Während die Liebe zum Baum meist nur wenige Tage anhält, vergehen im Schnitt acht bis zehn Jahre, bis ein Weihnachtsbaum bereit für den Verkauf ist. Viel Handarbeit und Pestizide sind dafür nötig. Künftig soll ein Roboter diese Arbeit übernehmen. Die Forscher im Projekt WeBaRo [KM1] der Universität Siegen entwickeln ihn mit den Unternehmen Innok Robotics und Weihnachtsbaumkulturen Solbach.

Forschung für den Gartenbau der Zukunft

WeBaRo ist eines von zwölf Forschungsprojekten im Förderschwerpunkt „Gartenbau 4.0“ des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Über das Programm will das BMEL die Entwicklung von digitalen und automatisierten Lösungen im Gartenbau vorantreiben. Denn Themen wie Klimawandel und Umweltschutz stellen vielfältige Anforderungen an nachhaltige Produktions- und Wertschöpfungsketten im Gartenbau der Zukunft.

Pestizide im Einsatz für den Weihnachtsbaum

Weihnachtsbäume sind empfindlich: Schon, wenn Wildkraut oder Gräser die unteren Astreihen überwachsen, werden sie in ihrer Entwicklung gestört. Die meisten Betriebe schützen die empfindlichen Gewächse deshalb mit Pflanzenschutzmitteln und entfernen das Unkraut um die Stämme mit einer Motorsense. Außerdem düngen sie ihre Pflanzen stark. Besonders ressourcenschonend ist der konventionelle Weihnachtsbaumanbau damit bislang nicht.

Mit Robotik mehr Umweltschutz im Weihnachtsbaum-Anbau

Im Projekt WeBaRo mäht der Weihnachtsbaumroboter das Unkraut vollkommen selbstständig. Zur mechanischen Unkrautbekämpfung wird ein Schwingarmmulcher eingesetzt, sodass der Einsatz von Totalherbiziden substituiert und Arbeitskosten zur manuellen Unkrautbekämpfung eingespart werden.

Ähnlich funktioniert auch die zielgenaue Düngung einzelner Pflanzen, die einen reduzierten Dünger-Einsatz verspricht. Eine standortbezogene Karte sagt dem Roboter genau, wo er die Bäume eingepflanzt hat. Über Satellitendaten und ein Sensorsystem kann er sie immer wieder eigenständig ansteuern und bearbeiten.

Um die Robustheit der Navigation zu erhöhen, werden zusätzlich 3D-Sensoren genutzt. Die während des Robotereinsatzes durch das Sensorpaket gesammelten Pflanzendaten werden jeder Pflanze in einer virtuellen Karte als Metainformation hinzugefügt. Diese Daten können nicht nur vom Anbauer zur (Online-) Vermarktung genutzt werden; sie bilden außerdem den Grundstein zur Entwicklung eines deep-learning basierten Systems zur Überwachung des Gesundheitszustandes und zur Klassifizierung der Bäume.

Eine echte Entlastung für die Betriebe und die Umwelt also, um die aufwendige Pflege der Baumkulturen wirtschaftlich zu stemmen.

Bis 2024 zur Marktreife

Das Forschungsprojekt läuft noch bis April 2024. Derzeit müssen die unterschiedlichen Komponenten fürs Düngen und Schneiden noch in den Roboter integriert werden, der bereits jetzt in der Lage ist, zielgenau die richtigen Bäume anzusteuern. Nach Auskunft von Innok Robotics soll der Roboter zur Pflege von Weihnachtsbäumen nach erfolgreichem Abschluss des Forschungsvorhabens in den Verkauf gehen.