{"id":34103,"date":"2026-07-03T09:15:39","date_gmt":"2026-07-03T07:15:39","guid":{"rendered":"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=34103"},"modified":"2026-07-03T09:22:46","modified_gmt":"2026-07-03T07:22:46","slug":"chip-happens-podcast-staffel-4-folge-3-wie-mikroelektronik-die-ernte-rettet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/news\/360-mikroelektronik\/chip-happens-podcast\/chip-happens-podcast-staffel-4-folge-3-wie-mikroelektronik-die-ernte-rettet\/","title":{"rendered":"#Chip Happens-Podcast: Staffel 4, Folge 3<\/strong> | Wie Mikroelektronik die Ernte rettet"},"content":{"rendered":"\n

Der Podcast \u00bbChip Happens \u2013 Kleine Dinge, die alles ver\u00e4ndern\u00ab von Chipdesign Germany beleuchtet die Bedeutung der Mikroelektronik f\u00fcr die Bew\u00e4ltigung gesellschaftlicher, wirtschaftlicher und technologischer Herausforderungen. In der vierten Staffel mit dem Titel \u00bbFarm to Fork\u00ab steht die gesamte Wertsch\u00f6pfungskette der Ern\u00e4hrung im Fokus. Die Staffel untersucht fundiert, wie technologische Innovationen von der landwirtschaftlichen Erzeugung bis zur Verarbeitung und  zum Endverbrauchdazu beitragen k\u00f6nnen, Lebensmittelproduktion und Versorgung langfristig zu sichern. <\/p>\n\n\n\n

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©<\/span>Fraunhofer Mikroelektronik<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n

Staffel 4, Folge 3 | Wie Mikroelektronik die Ernte rettet<\/h2>

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Die dritte Folge der vierten Staffel widmet sich der technologischen Absicherung landwirtschaftlicher Ertr\u00e4ge unter den versch\u00e4rften Bedingungen des Klimawandels und strengerer europ\u00e4ischer Umweltauflagen. Angesichts von Extremwetterereignissen, Sch\u00e4dlingsdruck und Restriktionen beim Einsatz von D\u00fcnge- und Pflanzenschutzmitteln wird die Integration mikroelektronischer Systeme zu einem entscheidenden Faktor f\u00fcr die Ern\u00e4hrungssicherheit und die wirtschaftliche Wettbewerbsf\u00e4higkeit. Als Experte und Praxisvertreter ordnen Joachim Rukwied, der als Pr\u00e4sident des Deutschen Bauernverbandes<\/a> die strukturellen und praktischen Transformationen der Agrarbranche vertritt, Dr. Axel Weckschmied, der als Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer der Hexapilots GmbH<\/a> spezialisierte Drohnentechnologie zur biologischen Sch\u00e4dlingsbek\u00e4mpfung einsetzt, und Bao Trung Duong, der als Doktorand am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Elektronische Mikrosysteme und Festk\u00f6rpertechnologien EMFT<\/a> an innovativen Sensor-Druckverfahren forscht, die Potenziale digitaler Agrartechnologien ein.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n\n\n\n

Worum geht es in der Folge?<\/h2>\n\n\n\n
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Joachim Rukwied \u00fcber digitale Ertragsabsicherung und sensorgest\u00fctzte Pr\u00e4zisionslandwirtschaft<\/h3><\/span><\/th>\n <\/tr>\n \n

