Drone-scouts staan klaar om precisielandbouw nog preciezer te maken naarmate de drone-technologie vordert.
Volgens de Federal Aviation Administration zijn er al drones op boerderijen aangekomen. Zeventien procent van alle commercieel geregistreerde drones in 2017 werd gebruikt voor de landbouw, waarmee het met 48 procent het op twee na hoogste gebruik is voor de machines achter vastgoed-/luchtfotografie en industriële inspectie met 28 procent.
Speciale landbouw maakt deel uit van die markt voor precisielandbouw voor drones. Luchtvaartbedrijven zoals het in Frankrijk gevestigde bedrijf Delair-Tech en de Amerikaanse defensiedrone-aannemer AeroVironment brengen hun geïntegreerde sensorlandbouwdrones op de markt voor gespecialiseerde gewasproducenten, en het noordwesten is een doelmarkt.
Het in Seattle gevestigde MicaSense, dat een multi-spectrale drone-sensor genaamd RedEdge-M verkoopt, heeft telersbijeenkomsten bijgewoond, zoals de bijeenkomst van fruitbomentelers die plaatsvond in Kennewick, Washington. Tijdens die bijeenkomst besprak MicaSense-CEO Gabriel Torres de analyse van cropload-beheer waar het bedrijf aan werkt.
"We werken continu samen met boeren en marktleiders om te onderzoeken hoe beelden een bepaalde managementpraktijk kunnen beïnvloeden of een deel van de subjectiviteit rond besluitvorming kunnen helpen oplossen", zegt MicaSense Director of Enterprise Solutions Manal Elarab. "We zijn vastbesloten om voortdurend nieuwe manieren te verkennen om beeldanalyse toe te passen bij dagelijkse landbouwbeslissingen."
Ook academici bestuderen het gebruik van drones voor speciale gewassen. Vegetable Growers News schreef in februari 2018 over een samenwerking tussen het Rochester Institute of Technology en Cornell University om een droneprogramma te ontwikkelen voor het identificeren van de gevoeligheid van snijbonen voor witte schimmel. Aan de Penn State University werken twee onderzoekers - een ingenieur en een tuinbouwer - aan een drone-programma om de individuele bloesemdekking en gewasbelasting in boomfruit te bepalen.
Van soldaten tot sojabonen
Evoluerende drone-technologieën gaan van de ene sector naar de andere. AeroVironment's landbouwdrone Quantix' vroegste voorganger was een militaire drone genaamd Pointer die het Amerikaanse leger en het Korps Mariniers 30 jaar geleden gebruikten. Het bedrijf werd een belangrijke leverancier van het Amerikaanse ministerie van Defensie na 9/11 en tijdens de Golfoorlog en heeft tot nu toe vijf programma's van de DOD.
Hoewel Quantix bedoeld is voor het onderzoeken van planten in plaats van vijanden, kwam het verticale start- en landingsconcept voort uit een militair programma. De drone met vaste vleugels wordt gelanceerd vanuit een verticale positie, zoals de spaceshuttle, maar vlakt uit als een vliegtuig voor lange reeksen gewasbeelden.
"Het is echt het beste van twee werelden", zegt AeroVironment Director of Commercial Sales Mark Dufau.
Technologie blijft evolueren en bedrijven vinden nieuwe functies die het beste werken voor precisielandbouw. Een van de basistechnologieën voor teledetectie, de Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), kwam van satellietprogramma's in de jaren zestig en zeventig, zei John Sulik, specialist op het gebied van remote sensing-toepassingen van MicaSense.
'Je kunt veel doen,' zei Sulik. “Het is gewoon dat veel van de oudere teledetectietechnieken niet relevant zijn voor deze hoogwaardigere gewassen. Ze vertellen je niet zoveel van een verhaal als je zou moeten weten.”
MicaSense's RedEdge-M heeft vijf camera's die rood, groen, blauw, nabij-infrarood en rode rand meten.
