Fortschritte bei aufkommenden digitalen Technologien für nachhaltige Landwirtschaft: Anwendungen und zukünftige Perspektiven

Der Agrarsektor durchläuft eine tiefgreifende digitale Transformation, die von künstlicher Intelligenz, dem Internet der Dinge, Fernerkundung, Robotik, Blockchain und Edge Computing angetrieben wird. Diese Technologien werden in Systemen zur Überwachung von Kulturen, Bewässerungsmanagement, Krankheitsdetektion und Transparenz der Lieferkette integriert. Diese Studie verwendet systematisches Evidenzmapping, um die Anwendungen aufkommender digitaler Technologien in der nachhaltigen Landwirtschaft zu charakterisieren; sie beschreibt technologische Entwicklungen, Anwendungsbereiche, Umsetzungslücken und Verbesserungsmöglichkeiten. Unter Einhaltung des PRISMA-2020-Berichtsprotokolls wurden 101 peer-reviewed Artikel, die in Scopus und Web of Science (2020–2025) indexiert sind, identifiziert, gescreent und einer integrierten thematischen sowie bibliometrischen Synthese unterzogen, wobei RStudio Version: 2026.01.1+403 und VOSviewer 1.6.20 für Data Mining zu Schlüsselwörtern und technologischen Evolutionsmustern eingesetzt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass Deep-Learning- und Computer-Vision-Modelle Diagnosegenauigkeiten von 90–99 % erreichten, intelligente Bewässerungssysteme den Wasserverbrauch um 10–30 % reduzierten, prädiktive Ertragsmodelle häufig R2-Werte über 0,80 berichteten und Gewächshausautomation den Energieverbrauch um etwa 20–30 % senkte. Blockchain-basierte Architekturen verbesserten die Rückverfolgbarkeit und sichere Datenübertragung um 15–20 %, während die Integration von Fernerkundung die räumliche Schätzgenauigkeit bis zu R2 = 0,92 verbesserte. Die Befunde zeigen einen messbaren Übergang zu datengesteuerten, ressourceneffizienten Agrarökosystemen, unterstützt durch validierte digitale Architekturen. Allerdings weisen Interoperabilitätsbeschränkungen, fehlende standardisierte Leistungsmetriken, Skalierbarkeitsherausforderungen und ungleichmäßige geografische Implementierung – in nahezu 40 % der Studien identifiziert – auf den Bedarf an harmonisierten Bewertungsrahmen, plattformübergreifenden Integrationsstandards und langfristigen Feldvalidierungen hin, um eine nachhaltige und skalierbare digitale Transformation sicherzustellen.