Landbouw heeft zich ontwikkeld van wat soms wordt beschouwd als een ‘primitieve’ sector tot een industrie die gedreven wordt door data en moderne technologieën. Een boer kan vandaag de dag, eenvoudigweg op zijn laptop, hectaren vol gewassen beheren en zelfs zijn hele boerderij in kaart brengen op zijn smartphone. Ja, de agrarische sector ondergaat momenteel ingrijpende technologische veranderingen. Boeren beginnen al intelligente systemen te gebruiken om de positie van hun tractors te bepalen. Ze maken gebruik van slimme apparaten om sproeisystemen aan en uit te zetten, monitors om oogst-opbrengsten te meten, sensoren voor bodemvocht, infrarood sensoren die de gezondheid van gewassen in de gaten houden en nog veel meer. In de toekomst zullen slimme landbouwtechnologieën, in combinatie met data-gedreven precisielandbouw, boeren in staat stellen om kosten te verlagen en oogstopbrengsten en winst te maximaliseren. Unmanned Aerial Vehicles (onbemande luchtvaartuigen) zullen agrariërs in staat stellen om hun activiteiten in real time in kaart te brengen. Deze complexe assimilatie van slimme technologie en data-gedreven besluitnemingen staan bekend als Precision Agriculture (precisielandbouw) en genieten ongekende populariteit.
Tractorfabrikanten rusten hun tractormodellen tegenwoordig al uit met Global Navigation Systems en andere sensoren! Arbeidsintensieve landbouw hoort eigenlijk al bijna tot het verleden. Disruptieve technologieën in de hedendaagse landbouw creëren zoveel mogelijkheden voor de nieuwe generatie, dat kinderen die op boerderijen zijn opgegroeid na de universiteit waarschijnlijk terugkeren naar de agrarische sector. In deze post gaan we kijken naar een aantal van deze nieuwe technologieën die agrarische sectoren wereldwijd zullen gaan revolutioneren. Ook gaan we een aantal mogelijke obstakels onder de loep nemen – obstakels die voornamelijk te maken hebben met de acceptatie en implementatie van deze disruptieve landbouwtechnologieën.
Precisielandbouw kan bodemeigenschappen analyseren en beheren
Diegenen die werkzaam zijn in de agrarische sector weten dat bodemkenmerken zoals bijvoorbeeld nutriëntenniveaus en fosfor- en stikstofniveaus van akker tot akker kunnen variëren, of zelfs per deel van een akker van elkaar kunnen verschillen. Slimme technologieën geven stakeholders zoals kunstmestfabrikanten, zaadleveranciers en crop consultants de mogelijkheid om deze variabele gegevens eenvoudig te analyseren. Hiermee kunnen boeren goed geadviseerd worden over het optimaliseren van hun landbouwpraktijken zodat ze minder verspillen en betere oogstopbrengsten produceren. Boeren kunnen gemakkelijk precisiekaarten maken en bodemgegevens, oogstgegevens en luchtfoto’s naar hun systemen uploaden. Deze nieuwe technologieën hebben een belangrijke invloed op het milieu en kunnen leiden tot een vermindering van waterverbruik, bestrijdingsmiddelen en andere chemicaliën.
Sensoren stellen boeren in staat om bepaalde zones in te stellen die wel of niet bemest moeten worden of waar chemische sproeisystemen uitgeschakeld moeten worden om vergiftiging van watervoorzieningskanalen te voorkomen. Met technologieën zoals geospatiale sensoren kan voorkomen worden dat er tijdens het zaaien of aanplanten van gewassen hiaten en overlappingen ontstaan. Verspilling is een van de grootste problemen in de traditionele landbouw, en met name op dat vlak biedt precisielandbouw enorm veel voordelen. Kortom – precizielandbouw geeft agrariërs over de hele wereld betere vooruitzichten en draagt een steentje bij aan het milieu door het minimaliseren van verspilling.
