- Met precisielandbouw kunnen boeren weersveranderingen voorspellen en gewasopbrengsten verhogen
- Hoe technologie de veehouderij verandert
- Is stadslandbouw de toekomst van de voedselproductie?
- Hoe maken we de landbouw duurzamer?
- Zal technologie menselijke boeren overbodig maken?
De landbouwsector voorziet de wereld als het ware van brandstof ─ in de vorm van voedsel. Zonder landbouw hadden we niets te eten en zou de wereld tot stilstand komen. Maar de alsmaar groeiende wereldbevolking ─ de VN schat dat er tegen 2050 maar liefst 9,8 miljard mensen op de aarde rondlopen ─ legt een enorme druk op onze bestaande voedselproductiesystemen. Om beter in te spelen op deze groeiende vraag, wendt de landbouwsector zich steeds meer tot opkomende technologieën. En elk onderdeel van het voedselproces – van de boerderij tot aan onze eettafel – staat aan de vooravond van ingrijpende technologische veranderingen.
De toekomst van de landbouw is er één van gespecialiseerde en autonome apparatuur als drones, zelfsturende oogstmachines en technologieën als kunstmatige intelligentie. Deze maken processen efficiënter, zorgen voor grotere oogsten en maken de landbouw duurzamer. We zien ook de opkomst van data-analyse en voorspellende tools – technologieën die betere beslissingen mogelijk maken en helpen het gebruik van zaaimateriaal, water, kunstmest en pesticiden te optimaliseren.
Met precisielandbouw kunnen boeren weersveranderingen voorspellen en gewasopbrengsten verhogen
De efficiëntie van de landbouw hangt af van de mate waarin we de natuur weten te voorspellen. Nu er een wereldwijde voedselcrisis dreigt, is het belangrijker dan ooit om snel te kunnen reageren. Dat kan met precisielandbouw, waarbij sensortechnologie, robotica, het IoT, satelliettechnologie en drones worden gebruikt om nauwkeurige informatie te verzamelen. Zo kunnen boeren meten hoe goed hun gewassen het doen, weersveranderingen voorspellen en er meteen op inspelen door geschikte gewassen te selecteren met bijvoorbeeld hogere opbrengsten.
Techgigant Microsoft heeft onlangs een preview uitgebracht van Azure FarmBeats, een cloudgebaseerd platform voor digitale landbouw waarmee giswerk geëlimineerd wordt. Het biedt boeren datagedreven inzichten waarmee de landbouw efficiënter en betaalbaarder wordt. Het systeem maakt gebruik van drone- of satellietbeelden om een boerderij digitaal in kaart te brengen. Een raster van sensoren verspreid over de boerderij monitort verschillende parameters in de bodem, zoals temperatuur en vocht, maar ook koolstof- en stikstofniveaus. Al deze gegevens worden vervolgens geanalyseerd door op kunstmatige intelligentie (KI) en machine learning (ML) gebaseerde modellen om boeren bruikbare inzichten te kunnen bieden.
Hoe technologie de veehouderij verandert
Stel je een wei met koeien voor en een drone die al zoemend erboven luchtfoto’s maakt. Beelden die, in combinatie met informatie van sensoren, de boer in staat stelt beslissingen te nemen. Bijvoorbeeld wanneer het tijd is om bepaalde koeien – te herkennen door middel van hun RFID-chips – naar de stal te verplaatsen. Een boerenbedrijf in Zweden heeft bijvoorbeeld zijn varkens uitgerust met sensoren. Deze worden aan de oren bevestigd, meten de hartslag van de dieren en geven boeren waardevolle informatie over hun gezondheid. “Dankzij de hartslagmeting, vooral als we de normale hartslag van een bepaald dier kennen, weten we of het dier koorts heeft, of wanneer ze gestrest of ziek is. Op deze manier kunnen we dat al weten nog voordat er zichtbare symptomen zijn. We kunnen dan snel de juiste beslissingen nemen”, zegt Christophe Verjus, ingenieur bij de onderzoeks- en ontwikkelingsorganisatie CSEM. En wist je dat er een melkveehouderij is in het VK waar koeien zelf kunnen bepalen wanneer ze gemolken worden? Het bedrijf, dat in het Engelse Shepton Mallet is gevestigd, heeft een derde van zijn koeien uitgerust met slimme 5G-halsbanden. Hiermee kunnen de dieren het robotmelksysteem dat op de boerderij wordt gebruikt zelf bedienen. Het enige dat de koe hoeft te doen is bij de melkmachine in de rij gaan staan en wachten totdat ze aan de beurt is. Robots houden bij hoeveel ze eet, hoe vaak ze de machine bezoekt en hoeveel melk ze produceert.
