Op 10 maart 2017 wordt het Geo Promotion congres in Groningen georganiseerd. Dat congres heeft het thema ‘op eigen bodem’, oftewel de ‘Transitie naar de zelfvoorzienende ruimte’. Dit artikel gaat over precisielandbouw en hoe dat wordt toegepast in Groningen.

Op veel boerderijen wordt precisielandbouw al toegepast in de vorm van rechtrijsystemen en plaatsbepaling via GPS. Dat bleek al uit het voorgaande artikel over precisielandbouw. De redactie van Girugten wil weten hoe dit fenomeen zich in de praktijk manifesteert. Dat leidde ertoe dat Jeroen, Lisette en ik op een warme septemberavond bij Derk Gesink aan de keukentafel zaten. Derk Gesink is een expert op het gebied van precisielandbouw en heeft de mogelijkheid om innovaties direct toe te passen in zijn eigen bedrijf. Op zijn boerderij in Mensingeweer teelt hij in de Groningse klei voornamelijk pootaardappelen die naar de hele wereld geëxporteerd worden. De vraag die die de redactie bezighield is hoe Derk de voordelen van precisielandbouw aanwendt voor het behalen van een maximale opbrengst van zijn grond.

Figuur 1 Door middel van GPS is het mogelijk om de locatie van planten te weten en tussen de rijen door te rijden. Bron: Derk Gesink

Derk vertelt dat hij tijdens zijn opleiding ‘plantenveredeling’ in Wageningen voor het eerst in contact kwam met Netscape, de voorloper van het moderne internet. Zijn interesse was daardoor direct getrokken en dat geeft goed aan dat Derk een zogenaamde ‘early-adopter’ is van nieuwe technologie. Na zijn studie werkte Derk eerst ergens anders voordat hij bij zijn vader in het boerenleven stapte. Rond 2005 gebruikte hij zijn kennis van technologie om een rechtrijsysteem te implementeren voor de trekker Op die manier kon hij zijn deels gestuurd door GPS zijn akkers over rijden. De nauwkeurigheid ging in die tijd snel vooruit, van een meter tot maar liefst twee centimeter. Derk benadrukt dat hij denkt tussen nu en vijf tot tien jaar volledig autonoom het land over te kunnen rijden met de trekker. Omdat een trekker meer ruimte om zich heen heeft is dat natuurlijk een stuk eerder dan dat hij verwacht met een auto autonoom te kunnen rijden.

Nu is Derk zelf eigenaar van het bedrijf in Mensingeweer dat vroeger van zijn vader was. Hij vertelt over het boerenleven zo dicht bij de bewoonde wereld. Zijn buren zijn vanuit de randstad naar Mensingeweer verhuisd en wonen nu vlak naast zijn boerderij. Zij vroegen zich meermaals af of hij wel zo dicht bij hun huizen met pesticiden mag spuiten. Dat mag Derk, maar hij benadrukt dat hij aan strenge regels gebonden is. Als er slechts vier druppels pesticiden in een zeventig kilometer lange sloot terecht komen kan dat al worden opgemerkt door de autoriteiten en heeft de boer kans op een fikse boete. Derk vindt het erg belangrijk om dat ook duidelijk te maken aan de omgeving om ook een stukje bewustwording te creëren voor de agricultuur. Het is voor hem van belang om te laten zien dat precisielandbouw ook een stuk duurzaamheid is, omdat het een middel is om met zo min mogelijk input toch maximale winst te bereiken.

Winst optimaliseren

Derk benadrukt dat Nederland een apart land is wat betreft landbouw. Met zeventien miljoen mensen blijft er relatief weinig land over voor landbouw en dat maakt de grond duur. Het is daarom belangrijk om zo goed mogelijk voor de grond te zorgen en toch maximale opbrengst te behalen. Hij ziet precisielandbouw als een essentieel middel om die winstoptimalisatie te bereiken en denkt dat de mate van het adopteren van precisielandbouw een belangrijk aspect gaat vormen voor het succes van specifieke landbouwbedrijven.