Bluetooth, infrarood en GPS als hedendaagse ploegen en zeisen – wie had dat ooit gedacht?
In onze vorige artikelen zagen we hoe onze auto’s en heel veel andere dingen in ons leven door slimme apparaten en moderne technologie worden beïnvloed. In de landbouw en veeteelt is dat zeker niet anders. Boerderijen hebben nu trekkers met ingebouwde navigatie en sensoren die alle macroscopische en microscopische elementen in de akkers in de gaten houden. John Deere, een toonaangevende tractorfabrikant, maakt tractoren met diverse sensor-opties. Ook worden er GPD-ontvangers aan spuitsystemen toegevoegd zodat er nauwkeuriger gespoten kan worden. Kinze is gespecialiseerd in het produceren van planters en graangrafieken waarmee het zaaien en oogsten geëvalueerd kan worden. In welke mate landbouw ook gemoderniseerd wordt, we blijven altijd te maken houden met deze basisprocedures:
- Zaaidiepte
- Zaad-tot-grond contact
- Zaaiafstand
Kinze’s sensoren bieden informatie over deze fundamentele procedures en de management ervan – wat van essentieel belang is voor een maximale output. De volledige implementatie van dergelijke technologieën brengt echter ook een aantal uitdagingen met zich mee. Een aantal directe implicaties zijn, onder andere, problemen met het terrein, solar maxes en satelliet-distributie op hogere breedtegraden. Software systemen zoals die van easyfarmmaps.com maken grootschalige gegevensverzameling op het land mogelijk, maar de installatie van deze systemen is duur en ze zijn complex om mee te werken.
Hoewel de grote agrarische bedrijven over het algemeen wel de middelen hebben om deze technologieën toe te passen, is dat met kleinschalige boeren niet per definitie het geval. Als we kijken naar de toekomst van de agrarische sector en hoe deze sector gedomineerd zal gaan worden door precisie en cloud data en ondersteund door geavanceerde infrastructuur zoals slimme tractoren, onbemande vliegtuigen en draadloze technologie, moeten we ervoor zorgen dat deze technologieën worden vereenvoudigd tot rudimentaire niveaus. Ook zullen ze kostenefficiënt gemaakt moeten worden willen ze in de hele agrarische industrie geaccepteerd worden.
Slimme varkens- en koeienstallen: dierenwelzijn in de vee-industrie
Precisie technologie zou weleens de weg kunnen vrijmaken voor de verbetering van het dierenwelzijn. Men kan niet ontkennen dat de huidige leefomstandigheden voor vee zeer ernstig te wensen overlaten. Hier kan met projecten zoals ALL-SMART-PIGS (gefinancierd door de EU) verandering in gebracht worden. Met ALL-SMART-PIGS worden sensoren gebruikt om de behoeften van dieren op te sporen. Deze informatie wordt in het geval van, bijvoorbeeld, mishandeling verstuurd naar de betrokken autoriteiten. Gezondere dieren zullen gezonder vlees produceren waardoor een win-win scenario kan ontstaan voor de boeren en het vee. Belangrijke factoren zoals efficiënt voeren, de luchtkwaliteit en het verzamelen van medische gegevens zullen constant gemonitord worden en in het geval van afwijkingen of overschrijdingen zal er ingegrepen worden. Ook al lijkt het concept eenvoudig, de uitvoering ervan is een ander verhaal. De grootste uitdaging is om alles en iedereen aan boord te krijgen. Dan zijn er infrastructurele uitdagingen zoals onbetrouwbare internetverbindingen in de plattelands- en perifere gebieden van de wereld.