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Situation:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Die moderne Landwirtschaft agiert in einem dynamischen Spannungsfeld aus der Notwendigkeit stabiler Ernteertr\u00e4ge und der strikten Einhaltung gesetzlicher Rahmenbedingungen. Besondern relevant sind hier die Richtlinien der Europ\u00e4ischen Union zur Reduktion von D\u00fcngemitteln und Pflanzenschutz. W\u00e4hrend das traditionelle agrarische Erfahrungswissen und die individuelle Bodenbewertung weiterhin die Basis bilden, erfordert der globale Wettbewerb eine zunehmende technologische Unterst\u00fctzung auf dem Feld und im Stall.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Problemstellung:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Die Heterogenit\u00e4t von Ackerb\u00f6den erschwert eine homogene Bewirtschaftung. Die N\u00e4hrstoffbedarfe innerhalb einer einzigen Parzelle k\u00f6nnen n\u00e4mlich stark variieren. Eine pauschale Ausbringung f\u00fchrt unweigerlich zu einer lokalen \u00dcberd\u00fcngung, die \u00f6kologische Risiken sowie die Gefahr von Ernteverlusten durch Lagergetreide bei Starkregen birgt. Gegeben falls kann sie auch zu Unterversorgungen f\u00fchren, die qualitative Einbu\u00dfen nach sich ziehen. Zudem f\u00fchren unkontrollierte \u00dcberlappungen beim Pflanzenschutzmitteleinsatz zu Ineffizienzen und unzul\u00e4ssigen Wirkstoffkonzentrationen.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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L\u00f6sungsans\u00e4tze \/ Innovationspotenziale:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Die Implementierung von sensor- und softwaregest\u00fctzten Systemen direkt auf der Zugmaschine erm\u00f6glicht eine teilfl\u00e4chenspezifische Echtzeit-Bewirtschaftung. Durch die Kombination von historischen Bodenprobenanalysen mit digitalen Ertragskarten und den Live-Messdaten eines an der Fahrzeugfront installierten Stickstoffsensors wird die D\u00fcngemenge w\u00e4hrend der Fahrt vollautomatisch an den realen Pflanzenbedarf angepasst. Im Bereich des Pflanzenschutzes minimieren satellitengest\u00fctzte Bestands\u00fcberwachungen im Zusammenspiel mit meteorologischen Daten das Krankheitsrisiko durch pr\u00e4zise Prognosen. Gleichzeitig sorgen automatisierte Schaltungstechnologien an den Feldspritzen daf\u00fcr, dass \u00dcberlappungen an den Wendepunkten zuverl\u00e4ssig verhindert werden.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Weiterer Forschungs-\/Entwicklungsbedarf:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Herausforderungen bestehen in der vollst\u00e4ndigen Interoperabilit\u00e4t unterschiedlicher digitaler Maschinensysteme sowie in der Weiterentwicklung k\u00fcnstlicher Intelligenzen zur pr\u00e4ziser Vorhersage spezifischer Pflanzenkrankheiten auf Individualebene. Zudem bedarf es einer kontinuierlichen Optimierung der Benutzeroberfl\u00e4chen, um einen reibungslosen Fahrerwechsel und die fehlerfreie Daten\u00fcbergabe im laufenden Betrieb zu garantieren.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n <\/table>\n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>\n\n\n

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Dr. Axel Weckschmied \u00fcber automatisierte Drohnensysteme zur biologischen Sch\u00e4dlingsbek\u00e4mpfung<\/h3><\/span><\/th>\n <\/tr>\n \n

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Situation:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Der Anbau von Nutzpflanzen wie Futter- und S\u00fc\u00dfmais ist einer st\u00e4ndigen Bedrohung durch hochgradig destruktive Insektenpopulationen ausgesetzt. Die konventionelle Bek\u00e4mpfung st\u00fctzt sich prim\u00e4r auf chemisch-synthetische Pr\u00e4parate. Jedoch wird deren Anwendung gesellschaftlich und regulatorisch zunehmend restriktiv gehandhabt wird, weshalb biologische Alternativverfahren an Relevanz gewinnen.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Problemstellung:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Der Larvenfra\u00df des Maisz\u00fcnslers zerst\u00f6rt die Pflanzenst\u00e4ngel von innen heraus, induziert sekund\u00e4ren Pilzbefall und kann im Extremfall zu einem vollst\u00e4ndigen Ernteausfall f\u00fchren. Dieser macht die Ware unvermarktbar. Eine rein biologische Bek\u00e4mpfung mittels der parasitierenden Trichogramma-Schlupfwespe scheiterte in der Praxis bislang an der logistischen Herausforderung, die flugunf\u00e4higen N\u00fctzlinge zeitnah, fl\u00e4chendeckend und in hoher St\u00fcckzahl in den unzug\u00e4nglichen, hochgewachsenen Maisbest\u00e4nden auszubringen.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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L\u00f6sungsans\u00e4tze \/ Innovationspotenziale:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Der Einsatz spezialisierter, propriet\u00e4rer Drohnensysteme erm\u00f6glicht die vollautomatisierte, GPS-gesteuerte Ausbringung der N\u00fctzlinge aus der Luft. Auf Basis von beh\u00f6rdlichen Warndiensten und Temperaturmodellen wird der optimale Schlupfzeitpunkt ermittelt. Die Drohnen \u00fcberfliegen die Areale automatisiert in einer definierten H\u00f6he und werfen \u00fcber mechanische Abwurfbeh\u00e4lter im exakten Zehn-Meter-Raster biologisch abbaubare Pappkugeln ab, die Tausende Schlupfwespen in unterschiedlichen Entwicklungsstadien enthalten. Dadurch wird die Flora und Fauna abseits des Zielsch\u00e4dlings vollst\u00e4ndig geschont wird.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Weiterer Forschungs-\/Entwicklungsbedarf:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Die Skalierung des Verfahrens h\u00e4ngt ma\u00dfgeblich von einer hochgradig pr\u00e4zisen, temperaturgef\u00fchrten Just-in-time-Logistik ab, da die gez\u00fcchteten Organismen extrem zeitsensibel geliefert werden m\u00fcssen. Technologischer Entwicklungsbedarf besteht in der Erh\u00f6hung der Akkukapazit\u00e4ten und der Nutzlast der Drohnen. Auch an der Optimierung der automatisierten Abwurfsensorik zur Vermeidung von Blockaden im Ausbringungsmechanismus unter variierenden Witterungsbedingungen muss noch weiter geforscht werden.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n <\/table>\n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>\n\n\n

