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Big Apple

Steuerung und Optimierung der Ernte und Lagerung beim Apfel mittels datenbasierter Prognosemodelle zur Verbesserung der Fruchtqualität und Minimierung von Lagerverlusten

 

BLE Logo

 

Verluste bei Obst durch Qualitätseinbußen und Fäulnis ab der Ernte bis zum Verzehr werden in Ländern wie Deutschland mit bis zu 18 % beziffert. Neben dem Fehlen dieser Nahrungsgüter sind damit ein hoher Verlust an natürlichen Ressourcen und eine ineffiziente Nutzung von Arbeitskraft verbunden. Weitere zentrale Kostenfaktoren und Umweltbelastungen sind der hohe Energieverbrauch, mit gleichzeitig hoher CO2Emission, sowie die Qualitätsverluste bei der Obstlagerung. Im Fokus steht die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit deutscher Obstbaugebiete und Vermarktungsorganisationen.

 

BigApple soll dabei wichtige Ansatzpunkte für eine nachhaltige, ressourcen und energieeffiziente, sowie standort- und saisonangepasste Apfelproduktionskette liefern.

 

Die wesentlichen Ziele des Projekts sind ‚big data‘- gestützte Modellierungsansätze für ein verbessertes Verständnis zwischen Vor- und Nach-Ernte-Einflussfaktoren, um

  • eine optimierte Erntetermin- Vorhersage basierend auf witterungs- und fruchtspezifischen Sensordaten zu ermitteln
  • eine Prognose zur Fruchtqualität und Haltbarkeit der Äpfel bei Langzeitlagerung zu entwickeln
  • ein Managementsystem in der Apfelproduktionskette ‚vom Feld bis zum Verbraucher‘ zu modellieren
  • eine Minderung von Mengen und Qualitätsverlusten für die Obstproduzenten und Lagerhalter zu erzielen
  • Energieeinsparungen durch optimale Anpassung der Lagerfaktoren an die Erfordernisse der gelagerten Sorten durchzuführen

 

Dank moderner Sensortechnik (z.B. mobile hyperspektrale Kamerasysteme zur Bestimmung des Blatt- Frucht- Verhältnisses, multispektrale Sensoren zur kontinuierlichen Zucker und Trockensubstanz- Erfassung im Feld und Obstlager), aber auch durch meteorologische und standortspezifische Messungen (z.B. tägliche Witterungsdaten oder Fruchtzuwachsmessungen) stehen großen Datenmengen zur Verfügung, deren wirtschaftliches Potenzial bisher nicht ausgeschöpft werden. Gleichzeitig gewinnt die Digitalisierung landwirtschaftlicher Produktionsprozesse weltweit rasch an Bedeutung. Smartphones, Tablets und Apps eröffnen in Verbindung mit sensor und satellitengestützter Landtechnik sowie Verknüpfung mit Finanzdaten der Unternehmen vollständig neue Möglichkeiten.

 

Die Feldversuche am KOB konzentrieren sich vorerst auf die Apfelsorte ‚Braeburn‘ mit variablen Versuchsbedingungen für die Frucht- und Reifeentwicklung bzw. für die Haltbarkeit der Äpfel im Lager mit folgenden Behandlungen:

  • Veränderung der Außentemperaturen während der Zellteilungsperiode nach der Blüte
  • Calcium- Blattspritzungen (mit/ohne) im Verlauf der Fruchtentwicklung
  • Ausdünnung und Einstellung unterschiedlicher Fruchtbehänge
  • termingerecht bzw. zu späte Erntetermine
  • optimale bzw. erschwerte CA- Lagerbedingungen hinsichtlich Temperatur und kontrollierter Atmosphäre für die Haltbarkeit der Äpfel


Versuchsdurchführung, Datenerfassung, Auswertungen und Modellierungen erfolgen in einem Verbundprojekt mit mehreren Partnern. Dabei stellt die Fa. Inovel eine Plattform zur Datenerfassung und Datenaufbereitung bereit, die vonseiten des KOB und der Fa. Cubert (Hyperspektralkamera) und SalemFrucht (Sortierdaten) mit individuellen Daten gespeist werden. Die TU Chemnitz beschäftigt sich mit der Entwicklung von Optimierungs- und modellbasierten Ansätzen für die Verbesserung der Nachhaltigkeit, Ressourcen- und Energieeffizienz in der Apfelproduktionskette. Geeignete Stellgrößen werden bestimmt, die z. B. den Energie- oder Ressourcenverbrauch des Systems optimieren oder Toleranz bzw. Robustheit gegenüber Fehlern oder Unsicherheiten gewährleisten. Des Weiteren erlaubt diese Methodik das Einhalten von Sicherheitsanforderungen und Begrenzungen. Dabei stellen Unsicherheiten und Störungen eine wichtige Herausforderung dar, der mit robusten, adaptiven und lernenden Verfahren begegnet wird.

 

Für weitere Fragen stehen Ihnen am Kompetenzzentrum ObstbauBodensee folgende Personen zur Verfügung:

 

Roy McCormick, mccormick@kob-bavendorf.de, +49 (0) 751 7903325

Konni Biegert, konni.biegert@kob-bavendorf.de, +49 (0) 751 7903343

 

Projektpartner:

 

TUC

Technische Universität Chemnitz, Professur für Regelungstechnik und Systemdynamik, Chemnitz (Prof. S. Streif)

https://www.tu-chemnitz.de/etit/control/research/projects.php

Cubert Logo neu

CUBERT GmbH, UlmJungingen

http://cubert-gmbh.com/

Inovel

INOVEL Systeme AG, Friedrichshafen

http://www.inovel.de/de/main/home.html

Salemfrucht Logo

SalemFrucht Großmarkt GmbH, SalemNeufrach

http://salemfrucht-gmbh.de/
KOB Logo

Kompetenzzentrum ObstbauBodensee (KOB), RavensburgBavendorf

http://www.kob-bavendorf.de/

 

 

Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.