Agriculture 4.0

«Smart Farming»: mit KI aufs Feld

Dossier
The smart farming revolution

Autonome Traktoren, Sprühdrohnen, Ernte-Roboter: Die digitale Transformation in der Landwirtschaft ist in vollem Gange und verspricht höhere Erträge bei gleichzeitig geringerem Einsatz von Chemikalien. Bis 2050 sollen zehn Milliarden Menschen ernährt werden – und das bei verringerter Umweltbelastung.

Ein neuer Wind weht über die Bauernhöfe. Unter dem Begriff «Agritech» oder «Landwirtschaft 4.0» haben sich unzählige Start-ups, aber auch grosse Konzerne zusammengeschlossen, um den Agrarsektor mit vernetzten Maschinen, autonomen Robotern, intelligenten Gewächshäusern und Sensoren, die mit Algorithmen der künstlichen Intelligenz (KI) ausgestattet sind, neu zu erfinden. «Die Landwirtschaft erlebt derzeit eine echte Revolution», schwärmt Ignace De Coene, Equity Fund Manager bei DPAM. Otmane Jai, Investor und Kundenberater beim Family Office MJ&Cie, teilt auch diese Ansicht: «Der Primärsektor durchläuft einen Strukturwandel, in dem die Digitalisierung den Betrieben helfen wird, produktiver, präziser und nachhaltiger zu werden.»

Es besteht allerdings auch dringender Handlungsbedarf. Die Landwirtschaft und die gesamte Lebensmittelbranche stehen vor grossen Herausforderungen. Im Jahr 2023 hungerten laut UNICEF immer noch fast 733 Millionen Menschen weltweit, also jeder elfte Mensch. 2050 muss der Agrarsektor 9,7 Milliarden Menschen ernähren, bis 2080 sind es dann 10,3 Milliarden, so die Prognosen der UNO. «Die Nachfrage nach Nahrungsmitteln wird bis 2050 um 60 Prozent steigen, während die Ressourcen der Erde naturgemäss begrenzt sind», betont Otmane Jai. Mit der Nutzung von Flächen für die Landwirtschaft ergeben sich weitere Probleme. Nach Angaben von David Thomas, Portfoliomanager bei Robeco, werden jedes Jahr nahezu acht Millionen Hektar Wald, also doppelt so viel wie die Fläche der Schweiz, zerstört. Hauptgrund für die Abholzung sei die Ausweitung der landwirtschaftlichen Nutzfläche.

Heute kommen bahnbrechende Innovationen auf den Markt, die den Beginn einer neuen Revolution markieren
Florin Istrate, Partner bei Circle Strategy

Darüber hinaus droht die globale Erwärmung aufgrund zunehmender klimatischer Extremereignisse wie Dürren oder Überschwemmungen die Nahrungsmittelproduktion in vielen Regionen der Welt zu beeinträchtigen. Nicht zuletzt hat der massive Einsatz von Düngemitteln, Pestiziden und anderen chemischen Hilfsstoffen schwerwiegende Auswirkungen auf die Umwelt (Wasserverschmutzung, Bodendegradation, Verlust der Artenvielfalt usw.). Sogenannte Smart-Farming-Unternehmen wollen die Probleme lösen.

«Sie bieten Lösungen, um die Rentabilität der Betriebe zu steigern und gleichzeitig die Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern», erklärt Stéphanie Rheinboldt, Aktienanalystin bei der Banque Heritage.

Bauern in Suqian, China, setzen Drohnen ein, um Pestizide auf die Felder zu sprühen (August 2024).

Rückblick: Die erste Agrarrevolution fand im 18. und 19. Jahrhundert mit dem Aufkommen von Maschinen auf den Feldern (Mechanisierung, dann Motorisierung) statt. Im 20. Jahrhundert folgte die zweite, chemische Revolution mit dem Einsatz von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln. Zusammen führten diese Umwälzungen zu einer radikalen Steigerung der Produktivität. «Seit den 1970er-Jahren hat sich die Landwirtschaft jedoch nicht mehr wesentlich weiterentwickelt, und heute stossen wir an die Grenzen dieses Modells», erklärt Florin Istrate, Partner bei Circle Strategy. «Heute kommen bahnbrechende Innovationen auf den Markt, die den Beginn einer neuen Agrarrevolution markieren, die eine grünere und effizientere Landwirtschaft ermöglichen soll.»

