Jahrzehntelang war die Kernlogik der globalen Landwirtschaft unverändert: Solange es genügend Wasser, Dünger und Arbeitskräfte gab, konnte die Nahrungsmittelproduktion stetig wachsen. Doch heute beginnt diese Logik auf globaler Ebene zu versagen. Im Westen der Vereinigten Staaten zwingen anhaltende Dürren die Farmen dazu, ihre Bewässerungsflächen zu verkleinern; die Länder des Nahen Ostens investieren enorme Summen in intelligente Landwirtschaftssysteme; und für europäische Landwirte wird es immer schwieriger, junge Menschen zu finden, die langfristig in der Landwirtschaft arbeiten wollen. Gleichzeitig werden extreme Wetterereignisse weltweit immer häufiger, während Wasserknappheit in der Landwirtschaft wird zunehmend zu einem globalen Problem. Starke Regenfälle, Hitzewellen, Dürreperioden und Kälteeinbrüche beeinträchtigen die Nahrungsmittelproduktion. Die Landwirtschaft tritt in eine völlig neue Ära ein.
Der rasante Aufstieg der intelligenten Landwirtschaft in China
Inmitten dieses globalen Wandels erregt die rasche Entwicklung der intelligenten Landwirtschaft in China zunehmend internationale Aufmerksamkeit. Viele Menschen assoziieren die chinesische Landwirtschaft immer noch mit traditionellen Anbaumethoden. In Wirklichkeit ist China jedoch zu einem der am schnellsten wachsenden Märkte für intelligente Landwirtschaft in der Welt geworden, insbesondere in Bereichen wie Fruchtbarkeitssysteme, intelligente Bewässerung, IoT in der Landwirtschaft und automatische Steuerungstechnologien.
In der Vergangenheit wurde die Fertigationstechnologie hauptsächlich in der europäischen Gewächshauslandwirtschaft und bei hochwertigen Kulturen eingesetzt. Aufgrund der hohen Kosten für die Ausrüstung waren viele Länder nicht in der Lage, sie in großem Maßstab einzusetzen. China hat jedoch einen anderen Weg eingeschlagen. Als bevölkerungsreichstes Land der Welt steht es seit langem vor der Herausforderung der Ernährungssicherung, was die Modernisierung der Landwirtschaft stark beschleunigt hat. Bis 2024 wird die Anwendungsfläche von Bewässerungssystemen 170 Millionen Hektar erreichen. Diese Systeme sind nicht mehr auf Gewächshausgemüse beschränkt, sondern haben sich auch auf großflächige Feldkulturen wie Mais, Weizen, Sojabohnen, Baumwolle und Ölpflanzen ausgedehnt. Sie sind heute in Kulturen wie Baumwolle, Mais, Weizen, Sojabohnen, Raps und Ölsonnenblumen weit verbreitet, wo die Produktivität und Effizienz erheblich gesteigert werden konnten. In den nördlichen, nordöstlichen und nordwestlichen Regionen sind die Maiserträge im Durchschnitt um mehr als 200 Kilogramm pro mu gestiegen, während die Weizenerträge um über 100 Kilogramm pro mu zugenommen haben.
Warum die Düngung zu einer nationalen Agrarstrategie geworden ist
Warum hat die Regierung die Fertigationstechnologie weiter gefördert? Bei der Wiederbelebung des ländlichen Raums geht es letztlich darum, das Einkommen der Landwirte zu erhöhen. Und der grundlegendste Weg zur Einkommensverbesserung ist die Steigerung der Ernteerträge und der Gesamtrentabilität der Landwirtschaft. Nur wenn die Kulturen wirklich eine höhere Produktivität und bessere wirtschaftliche Erträge erzielen, können die Einkommen der Landwirte weiter steigen. Infolgedessen hat sich die Fertigationstechnologie zu einer der wichtigsten landwirtschaftlichen Technologien entwickelt, die landesweit stark gefördert wird. Seit 2007 werden in Chinas jährlichem ’No.1 Central Document’ fast jedes Jahr entsprechende Maßnahmen erwähnt, und die Landwirtschaftsbehörden haben die Fertigation als Kerntechnologie der modernen Landwirtschaft weiter gefördert.
Von Düngungssysteme zur intelligenten Landwirtschaft
Die Entwicklung der intelligenten Landwirtschaft ist jedoch nicht nur auf die automatische Bewässerung beschränkt. Heute ist die herkömmliche Technologie der “Wasser-Dünger-Integration” bereits relativ ausgereift, während sich die künftige Entwicklung der Branche in Richtung der Integration von Wasser, Dünger, Chemikalien und Luft bewegt.