Video credits: Youris.com
Deze kwesties leiden ons tot de vraag: wat voor soort investeringen zijn er nodig om deze concepten op wereldwijde schaal mogelijk te maken? Zal het rendabel zijn? Ook al is er aan de ene kant scepsis – aan andere kant is er ook optimisme. De druk van de consument voor het welzijn van dieren, bijvoorbeeld, is voor dergelijke technologieën in Duitsland een grote motiverende factor. Ook in het Verenigd Koninkrijk en Nederland is dat het geval. Sommige deskundigen hebben ook aangetoond dat boeren die deze precisietechnologieën gebruiken om de diergezondheid te verbeteren fenomenale resultaten hebben geboekt zoals verhoogde voederconversie efficiëntie en verbeterde gewichten – met grotere winst als resultaat. Sommigen zijn al begonnen met het uitbreiden van deze operaties. Het is belangrijk dat de wijdverbreide toepassing van dergelijke technologieën wordt ondersteund door bijvoorbeeld de EU. Ook moeten er regelingen getroffen worden om te voorkomen dat er misbruik gemaakt wordt van belangrijke en gevoelige gegevens. Infrastructurele aspecten zoals breedbandpenetratie en snelheden zullen moeten worden verbeterd.
Vergeet Old MacDonald’s Farm. De boerderij van de toekomst zal eerder Star Trek-achtig zijn
In een recent onderzoek hebben teamleden van het ‘Cow Tracking Project’ ontdekt dat elke koe met mastitis – een fatale uierontsteking – de boer $300 kost. Deze kosten kunnen aanzienlijk worden verminderd als sensoren die individuele koeien en hun gedrag monitoren, waarschuwingen verzenden zodra ze de ziekte opsporen. Dergelijke innovatieve ideeën duiken over de hele wereld op. Neem de Zwitserse drone maker SenseFly bijvoorbeeld. Zij zijn gefocust op de ontwikkeling in de landbouw door middel van drones met gepatenteerde software die hoge-resolutie foto’s nemen van de akkers. Met deze beelden kunnen boeren de gezondheid van hun gewassen analyseren en er weloverwogen beslissingen over maken.
Een ander bedrijf, BioCarbon, heeft een unieke technologie ontwikkeld die drones inzet voor het planten van een miljard bomen per jaar. Is dat niet fantastisch? Weer een ander voorbeeld is Dacom, een onderneming die gespecialiseerd is in het ontwikkelen van software en online adviesdiensten voor boerderijen en andere agrarische instellingen. Het stelt agrariërs in staat om met hun smartphone dingen zoals waterkwaliteit, meststoffen, gewasopbrengsten, groeiomstandigheden en weerpatronen te monitoren. Terugkomend op de kwestie van verspilling; de slimme bedrijven van de toekomst zullen daar zeker oplossingen voor bieden door middel van het implementeren van efficiënte systemen in de hele agrarische sector. Op dit moment is de agrarische verantwoordelijk voor maar liefst 70% van ons totale waterverbruik waarvan 60% volledig verloren gaat. Slimme systemen kunnen de boeren waarschuwen in het geval van lekkages en machine-uitval zodat waterpompen en andere systemen ingeschakeld kunnen worden.
Neem de Nano Ganesh bijvoorbeeld. Indiase boeren gebruiken mobiele technologie om de waterstroom in hun pompen te beheren waarmee aanzienlijke hoeveelheden water en kosten bespaard kunnen worden. De grootste hindernis is dat veel bedrijven nog niet zijn aangesloten op de cloud. Om zoveel mogelijk bedrijven van alle soorten en maten te kunnen aansluiten op de cloud moeten grote investeringen worden gedaan. Maar in regio’s zoals Afrika, zijn miljoenen huishoudens nog steeds afhankelijk van kleinschalige landbouw voor eigen gebruik om te overleven. Hoewel het duidelijk is dat slimme boerderijen veel positieve invloed hebben op de toekomst van de landbouw, zijn er nog steeds enorme uitdagingen te overwinnen.
Boeren maken veel meer gebruik van slimme technologie dan je denkt!
