracht. Die Idee war zunächst, zwischen den Reihen und innerhalb der Salatbestände mechanisch Unkraut zu bekämpfen.
Bald zeigte sich, dass die kameragesteuerte Pflanzenerkennung mehr Möglichkeiten bot. Wenn die Maschine weiss, wo eine Salatpflanze steht, kann sie diese auch gezielt behandeln.
«Unsere Motivation ist, dass wir Produzenten mithelfen wollen bei der Suche nach neuen Möglichkeiten und Lösungen zur PSM-Reduktion», erklärte Thomas Wyssa.
Aus dieser Überlegung entstand das erste Projekt im Rahmen von AgriQnet. Es folgten weitere Forschungsarbeiten mit Agroscope, der Zentralstelle für Gemüsebau, dem VSGP und verschiedenen Industriepartnern.
Das Hacken kostete zu viel Zeit
Die ersten Maschinen kombinierten mechanische Unkrautbekämpfung mit der gezielten Applikation von Fungiziden und Insektiziden. Technisch funktionierte das Verfahren, für grössere Flächen war es jedoch zu langsam.
Mit einer Fahrgeschwindigkeit von ungefähr 1,5 Kilometern pro Stunde blieb die Flächenleistung bescheiden. Rund 70 Prozent der Verfahrenskosten entfielen auf die Maschine. Trotz erheblicher Einsparungen beim Pflanzenschutz liess sich das Verfahren wirtschaftlich kaum rechtfertigen.
Deshalb wurde in der zweiten Projektphase auf die Hacktechnik verzichtet. Fortan konzentrierten sich die Entwickler auf das Spotspraying, also die gezielte Behandlung einzelner Kulturpflanzen.
Die Arbeitsgeschwindigkeit stieg auf rund sechs Kilometer pro Stunde. Damit verbesserten sich die Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Einsatz erheblich. Denn für Wyssa zählt nicht allein, wie präzise eine Maschine arbeitet, sondern auch, ob sie die notwendige Fläche innerhalb des verfügbaren Zeitfensters behandeln kann.
Bis zu 85 Prozent weniger Mittel
Die von Agroscope vorgestellten Versuchsergebnisse zeigen das Potenzial der Technik. Bei Knollensellerie und Petersilie wurden mit Spotspraying 80 bis 85 Prozent der Pflanzenschutzmittel gegenüber einer Flächenbehandlung eingespart.
Entscheidend ist dabei die Grösse der Kulturpflanzen zum Behandlungszeitpunkt. Bei Kopfsalat betrug die Einsparung neun Tage nach dem Pflanzen rund 74 Prozent. Drei Wochen nach der Pflanzung waren es noch ungefähr 30 Prozent.
Mit zunehmender Bodenbedeckung schwindet der Vorteil der Einzelpflanzenbehandlung. Die Forschenden sehen bei einem Bodenbedeckungsgrad von ungefähr 40 bis 50 Prozent einen Bereich, in dem die Einsparmöglichkeiten stark abnehmen. In weitgehend geschlossenen Beständen bringt Spotspraying kaum noch Vorteile beim Mittelverbrauch.
Allerdings zählt nicht nur die eingesparte Menge, sondern ebenso die biologische Wirksamkeit. In Versuchen mit Blattläusen an Kopfsalat und Pak Choi erzielte die gezielte Behandlung eine vergleichbare Wirkung wie die konventionelle Flächenspritzung. Weniger ausgebrachter Wirkstoff bedeutete in diesen Versuchen somit nicht weniger Bekämpfungserfolg.
Abdrift um über 99 Prozent reduziert
Besonders eindrücklich waren die Ergebnisse der Driftmessungen. Gegenüber den Referenzwerten einer konventionellen Feldbalkenspritze wurde eine Abdriftreduktion von über 99 Prozent festgestellt.
Verantwortlich dafür sind nicht nur die geringeren Spritzbrühmengen, sondern auch die niedrige Düsenhöhe und die Abschirmung der Spritzeinheiten.