"Multispectrale beelden hebben aangetoond een zeer inzichtelijk hulpmiddel te zijn als het gaat om het verkennen van uw veld op stress", zei Elarab. "Indices die zijn opgebouwd uit de multispectrale beelden helpen bij het begrijpen van de variabiliteit binnen uw vakgebied en leiden u zo naar de locaties van stress, zodat u representatieve monsters verzamelt die de oorzaak van stress kunnen verkleinen."
Voor telers zijn er verschillende multispectrale dronesensoren op de markt. Het in Minneapolis gevestigde Sentera kondigde op 28 maart aan dat het zijn AGX710 cardanische sensor gaat verkopen voor plug-and-play gebruik met DJI-merk Matrice 200 Series industriële drones. Eric Taipale, CEO van Sentera, zei dat de match het "ongelooflijk eenvoudig maakt voor onze klanten om bruikbare gegevens uit het veld te verzamelen."
"Onze klanten produceren tientallen verschillende indexproducten en gebruiken geautomatiseerde analysetools voor zoveel verschillende toepassingen in de landbouw, bosbouw en milieubescherming", zei hij. De sensor van Sentera wordt geleverd met een jaar lang toegang tot een software-analyseplatform genaamd FieldAgent dat inzichten in gewasverkenning biedt om ziekten, plagen en andere vormen van druk te detecteren, tekortkomingen te identificeren en de voedingsstatus te beoordelen.”
Drones leggen ook grotere afstanden af. In Frankrijk is de DT18 ag-drone van Delair goedgekeurd voor vliegen buiten de visuele gezichtslijn of BVLOS-operatie (de Amerikaanse FFA vereist een ontheffing voor BVLOS-vliegen). De DT18 kan worden bestuurd door een 3G draadloos telefoonnetwerk en kan dus kilometers ver worden gevlogen zonder een verkeerstoren.
"In één vlucht kun je meer dan 2,500 hectare bestrijken als de regelgeving je toestaat hoog te vliegen", zegt productmanager land- en bosbouw Lenaic Grignard. “We synchroniseren ons systeem zodat de productiviteit van de gewasbeoordeling zeer hoog is.”
Breed genoeg om naar te kijken
Drones zijn duur en vooral handig voor het verkennen van moeilijk bereikbare gebieden. Dus hoe groot moet een boerderij zijn om de kosten te rechtvaardigen?
Onafhankelijk kwamen zowel Delair's Grignard als AeroVironment's Dufau met hetzelfde margecijfer: 1,000 acres.
"Als je in de VS meer dan 1,000 acres begint te hebben, begint het interessant te worden," zei Grignard. Dufau zei dat bij de drempel van duizend hectare "telers in het middenwesten echt nut beginnen te zien in het systeem."
Maar beiden voegden er snel aan toe dat speciale gewassen in veel opzichten heel anders zijn dan rijgewassen en een hoger investeringsrendement opleveren.
"Het komt echt neer op de inkomsten per hectare", zei Dufau. “Als je je bezighoudt met vergelijkingen tussen rijengewassen in het Midwesten en speciale gewassen, veranderen die aantallen aanzienlijk vanwege de hoeveelheid inspanning en inkomsten die op het spel staan bij een speciaal gewas versus maïs en bonen. Dat aantal is aanzienlijk kleiner als je in de speciale gewassen komt.”
Een voorbeeld, zei hij, zijn wijndruiventelers waarvan bekend is dat ze drones inzetten voor een laatste, snelle controle van een wijngaard van slechts vijf hectare.
"Het is niet per se: 'Wat vind je?'" zei Dufau. “Het is wat je niet vindt dat je de zekerheid geeft dat je doet wat je kunt om het te beheren. … (Niet) alleen kunnen ze daar buiten problemen zien, maar ze kunnen ook 's nachts beter slapen, wetende dat er geen problemen zijn.”
De hogere gewaswaarde is een van de redenen waarom drone-bedrijven denken dat telers van speciale gewassen eerder geneigd zijn om in de technologie te stappen.