Een recente presentatie door deskundigen in Groot-Brittannië illustreert hoe slimme agrarische bedrijven van de toekomst eruit zouden kunnen uitzien. Wat dacht je van ‘gewas-scouts’ die de planten inspecteren en onkruid verwijderen? En weer-intelligente sproeiers? Drones die bebouwbaar land monitoren? Ook zullen er centrale databanken komen die gegevens analyseren om boeren weloverwogen beslissingen te helpenn nemen! Ook al zijn sommige niche technologieën zoals N Sensor alleen nog maar toegankelijk voor grote ondernemingen – kleinere bedrijven lopen wat het gebruik van slimme landbouwtechnieken betreft niet ver achter. Er zijn bijvoorbeeld al grote aantallen veehouders die sensoren gebruiken om de gezondheid en verplaatsing van hun vee te monitoren.
Video credits: Agriculture.com
Europese regeringen tonen een toenemende belangstelling voor het bevorderen van slimme landbouw; recente ramingen in de klimaatverandering voorspellen immers een toename in het productiepotentieel en deze resultaten zijn nu al zichtbaar! Zo wordt 60% van de landbouwgrond in Groot-Brittannië al beheerd door precisietechnologie zoals sensorsystemen, camera’s, drones, microfoons, virtuele landkaarten, analytics en GPS-geleide tractoren. Er is een nieuwe agrarische revolutie aan het broeien! Een goed voorbeeld van precisietechnologie is de N-sensor; een instrument dat op de cabine van een tractor gemonteerd is met sensoren die de kleur van de gewassen monitort. Daardoor kan een schatting gemaakt worden van onder andere de chlorofyl- en stikstofbehoefte van de gewassen.
Deze sensoren sturen de informatie naar een sproei-installatie die vervolgens de juiste hoeveelheid mest op dat gedeelte van het veld verspreidt. De complexiteit van deze precisietechnologie maakt het ontzettend duur, maar ik ben er zeker van dat een meer wijdverbreide vraag in de toekomst uiteindelijk zal leiden tot een verlaging van de kosten. Boeren zijn zich ook bewust van het belang en de voordelen van precisielandbouw en proberen de beschikbare technologieën, waar mogelijk, toe te passen. Ik ben ervan overtuigd dat we in de toekomst van de slimme landbouw meer vraag naar dergelijke technologieën zullen zien – wat zal resulteren in kostenverlagingen – met als gevolg een nog bredere toepassing van deze technologieën.
Slimme boerderijen zijn absoluut in opkomst en slimme stallen zullen niet ver achterblijven!
Heb je weleens gehoord van Smart Barn, een service gecreëerd door Klein en Althaus in januari 2014? Er maken momenteel ongeveer vijftien klanten gebruik van, waaronder varkens- en sojaboeren. De service helpt boeren diverse zaken te monitoren zoals de temperaturen in de voederreservoirs, stroomuitval en –verbruik, luchtstroom en luchtkwaliteit, en ventilatie en waterdruk. Hun systemen maken gebruik van het Verizon Wireless Network waarmee de boerderij in kaart gebracht wordt en sensoren geplaatst worden waarna de informatie wordt geüpload en opgeslagen in de cloud.
De boeren zijn het erover eens dat het systeem zeer betrouwbaar is en met name veehouders profiteren van deze technologieën die uitgebreide monitoring mogelijk maken zoals het controleren van de gezondheid van het vee – waardoor productieverhoging bewerkstelligd kan worden. Omdat de boeren in staat zijn om vochtigheid, temperatuur, luchtkwaliteit en voeding te kunnen monitoren heeft dat positieve gevolgen voor de levenskwaliteit van het vee. Deze technieken kunnen ook worden uitgebreid tot in de graanteelt en daar in korte tijd maar liefst een 10% productieverhoging teweegbrengen. Het is interessant om te zien van hoeveel verschillende precisielandbouwtechnieken boeren al kunnen profiteren, en op welke schaal. Van kleine veehouders tot grootschalige agrarische bedrijven; iedereen komt tot het besef dat deze technologieën wel heel veel voordelen hebben. Dit biedt vernieuwers ook mogelijkheden om zich aan een nieuwe bedrijfstak te wagen en die op dusdanige wijze te innoveren dat het buitengewoon winstgevend wordt.
