Apfelproduktion auf neuem Level

Bis zu 11% der Äpfel in Deutschland müssen bereits während der Produktion und Lagerung aufgrund von Fäulnis und Qualitätsmängel aussortiert werden. Das Projekt „Apfel4.NULL“ hat sich zum Ziel gesetzt, diesem Verlust an natürlichen Ressourcen durch Automatisierung und digitale Technologien entgegenzuwirken und auf diese Weise die Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit der deutschen Apfelproduktion zu steigern.

Einsatz von Sensoren zur Modellierung von Wasser- und Fruchtstress

Damit eine kleinräumige Überwachung der Apfelqualität entlang der Wertschöpfungskette möglich ist, wird ein Netzwerk aus (nicht-destruktiven) Sensoren in der Obstanlage installiert. Die Sensordaten werden mit bereits bestehenden Daten kombiniert, sodass eine umfassende Auswertung realisierbar ist.

Neben den saisonalen Witterungsbedingungen werden wichtige Produktionsfaktoren überwacht, die die Fruchtqualität und Haltbarkeit während der Qualitätsbildung in der Obstanlage und während der Lagerung beeinflussen.

Digitaler Assistent

Aus den erfassten Daten sollen durch Regelungsmechanismen und Modellierungen des Wasser- und Fruchtstresses sowie des Baumwuchses optimale Bewirtschaftungsstrategien der Obstanlage abgeleitet werden, wie z. B. ein intelligenter Wurzelschnitt, eine angepasste Bewässerung oder ein optimiertes Lagermanagement. In einem Digitalen Assistenten, der im Rahmen des Projektes entwickelt wird, werden diese Informationen gesammelt und dem Anwender zur Verfügung gestellt.

Intelligente Pflanzenschutzmittelapplikation 

Ein weiterer Teilaspekt des Projektes ist die gezielte und angepasste Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln (PSM). Hierfür wird ein Digitaler Assistent mit PSM-Applikationsgeräten aufgerüstet. In diesem teilautomatisierten Assistenten sollen relevante Wetterdaten, LiDAR (light detection and ranging) Sensorik sowie Geoinformationssystem-Informationen zu gesetzlichen Abstandsauflagen zusammenfließen.

LiDAR (Digitaler PSM-Assistent)

Optimierte Lagersteuerung

Um auch die Lagerung der Äpfel energieeffizienter und produktschonender zu gestalten, wird das bestehende Lagerungssystem um bedarfsgerechte Abtau-Algorithmen der Kühlaggregate erweitert. Die Lagersteuerung baut dabei auf eine intuitive Bedienung der Software. Diese ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung der Fruchtqualität und gleichzeitig eine adaptive Steuerung der Lagerbedingungen unter Berücksichtigung der fruchtqualitativen Parameter.

Vewertungsmöglichkeit für die Obstbaupraxis

Durch die Vernetzung der Daten der Projektpartner, daraus erstellter Modelle und Aufzeichnungen ist die Transparenz und Kostensicherheit für alle Glieder der Wertschöpfungskette Apfel langfristig geschaffen. Neue, im Projekt entwickelte Technologien werden über eine Reihe von Industrie-Projektpartnern direkt in der kommerziellen Obstbaupraxis umgesetzt.

Das FuE-Projekt Apfel4Null hat eine Laufzeit von drei Jahren, gestartet ist es im März 2020. Die Projektkoordination obliegt dem Kompetenzzentrum Obstbau-Bodensee (Konni Biegert).

Veröffentlichungen

Munser, Lukas; McCormick, Roy; Devadze, Grigory; Siefen, Nils; Streif, Stefan; Biegert, Konni (submitted) Prediction of internal browning and fruit firmness in stored apples: Multivariate time series classification. Computers and Electronics in Agriculture

Biegert, Konni; McCormick, Roy (submitted) Non-destructive sensors and modelling to detect apple fruit and tree properties. Acta Horticulturae

Siefen, Nils; McCormick, Roy J; Vogel, Ana Maria; Biegert, Konni (2023) Effects of laser scanner quality and tractor speed to characterise apple tree canopies. Smart Agricultural Technology 4: 100173, https://doi.org/10.1016/j.atech.2023.100173

Siefen, Nils; Vogel, Ana Maria; Strassemeyer, Jörn (2022) Ein digitaler Assistent im Obstanbau. Poma – Digitales Magazin für den Obstbau-Profi (8), S, 9-12, Eugen Ulmer, Stuttgart