In diesen Bereichen ist die Integration von Chemikalien nach wie vor eine der größten technischen Herausforderungen. Wenn Agrarchemikalien über Bewässerungssysteme in den Boden gelangen, sind sie in mehrfacher Hinsicht problematisch: Pestizidrückstände, Lebensmittelsicherheit, Nachhaltigkeit des Bodens und Grundwasserverschmutzung. Daher ist die Bestimmung der Chemikalien, die sicher in Bewässerungssysteme gelangen können, zu einem der größten Engpässe in der Branche geworden. Ideale Agrarchemikalien müssen mehrere Bedingungen erfüllen: Erstens müssen sie vollständig wasserlöslich sein, damit sie Tropfbewässerungssysteme passieren können; zweitens müssen sie geringe oder sogar keine Rückstände aufweisen, um die Lebensmittelsicherheit und die Bodenökologie nicht zu beeinträchtigen.
Die beiden wichtigsten Forschungsrichtungen sind derzeit Pestizide auf Pflanzenbasis und biologische Pestizide. Pestizide auf Pflanzenbasis extrahieren natürliche insektizide und antibakterielle Verbindungen aus Pflanzen. Biologische Pestizide hingegen verwenden ausgewählte nützliche Mikroorganismen und antimikrobielle Stämme zur Herstellung von Wirkstoffformulierungen, die über Bewässerungssysteme in den Boden gelangen können. Dieser Ansatz kann dazu beitragen, durch den Boden übertragene Krankheiten zu bekämpfen, unterirdische Schädlinge zu verhindern und die Bodenökologie zu verbessern. In vielen landwirtschaftlichen Forschungsprojekten haben Forscher bereits damit begonnen, biologische Pestizide mit Bewässerungssystemen zu kombinieren, so dass Tropfbewässerungssysteme zur direkten Bekämpfung von Bodenkrankheiten und unterirdischen Schädlingen eingesetzt werden können.
Neben Wasser, Dünger und Chemikalien wird die Landwirtschaft der Zukunft auch die “Luft” einbeziehen, d.h. die Sauerstoffversorgung der Wurzelzone, die Belüftung des Bodens und die Regulierung des Mikroklimas. Die zunehmende Forschung hat gezeigt, dass der Sauerstoffgehalt im Boden die Vitalität der Wurzeln und die Effizienz der Nährstoffaufnahme direkt beeinflusst. Die Technologie der Sauerstoffzufuhr in der Wurzelzone wird daher zu einer wichtigen neuen Forschungsrichtung.
Die Zukunft der intelligenten Landwirtschaft und des globalen Landbaus
Die Landwirtschaft der Zukunft wird sich nicht mehr nur auf das “Bewässern und Düngen von Pflanzen” konzentrieren. Stattdessen wird sie sich auf IoT-Technologien, Sensoren und intelligente Steuerungssysteme stützen, um die gesamte Umgebung des Pflanzenwachstums präzise zu regulieren, einschließlich Feuchtigkeit, Nährstoffe, Schädlings- und Krankheitsmanagement, Bodenbedingungen, Sauerstoffversorgung der Wurzelzone und Klimadaten.
Die rasche Modernisierung der chinesischen Fertigungsindustrie treibt diesen Wandel ebenfalls voran. In der Vergangenheit bevorzugten viele internationale Kunden europäische und amerikanische Landmaschinen. Heute erkennen jedoch immer mehr landwirtschaftliche Betriebe in Übersee die Vorteile der chinesischen Lieferkette. Das Land verfügt nicht nur über ausgereifte Produktionskapazitäten, sondern hat auch ein komplettes industrielles Ökosystem für die intelligente Landwirtschaft aufgebaut. Von Magnetventilen, Sensoren und Steuerungen bis hin zu Wetterstationen, Bewässerungsmaschinen und Cloud-Plattformen sind chinesische Unternehmen heute in der Lage, komplette landwirtschaftliche Automatisierungssysteme schnell zu integrieren. Noch wichtiger ist, dass die chinesische Produktion zunehmend stabile Qualität, schnellere Lieferung und starke Kostenvorteile miteinander verbindet. Hintergrund dieses Wandels ist das rasche Wachstum der heimischen Lieferkette für die intelligente Landwirtschaft, von Sensoren und Steuergeräten bis hin zu Bewässerungsanlagen und Cloud-Plattformen, die zusammen ein hochintegriertes industrielles Unterstützungssystem bilden.
Angesichts des Klimawandels, der Wasserknappheit und des Arbeitskräftemangels, mit denen die Landwirtschaft weltweit konfrontiert ist, ist die intelligente Landwirtschaft nicht mehr nur ein Branchenkonzept. Sie wird zu einer der Hauptrichtungen der zukünftigen globalen Landwirtschaft. Und die Entwicklung der intelligenten Landwirtschaft in China könnte erst der Anfang sein.