Is stadslandbouw de toekomst van de voedselproductie?
Het is duidelijk dat de traditionele landbouw verre van duurzaam is en steeds meer boerenbedrijven maken dan ook de transitie naar indoor farms of stadsboerderijen. Op stadsboerderijen worden gewassen als het ware in 3D verbouwd: rijen planten boven elkaar, in aarde of verrijkt water (hydrocultuur), waarbij ledverlichting natuurlijk licht nabootst en sensoren voor optimale condities zorgen. Circulaire systemen als aquacultuur maken het mogelijk om vis en groenten tegelijk te kweken. Overtollig water van de planten wordt gefilterd en komt in de vistanks terecht. Het visafval wordt gebruikt als mest. In tegenstelling tot hydrocultuur en aquaponics, hebben aeroponics-systemen geen grond of aggregaat nodig. De Britse startup LettUs Grow heeft een aeroponisch voedingssysteem ontwikkeld dat 95 procent minder water gebruikt dan de traditionele landbouw. Het bedrijf maakt gebruik van een methode waarvoor patent is aangevraagd, waarbij de wortels van de gewassen worden geïrrigeerd door een zeer fijne nevel. “Het gaat allemaal om de hoeveelheid in de wortelzone die planten ervaren. Iedereen weet dat gezonde grond goede zuurstof- en voedingsstoffen bevat en goed belucht is. Dus dat is echt wat we maximaliseren. Door geen grond en een luchtspleet te hebben, heb je overvloedige zuurstof en koolstofdioxide waardoor planten optimaal biologisch presteren”, vertelt Charlie Guy, algemeen directeur en mede-oprichter van LettUs Grow. Het systeem maakt ook gebruik van ledverlichting die nauwkeurig kan worden afgestemd op verschillende golflengten om voor elk type gewas de juiste hoeveelheid licht te kunnen genereren. Het bedrijf verbouwt meer dan 60 verschillende gewassen, waaronder sla, bladgroenten, wortels, radijs, aardbeien en zelfs tabak. Wat deze stadsboerderijen met elkaar gemeen hebben is dat ze allemaal slim gebruikmaken van ruimte en ecosystemen intact laten. En omdat ze zich dichtbij de consument bevinden, zijn de transportkosten minimaal.
Hoe maken we de landbouw duurzamer?
Overmatig gebruik van pesticiden en petrochemische kunstmest, ontbossing en behoud van bodem en water zijn belangrijke kwesties. Duurzame landbouw kan bestaande problemen op veel manieren oplossen. Duurzame landbouw is mogelijk met biotechnologie (zoals kunstmatig gekweekt vlees en genetisch gemanipuleerd voedsel), indoor farming en een aantal andere opties. De automatisering van landbouwtaken als bestuiving, zaaien, bodembehandeling, onkruidbestrijding, bemesting en oogsten vermindert het aantal mensen in de landbouw en zorgt ervoor dat er veel minder water, ruimte en pesticiden gebruikt worden en dat er minder afval geproduceerd wordt.