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Bao Trung Duong \u00fcber chiplosen Elektronikdruck zur direkten Vitalit\u00e4tsmessung an Pflanzen<\/h3><\/span><\/th>\n <\/tr>\n \n

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Situation:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Um Ressourcen im Pflanzenbau maximal effizient zu nutzen, ist eine pr\u00e4zise Kenntnis des aktuellen physiologischen Zustands der Kulturpflanzen notwendig. Klassische Sensornetzwerke basieren meist auf siliziumbasierten Mikrochips, die als Fremdk\u00f6rper in die landwirtschaftliche Umwelt eingebracht werden m\u00fcssen.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Problemstellung:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Der fl\u00e4chendeckende Einsatz konventioneller Elektronikbauteile auf dem Feld birgt das Risiko der Umweltkontamination durch Elektronikschrott, Batterier\u00fcckst\u00e4nde und Halbleitermaterialien, wenn Pflanzen absterben oder geerntet werden. Zudem erfordert die Erfassung des tats\u00e4chlichen Wasser- und Photosynthesestatus direkt auf der Blattoberfl\u00e4che extrem leichte, flexible und biokompatible Schnittstellen, die den nat\u00fcrlichen Organismus nicht beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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L\u00f6sungsans\u00e4tze \/ Innovationspotenziale:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Am Fraunhofer EMFT wird ein innovatives Spray-Coating-Verfahren entwickelt, bei dem mittels einer Schablone eine fl\u00fcssige, leitf\u00e4hige Polymerstruktur direkt auf das lebende Pflanzenblatt aufgespr\u00fcht wird. Diese gedruckte Struktur fungiert ohne die Integration von Siliziumchips oder Batterien als passives elektrisches Bauteil mit spulen- und kondensatorartigen Eigenschaften. Da sich die elektrischen Parameter des Polymers in Abh\u00e4ngigkeit vom internen Wassergehalt und der molekularen Dynamik der Photosynthese ver\u00e4ndern, lassen sich die Vitalit\u00e4tsdaten der Pflanze drahtlos abfragen. Das erm\u00f6glicht eine hochgradig bedarfsgerechte Bew\u00e4sserung.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Weiterer Forschungs-\/Entwicklungsbedarf:<\/strong><\/p>\n\n <\/td>\n

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Der Forschungsfokus liegt auf der Langzeitstabilit\u00e4t der leitf\u00e4higen Polymere unter realen, wechselhaften Umweltbedingungen wie Niederschl\u00e4gen und UV-Strahlung sowie auf der \u00dcbertragung des Laborverfahrens in die landwirtschaftliche Feldskalierung. Die Erweiterung der sensorischen Kapazit\u00e4ten auf die Detektion spezifischer N\u00e4hrstoff- und Molekularver\u00e4nderungen befindet sich in der theoretischen und experimentellen Erprobungsphase. Parallel werden Spin-off-Anwendungen f\u00fcr den Bereich der Geb\u00e4udetechnik untersucht.<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n <\/table>\n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>\n\n\n

Die Transformation der Agrarwirtschaft verdeutlicht, dass die Integration mikroelektronischer Systeme weit \u00fcber eine reine Effizienzsteigerung hinausgeht. Sie bildet das technologische Fundament, um den systemischen Herausforderungen aus Ertragssicherung, \u00f6kologischer Nachhaltigkeit und regulatorischen Beschr\u00e4nkungen wirksam zu begegnen. Das Zusammenspiel aus Fachwissen, KI, automatisierten Flugsystemen und molekularer Sensorik sichert langfristig die Wettbewerbsf\u00e4higkeit der Betriebe. Zusammen leistet sie einen essenziellen Beitrag zur globalen Ern\u00e4hrungssicherung. Gleichzeitig steigert sie ebenfalls die Attraktivit\u00e4t des Berufsbildes f\u00fcr technologieaffine Generationen.<\/p>\n\n\n\n

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Die vollst\u00e4ndige Diskussion sowie detaillierte Einblicke in die technologischen Innovationen der modernen Prim\u00e4rproduktion sind in der aktuellen Folge des Chip Happens-Podcasts auf Spotify abrufbar.<\/p>\n\n\n\n

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Hier geht es zur dritten Folge der vierten Staffel<\/h2>\n\n\n\n