Stéphanie Rheinboldt bestätigt: «Nach 1945 begann in den Industrieländern eine Agrarrevolution. Sie ermöglichte den westlichen Nationen eine reichhaltige Versorgung mit Lebensmitteln, allerdings um den Preis der Erschöpfung der Böden, wiederholter Dürreperioden und gesundheitlicher Probleme aufgrund von Pestiziden. Seit etwa zehn Jahren versucht die Landwirtschaft 4.0, auf diese Herausforderungen zu reagieren.»

Laut einer Studie des Beratungsunternehmens Research and Markets soll der weltweite Markt für Agrartechnologie von 24,42 Mrd. Dollar im Jahr 2024 auf 48,98 Mrd. Dollar bis 2030 wachsen, was einem jährlichen Wachstum von 12,3 Prozent entspricht. Im Zentrum dieser Revolution stehen unzählige Unternehmen aller Grössenordnungen. «Giganten wie John Deere (USA), CNH (italienisch-amerikanisch), Claas (Deutschland) und Fendt (Deutschland) sind oft auch die Technologieführer», erklärt Dimitri Kallianiotis, Technology Investment Specialist bei UBP. Allerdings entstehen auch zahlreiche Start-ups, wie das niederländische Unternehmen AgXeed, das sich auf autonome Traktoren spezialisiert hat, NEXAT aus Deutschland, das sehr grosse Fahrzeuge mit austauschbaren Modulen anbietet, oder Carbon Robotics aus den USA, das Roboter mit KI zur Unkrautbekämpfung vermarktet.» Auch Arugga, ein israelisches Start-up, ist ein aufstrebendes Agritech-Juwel: Es fokussiert sich auf die Automatisierung von Gewächshäusern mithilfe von Robotern.

Digitale Technologien müssen uns helfen, die Produktivität zu steigern, die Rückverfolgbarkeit von Produkten zu garantieren und die Umwelt zu schonen
Olivier Camille, CEO von Reitzel

Dazu ein konkretes Beispiel für digitale Technologien im Agro-Sektor: Der US-amerikanische Landmaschinenhersteller John Deere hat «See & Spray» auf den Markt gebracht. Dabei handelt es sich um ein System aus hochauflösenden Kameras, die auf Traktoren montiert sind und dank KI Unkraut erkennen. Automatisch werden nur dort Herbizide ausgebracht, wo es notwendig ist.

«Das ist ein Win-win-win-System», betont Ignace Dde Coene. Denn die Landwirte verbrauchten weniger Herbizide, was ihre Kosten senkt. John Deere erziele bessere Margen und die Verbraucher profitierten von besseren Produkten, da diese mit weniger chemischen Hilfsstoffen angebaut würden.


Das US-Unternehmen Deere vertreibt auch autonome Elektrotraktoren und Sprühdrohnen, die die Produktivität der Kulturen verbessern und gleichzeitig ihre ökologischen Auswirkungen verringern sollen. Wie sehen das die Landwirte selbst? «Diejenigen, mit denen ich gesprochen habe, sind begeistert von Traktoren mit modernster Technologie», berichtet Stéphanie Rheinboldt. Tatsächlich ist der US-Riese nicht der einzige Anbieter in diesem Segment: Seine Hauptkonkurrenten, das italienisch-amerikanische Unternehmen CNH Industrial und der US-amerikanische Konzern AGCO, entwickeln ähnliche Produkte. Und auch Corteva und BASF, die im Bereich Pflanzenschutz tätig sind, investieren in digitale Technologien, um die Erträge und die Nutzung ihrer Produkte zu verbessern.


Es gibt eine Reihe von sehr vielversprechenden Agrartechnologien. Für Dimitri Kallianiotis von UBP gehört beispielsweise der Einsatz von Satellitenbildern zur Überwachung der Photosynthese in Kombination mit KI dazu, um den Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden zu reduzieren. Ebenso autonome Maschinen und deren Elektrifizierung, kleine Drohnen zur Überwachung der Photosynthese und auch grössere Industriedrohnen zur Behandlung von Pflanzen im Krankheitsfall.

Pionier Reitzel

Szenenwechsel: Es geht diesmal nach Aigle im Kanton Waadt, wo sich der Hauptsitz von Reitzel befindet, bekannt für seine Cornichons und andere Pickles (in Essig eingelegtes Gemüse). «Wir glauben fest an Smart Farming», beteuert Olivier Camille, CEO des 1909 gegründeten Familienunternehmens, gleich zu Beginn des Gesprächs. «Digitale Technologien müssen uns helfen, die Produktivität zu steigern, die Rückverfolgbarkeit unserer Produkte zu garantieren und die Umwelt besser zu schonen.» Das Waadtländer Unternehmen, das vor Ideen für Smart Farming nur so sprüht, hat bereits mehrere Systeme mit seinen Partnerlandwirten eingeführt.