Boeren kunnen direct zien welke voedingsstoffen hun gewassen nodig hebben
Er wordt onderzoek gedaan naar het combineren van datagedreven technologieën met landbouw algoritmen waarmee boeren in real-time meldingen binnen kunnen krijgen over hun gewassen – zoals de beschikbaarheid van fosfor – zodat ze slimmere beslissingen kunnen nemen over bemesting. Als je kijkt naar bonen en erwten – slechte of onregelmatige kalkbemesting kan zomaar leiden tot een opbrengstvermindering van wel 30%. Dergelijke fouten kunnen worden voorkomen door efficiënte precisietechnologieën.
De bemestingsmethode die in het onderzoek aan de orde was betreft twee technologieën, namelijk Diffusive Gradients en Portable x-ray fluorescentie spectrometrie (pXRF). Voedingsstoffen zoals fosfor zijn belangrijk voor de gezondheid van gewassen, maar herhaald gebruik van deze meststoffen in landen zoals het Verenigd Koninkrijk heeft in het verleden al tot problemen geleid zoals fosfor lekkage, vervuilde waterwegen (waardoor eutrofiëring veroorzaakt wordt) en fosfortekort in de gewassen. Met deze nieuwe technologieën kunnen deze inefficiënties goed worden beheerd. De proeven worden gedaan op het Myerscough College onder een onderzoeksovereenkomst tussen Myerscough en Lancaster. Meststoffen zijn in de afgelopen vijftig jaar een integraal onderdeel geworden van landbouwpraktijken over de hele wereld. Ze bieden voedingswaarde aan gewassen en zorgen voor grote en betere oogsten en hogere winst. Maar er zijn in het verleden wel problemen geweest rond overmatig gebruik, lekkages en bodemverontreiniging die geleid hebben over bezorgdheid over de efficiëntie van meststoffen. Ik vind dan ook dat overheden meer betrokken moeten zijn bij onderzoek dat zich richt op het optimaliseren van het meststof gebruik.
Conclusie
Onderzoek naar slimme landbouw gebeurt overal ter wereld en vernieuwers ontwikkelen technologieën waarmee de agrarische sector de toekomst in gelanceerd kan worden. Bedrijven als John Deere zullen tractoren met slimme sensoren op de markt gaan brengen en misschien gaan ze zelfs wel een hele serie zelfrijdende landbouwmachines ontwikkelen in de toekomst! Agrarische bedrijven worden steeds slimmer, vee wordt steeds gezonder. De N Sensor zal essentiële gegevens versturen naar landbouw consultants zodat boeren beter kunnen worden geadviseerd. Concepten als Nano Ganesh zullen waterverspilling minimaliseren en boeren in staat stellen hun productie te maximaliseren.
In veel opzichten zal de toekomst van de landbouw worden beheerst door precisielandbouw en slimme, data gedreven technologieën. Boeren die op zoek zijn naar nieuwe mogelijkheden zullen dergelijke technologieën gaan implementeren en de voordelen ervan plukken. Ik kijk uit naar de miljarden bomen die drones zometeen wereldwijd elk jaar gaan planten. Uitdagingen rond grote investeringen, acceptatie en kennishiaten zullen door overheden en belanghebbenden opgelost moeten worden om de volledige reikwijdte van dergelijke technologische vooruitgang te kunnen realiseren. Zoals het geval is bij elke disruptieve innovatie – zodra nieuwe technologie wordt geaccepteerd en verwelkomd, dalen de kosten van dergelijke technologieën meestal snel
