Digitale KI-Beratung: Plantix hilft Landwirten bei Krankheits- und Schädlingsbefall ihrer Pflanzen

Die App Plantix nutzt maschinelles Lernen, um Krankheiten und Schädlinge an Nutzpflanzen zu erkennen und gibt Tipps zur Behandlung. Das kann zu höherer Nahrungsmittelsicherheit beitragen und Existenzen von Kleinbauern und -bäuerinnen sichern. 

Autor Jasmina Schmidt, 28.01.20

Übersetzung Jasmina Schmidt:

Künstliche Intelligenz (KI) klang bis vor kurzem noch nach Zukunftsmusik und Utopie – doch sie begegnet uns schon jetzt vielerorts in unserem Alltag: bei Sprach- und Gesichtserkennung mit dem Smartphone, Textübersetzungen oder im Online-Kundendienst als Chatbot. Die Bandbreite ist groß und wächst immer weiter, ebenso wie die Anwendungsbereiche. Auch in der Landwirtschaft wird ihre Bedeutung immer größer.

Durch die steigende Nachfrage nach Nahrungsmitteln für eine stetig wachsende Bevölkerung, den starken Wettbewerb um schwindende natürliche Ressourcen wie Boden und Wasser, den Verlust der biologischen Vielfalt und durch die Auswirkungen des Klimawandels steht die weltweite landwirtschaftliche Produktion einer Vielfalt von Problemen gegenüber. Nicht zuletzt stellen auch Schädlinge und Pflanzenkrankheiten eine Bedrohung für die weltweite Nahrungsmittelsicherheit dar, da sie Ernten schädigen und somit die Verfügbarkeit und den Zugang zu Nahrungsmitteln verringern und die Nahrungsmittelkosten erhöhen können. Laut FAO sind Pflanzenschädlinge und -krankheiten für Verluste von 20 bis 40 Prozent der globalen Nahrungsmittelproduktion verantwortlich. Eine riesige Summe also, vor allem wenn man in Betracht zieht, dass weltweit etwa 820 Millionen Menschen unter Hunger leiden.

Das Berliner Startup PEAT nimmt sich dieser Problematik an. Durch den Einsatz von KI will es zur Sicherung der globalen Nahrungsmittelproduktion beitragen – und zwar mit der App Plantix. Genutzt werden kann diese mit einem 3G-fähigen Smartphone. Nimmt man mit dem Smartphone ein Foto einer Pflanze auf, die von einer Krankheit oder einem Schädling befallen ist, analysiert die App das Foto, gleicht es mit vorhandenen Informationen ab und informiert über den Gesundheitszustand der Pflanze. Außerdem liefert sie Möglichkeiten zur Behandlung der festgestellten Krankheit – zu biologischen und chemischen Behandlungsmethoden, aber auch präventiven Maßnahmen. So wird beim Befall von Spinnmilben statt einem Einsatz von Pestiziden eine integrierte Lösung aus biologischen und präventiven Maßnahmen empfohlen, beispielsweise giftstofffreie Präparate auf Basis von Raps- oder Neemöl, der Einsatz von Fressfeinden der gemeinen Spinnmilbe aber auch eine hohe Artenvielfalt.

Plantix ist vor allem auf landwirtschaftliche Nutzpflanzen spezialisiert, die wichtig für die weltweite Nahrungsmittelversorgung sind, wie Bananen, Weizen, Reis, Soja und Mais. Jedes eingesandte und analysierte Foto erweitert den Wissenspool der Datenbank und ermöglicht eine immer genauere Diagnose. Schon jetzt kann die Software laut PEAT Pflanzenkrankheiten und Schädlinge mit einer Genauigkeit von bis zu 95 Prozent erkennen, da jede Pflanzenkrankheit, jeder Schädling oder jeder Nährstoffmangel ein bestimmtes Muster hinterlässt.

Wenn auch die KI nicht weiter weiß…

Wenn einmal kein passender Lösungsvorschlag für das Problem über die KI gefunden werden kann, gibt es noch die Community. Hier können Bilder und Fragen gepostet und von Expert*innen beantwortet werden. Für Kleinbauern und -bäuerinnen könnte der Dienst eine enorme Hilfe darstellen, speziell im globalen Süden. Menschen, die nur eine kleine Anbaufläche besitzen, um sich und ihre Familien zu versorgen, sind auf gute Erträge angewiesen. Eine schlechte Ernte kann schnell Existenzen gefährden und Expert*innenwissen durch landwirtschaftliche Beratungsorganisationen erreichen nur wenige. Da Smartphones und die nötige Netzabdeckung zunehmend auch in abgelegenen Gegenden dieser Welt vorhanden sind, kann eine solche Lösung einige Ernten und somit Existenzgrundlagen retten.

Eine andere Anwendungsmöglichkeit der Pflanzenerkennungs-Software sind auch Erkenntnisse über die Verbreitung von Krankheiten. „Etwa 50.000 Bilder werden täglich über die App eingesandt und von den neuronalen Netzen analysiert. Diese Bilder verfügen über verschiedene Informationen, wie Ort und Krankheit. Mithilfe dieser Daten kann PEAT in Echtzeit verfolgen, wie sich Krankheiten ausbreiten und auch modellieren, was die Verbreitung begünstigt oder erschwert“, erklärt Korbinian Hartberger von PEAT gegenüber RESET.

Ein erster Versuch für diese Anwendung fand 2018 statt, als die invasive Falterart „fall armyworm“ erstmals in Asien und insbesondere in Indien Einzug hielt. Der Falter ist ursprünglich auf den amerikanischen Kontinenten beheimatet, wurde jedoch mittlerweile nach Afrika eingeschleppt und ist nun auch in Asien zu einer Plage geworden. Er verursacht erhebliche Ertragsverluste bei Mais, Reis, Sorghum, Hirse und anderen Pflanzen. Nach Schätzungen der FAO von 2018 gingen allein in Afrika bis zu 17,7 Millionen Tonnen Mais durch diesen Schädling verloren. Diese Menge Mais könnte einige Millionen Menschen ernähren und entspricht einem wirtschaftlichen Verlust von bis zu 4,6 Milliarden US-Dollar. Die gesammelten Informationen über den Stand des „fall armyworm“ hat PEAT in einer interaktiven Karte zusammengeführt, auf der einsehbar ist, wie weit sich der Schädling ausgebreitet hat. Somit bleibt Bäuerinnen und Bauern Zeit, präventive Gegenmaßnahmen zu ergreifen und ihre Ernte zumindest teilweise zu schützen.

Die Plantix-App ist kostenlos für Android erhältlich.

Wie kann KI im Umwelt- und Klimaschutz wirkungsvoll eingesetzt werden? Welche spannenden Projekte gibt es? Was sind die sozial-ökologischen Risiken der Technologie und wie sehen Löungen aus? Antworten und konkrete Handlungsempfehlungen geben wir in unserem Greenbook(1) „KI und Nachhaltigkeit – Können wir mit Rechenleistung den Planeten retten?“.

Dieser Artikel ist Teil des Dosssiers „Künstliche Intelligenz – Können wir mit Rechenleistung unseren Planeten retten?“. Alle Artikel des Dossiers findest du hier: Dossier KI

Das Dossier ist Teil der Projekt-Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), in deren Rahmen wir vier Dossiers über zwei Jahre zum Thema „Chancen und Potenziale der Digitalisierung für eine nachhaltige Entwicklung“ erstellen.


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