Zur Analyse und Bewertung der Betriebsdaten wird das Umwelt- und Betriebsmanagementsystem “REPRO” eingesetzt. Die Konzeption dieser Software erfolgte seit 1996 im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und wird seit 2009 durch die INL GmbH stetig weiterentwickelt.
Die Software betrachtet landwirtschaftliche Betriebe als Gesamtsystem, in dem einzelne Teilbereiche (Standort, Pflanzenbau, Lagerhaltung, Tierhaltung) als Subsysteme definiert sind. Über den Stoff- und Energiekreislauf Boden-Pflanze-Tier-Boden sind die Betriebszweige untereinander verknüpft. Durch programmtechnisch umgesetzte Interaktionen können Wechselwirkungen innerhalb des Gesamtsystems optimal dargestellt werden.
Die klare räumliche Hierarchie im Modell “REPRO” stellt sicher, dass in sich schlüssige Betriebssysteme entstehen. Die wesentlichen landwirtschaftlichen Aktivitäten werden auf der entsprechenden Ebene erfasst. So sind im Pflanzenbau Teilschlag und Fruchtart die kleinsten Untersuchungsebenen, in der Tierhaltung Stallbereich und Tiergruppe. Alle Berechnungen basieren auf diesen betrieblichen Bewirtschaftungsdaten. Zusätzlich werden komplexe Standort- und Klimadaten verwendet. Die erfassten Daten werden programmintern mit umfangreichen Stammdaten verrechnet. Die im Betrieb dokumentierten Daten können so umfassend, effektiv und sinnvoll genutzt sowie im Betriebsmanagement als Entscheidungshilfe herangezogen werden. Auswertungszeitraum ist jeweils ein Bewirtschaftungsjahr.
Der Programmaufbau ist modular und gliedert sich prinzipiell in drei Arbeitsbereiche:
- Abbildung des Bewirtschaftungssystems
- Analyse und Berechnung von Indikatoren
- Bewertung und Darstellung der Ergebnisse
Im Arbeitsbereich 1 erfolgt die detaillierte Abbildung des Bewirtschaftungssystems. Im Pflanzenbau werden die Struktur, Bewirtschaftungsmaßnahmen und -intensitäten sowie die Standortdaten verwaltet. Es ist die zentrale Modellkomponente, auf der alle weiteren Analysen aufbauen. Hier können über spezielle Schnittstellen zu Ackerschlagkarteien Daten effizient übernommen werden. Der Teilarbeitsbereich Standort enthält eine Schlagverwaltung mit Schnittstellen zu GIS-Dateien sowie Informationen zum Boden und Klima. Die kleinste Verwaltungs- und Untersuchungsebene im Pflanzenbau ist der Teilschlag, dem alle Bewirtschaftungs- und Standortinformationen zugeordnet sind. Diesen werden umfangreiche Stammdaten zugewiesen, welche gegebenenfalls nach konventioneller und ökologischer Bewirtschaftung differenziert sind.
Daten zur Tierhaltung werden stallbereichsbezogen, klassifiziert nach Tierarten und Produktionsrichtungen, Altersklassen und Leistungsgruppen erfasst und verwaltet. Grundlage sind betriebliche Bestandesdaten, Leistungsprüfungen, Rationsgestaltung, Unterlagen zum Stallbau sowie Vor-Ort-Erhebungen und -Bonituren. Der Futterbedarf wird leistungsabhängig entsprechend der Weide- bzw. Stallhaltung berechnet und dient als Abgleich zur angegebenen Fütterung. In Abhängigkeit von der Fütterung werden Anfallmenge und Inhaltsstoffe der organischen Wirtschaftsdünger berechnet. Die Nährstoffverluste werden anhand des Stallsystems (Fest-, Flüssigmist) und des Düngemanagements bestimmt.
Die Verknüpfung von Pflanzenbau und Tierhaltung über Futter- bzw. Düngelager gewährleistet die Betrachtung gesamtbetrieblicher Stoff- und Energieflüsse.