Untersucht wurden der weiterentwickelte Steketee-Prototyp und das ARA-Gerät des Schweizer Herstellers Ecorobotix. Über zwei Jahre erfassten die Forschenden die Abdrift mithilfe eines fluoreszierenden Markierstoffes in verschiedenen Abständen zum behandelten Beet. Die Messwerte waren teilweise so gering, dass die Nachweisgrenzen der Untersuchungsmethode erreicht wurden.
Auch das Abschwemmungsrisiko wurde untersucht. Weil beim Spotspraying deutlich weniger Wirkstoff auf unbedeckten Boden gelangt, sinkt das Potenzial für einen Austrag bei Niederschlägen. Die Ergebnisse beruhen auf Risikomodellierungen und dürfen nicht mit einem unter allen Feldbedingungen nachgewiesenen Rückgang der Gewässerbelastung gleichgesetzt werden.
Für die Beurteilung der Umweltrisiken liefern sie dennoch wichtige Grundlagen.
Hans Möri kennt die Tücken der Technik
Auf dem Feld konnten die Besucher die Maschinen bei der Arbeit beobachten. Mit dabei waren Hans Möri und sein Mitarbeiter Patrick Steffen, Importeure der Steketee-Technik und langjährige Projektpartner.
Die Geräte erkennen Kulturpflanzen mit Kamerasystemen, verarbeiten die Bilder unmittelbar und steuern anschliessend die entsprechenden Spritzdüsen an. Je nach Anwendung lassen sich Kulturpflanzen mit Fungiziden oder Insektiziden behandeln oder erkannte Unkräuter gezielt mit Herbiziden bekämpfen.
Die vorgeführte Ecorobotix-Maschine verfügte über sechs Meter Arbeitsbreite und 156 Düsen im Abstand von vier Zentimetern. Damit lassen sich Flächen von ungefähr sechs auf sechs Zentimetern gezielt behandeln. Die Kameras arbeiten unter einer Abdeckung mit eigener LED-Beleuchtung, wodurch weitgehend gleichmässige Lichtverhältnisse herrschen. Bei der Vorführung wurde eine Fahrgeschwindigkeit von rund 7,2 Kilometern pro Stunde genannt.
Hans Möri kennt allerdings auch die Schwierigkeiten im praktischen Einsatz. Bodenbeschaffenheit, Spurführung, Pflanzabstände und Maschineneinstellung beeinflussen das Ergebnis. Gerade die feinen, schwarzen Böden des Seelandes verlangten bei früheren Entwicklungen technische Anpassungen. Staub und bewegliche Maschinenteile vertragen sich nicht immer.
Wirtschaftlichkeit entscheidet
Für Thomas Wyssa steht neben der Präzision die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund. «Wenn es sich rechnet, werden diese Technologien von den Produzenten auch eingesetzt werden», betonte er. Doch die Investitionskosten sind beträchtlich. Moderne Präzisionsgeräte kosten rasch 100 000 bis über 150 000 Franken. Ein kleinerer Gemüsebaubetrieb kann eine solche Anschaffung kaum allein über eingesparte Pflanzenschutzmittel amortisieren.
Hinzu kommen die kurzen Einsatzfenster. Sind die Böden nach längeren Niederschlägen nicht befahrbar, muss die anstehende Arbeit anschliessend rasch erledigt werden können. Schwere Maschinen erhöhen auf feuchten Böden zudem das Verdichtungsrisiko.
Die zusätzlichen Maschinenkosten lassen sich nicht einfach auf die Gemüsepreise überwälzen. Deshalb braucht es genügend grosse Einsatzflächen, überbetriebliche Lösungen oder Lohnunternehmer. Selbst bei der weiterentwickelten Technik ergaben Berechnungen gegenüber der Standardbehandlung teilweise noch Mehrkosten von rund 200 Franken pro Hektare.
Das verdeutlicht den Zielkonflikt: Die Gesellschaft verlangt weniger Pflanzenschutzmittel und geringere Umweltrisiken. Die notwendigen Investitionen müssen vorerst weitgehend die Gemüseproduzenten tragen.
