Die Bestimmung des Reifegrads und der Qualität von Blaubeeren ist für die Agrar- und Ernährungswirtschaft von entscheidender Bedeutung, vor allem wenn man unvorhergesehenen Rückschläge wie einen Streik der LKW-Fahrer oder die Folgen des Klimawandels bedenkt, der die Produktionszyklen unter anderem durch Temperaturschwankungen und Bodenqualität beeinträchtigt.

Daher ist es notwendig, den Zustand der Blaubeeren ständig zu messen, um den optimalen Erntezeitpunkt zu ermitteln und den Erfolg der logistischen Prozesse zu gewährleisten.

In diesem Zusammenhang konnten die Studenten des Masterstudiengangs Data Science an der Universidad San Sebastián, Chile, in ihrer Abschlussarbeit zeigen, dass die Technologie ein mehr als geeigneter Verbündeter für die ständige Überwachung von Kulturpflanzen ist, da sie die konventionellen Laborverfahren vermeidet, bei denen die Früchte zerstört werden und es lange dauert, bis ein Ergebnis vorliegt.

Wie funktioniert das?

Die Agrarwissenschaftlerin Paula Vargas und der Soziologe Martín Burón arbeiteten an der Entwicklung eines mathematischen Modells, das es ihnen ermöglichte, effizientere Methoden als die bisherigen zu entwickeln, was das Kosten-Nutzen-Verhältnis angeht: Mit Hilfe eines Algorithmus und des Einsatzes von Spektrometern konnten sie die Süße von Blaubeeren anhand des Anthocyan-Gehalts in jeder Beere bestimmen. „So können die Landwirte schnell Entscheidungen treffen und verhindern, dass Früchte verloren gehen oder überreif beim Verbraucher ankommen“, sagte Vargas, der auch am Institut für Agrarforschung (INIA) forscht.

Das Spektrometer ist ein mit dem Internet der Dinge verbundenes Gerät, das die Reflexion der Früchte durch Infrarot-Wellenlängen in einem Bereich zwischen 300 und 1.100 nm analysieren kann – was für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist -, was eine Klassifizierung jeder Heidelbeere (Klasse 1, 2, 3 oder 4) ermöglicht, um Daten zu speichern, die eine solide Grundlage für die Identifizierung von Kalibern bilden und somit die Bestimmung der Früchte bestimmen.

„Wir konnten eine Matrix erstellen, die mehr als 17.000 Daten erfasst, und mit Hilfe dieses Kalibrierungsmodells können wir die Qualität der Früchte bestimmen und wissen, wann der optimale Zeitpunkt für die Ernte gekommen ist“, sagt Vargas.

Ein weiterer Beitrag dieser Technologie besteht darin, dass kein Fachpersonal benötigt wird, was von Bedeutung ist, wenn man bedenkt, dass die Verfügbarkeit von Arbeitskräften jährlich um etwa 2 % abnimmt und – laut einer von Fedefruta im Jahr 2021 durchgeführten Umfrage – mehr als die Hälfte der Obstproduzenten infolge der Pandemie zwischen 50 und 70 % weniger Arbeitskräfte für ihre Aufgaben haben.

Vargas erklärt, dass sie daran arbeiten, die Benutzererfahrung über die Plattform zu visualisieren, um sie für die Mitarbeiter der Landwirtschaftsbetriebe benutzerfreundlicher zu gestalten. „Die Anwendung wird es jedem Arbeiter ermöglichen, die Daten von einem Mobiltelefon aus zu interpretieren, z. B. über eine Schnittstelle, die wie eine Ampel erscheint, wobei Grün bedeutet, dass die Früchte in einem optimalen Zustand sind; Rot bedeutet, dass es besser ist, sie nicht zu ernten, und Gelb könnte ein Hinweis darauf sein, sie zum Einfrieren zu schicken oder andere Formate wie Säfte oder Marmeladen herzustellen“, sagte er.

Der Einsatz dieser spektrometrischen Sensoren stellt einen Durchbruch für die Landwirtschaft dar, da er darauf abzielt, die Ernte mit Hilfe kostengünstiger, auf dem Markt erhältlicher Sensoren zu überwachen, die zuvor für die Echtzeitbewertung kalibriert wurden und eine große Anzahl von Proben erfassen.

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Mittelfristig wollen sie diese Technologie skalieren und der Industrie zur Verfügung stellen. Dazu arbeiten sie bereits an Patentierungsverfahren und der Analyse kommerzieller Projekte und denken daran, diese Lösung auf andere Obst- und Gemüseprodukte zu übertragen.

Für die Entwicklung dieser Arbeit erhielten sie Unterstützung vom INIA, das seine Infrastruktur und Finanzierung zur Verfügung stellte, sowie von der Firma Hortifrut SA, die es ihnen auch ermöglichte, auf 24 Betrieben in den Regionen Biobío, Ñuble, Maule und O’Higgins Bewertungen ihrer Blaubeerkulturen durchzuführen.