Forscher stellen die neuesten Technologien für die Olivenernte und die Olivenölproduktion vor

Nach vier Jahren stellten die Forscher des Innolivar-Projekts einen Teil ihrer Arbeit an der Universität Córdoba in Andalusien vor.

Im Mittelpunkt des Projekts standen die Entwicklung von 12 verschiedenen Technologien und Forschungsansätzen im Zusammenhang mit der Mechanisierung von Olivenhainen, der Verbesserung der Nachhaltigkeit, Strategien zur Eindämmung des Klimawandels sowie der Entwicklung von Biotechnologie und Rückverfolgbarkeitstechnologien.

„Wenn es uns gelingt, einige oder viele der Prototypen in die kommerzielle Phase zu bringen … wird dies die Wettbewerbsfähigkeit der spanischen Olivenhaine stärken und ihre internationale Expansion erleichtern“ – Jesús Gil Ribes, wissenschaftlicher Leiter, Innolivar

Seit Beginn des Projekts im Jahr 2017 haben Forscher der Universität und ihre Partner aus der Privatwirtschaft daran gearbeitet, neue Patente zu entwickeln und Prototypen zu bauen, die schließlich an Olivenbauern und Ölproduzenten verkauft werden sollen – als Antwort auf die Bedürfnisse, die einige der größten Akteure der Branche den Forschern gegenüber als am dringendsten bezeichnet hatten.

Unter den von den Forschern entwickelten Technologien befanden sich zwei, die sowohl traditionellen Erzeugern als auch Landwirten mit hoher Anbaudichte helfen sollen.

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Für traditionelle Erzeuger entwickelten die Forscher ein „Mehrzweckfahrzeug für die Arbeit in abschüssigen Olivenhainen, die schwer zu mechanisieren sind“.

Jesús Gil Ribes, Professor für Agroforstwirtschaft an der Universität Córdoba und wissenschaftlicher Leiter des Projekts, erklärte gegenüber Olive Oil Times, die Forscher hätten sich zur Entwicklung dieses Projekts entschlossen, da es in Spanien eine hohe Zahl von Todesfällen durch umgestürzte Traktoren gebe, die er auf einen pro Woche schätzte.

„In Andalusien, der Hauptanbauregion, auf die fast 80 Prozent der Gesamtproduktion entfallen, gibt es mehr als eine halbe Million Hektar mit durchschnittlichen Steigungen von über 15 Prozent und mehr als eine Viertelmillion Hektar mit Steigungen von über 25 Prozent“, sagte er.

Die neuen Fahrzeuge verfügen über Gelenkverbindungen an jedem der vier unabhängigen Räder, die es dem Fahrzeug mithilfe von Hydraulikzylindern ermöglichen, seine Spurweite und seinen Schwerpunkt während der Fahrt an Hängen zu verändern.

„Außerdem ist die Kabine selbstnivellierend, und der Traktor kann an Hanglagen von bis zu 45 Prozent arbeiten“, fügte Gil Ribes hinzu.

Dadurch ermöglicht das neue Fahrzeug traditionellen Landwirten, an steileren Hängen zu arbeiten. Er fügte hinzu, dass das Fahrzeug zudem über zahlreiche Anbaupunkte verfügt, sodass Landwirte verschiedene Werkzeuge gleichzeitig einsetzen können.

Unterdessen haben die Forscher eine selbstfahrende Erntemaschine für Haine mit hoher Baumdichte entwickelt, um die Oliven schnell und effizient zu ernten.

Gil Ribes erklärte, die Idee hinter dieser Maschine sei es, die Anzahl der für die Olivenernte benötigten Arbeitskräfte zu reduzieren.

Anstelle der traditionellen Teams von 10 Personen, einschließlich des Maschinenbedieners und der Mannschaft, die beim Bewegen der Planen und beim Einsammeln der heruntergefallenen Früchte half, wird die neue Maschine die Anzahl auf zwei oder drei reduzieren.

Das Ziel dieser Erntemaschinen ist es, die Kosten für das Sammeln der Oliven zu senken. Gil Ribes sagte jedoch, dass sie auch an andere Kulturen angepasst werden könnten, darunter Zitrusfrüchte und Mandeln.

