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16 Juni 2020 / Lesezeit: 3 minuten

Sensoren in Bienenstöcken

Smarte Imkerei

Thorsten Kluß und Diren Senger von der Uni Bremen begutachten einen der Smarten Bienenstöcke des Citizen-Science-Projekts BeeObserver.

Bild: Cedric Kränzle

Bild: Cedric Kränzle

Pestizide, Milben, Bakterien: Vieles macht den nützlichen Insekten zu schaffen. Doch künstliche Intelligenz hilft, Bienen besser zu schützen.

„Bienen sind lebensnotwendig“, sagt Corinna Hölzel vom Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND). Sie ist Expertin für Honigbienen und Pestizide und selbst Imkerin mit 40 Völkern in Dresden. „Wir brauchen nicht bloß die Bienen, sondern Insekten generell, die gesamte Biodiversität mit ihrer Vielfalt und Komplexität. Das ist die Lebensgrundlage für unseren ganzen Planeten.“ Nicht nur seien Insekten Nahrungsgrundlage für andere Tierarten wie Singvögel. Die Bestäubungsleistung von Honig- und Wildbienen, aber auch von anderen Insekten wie Wespen, Schwebfliegen oder Schmetterlingen, sei für die Nahrungsmittelproduktion essenziell.

Gegenwert von Bienen: 14,2 Milliarden Euro im Jahr

Egal ob Äpfel, Nüsse, Brokkoli, Zwiebeln, Karotten oder manches Getreide: Wo Bienen bestäuben, steigern sie die Erträge erheblich. Der Insektenatlas, den die Heinrich-Böll-Stiftung und der BUND Anfang 2020 vorgestellt haben, zeigt: In der EU hängen 84 Prozent der Pflanzenarten und damit 76 Prozent der Lebensmittelerzeugung von Wild- und Honigbienen ab. Wirtschaftlicher Gegenwert: 14,2 Milliarden Euro – jährlich.

Weltweit werden pro Jahr zudem 1,6 Millionen Tonnen Honig erzeugt. Allein in Deutschland werden jährlich rund 100.000 Tonnen verzehrt, mehr als ein Kilogramm pro Kopf. Daher steht es um Honigbienen auch nicht so schlecht wie um ihre gefährdeten Verwandten, die Wildbienen. Von den weltweit mehr als 20.000 Arten sind nur wenige für die Honigproduktion bedeutsam, allen voran die Westliche Honigbiene (Apis mellifera). Imker*innen halten sie als Nutztier und pflegen sie. Vom Aussterben sind Honigbienen also nicht bedroht. Doch auch Honigbienen, sagt Hölzel vom BUND, hätten mit bakteriellen Krankheiten wie der Faulbrut oder Parasiten, allen voran der Varroamilbe, zu kämpfen. Gegen die Milben könnten Imker*innen immerhin mit dosierten Säuren eingreifen.

Gegen ein anderes Problem sind sie weitgehend machtlos: Dadurch, dass die intensive Landwirtschaft vor allem Monokulturen anbaue und große Mengen Pestizide einsetze – landwirtschaftliche Nutzflächen machen etwa 50 Prozent der Gesamtfläche Deutschlands aus –, fänden Bienen immer weniger Nahrung, kritisiert Hölzel. Sie plädiert daher für Ökolandbau mit Blühstreifen an Ackerrändern und grundsätzlich weniger Pestiziden. Denn: „Insektizide, also Pestizide gegen Schadinsekte, sind dafür gemacht, dass sie Insekten töten. Und sie töten nicht nur, wogegen sie angewendet werden. Es gibt immer Kollateralschäden. Auch Nützlinge sterben dann oder werden geschädigt, sodass sie anfälliger gegenüber Krankheiten sind.“ Das betrifft wohl auch die Bienen. Und es ist ein Paradox, denn eigentlich brauchen gerade Landwirte die fleißigen Bestäuberinnen.

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Es gibt einzelne Zukunftsszenarien, in denen statt Insekten Mini-Drohnen, sozusagen Roboter-Bienen, mittels künstlicher Intelligenz (KI) erkennen, wie sie die jeweiligen Pflanzen bestäuben müssen. Hölzel vom BUND sieht solche Auswege aufgrund des zunehmenden Bienensterbens aber kritisch: „Es kann keine Lösung sein, dass wir die Bienen ausrotten und dann sagen: Wir finden einen technischen Ersatz dafür.“

Smarte Bienenstöcke

Dennoch hilft künstliche Intelligenz längst. Zwar nicht flächendeckend beim Bestäuben, doch Algorithmen spielen bereits jetzt eine wichtige Rolle im Bienenstock: Weltweit arbeiten Start-ups und Wissenschaftler*innen an intelligenten Bienenstöcken und Monitoring-Systemen, um besser verstehen zu können, wie es den Bienen geht. Ein solches Forschungsprojekt ist BeeObserver der Universität Bremen, das seit 2015 läuft. Von Januar 2018 bis Ende 2020 wird es mit knapp 350.000 Euro vom Bundesforschungsministerium gefördert. Das Besondere daran: Als Citizen-Science-Projekt baut es auf Bürgerforschende. Imker*innen sowie Organisationen und Tüftler*innen aus der Maker-Szene. Gemeinsam mit den Wissenschaftler*innen haben diese ein günstiges technisches Sensoren-System entwickelt, das leicht zu bedienen ist: Feuerzeuggroße, leistungsstarke Platinen, die relativ wenig Strom verbrauchen und frei programmierbar sind, werden an Imker*innen verliehen. Alles, Daten ebenso wie Material, ist online verfügbar. Die enge Zusammenarbeit mit Imker*innen soll realistische und lebenspraktische Erkenntnisse ermöglichen.

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Bisher wurden bundesweit rund 200 Bienenstöcke mit dieser Sensortechnik ausgestattet. Die Geräte erfassen Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Inneren sowie den Luftstrom am Flugloch. Mikrofone nehmen das Summen der Bienen auf, bald sollen Kameras für die Flugbewegungen dazukommen. Auch das Gewicht des Bienenstocks wird gemessen. Das liefert eine breite Datenbasis zum Zustand der Völker. Fusioniert mit weiteren Informationen etwa zu Wetter und Standort sollen Risikofaktoren für die Bienengesundheit aufgespürt werden. Mittels Data-Mining, einer KI-Methode, werden die riesigen Datenmengen schließlich ausgewertet.

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Thorsten Kluß forscht an der Uni Bremen eigentlich zu kognitiver Neuroinformatik, jetzt entwickelt er Algorithmen für die Bienen-Daten, um verborgene Muster zu finden. Diese sollen Imker*innen helfen, ihre Völker besser zu verstehen und gesund zu erhalten. Ziel sei „eine bienenschonendere Imkerei“, sagt Kluß. Denn: „Jede Inspektion etwa wegen der Varroamilbe ist eine Störung, die das Mikroklima, das die Bienen mühevoll herstellen, kaputtmacht.“ Je weniger man einen Stock unbegründet öffnet, desto besser. „Wir hoffen, dass wir einen Großteil dieser Eingriffe überflüssig machen, weil man einfach auf sein Smartphone gucken kann und sieht: Alles ist in Ordnung.“