Drone

Zoals genoemd in het voorgaande artikel over precisielandbouw wordt er in de landbouw volop gebruik gemaakt van locatiebepaling met GPS. Deels zelfrijdende tractoren en precies bepalen waar een zaadje wordt geplant zijn daar voorbeelden van. Onder hen die bekend zijn met precisielandbouw wordt deze fase ook wel ‘precisielandbouw 1.0’ genoemd. De volgende fase (2.0) is het slim monitoren van de gewassen. Voor meer informatie daarover verwijs ik graag terug naar het vorige artikel over precisielandbouw. Als vernieuwende boer heeft Derk die stap naar de tweede fase al gemaakt. Samen met vier boeren uit de regio heeft hij een drone aangeschaft waarmee zij over hun land vliegen om observaties te doen.

Terwijl we naar de schuur lopen waar de drone is opgeslagen komen we langs allerlei imposante landbouwmachines die bij ons de nodige verbazing wekken. Ook op die machines zit een heel scala aan sensoren om allerlei dingen te meten. Luchtig legt Derk uit dat de machine waar wij naar staan te kijken met gemak drieduizend kilo aan aardappelen per minuut kan verwerken. Eigenlijk zou hij die aardappels het liefst onmiddellijk door sensoren in de machine laten analyseren op grootte en gewicht. Dat is met de huidige techniek helaas nog niet mogelijk.

Het laten vliegen van de drone is daarentegen een peulenschil, vertelt Derk ons terwijl hij er een tablet bij pakt. Op de tablet staat een applicatie waarmee hij de percelen kan arceren waar de drone opnames moet van maken. Vervolgens berekent de applicatie zelf de beste vliegroute en geeft dat door aan de drone. Die kan daarna volledig autonoom de uitgestippelde route vliegen.

Figuur 2 De drone in actie. Bron: Derk Gesink

Wetgeving

De Nederlandse wet schrijft voor dat er altijd iemand moet zijn die de drone in het zicht houdt. Ook moet de drone zich houden aan een maximumhoogte van 120 meter en is het absoluut verboden om boven mensen te vliegen. Van mensen heb je op het Groninger platteland gelukkig weinig last, maar het zou voor boeren als Derk fijn zijn als ze iets hoger zouden mogen vliegen. Dan kan de drone van een groter gebied foto’s maken en zou de boer sneller klaar zijn. Daarnaast is het lastig dat iemand de drone altijd in de gaten moet houden. Zoals gezegd kan de drone autonoom zijn routes vliegen en is het zelfs mogelijk om hem dat op periodieke basis te laten doen. Nu gaat nog veel van Derks kostbare tijd op aan het in de gaten houden van de drone, een taak waar hij dan ook graag iemand voor zou inhuren.

Andere boeren kijken nog even de kat uit de boom wat het gebruik van drones betreft. Het is een flinke investering en er zijn zeker opstartproblemen. Lachend legt Derk ons een aantal van de zwaarste crashes van zijn dure drone uit, waaronder een voorval waarbij de drone slechts enkele meters van de waterkant neerviel. Er is altijd wel iets dat niet werkt en je moet volgens Derk echt geïnteresseerd zijn in technologie als je je in de nieuwste vormen van precisielandbouw wil mengen. Zo sleutelt hij zelf ook regelmatig aan zijn drone. Op dit moment is het nog echt pionieren, je werk moet er vooral niet stil door komen te staan. Als er problemen met de drone zijn moet je hem aan de kant kunnen gooien en terug kunnen stappen op betrouwbaardere alternatieven. Het onderstaande citaat komt rechtstreeks uit het interview met Derk:

“Het is ook een stukje technologie. Veel boeren weten nauwelijks hoe ze zo’n tablet moeten bedienen, laat staan dat ze alle problemen kunnen oplossen die je met een drone hebt als je die wil laten vliegen. Daar moet je toch wel een beetje gek voor zijn”.

De data

Als de drone over het perceel vliegt maakt hij om de vijf meter een foto. Een perceel levert zodoende al snel tweehonderd foto’s op. Die foto’s brengen verschillen in kaart waar zones van gemaakt kunnen worden. Met de foto’s kan Derk bijvoorbeeld zien waar te veel kunstmest is gebruikt, waarop hij die data kan verwerken. De volgende keer dat hij het land op gaat kan hij die data aan zijn machines meegeven om op bepaalde plekken meer of minder kunstmest te gebruiken. Zo kan Derk zijn middelen efficiënter gebruiken, wat goed is voor de bodem en zijn portemonnee.