„Es wurden zwei Arten von Erntemaschinen entwickelt“, sagte er. „Die einen basieren auf Stammvibration und gleichzeitigem mechanischem Schütteln der Krone. Diese werden von Olivenbauern eingesetzt, die in intensiven [hochdichten] Olivenhainen mit Erntemaschinen fahren und die Hilfe automatisierter Unterstützungssysteme benötigen, um die Stämme mittels der Vibrationsklemme zu erfassen und zu vibrieren. Diese Arbeit erfolgt intermittierend.“

Es gibt auch „solche, die auf seitlichen Schüttelvorrichtungen basieren, die mit Stamm-Erkennungssystemen ausgestattet sind, wodurch ihr Antrieb halbautomatisiert werden kann, sowie mit Kronenerkennungssystemen für Olivenbäume, sodass sich die Schüttelelemente automatisch an diese anpassen können. Diese Arbeit erfolgt kontinuierlich“, fügte Gil Ribes hinzu.

„Beide Arten erfordern einen angepassten Schnitt, der nicht allzu aufwendig ist, und sie verfügen über Fernüberwachungs- und Ernteüberwachungssysteme“, fuhr er fort.

Die Forscher untersuchten auch neue Olivensorten, die sich für Plantagen mit hoher und sehr hoher Pflanzdichte eignen.

Sikitita, Sikitita Dos, Martina und sieben fortgeschrittene Selektionen aus dem Züchtungsprogramm der Universität Córdoba und des Andalusischen Instituts für Agrar- und Fischereiforschung (IFAPA) werden derzeit in den Olivenhainen getestet.

„Im Jahr 2021 wurde in den vier Versuchsfeldern die erste nennenswerte Ernte eingebracht, und es ist geplant, die Bewertung für mindestens weitere fünf Jahre fortzusetzen“, sagte Gil Ribes.

Neben Technologien zur Steigerung der Produktivität der Landwirte widmeten die Forscher auch der Nachhaltigkeit viel Zeit, darunter die Entwicklung eines intelligenten Sprühgeräts, mit dem Landwirte je nach Bedarf des Baumes Pestizide zu unterschiedlichen Zeitpunkten und in unterschiedlichen Konzentrationen ausbringen können.

Gil Ribes erklärte, das Ziel sei es, den Pestizidbedarf zu reduzieren, um die Oliven vor Schädlingen und Krankheiten zu schützen.

Zu den zu diesem Zweck entwickelten Technologien gehörten automatische Erkennungssysteme, die mit zwei 3D-Kameras oder Ultraschallsensoren die Bäume in Echtzeit scannen und bei Bedarf Pestizide ausbringen. Gil Ribes sagte, diese Systeme seien um 35 Prozent effizienter.

Die Forscher entwickelten außerdem Kühlaggregate für die Pestizide, die deren schnelle Verdunstung verhindern, sowie Fernüberwachungs- und Sprühsteuerungen, die Daten online hochladen, sodass Landwirte deren Einsatz genauer überwachen können.

„Es handelt sich um teurere, aber effizientere Geräte, die den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln reduzieren werden, wie es die ‚Farm-to-Fork‘-Strategie der Europäischen Kommission vorsieht“, sagte er.

Die Forscher entwarfen zudem Maschinen, um alle Abfälle aus dem Frühjahrsschnitt der Olivenbäume zu sammeln und zu zerkleinern, was gleichzeitig einen Überträger für viele häufige Schädlinge beseitigt und es den Erzeugern ermöglicht, Mulch und Kompost herzustellen.

Die Forscher entwickelten zudem biotechnologische Produkte, um Landwirten dabei zu helfen, die Ausbreitung häufiger Schädlinge und Krankheiten an Olivenbäumen einzudämmen, darunter eine entomopathogene Pilzformulierung zur nachhaltigen Bekämpfung der Olivenfruchtfliege. Weitere Produkte, die die für die Verticillium-Welke verantwortlichen Mikroorganismen abtöten, werden ebenfalls getestet.

Gil warnte jedoch, dass die Biotechnologieprojekte aufgrund verschiedener bürokratischer Hürden einen viel längeren Zeithorizont haben.

„Biotech-Projekte [zur Bekämpfung von Krankheiten] erfordern einen langen und kostspieligen Zulassungsprozess“, sagte er. „Aber es gibt Unternehmen, die bereit sind, dies zu tun.“

Neben der Erforschung von Methoden und Technologien zur Verbesserung des Olivenanbaus konzentrierte sich Innolivar auch auf die Ölproduktion und Rückverfolgbarkeit. Die Forscher entwickelten Prototypen, um den Mahl- und Filterprozess zu automatisieren.

