Autoren: Jens Schots, Till Kuhn und Niklas Möhring
Präzisionsapplikationen von Pflanzenschutzmitteln haben das Potenzial Aufwandmengen erheblich zu senken bei gleichbleibendem Schutz. Die ertrags- und qualitätsmindernden Schädlinge sind nämlich nicht gleichförmig über die Flächen verteilt, womit in der Regel mehr Pflanzenschutzmittel ausgebracht werden als notwendig.
Durch Ausstattung der Feldspritzen mit Kameras und einem Bildverarbeitungs- und Entscheidungssystem ist es mit der heutigen Technik bereits möglich, während der Überfahrt bei typischen Arbeitsgeschwindigkeiten Unkräuter zu erkennen und zusätzlich rechtzeitig die entsprechenden Spritzdüsen zu aktivieren und wieder zu deaktivieren. Dadurch wird eine Einzelpflanzenbehandlung ermöglicht, was in der Fachliteratur als Spot-Spraying bezeichnet wird. Einige Feldstudien stellen bereits unter Beweis, dass unter guten Bedingungen hohe Einsparpotenziale bei nahezu perfekten Genauigkeitsraten während der Applikation erzielt werden können (Spaeth et al., 2024; Vijayakumar et al., 2023). Dies bietet also eine potenzielle win-win Situation aus ökonomischer und ökologischer Sicht.
Aber kann die Anschaffung sogenannter Spot-Sprayer auch für hiesige Ackerbaubetriebe wirtschaftlich sein? Denn die zusätzliche Technik ist verbunden mit hohen Anschaffungs- und Betriebskosten, die durch entsprechende Vergütung bzw. Mitteleinsparungen ausgeglichen werden müssen, um rentabel zu sein. Diese Fragestellung untersuchen wir in einer kürzlich erschienen Studie (Schots et al., 2026) mittels Betrachtung des Betriebsgewinns und Variation der Betriebsgröße für zwei Betriebe mit in Nordwestdeutschland typischen Fruchtfolgen: a) mit Winterweizen, Wintergerste und Winterraps und b) mit Zuckerrüben, Winterweizen und Wintergerste.
Anders als in bereits vorhandenen Wirtschaftlichkeitsstudien für Spot-Sprayer ermöglichen wir flexible Entscheidungen. Zum Beispiel kann zwischen mehreren klassischen Feldspritzen und zwei Spot-Sprayern mit unterschiedlichen Größen und Eigenschaften ausgewählt werden und auch Kombinationen untereinander sind möglich. Außerdem können die Betriebe die Verteilung der Kulturen in ihrer Fruchtfolge unter bestimmten Regeln flächenabhängig bestimmen. Diese Entscheidungen werden mittels Gewinnmaximierungsannahme über das entworfene mathematische Modell automatisch bestimmt.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Wirtschaftlichkeit von Spot-Sprayern stark von deren Auslastung und dem Einsparpotenzial von Pflanzenschutzmitteln bei den angebauten Kulturen abhängt. Bereits bei Betriebsgrößen ab 60 Hektar kann die Erweiterung des Fuhrparks um einen Spot-Sprayer lukrativ sein, wenn Kulturen mit hohen Herbizidkosten wie die Zuckerrübe ein wichtiger Bestandteil der Fruchtfolge ist. Andersherum mag ein Spot-Sprayer für Betriebe mit hauptsächlich Getreide im Anbau nicht einmal bei 400 Hektar wirtschaftlich sein. Darüber hinaus stellen wir fest, dass kleinere aber dafür präzisere Spot-Sprayer oft wirtschaftlicher für Einzelbetriebe sind. Das lässt sich über ihr höheres Einsparungspotenzial, der geringeren Anschaffungskosten und die Verwendung von klassischen Feldspritzen für Anwendungen, wo Spot-Spraying nicht lukrativ ist, erklären.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass bei Verwendung der ohnehin schon installierten Technologie zur Erkennung und Bekämpfung von Schädlingen und Pflanzenkrankheiten und beim Einsatz von Wachstumsreglern die Profitabilitätsschwelle für Betriebe mit weniger bewirtschafteter Fläche erreicht werden kann, sofern Ertrag und Qualität der angebauten Früchte beibehalten werden können. Dadurch können weitere Mittel eingespart und höhere Auslastungsgrade der Spot-Sprayer bei geringerer Betriebsgröße erreicht werden.