Ohne Wirkstoffe nützt die beste Maschine nichts
Ein weiterer Punkt beschäftigte die anwesenden Gemüseproduzenten: die schwindende Verfügbarkeit wirksamer Pflanzenschutzmittel.
Gerade bei empfindlichen Kulturen wie Pak Choi können Erdflöhe erhebliche Schäden verursachen. Was zunächst wie kleine Frassstellen aussieht, wächst mit dem Blatt zu deutlich sichtbaren Löchern heran. Solche Ware lässt sich kaum vermarkten. Ähnliches gilt für Salate mit Blattlausbefall.
Präzise Applikation nützt wenig, wenn keine ausreichend wirksamen Mittel mehr zur Verfügung stehen. Thomas Wyssa brachte seine Forderung auf den Punkt: «Wirksame Mittel sollten mit diesen Techniken weiterhin eingesetzt werden können.»
Darin liegt auch eine Chance für die Zulassung: Wirkstoffe, deren breite Anwendung problematisch ist, könnten unter bestimmten Voraussetzungen mit geprüften, risikomindernden Verfahren weiterhin eingesetzt werden.
VSGP verlangt Konsequenzen
Hier setzt die Forderung des Verbandes Schweizer Gemüseproduzenten an. Die Behörden sollen bei der Zulassung und bei den Anwendungsauflagen stärker berücksichtigen, mit welcher Technik ein Pflanzenschutzmittel ausgebracht wird.
«Die technischen Bedingungen der neuen Technologien müssen bei der Zulassung von PSM berücksichtigt werden», forderte Matija Nuic. Und er ergänzte: «Und auch die Anwendungsauflagen müssen neu überprüft werden.»
Für das Umweltrisiko sind nicht allein die Eigenschaften eines Wirkstoffs ausschlaggebend. Ebenso wichtig sind die ausgebrachte Menge und die tatsächliche Exposition von Boden, Wasser und Nichtzielorganismen.
Mit modernen Applikationstechniken lassen sich gerade diese beiden Faktoren erheblich beeinflussen. Wer nachweislich weniger Abdrift verursacht und das Abschwemmungsrisiko vermindert, soll deshalb nach Ansicht des VSGP auch von angepassten Abstands- und Anwendungsvorschriften profitieren können.
Denkbar wäre zudem, bestimmte Wirkstoffe ausdrücklich für den Einsatz mit geprüfter Präzisionstechnik zuzulassen. Voraussetzung wäre eine entsprechende behördliche Risikobeurteilung.
Nuic sieht allerdings auch die wirtschaftlichen Hürden. «Die Wirtschaftlichkeit der neuen Techniken ist der Schlüssel zu ihrer Marktfähigkeit, und hier müssen wir Tempo reinbringen», erklärte er.
Forschung und Praxis gehören zusammen
Die achtjährigen Entwicklungsarbeiten zeigen, welchen Nutzen die enge Zusammenarbeit zwischen Produzenten, Forschung, Beratung und Maschinenherstellern bringen kann.
Aus einer kameragesteuerten Hackmaschine entstand ein Verfahren, das Pflanzenschutzmittel erheblich einsparen und die Abdrift massiv reduzieren kann.
Der Weg war allerdings nicht geradlinig. Zu geringe Flächenleistungen, hohe Maschinenkosten und technische Schwierigkeiten mussten überwunden werden. Dass die Entwicklung auf einem aktiven Gemüsebaubetrieb stattfand, war dabei entscheidend. Thomas und Christoph Wyssa sowie Hans Möri konnten ihre praktischen Erfahrungen direkt einbringen.
Nach drei Projektphasen liegen nun wissenschaftliche Ergebnisse vor. Jetzt sind die Zulassungsbehörden, die Hersteller und die Branche gefordert.
Die Technik hat ihre Leistungsfähigkeit gezeigt. Ob sie sich auf breiter Front durchsetzt, entscheidet sich jedoch nicht allein anhand der Versuchsergebnisse, sondern auch bei der Kostenrechnung auf dem Gemüsebaubetrieb.