Figuur 3 Op basis van deze data is te zien dat de gezondheid van de planten op het veld niet gelijk is verdeeld. Bron: Custom drone

De drone kan vijf verschillende lichtspectra meten. De eerste daarvan is het ‘normale’ spectrum dat wij ook met onze ogen kunnen zien. Ook maakt de drone gebruikt van infrarood, Red-Green-Blue (RGB) en red-edge. Door red-edge te vermengen met RGB kan goed gemeten worden wat het percentage groen op de akker is. Daarbij geldt dat een groene akker succesvoller is dan een minder groene akker. In feite kun je dan ook het succes van de planten die op de akker staan meten. Door de spectra te combineren kan er ook een verband met de hoeveelheid stikstof worden waargenomen in de plant, een belangrijk aspect in het groeiproces van de plant. Stikstof is tot noch toe het enige element waar een dergelijke correlatie zichtbaar is. Derk zegt dat precisielandbouw er enorm mee geholpen zou worden als er ook verbanden met andere elementen vastgesteld kunnen worden die belangrijk zijn voor de groei van planten, zoals kalium.

Problemen met de data en verbeteringen daarvan

Op dit moment zijn er nog geen betrouwbare algoritmen die de data nauwkeurig kunnen interpreteren. Dat betekent dat er nog geen vaste regels zijn waarmee de computer kan uitrekenen wat de foto’s precies betekenen en hoe daar vervolgens beleid op moet worden aangepast. De boer moet de data nu nog zelf op gevoel en ervaring interpreteren.

Dat computers voor dat werk nog niet geschikt zijn komt voornamelijk door de diversiteit van de verschillen in de factoren verantwoordelijk voor de verschillende metingen: het kan komen door een verschil in vocht, structuur, hoeveelheid kunstmest, et cetera. De verwachting is dat die regels er (binnenkort) wel komen als er meer data beschikbaar is. In dat geval kunnen computers zichzelf aanleren om regels te bedenken op basis van de data, een proces dat ook wel ‘machine-learning’ wordt genoemd.  Het verbinden van data is, zoals Derk zegt, “de heilige graal voor precisielandbouw” en de drone-data is daar slechts een kleine schakel in.

Het plan is om de bodem nog beter in de gaten te houden en om verder te testen met de drone. In het veld komen sensoren die van alles gaan meten, zoals vocht en bodemgesteldheid. Dat moet zo veel mogelijk plaats specifiek gebeuren om op een zo klein mogelijk oppervlakte verschillen waar te nemen. Vervolgens komt de drone een keer per week overvliegen om de groei van de gewassen bij te houden. Met die data kan een systeem wel aan de slag en kan het berekenen wat de kans is dat de mate van groei een bepaalde richting in slaat. De hoop is om daarmee te kunnen voorspellen hoe een plant gaat groeien en om al in een vroeg stadium actie te kunnen ondernemen om de plant nog beter te laten groeien. Daarmee wordt de opbrengst hoger terwijl de druk op de bodem vermindert.

Naast het analyseren van de data is de grootte van de data een probleem.. Veel boerderijen beschikken over een erg langzame internetverbinding. Derk is blij met zijn 100 Mbit lijntje maar de meerderheid van de boerderijen moet het met veel minder doen. Zo moet een deelnemer van Derks innoverende groep het stellen met een 2 Mbit lijn. Alle data van de drone moet extern worden verwerkt en als je bedenkt dat een dag rondvliegen met de drone al gauw 8 Gigabyte aan data oplevert, betekent dat dat de genoemde deelnemer maar liefst anderhalve dag bezig is met het uploaden van die data. De groep waar Derk bij zit is dan ook fanatiek bezig met het experimenteren met de opvolger van het mobiele netwerk 4G,welke ontzettend origineel 5G is genoemd. Daarmee zal het waarschijnlijk mogelijk worden om real-time data te uploaden en te verwerken, zodat de boer veel sneller zijn data terug heeft. Ook promoot deze groep het gebruik van glasvezel om boerderijen beter te verbinden met de rest van de wereld.