In Indien beispielsweise, wo Reitzel mit mehr als 5’000 Landwirten zusammenarbeitet, hat das Unternehmen eine Anwendung eingeführt, mit der zahlreiche Daten wie die Menge der eingesetzten Betriebsmittel oder die Produktionsmengen erfasst werden. «Wir kennen also die Produktivität jeder Parzelle in Echtzeit, was uns einen besseren Überblick über die Ernten verschafft und uns ermöglicht, die Erträge zu verbessern, indem wir anhand der gesammelten Daten den besten Zeitpunkt für die Aussaat oder den Einsatz bestimmter Betriebsmittel bestimmen», erklärt Léopoldine Mathieu, Leiterin der Abteilung Wertschöpfungsketten und Nachhaltigkeit bei Reitzel. Für den Verbraucher habe das den Vorteil, dass man die Lieferkette zurückverfolgen könne. «Denn wir wissen genau, wo jedes unserer Produkte hergestellt und wie es verarbeitet wurde.»

Erdbeerernte-Roboter

In Frankreich, wo Reitzel mit etwa zwanzig Landwirten zusammenarbeitet, setzt das Unternehmen elektronische Sensoren in Gewächshauskulturen ein, um die Feuchtigkeit und andere Parameter zu messen, damit nur bei Bedarf bewässert und gedüngt wird. 

Und das Unternehmen will noch weiter gehen. «Wir werden bald eine Wetterstation testen, die mit einer Entscheidungshilfesoftware (OAD) verbunden ist, um das Risiko von Mehltau in unseren Gurkenkulturen zu erkennen», erzählt Léopoldine Mathieu. «So können wir unsere Pflanzen im Krankheitsfall vorbeugend oder frühzeitig behandeln.» Für die Zukunft stellt sich das Unternehmen beispielsweise den Einsatz autonomer Ernteroboter vor. Doch aktuell seien solche Maschinen noch teuer und die Technologie für die Ernte von Cornichons, die höchste Präzision erfordert, noch nicht ausgereift, erklärt Léopoldine Mathieu und setzt nach: «Aber das wird kommen.»

Eine autonome Maschine pflanzt im Juni 2024 Setzlinge in ein Reisfeld in Zhaohe, Ostchina.

Das kalifornische Start-up AFT (Advanced Farm Technologies) hat beispielsweise Roboter entwickelt, die reife Früchte erkennen und automatisch pflücken. Das gelinge mithilfe einer Art Kombination aus autonomem Fahrzeug, Bildsensoren und KI-Software. Die Maschinen kommen vor allem beim Anbau von Erdbeeren und Äpfeln zum Einsatz. Karen Kharmandarian, CEO und Partner bei Thematics Asset Management, warnt jedoch. Die Maschinen hätten noch Schwierigkeiten, sich in einer instabilen Umgebung zu bewegen, und verfügten auch nicht immer über die nötige Feinfühligkeit, um die Früchte schonend zu pflücken. «Diese Technologie ist einfach noch nicht ausgereift und noch nicht wirtschaftlich rentabel.»

Noch zahlreiche Hürden

«Die Digitalisierung der Landwirtschaft wird Zeit brauchen», warnt Dimitri Kallianiotis, Technology Investment Specialist bei UBP. Die Gründe für eine solch zögerliche Einführung sind vielfältig. Die Zurückhaltung gegenüber Veränderungen sei gross, zumal die Mehrheit der Landwirte kurz vor der Pensionierung stehe, fährt Dimitri Kallianiotis fort. Am besten wäre es wohl, sich auf die Ausbildung junger Landwirte zu konzentrieren, die neuen Technologien gegenüber aufgeschlossener sind und sich der Herausforderungen im Zusammenhang mit Klima und Umwelt stärker bewusst seien.