De Duitse farmagigant Bayer heeft onlangs een nieuwe slimme, geautomatiseerde kwekerij geopend in Arizona. De faciliteit van $100 miljoen heeft een oppervlakte van bijna 28.000 vierkante meter en moet dienen als een wereldwijd centrum voor maïs-’ontwerp’. Het maakt gebruik van de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van gepatenteerde chiptechnologie, geavanceerde markeertechnologie, automatisering en datawetenschap. De kassen recyclen al het water dat voor de gewassen wordt gebruikt en compost bestaat volledig uit geoogste materialen. Het gebruik van pesticiden wordt tot het absolute minimum beperkt. In plaats daarvan worden nuttige insecten ingezet. Door zelf zorg te dragen voor het veredelingsproces worden gewassen niet aan ongunstige weersomstandigheden blootgesteld en kan men de ontwikkeling van nieuwe zaden versnellen. Op deze manier kunnen ze bovendien de groeiomstandigheden makkelijk aanpassen en verschillende klimaatomstandigheden uit de hele wereld simuleren. Door de faciliteit in Arizona te vestigen maakt het bedrijf slim gebruik van de maximale hoeveelheid zonuren. Zo kunnen onderzoekers het hele jaar door planten kweken en gemiddeld drie tot vier gewascycli per jaar faciliteren. “Met onze nieuwe Marana-kassen introduceert Bayer een nieuwe manier om planten te kweken en stelt het de norm voor ecologische duurzaamheid”, aldus Bob Reiter, hoofd Research and Development voor Crop Science bij Bayer. “Elke investering in innovatie is een investering in duurzamere landbouw voor de volgende generatie. De effecten gaan bovendien veel verder dan één locatie. De maïshybriden die hier zijn ontwikkeld, onder verschillende kweekomgevingen en weerscenario’s, zullen telers in alle delen van de wereld innovatie brengen”.
Zal technologie menselijke boeren overbodig maken?
Nieuwe technologische ontwikkelingen in de landbouw veranderen hoe ons voedsel wordt geproduceerd. Nu ook de agrarische sector steeds verder geautomatiseerd wordt, heeft dat natuurlijk enorme gevolgen voor menselijke werknemers. Dat betekent echter niet dat technologie menselijke boeren volledig zal vervangen. Wel is het waarschijnlijk dat hun rollen zullen veranderen. Boeren zullen ook steeds meer gebruik moeten maken van de kennis van specialisten, wat ook weer zal leiden tot nieuwe vakgebieden. Bijvoorbeeld hydrologen – specialisten die het milieu beschermen en voor schoon water zorgen. Of dronespecialisten die boeren helpen de opbrengst van hun oogsten te optimaliseren. Daarnaast moeten er meer experts komen op het gebied van precisielandbouw en voedseltechnologen die nieuwe gewassen creëren en bestaande gewassen verbeteren. Het meest waarschijnlijke scenario voor de toekomst van de landbouw – net als in vele andere bedrijfstakken – is dat mensen en machines met elkaar gaan samenwerken.
Wanneer we – afgezien van de snelle bevolkingsgroei – ook kijken naar de toenemende verstedelijking, de schaarste van landbouwgrond, het tekort aan landarbeiders en de toenemende eisen om de milieu-impact van deze sector te verminderen, is het duidelijk dat we niet veel langer op traditionele voedselproductiemethoden kunnen vertrouwen. Om aan de toenemende voedselvraag te kunnen voldoen, is een verregaande transformatie van onze bestaande landbouwsystemen nodig. Gelukkig is deze transformatie al in volle gang en technologieën als kunstmatige intelligentie, machine learning, robotica, drones, sensoren en het IoT spelen ook in de landbouw een steeds prominentere rol. Deze innovaties stellen boeren in staat hun productiviteit te verhogen, afval te verminderen, de gezondheid van hun gewassen en vee te monitoren en op het juiste moment te anticiperen op veranderende omstandigheden.