"De acceptatiegraad is traag in rijgewassen, en een van de redenen hiervoor is dat als je naar de prijs van de maïs kijkt, je niet de investeringscapaciteit hebt om naar dit soort technologie te gaan," zei Grignard.
Elarab van MicaSense zei dat gespecialiseerde telers zich sneller lijken aan te passen aan de technologie.
"Hoogwaardige gewassen zijn vroege adapters van de technologie, zoals wijngaarden en fruitbomen en dergelijke," zei ze. “Er is ook veel belangstelling voor andere gewassen zoals koffie en groenten.
"Veel mensen zijn geïnteresseerd in precisielandbouw en er zijn verschillende adoptiegraden binnen bepaalde gewassen. De markt groeit elk jaar. Er zijn veel mensen die enthousiaster worden over het opnemen van beeldmateriaal in hun managementbeslissingen, dus er is zeker veel groei gaande.”
Van data naar besluit
Het is essentieel om dronegegevens en -beelden relevant te maken voor de managementbeslissingen van telers.
"Sensoren creëren gegevens", zegt Sulik van MicaSense. “Wat telers nodig hebben, is informatie. Wat de branche dus nodig heeft, is een tijdige manier om de gegevens terug te brengen tot bruikbare informatie die relevant is. Dat is wat moet worden gladgestreken. En daar werken we aan.”
Grignard, van Delair, noemt de taak een "knelpunt" voor gegevens.
"Het idee van de hele oplossing is om een deel van de bottleneck met de gegevens weg te nemen in de verschillende stappen van de workflow, van acquisitie tot gegevensverwerking - dat is niet de last van de teeltadviseur of de teler."
Een van de analysetools maakt een kaart die telers kunnen raadplegen.
"We beoordelen de plantgezondheid en de plantbehoefte aan voedingsstoffen en maken vervolgens een kaart", zei ze. “Deze kaart kan op voorschrift worden getaxeerd, bijvoorbeeld een stikstofkaart.” De DT18Ag van Delair heeft ook de mogelijkheid om planten te tellen of gaten in aanplant te identificeren.
Maar Grignard voegde eraan toe dat algoritmen niet voor iedereen geschikt zijn en dat de resultaten per gewas zullen verschillen. Bij aardbeiplanten werkt het algoritme voor het tellen van planten bijvoorbeeld goed in de vroege stadia, maar later faalt het algoritme als de planten groeien en de luifels in elkaar grijpen.
AeroVironment werkt aan een algoritme voor het tellen van planten voor boomfruitgewassen, waarvan Dufau in maart zei dat het ongeveer twee tot drie maanden zou duren voordat het beschikbaar zou zijn als een add-on voor het huidige systeem.
Applicators met variabele dosering zijn een andere technologie die zich snel ontwikkelt in de precisielandbouw. Een mogelijk gebruik van dronegegevens, zei Dufau, is om de gegevens overdraagbaar te maken van de drone naar een applicator met variabele snelheid van kunstmest, pesticiden en / of fungiciden. Drone-gegevens van individuele planten gekoppeld aan een applicator met variabele snelheid, wat betekent dat individuele planten alleen de chemicaliën krijgen die ze nodig hebben.
Maar waar nieuwe technologie ook toe leidt, zei Dufau dat door drones gebouwde kaarten in de toekomst alleen maar nauwkeuriger zullen worden.
"Je gaat blad-naar-blad, tak naar tak, en uiteindelijk evalueer je de gezondheid van planten die er zijn," zei hij. “Dit soort precisiekaarten zullen op de lange termijn alleen maar beter worden. En ik zie dat dit soort technologie slechts een deel van de gebieden aandrijft, vooral in speciale gewassen die niet echt zijn geïmplementeerd."
- Stephen Kloosterman, VGN Assistent Editor
Bovenste foto: de AeroVironment Quantix met vaste vleugels heeft een verticale start- en landingsfunctie die vergelijkbaar is met die van een hover-drone.