Das grösste Hindernis für die Einführung sind allerdings die Kosten dieser neuen Technologien in einem wirtschaftlich schwachen Sektor. In Frankreich beispielsweise sind mehr als 40 Prozent der landwirtschaftlichen Betriebe verschuldet. Die Verschuldung lag 2023 bei durchschnittlich 236’000 Euro pro Betrieb – bei einem Bruttobetriebsergebnis von mehr als 25’000 Euro. 1980 waren es laut Agreste, dem Statistik- und Prognosedienst des französischen Landwirtschaftsministeriums, nur 50’000 Euro. «Die Einführung einer neuen Technologie ist für ein Unternehmen immer ein Risiko», betont Lee Qian, Investment Manager bei Baillie Gifford. «Um sich durchzusetzen, müssen Smart-Farming-Technologien zeigen, dass sie den Landwirten einen echten Mehrwert bieten.» Bliebe noch die soziale Frage. Denn was geschieht mit den Arbeitsplätzen, wenn die Bauernhöfe autonom werden? Florin Istrate von Circle Technology fragt zudem: «Wie wird dann der geschaffene Wert verteilt?»

Um die Geschäftsentwicklung weiter vorantreiben zu können, musste AFT im April 2025 das geistige Eigentum an seinen Apfelpflückrobotern an den Giganten CNH verkaufen. «Robotik und Automatisierung werden langfristig dazu beitragen, die Produktionskosten in der Landwirtschaft zu senken, die Arbeit zu erleichtern und die Präzision zu erhöhen», betont David Thomas von Robeco. Darüber hinaus sei die Automatisierung hilfreich, um den Arbeitskräftemangel im Primärsektor zu beheben, der in entwickelten Ländern wie der Schweiz nur noch 2 Prozent der Erwerbstätigen ausmache, gegenüber 50 Prozent Ende des 19. Jahrhunderts. «Die Zahl der Menschen, die in der Landwirtschaft arbeiten wollen, sinkt kontinuierlich», betont Lee Qian, Investment Manager bei Baillie Gifford. Da könne die Automatisierung zumindest einen Teil der Lösung darstellen.

Die digitale Transformation im Agrarsektor hat jedenfalls begonnen: «In den USA nutzt ein Drittel der Betriebe landwirtschaftliche Software, in Deutschland ist es jeder zehnte Betrieb», erklärt Stéphanie Rheinboldt von der Heritage Bank. Derzeit führen vor allem sehr grosse Betriebe in den Industrieländern digitale Technologien ein. Eine Landwirtschaft 4.0 wäre aber ihrer Meinung nach besonders nützlich in Entwicklungsländern, wo die meisten Kleinbetriebe angesiedelt sind und der Klimawandel am deutlichsten zu spüren ist.

Die Fundamentaldaten der Branche sind solide, denn der Bedarf an Nahrungsmitteln wird nicht verschwinden
Florin Istrate, Partner bei Circle Strategy

Ist jetzt also der richtige Zeitpunkt, um in Agrartechnologieunternehmen zu investieren? «Smart Farming ist langfristig ein sehr spannender Investitionsbereich», antwortet Lee Qian von Baillie Gifford. «Die Zukunft der Landwirtschaft ist angesichts des Bevölkerungswachstums, der Umstellung auf eine immer reichhaltigere Ernährung und der Umweltprobleme eine enorme Herausforderung. Vor diesem Hintergrund wird die Nachfrage nach Smart-Farming-Lösungen in den nächsten Jahren steigen.»

Allerdings ist der Sektor noch relativ unausgereift. Auch David Thomas glaubt zwar fest an das Potenzial von Smart Farming. «Doch wir stehen noch ganz am Anfang. Dieser Sektor kann eine Investitionsmöglichkeit darstellen, aber nur mit einer langfristigen Perspektive.» Diese Meinung teilt auch Otmane Jai: Agritech sei nach wie vor ein aufstrebender Sektor, der von zahlreichen Start-ups und Technologien getragen wird, die sich noch in der Strukturierungsphase befinden. «In diesem Zusammenhang ist jede Investition mit einer echten Unsicherheit darüber verbunden, welche Technologien oder Akteure mittelfristig den Markt dominieren werden.»

Ein Beispiel: Im März 2025 musste Plenty Unlimited, ein innovatives US-Unternehmen für vertikale Landwirtschaft, das von namhaften Investoren wie Jeff Bezos, Softbank und Walmart unterstützt wurde, Gläubigerschutz nach Chapter 11 des US-Insolvenzrechts beantragen. Der Grund? Digitale Farmen haben noch immer Schwierigkeiten, mit den niedrigeren Preisen traditioneller landwirtschaftlicher Produkte zu konkurrieren. Ein drastisches Beispiel für die Herausforderungen, denen die Branche trotz vielversprechender Innovationen noch gegenübersteht.