Aufbauend auf den erfassten Informationen werden im Arbeitsbereich 2 die vom Betrieb ausgehenden Wirkungen auf die abiotische und biotische Umwelt analysiert. Hier werden die Stoff- und Energiekreisläufe bilanziert, relevante Verlustpfade quantifiziert und Intensitäten ausgewiesen. Die Berechnungen erfolgen auf der kleinsten Ebene (Teilschlag; Stallbereich) und können je nach Bedarf auf höhere Ebenen (Sorte; Fruchtfolge; Produktionsrichtung; Gesamtbetrieb) aggregiert werden. Im Ergebnis stehen Agrar-Umweltindikatoren, die das Gesamtsystem beschreiben und eine hohe ökologische Relevanz besitzen. Neben einem wissenschaftlichen Methodenmix sind auch Auswertungen nach gesetzlichen Vorgaben integriert (z. B. Düngeverordnung). Zudem stehen verschiedene Maßzahlen zu Bewirtschaftungs-, Struktur-, Leistungs- und Verfahrenskennzahlen zur Auswahl.
Im Arbeitsbereich 3 erfolgt die Bewertung und Darstellung der berechneten Indikatoren. Für ein gesamtbetriebliches Nachhaltigkeitsprofil ist es erforderlich, die auf unterschiedliche Art ermittelten und in verschiedenen Maßeinheiten angegebenen Werte vergleichend zu betrachten. Dies erfolgt unter Verwendung indikatorenspezifischer Normalisierungskurven. Die unterschiedlichen Dimensionen können damit in einen Wert zwischen Null und Eins überführt werden. Die Bewertung Eins entspricht dabei dem Optimum, Abweichungen haben eine Minderbewertung zur Folge. Der Wertebereich einer nachhaltigen Bewirtschaftung ist so definiert, dass Umweltrisiken ausgeschlossen bzw. sehr gering sind. In regelmäßigen Abständen werden die Bewertungsintervalle evaluiert und dem wissenschaftlich-technischen Fortschritt angepasst. Projektbezogen können Bewertungskurven grundsätzlich flexibel angepasst werden.
Aus den normalisierten Indikatorenwerten können definierte Mittelwerte erstellt werden, die den Zustand der Nachhaltigkeit des jeweiligen Systems beschreiben (Fruchtart, Pflanzenbau, Tierhaltung, Gesamtbetrieb…). Die visuelle Darstellung des Nachhaltigkeitsprofils eines Betriebes erfolgt anhand von Netzdiagrammen. Hier werden die Bewertungen der Einzelindikatoren optisch übersichtlich aufgeführt. Stärken und Schwächen können somit schnell erkannt werden. Ergänzend werden die Wirkungen des Betriebssystems auf die einzelnen Umweltbereiche in einem Ampelsystem verdeutlicht. Entsprechend der Relevanz der Einzelindikatoren für einen Umweltbereich fließen die Ergebnisse in einen Gesamtwert ein. Berücksichtigung finden aber nur die kritischen Bereiche eines Indikators. So wird ein überhöhter Humussaldo (z. B. >200 kg C/ha) nicht als negativ für den Schutz des Bodens angesehen. Für den Schutz der Ressource Wasser ist allerdings aufgrund der damit verbundenen Gefahr von Mineralisationsspitzen ein solcher Ergebnisbereich zu berücksichtigen.
Eine flächenspezifische Ausdifferenzierung bestimmter Indikatoren lässt sich in thematischen Karten darstellen. Dies kann dem Landwirt als Planungswerkzeug bei der Verfahrensgestaltung dienen.
Der Programmaufbau ist so gestaltet, dass Änderungen in Daten zur Verfahrensgestaltung vorgenommen oder Stammdaten editiert werden können. Damit wird eine Szenariofähigkeit der Software gewährleistet. Ein zielorientiertes Vorgehen bei der Verbesserung von Nachhaltigkeitsindikatoren kann im Vorfeld simuliert werden und für den Betrieb dafür passende Maßnahmen bestimmt werden. Wirkungsbereiche von Einzelmaßnahmen auf das Ergebnis werden definiert, um Kosten-Nutzen-Verhältnisse für eine effiziente Umsetzung nachhaltiger Produktionsverfahren auszuweisen. Strategische Umgestaltungen im Landwirtschaftsbetrieb sind in Bezug zu Nährstoffflüssen und Umweltwirkungen planbar (z. B. Umstellung auf ökologischen Landbau, Erzeugung von Substraten zur Biogaserzeugung).