Figuur 2 Verwerkte data teruggebracht tot zonekaart. Bron: FarmHack.nl

Export en concurrentievoordelen

Nederland staat onder Nederlanders zelf al bekend als een land vol aardappeleters, maar ook internationaal wordt de kwaliteit van onze aardappelen erkend. Derk produceert met zijn bedrijf voornamelijk pootaardappelen die bedoeld zijn voor de export. In zijn kamer heeft hij een kaart hangen waar zijn aardappelen elk jaar naartoe worden verscheept. Daar staan grote landen op, onder andere in Zuid-Amerika en centraal-Azië. Ook kleinere landen zijn aangestipt, zoals een eilandengroep bij Australië. Derk zegt dat het verbeteren van de kwaliteit van onze landbouwproducten naast ecologische ook veel economische voordelen heeft.

De teelt van aardappelen kan nog beter en een procentuele verbetering in de opbrengst levert al snel veel geld op. Om dat te illustreren maken we een vergelijking tussen aardappels en tarwe die beide een verbetering in opbrengst van tien procent zien. Als je de opbrengst van een ton tarwe met tien procent verhoogt levert je dat ongeveer 150 euro op. Als je dezelfde verbetering hebt op een ton aardappelen levert je dat al snel duizend euro op. Daarbij hangt opbrengst en kwaliteit samen bij aardappelen, omdat de opbrengst van een aardappelplant wordt veroorzaakt door de genetische samenstelling van de aardappel waaruit de aardappelplant gegroeid is.

Nederland is marktleider in het verbeteren van de aardappeloogsten door gebruik te maken van precisielandbouw, wat weer concurrentievoordelen oplevert. De opbrengst in kilo’s is echter niet het belangrijkste. Buitenlandse bedrijven komen door schaalvergroting toch wel boven onze opbrengst uit. Voor ons is het veel belangrijker om te focussen op het differentiëren door kwaliteit. Daardoor is het mogelijk om op een markt van volledige concurrentie toch een hogere prijs voor onze producten te vangen. Het is dan ook niet gek dat vooral onze pootaardappelen in het buitenland populair zijn, simpelweg omdat die aardappelen een hogere opbrengst hebben dan de pootaardappelen van concurrerende landen.

Conclusie

De conclusie van dit lange verhaal is dat precisielandbouw de kwaliteit en de kwantiteit van de opbrengst van een gewas enorm kan verbeteren terwijl het gewas op een duurzamere manier kan worden verbouwd. Die verbeteringen zijn nodig om ons als land te blijven handhaven als een marktleider in (poot)aardappelen en om de groeiende wereldbevolking van voldoende voedsel te voorzien. De eerste fase hebben boeren nu grotendeels geaccepteerd. Ze gebruiken plaatsbepaling om hun machines deels aan te sturen en kunnen op die manier nauwkeuriger te werk gaan. Aan de tweede fase moeten veel boeren nog wennen. Door het land en de gewassen te monitoren is het mogelijk om nog meer winst te genereren. Derk Gesink heeft ons met zijn drone laten zien dat hij het aandurft om als een van de eerste boeren die stap te zetten. De toekomst zal uitwijzen in wat voor innovatieve manieren boeren deze innovatie in de landbouw nog meer aanpakken.

Op het Geo Promotion congres dat georganiseerd wordt op 10 maart heeft het thema ‘Van eigen Bodem’. Op het congres wordt in dit thema een scala aan duurzame initiatieven gepresenteerd door bedrijven uit het werkveld van de ruimtelijke wetenschappen. Uiteraard ben jij ook van harte welkom! Neem een kijkje op de site van het congres (www.geopromotion.nl) voor meer informatie en laat je inspireren. Wij zijn er zeker bij, jij toch ook?

 

DELEN
Vorig artikelPrecisielandbouw: duurzame oplossing voor de groeiende wereldbevolking?
Volgend artikelGeo Promotion Congres 2017: Stoppen met Stoken
Bart-Peter Smit Bart-Peter is a second-year Human Geography student. His curiosity causes him to explore a lot of subjects. He switched to Human Geography after he had done one year of Artificial Intelligence. Combining his broad range of interests is what drives him in what he does, like organizing lectures with the lecture committee, organizing excursions with the excursion committee, doing research with Collectiv Kreativ and naturally writing for Girugten. Topics he especially likes are Geographic Information Systems and technical innovations in spatial sciences. Bart-Peter began writing for Girugten during his first year Human Geography in 2016.