Das US-Unternehmen Plenty Unlimited, ein Pionier der vertikalen Landwirtschaft

Kurzfristig dürfte sich Smart Farming daher zunächst in den rentabelsten Kulturen etablieren, wie zum Beispiel bei Plenty Unlimited. Denn das Unternehmen wurde im Juni durch eine Umstrukturierung aus dem Insolvenzverfahren entlassen und wird sich nun ausschliesslich auf den Anbau von Erdbeeren konzentrieren. Nicht ohne Grund.


«Die Landwirtschaft 4.0 eignet sich besonders gut für Erzeugnisse, die eine hohe Wertschöpfung aufweisen, wie Erdbeeren», erklärt Stéphanie Rheinboldt. Denn weil sie so empfindlich sind, braucht man geeignete Erntemethoden und Behandlungen gegen Krankheiten.

Eine Welle von Übernahmen

«2021 ist die Agritech-Blase geplatzt», erinnert Florin Istrate von Circle Strategy. «Heute befindet sich der Sektor in einer Phase der Rationalisierung, in der eine natürliche Auslese stattfindet. Aber die Fundamentaldaten des Sektors sind solide, denn der Bedarf an Nahrungsmitteln wird auf die eine oder andere Weise nicht verschwinden.» Ein Beweis für dieses Potenzial sind die zahlreichen Übernahmen. John Deere hat beispielsweise mehrere Startups übernommen, darunter Blue River Technology, das 2017 die Technologie «See & Spray» für 305 Mio. Dollar entwickelt hat, Bear Flag Robotics im Jahr 2021 für 250 Mio. Dollar und der KI-Spezialist SparkAI 2023 für einen nicht genannten Betrag. Zudem wurden 2024 Lizenzen erworben von Mineral, das auf Robotik und KI spezialisiert ist. Sein Konkurrent CNH Industrial hat unter anderem Hemisphere GNSS, einen Spezialisten für Satellitenortung, übernommen (2023), Raven Industries, ein Unternehmen, das im Bereich Präzisionslandwirtschaft tätig ist (2021), und, wie oben erwähnt, schliesslich das geistige Eigentum an den Apfelernte-Robotern von AFT im Jahr 2025.

«Traditionelle Akteure der Landwirtschaft wie John Deere entwickeln sich in den Bereichen Digitalisierung, Robotik und KI weiter», stellt Karen Kharmandarian von Thematics Asset Management fest. «Sie haben sich durch die Übernahme spezialisierter Start-ups Kompetenzen in diesen Bereichen angeeignet.» Derzeit macht Agrartechnologie jedoch nur einen kleinen Teil ihres Umsatzes aus. «Die Landwirtschaft hinkt in Sachen Digitalisierung hinter der Industrie hinterher», fährt Karen Kharmandarian fort. «Das Potenzial ist da, weil der adressierbare Markt gross und die Durchdringungsrate relativ gering ist. Aber die Digitalisierung der Landwirtschaft wird Zeit brauchen.»


So sieht es auch Elliott Grant, CEO des Start-ups Mineral, der im April 2024 anlässlich der Übernahme einiger seiner Lizenzen durch John Deere erklärte: «Die Herausforderung einer nachhaltigen Landwirtschaft liegt noch vor uns. Aber das wird ein Staffellauf, kein Sprint.»

Wenn Big-Tech- Firmen aufs Land drängen

Werden die Technologie-Giganten, die sich auf Daten und deren Nutzung spezialisiert haben, in den Agrarsektor investieren? Die Experten sind hier geteilter Meinung. Für Karen Kharmandarian, CEO und Partner bei Thematics Asset Management, lautet die Antwort Ja. «Die Big Techs, Alphabet, Microsoft und andere, werden künstliche Intelligenz nutzen, um den Landwirten neue Lösungen zu bieten, beispielsweise bei der Wettervorhersage oder in der Agrarforschung.» 


Lee Qian, Investment Manager bei Baillie Gifford, sieht das anders: «Die GAFAMs verfügen zwar über die Daten, aber nicht unbedingt über das erforderliche Wissen in dem sehr spezifischen Sektor der Landwirtschaft. Ausserdem haben sie kein Vertriebsnetz. Die Eintrittsbarrieren für den Agrarmarkt sind sehr hoch und schützen die bestehenden grossen Akteure.» 


Im August 2024 hat Alphabet jedenfalls sein auf Robotik und KI spezialisiertes Agrar-Start-up Mineral dichtgemacht. Trotz vielversprechender Fortschritte sah sich das Unternehmen mit zu hohen Entwicklungskosten konfrontiert.
 
 

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