NuTree

Unser Projekt

Der Klimawandel hat mit seinen Hitzeperioden enormen Einfluss auf Pflanzenproduktionssysteme. Die zurückliegenden Trockenjahre führten bereits zu einer Verknappung des Grundwassers – sogar gesunde Bäume mit einem ausgeprägten Wurzelwerk mussten intensiv bewässert werden. Der Wasserverbrauch und die Kosten für Bewässerung sind explodiert. Im Rahmen des EIP Projekts NuTree soll anhand einer neuartigen Sensortechnik die Wasserverfügbarkeit von Bäumen im Freigelände wie z.B. in Baumschulen, Parkanlagen und Stadtgebieten gemessen und somit die Nährstoffversorgung sichergestellt werden. Dabei wird der gesamte Lebenszyklus der Bäume in den Fokus genommen (Aufzucht, Versatz, Transport, endgültige Verpflanzung). Das Projektziel ist, Baumschulen, Gärtnereien sowie privaten und öffentlichen Grünanlagenbetrieben eine verlässliche, stationäre und mobile Monitoring-Lösungen zu bieten, die eine ressourcenschonende, kosteneffiziente Bewirtschaftung und Erhaltung von Bäumen ermöglicht.

Sensorik

Visualisierung

Ressourcenmanagement

Künstliche Intelligenz

Hintergrund

Aufgrund des Klimawandels müssen wir uns auf zunehmende klimatische Risiken einstellen. Allein für die Stadt Hannover sind die Bewässerungskosten seit 2018 von 50.000 Euro auf über 220.000 Euro im Jahr gestiegen. Vor allem im urbanen Ökosystem spielen Bäume auch in Hinblick auf das Pariser Klimaabkommen eine tragende Rolle. CO2-Absorption, Beschattung und Transpiration wirken der Erhitzung und Luftverschmutzung in Städten entgegen. Doch nur gesunde Bäume können eine gute ökologische Leistungsfähigkeit aufweisen.

Entlang des gesamten Lebenszyklus Baum entsteht somit für Baumschulen, Gärtnereien, private und öffentliche Grünanlagenbetriebe aufgrund dieser klimatischen Herausforderungen ein erhöhter Arbeits- und Mitteleinsatz, um die Baumkulturen aufzuziehen und zu erhalten. Oft basieren grundlegende Entscheidungen der Pflege und Bewässerung auf der Erfahrung und dem „Bauchgefühl“ des Bewirtschaftenden. NuTree entwickelt Technologien und Methoden, um hier Ressourcen zu schonen und die Effizienz der Arbeitsabläufe sowie die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen.

Unser Ziel

Das Ziel von NuTree ist die Sicherstellung von markt- und wettbewerbsfähigen Produkten und Kulturen entlang der gesamten „Wertschöpfungskette Baum“. Um zu datenbasierten Entscheidungsgrundlagen zu kommen, werden im Rahmen des Projektes folgende Fragen bearbeitet:

1. Durch welche IT-gestützten Verfahren und Methoden kann die Aufzucht und Pflege von Bäumen in Baumschulen und öffentlichen und privaten Grünanlagenbetrieben langfristig nachhaltig, effizient und wirtschaftlich gestaltet werden? NuTree fokussiert sich dabei auf den Wasserhaushalt als Grundlage für die Nährstoff-Bilanz der Bäume.

2. Wie sind die optimierten Verfahren auf die Phasen der Wertschöpfungskette anzuwenden, um einen lückenlosen Nachweis des Gesundheitszustandes der Bäume zu gewährleisten?

Unser Vorgehen

Unsere Grundhypothese ist, dass die oben genannten Probleme entlang der Wertschöpfungskette kultivierter Bäume durch den Einsatz von

- Sensortechnologie
- KI-gestützter Modellierung
- einer Visualisierungs- und Management-Plattform

gelöst werden können. Um diese Herausforderungen zu meistern, wird eine klima-intelligente Bewirtschaftung auf Basis des Expertenwissens und neuartiger LPWAN-Technologien (Low-Power-Wide-Area-Network) im Rahmen des Projektes eingesetzt. Durch eine permanente Temperatur- und Bodenfeuchtemessung soll eine ausreichende Versorgung des Baumes sichergestellt werden.

Hierbei liegt der Innovationsfokus von NuTree auf der Identifikation sowie der Verhinderung von Nährstoff- und Wasserstress auf jeder Station der Wertschöpfungskette (von der Aufzucht in der Baumschule, während des Transports/Versatzes bis hin zum endgültigen Pflanzstandort). Dieses erfordert eine lückenlose, über mehrere Vegetationsperioden durchzuführende Kontrolle des Gesundheitszustands der Bäume.

Der Ausgangspunkt für das Vorhaben sind die Baumschulen als Praktiker und Urproduzenten. Hierbei greifen wir auf die jahrzehntelange Expertise einer privatwirtschaftlichen und einer öffentlichen Baumschule zurück. Beide Produzenten haben mit sehr ähnlichen Problemen zu kämpfen und sind auf Dritte angewiesen, bis die Baumkulturen ihren endgültigen Standort erreichen und anwachsen können. Die von der Agvolution GmbH entwickelte Technik wird im Projekt zunächst bei der Baumschule Bonk eingesetzt und nach einer Ersterprobung bei genügender Stabilität auf dem Baumschulgelände der Stadt Hannover in kleinerem Maßstab repliziert werden. Um den optimalen Einsatz der Technik am Baum und lückenlos entlang der Lieferkette auszuarbeiten, werden drei Vegetationszyklen genutzt.