Einleitung
Smart Farming spielt im modernen professionellen Gemüseanbau eine zunehmend zentrale Rolle. Besonders bei hydroponischen Systemen wie vertikalen A-Frames lassen sich durch den Einsatz automatisierter Steuerungstechnik Prozesse effizient gestalten, Ressourcen gezielt einsetzen und Erträge optimieren. Mithilfe digitaler Technologien wie Sensorik, Transpirationsmodellen und Wetterdatenintegration wird die Qualität der Nährstoffversorgung fortlaufend angepasst – ohne Mehraufwand für die Betriebsleitung. Dieser Beitrag zeigt, wie sich Smart Farming in der Praxis bewährt, welche technischen Grundlagen relevant sind und welche Effekte auf Ertrag und Stabilität beobachtbar sind.
Bedeutung von Smart Farming im Gemüseanbau
Definition und Abgrenzung
Smart Farming bezeichnet den technologiegestützten Pflanzenbau unter Nutzung digitaler Werkzeuge. In hydroponischen Systemen bedeutet das die präzise Steuerung der Nährlösung, der Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Lichtverhältnisse auf Grundlage kontinuierlich erhobener Messdaten. Ziel ist ein möglichst stabiles und pflanzenangepasstes Produktionsumfeld.
Relevanz für den betrieblichen Alltag
Hydroponisch arbeitende Gemüsebaubetriebe stehen vor der Herausforderung, Produktionssicherheit, Ressourceneffizienz und gleichbleibende Qualität miteinander zu vereinen. Smart Farming unterstützt dabei, diese Ziele zu erreichen: Steuerungssysteme entlasten Mitarbeitende, minimieren Fehlerquellen und schaffen Transparenz über pflanzenphysiologisch relevante Faktoren wie Salzstress oder Nährstoffverfügbarkeit.
Technische Grundlagen: Sensorik, Steuerung und Datenintegration
Erfasste Parameter und deren Wirkung
In den hydroponischen Farm-Systemen werden zentrale Umgebungsfaktoren durch Sensoren permanent überwacht: Temperatur der Nährlösung, Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur, Sonneneinstrahlung, EC-Wert (elektrische Leitfähigkeit) sowie der pH-Wert der Nährlösung. Diese Werte geben Aufschluss über den physiologischen Zustand der Pflanzen und ermöglichen eine bedarfsgerechte Steuerung.
Regeltechnik mit Düngecomputer
Die erfassten Messdaten fließen in ein zentrales Regelungssystem (Düngecomputer) ein. Dieser passt die Nährlösung in Echtzeit an die gemessenen Bedingungen an – zum Beispiel durch Reduktion des Salzgehalts, wenn die Transpiration der Pflanzen geringer ist als üblich. Ziel ist es, pflanzenschädlichen Stress wie z. B. überhöhte Salzkonzentrationen zu vermeiden. Untersuchungen zeigen, dass durch diese gezielte Steuerung bis zu 13 % höhere Erträge realisiert werden können.
Integration externer Datenquellen
Neben der lokal erfassten Sensorik werden auch Wettervorhersagedaten und ein pflanzenphysiologisches Transpirationsmodell einbezogen. Diese Kombination erlaubt eine vorausschauende Steuerung: Bei zu erwartender geringer Verdunstung (z. B. an bedeckten Tagen) wird die Düngergabe automatisch reduziert – bevor es zu einer Anreicherung in der Wurzelumgebung kommt.
Einsparpotenziale durch Automatisierung
Zeitersparnis bei Überwachung und Steuerung
Routinearbeiten wie das manuelle Prüfen von EC- und pH-Werten, das Nachjustieren der Düngerkonzentration oder die visuelle Kontrolle der Systemtemperatur entfallen größtenteils. Die zentrale Visualisierung per Dashboard ermöglicht eine schnelle Übersicht – auch per Fernzugriff.
Schonung von Ressourcen und Pflanzen
Durch die dynamische Anpassung der Nährstoffzufuhr an das reale Pflanzenbedürfnis werden Wasser, Dünger und Energie gezielter eingesetzt. Das senkt nicht nur Betriebskosten, sondern reduziert auch potenzielle Belastungen für die Kultur. Die Vermeidung von Stresssituationen führt zu gleichmäßigeren Wachstumsbedingungen und besseren Vermarktungsqualitäten.
Produktionsstabilität
Die gleichbleibende Steuerung wichtiger Parameter wie Nährstoffverfügbarkeit, pH-Stabilität und Temperatur ermöglicht reproduzierbare Ergebnisse. Das ist besonders bei empfindlichen Kulturen wie Salaten oder Microgreens relevant, bei denen bereits geringe Abweichungen zu Qualitätseinbußen führen können.
Herausforderungen und Voraussetzungen
Technische Betreuung und Fehlermanagement
Trotz Automatisierung bleiben Wartung, Kalibrierung und gelegentliche manuelle Kontrollen unerlässlich. Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, sollten grundlegende Kenntnisse in Steuerungstechnik und Nährstoffphysiologie im Betrieb vorhanden sein. Supportstrukturen wie Fernwartung oder automatisierte Alarmsysteme können die Prozesssicherheit erhöhen.
Systemintegration und Datenverständnis
Die gesammelten Daten bieten großes Potenzial – sie müssen jedoch korrekt interpretiert werden. Daher empfiehlt sich eine klare Schulung zum Datenverständnis: Welche Veränderungen sind pflanzenphysiologisch relevant? Wann ist ein Eingreifen sinnvoll? Eine gute Systemdokumentation und praxisnahe Visualisierung unterstützen hier.
Skalierbarkeit ohne Mehraufwand
Ein Vorteil modularer hydroponischer Systeme ist ihre Erweiterbarkeit ohne steigenden Personalbedarf. Auch größere Anlagen lassen sich mit denselben Automatisierungsgrundlagen betreiben, wenn Mess- und Regeltechnik gut konfiguriert ist. Damit bleibt das System auch bei Wachstum wirtschaftlich tragfähig.
Perspektiven der digitalen Landwirtschaft
Mit Blick auf zukünftige Entwicklungen werden erweiterte Prognosemodelle, KI-gestützte Entscheidungshilfen und automatisierte Kulturplanung an Bedeutung gewinnen. Bereits heute ermöglichen Transpirationsmodelle und integrierte Wetterdaten ein vorausschauendes Kulturmanagement. Künftig könnten auch weitere Parameter wie Lichtintensität oder CO₂-Anreicherung systematisch einbezogen werden.
Fazit und Ausblick
Smart Farming ist im hydroponischen Gemüsebau nicht länger optional, sondern eine reale Möglichkeit, den Betrieb effizienter und robuster aufzustellen – ohne zusätzliche Kosten für mehr Personal oder Fläche. Die Kombination aus Echtzeitdaten, intelligenter Regelung und externen Wetterprognosen schafft stabile Produktionsbedingungen und hilft, typische Stresssituationen wie Salzüberlastung gezielt zu vermeiden.
Wenn Du erfahren möchtest, wie sich solche Systeme auch in deinem Betrieb umsetzen lassen, nimm gerne Kontakt mit uns auf – wir teilen unsere Erfahrungen praxisnah und ohne Verkaufsdruck. Hier kannst du dir die Farmpakete ansehen, in denen der Smart Farming Düngecomputer verbaut ist.
Quellen:
https://www.iese.fraunhofer.de/de/trend/digital-farming.html