Wir stellen zusätzlich fest, dass die Wirtschaftlichkeit von Spot-Sprayern bei einer höheren Anzahl an Betrieben erreicht werden kann, wenn die Hersteller bei ihrem Vergütungsmodell eher auf Gebühren für die Verwendung der Erkennungs- und Spritzentscheidungstechnologie setzen als auf höhere Anschaffungskosten. Dadurch fällt eine geringere Auslastung der Spot-Sprayer bei der Einzelpflanzenbehandlung weniger ins Gewicht und der Wert der Technologie wird verstärkt bei flächenstarken Betrieben mit einem hohen Anteil an pflanzenschutzintensiven Kulturen abgeschöpft. Durch Erhebung von Gebühren je Anwendung für Spot-Spraying wird die gleichförmige Verteilung der Mittel aber wieder wirtschaftlich interessanter, weshalb die Ermittlung der Höhe sorgfältig und möglichst orientiert an der Kostenersparnis selbst sein sollte.
Auch kann die Politik eingreifen, um pflanzenschutzmitteleinsparende Technologien wirtschaftlich attraktiver zu machen. Unter anderem könnten Investitionskosten durch Förderprogramme gesenkt oder Opportunitätskosten durch Erhöhung der Pflanzenschutzmittelpreise erhöht werden. Beide Varianten erweisen sich auch in unserer Analyse als wirkungsvoll. Während Förderprogramme oft auch zu Mitnahmeeffekten bei anstehenden Investitionen führen, zeigen unsere Ergebnisse auch, dass die Umsetzung einer Pflanzenschutzmittelsteuer ab einem gewissen Punkt wieder zu steigenden Profitabilitätsschwellen für einzelne Betriebe führen können. Werden Pflanzenschutzmittel teurer, könnte wieder vermehrt auf Kulturen mit geringeren Pflanzenschutzmittelkosten zurückgegriffen werden, mit entsprechend negativen Einfluss auf den Einsatz von mitteleinsparenden Technologien.
Insgesamt unterstreichen unsere Ergebnisse das wirtschaftliche Potenzial von Spot-Sprayern für typische Ackerbaubetriebe in Nordwestdeutschland und gleichzeitig den möglichen Beitrag zu einer Landwirtschaft mit einem geringeren Pflanzenschutzmitteleinsatz.
Jens Schots hat die Arbeit im Rahmen seiner Masterarbeit an der Universität Bonn erstellt, Till Kuhn arbeitet an der Landwirtschaftskammer NRW und Niklas Möhring arbeitet an der Universität Bonn. Kontakt: mohring@uni-bonn.de
Artikel (open access): Schots, J., Kuhn, T., & Möhring, N. (2026). The economic viability of spot-spraying for pesticides: the case of Northwest Germany. Precision Agriculture, 27(4), 112. https://doi.org/10.1007/s11119-026-10409-7
Referenzen
Spaeth, M.; Sökefeld, M.; Schwaderer, P.; Gauer, M. E.; Sturm, D. J.; Delatrée, C. C.; Gerhards, R. (2024): Smart sprayer a technology for site-specific herbicide application, Crop Protection, 177(106564), pp. 1–9.
Vijayakumar, V., Ampatzidis, Y., Schueller, J. K., & Burks, T. (2023). Smart spraying technologies for precision weed management: A review. Smart Agricultural Technology, 6, 1–16.