Darunter befindet sich ein Prototyp, der laut Gil Ribes dabei helfen würde, Oliven unmittelbar nach ihrer Ankunft in der Mühle ohne menschliche Aufsicht zu klassifizieren und zu sortieren.

„Dieser Prototyp ermöglicht es, Chargen nach ihrem Reifegrad, ihrer Temperatur, ihrem Verschmutzungsgrad und dem Vorhandensein von Schäden zu klassifizieren“, sagte er.

„Andererseits ist der Prototyp 7 zur Automatisierung des Filterprozesses ein System, das eine kontinuierliche Kontrolle und Steuerung des Trübungsgrades des Öls und des Vorhandenseins von Verunreinigungen auf automatisierte und digitalisierte Weise ermöglicht“, fügte Gil Ribes hinzu.

Die Automatisierung in der Ölmühle wird den Mehrwert des Olivenöls in Bezug auf die Rückverfolgbarkeit erhöhen, da die Daten über die Oliven während des gesamten Verarbeitungsprozesses nachverfolgt werden können.

„Die Kosten können gesenkt werden, da die Prototypen weniger Arbeitsaufwand erfordern, da sie in ein aus der Cloud betriebenes Datenmodell eingebettet sind und keine physische Präsenz erfordern“, sagte Gil Ribes.

Abgesehen von der Produktionsseite arbeiteten die Forscher auch an der Entwicklung chemischer Verkostungsinstrumente, um die chemischen Verbindungen zu bestimmen und zu identifizieren, die für die Aromen und Geschmacksnoten des Olivenöls verantwortlich sind. Gil Ribes beschrieb die Geräte als „elektronische Nase und Mund“.

„Diese Instrumente analysieren Ölproben aus jeder Kategorie und erstellen für jede davon charakteristische Profile“, fügte Gil Ribes hinzu.

Ein Prototyp tut dies, indem er die in einem Gramm Öl vorhandenen flüchtigen Verbindungen ohne chemische Reagenzien analysiert.

„Die Ölprobe wird sanft erhitzt, um die Freisetzung der flüchtigen Verbindungen zu fördern, und diese werden in einem Gaschromatographen getrennt und in einem Ionenmobilitätsspektrometer oder Massenspektrometer nachgewiesen“, sagte Gil Ribes.

„Der zweite entwickelte Prototyp hingegen analysiert die Verbindungen, die der Verkoster im Mund wahrnimmt“, fügte er hinzu. „In diesem Fall ist es notwendig, die polaren Verbindungen aus dem Öl zu extrahieren. Sie werden mittels Ionenmobilitätsspektrometrie analysiert, die optional mit einem Massenspektrometer gekoppelt werden kann.“

Die von diesen beiden Geräten gelieferten Ergebnisse ergeben einen „spektralen Fingerabdruck“ für das Öl, der später zu dessen Identifizierung verwendet werden kann.

Gil Ribes erklärte, dass für die Entwicklung dieser Geräte mindestens 300 Olivenölproben aus verschiedenen Sorten, Anbaugebieten und Erntezeiten benötigt wurden. Anschließend wurden die Ergebnisse jedes Tests mit den Ergebnissen zweier Verkostungsgremien verglichen.

„Sobald die Geräte mit dieser Anzahl an Proben kalibriert wurden, könnten sie jahrelang automatisch arbeiten und die Kategorie einer Ölprobe mit hoher Zuverlässigkeit und zu sehr geringen Kosten pro Probe zuordnen“, sagte er.

Obwohl die Themen, mit denen sich die Forscher in den letzten vier Jahren befasst haben, recht vielfältig waren, sagte Gil Ribes, das Ziel sei für alle dasselbe: die Wettbewerbsfähigkeit der spanischen Olivenölproduzenten auf dem Weltmarkt zu stärken.

„Wenn es uns gelingt, einige oder viele der Prototypen in die kommerzielle Phase zu bringen (es gibt bereits drei Produktlinien, die den Markt erreicht haben), wird dies die Wettbewerbsfähigkeit der spanischen Olivenanbauflächen stärken und ihre internationale Expansion erleichtern“, sagte er.

„Die Verbesserung der Mechanisierung, der Erosionsschutz, die Modernisierung der Ölmühlen, die chemische Verkostung, die biologische Schädlings- und Krankheitsbekämpfung, die neuen Sorten für Hecken, von denen in der Praxis nur zwei verfügbar sind, sowie die Rückverfolgbarkeit vom Feld bis zum Verbraucher sind in dieser Hinsicht allesamt zentrale Aspekte“, schloss Gil Ribes.

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