Drone hoeft niet peperduur te zijn om nuttig te wezen

In de precisielandbouw probeert men het beheer van een veld af te stemmen op de lokale noden van de plant. Hoe kan dat beter dan met behulp van een drone. Aan professor Kathy Steppe van de faculteit Bio-ingenieurswetenschappen aan de UGent vroegen we hoever deze technologie in de praktijk al staat. Een team onder haar leiding gebruikte een drone om enkele percelen in kaart te brengen van een pioniersboerderij in Huldenberg, dit in het kader van de ‘Bayer ForwardFarming’ leerstoel. “Onze resultaten illustreren dat drones prima geschikt zijn om de ruimtelijke variabiliteit in kaart te brengen, en dat zelfs met relatief eenvoudige en goedkope drones uitgerust met camerasystemen zeer nuttige informatie kan verkregen worden”, aldus professor Steppe.

De mogelijkheden van drones zijn legio: van militaire toepassingen en inspecties tot amateurfotografie en het leveren van pakjes. Daarenboven verschijnen er voortdurend nieuwe en betere toestellen aan lagere prijzen. Ook in de landbouw hebben drones veel potentieel, bijvoorbeeld voor onkruiddetectie, het vroegtijdig opsporen van ziekten, het detecteren van droogtestress, vogelafweer, het monitoren van de gewasstand, enz. Echter, hoever staat deze technologie al in de praktijk en wat kan ze nu of in de nabije toekomst ook daadwerkelijk betekenen voor landbouwers?

In de precisielandbouw is het belangrijk dat de landbouwer een idee krijgt van de verschillen in groei en opbrengst binnen een perceel, zodat hij deze informatie kan verwerken in een aangepast beheer op basis van de lokale noden van het gewas. Dit kan niet alleen leiden tot een hogere opbrengst, maar ook tot een optimaal gebruik van meststoffen, gewasbeschermingsmiddelen en eventueel irrigatie. Naast de mogelijkheid tot hogere inkomsten voor de landbouwer, kan de technologie dus ook bijdragen aan een meer duurzame landbouw.

In het kader van de ‘Bayer ForwardFarming’ leerstoel heeft een team van professor Kathy Steppe (UGent) met een drone twee percelen opgevolgd op de Bayer Forward Farm in Huldenberg. “Tijdens de winter, in de braakperiode, kan de landbouwer starten met bodemscans om een idee te krijgen van de variabiliteit in de bodem”, vertelt de experte plantenecofysiologie. “Deze meting is bovendien niet echt onderhevig aan grote veranderingen in de tijd, waardoor ze vele jaren kunnen meegaan.”

Ook tijdens het groeiseizoen wil een landbouwer in kaart kunnen brengen waar het gewas het beste groeit en wil hij eventueel ook haarden van ziektes en plaatsen met nutriënten- en/of watertekort kunnen opsporen. Het weer speelt hier immers een belangrijke rol. Droge of natte condities bepalen in grote mate de opbrengst. Deze monitoring van gewassen is een ideale toepassing voor het gebruik van drones in de landbouw.

De drones worden zo geprogrammeerd dat ze automatisch een vooraf ingestelde route vliegen. Daarbij worden tijdens de vlucht continu beelden gemaakt. “Deze beelden voegen we dan nadien, met gespecialiseerde software, samen tot een kaart of luchtfoto van het gehele perceel”, legt doctor Wouter Maes, dronepiloot van het onderzoeksteam, uit. “Zelfs indien we de drone uitrusten met een eenvoudige camera, levert dit al uiterst precieze luchtfoto’s op met resoluties van enkele centimeters. Bovendien kunnen we met dezelfde software en dezelfde beelden een 3D-kaart maken van het perceel, zodat de gewashoogte heel precies kan geschat worden.” Met deze informatie kan de landbouwer dan nagaan hoe goed het gewas op elke plaats binnen het perceel groeit.

Er is echter meer mogelijk. “Op dezelfde drone kunnen we ook meer geavanceerde camera’s plaatsen”, gaat professor Steppe verder. “Zo kunnen we met nabije-infrarood camera’s de gezondheid van het gewas nog preciezer in kaart brengen. Thermale infrarood of warmte-camera’s geven dan weer de temperatuur van het gewas aan. Daarmee kunnen we, net als bij mensen, de ‘koorts’ van de gewassen meten – planten die ziek zijn of te weinig water hebben, hebben een warmere temperatuur omdat ze minder water transpireren. Dit kan je zelfs al waarnemen lang voor er met het blote oog of met visuele camera’s ook maar iets te zien is. Omgekeerd geven koudere temperaturen binnen het perceel de zones aan waar de planten het prima naar hun zin hebben.”

De resultaten bewijzen dat de drones al in de nabije toekomst van groot belang kunnen zijn in de landbouw. Toch zijn er volgens de Gentse professor ook nog enkele obstakels. “Zo is er op dit ogenblik nog heel wat softwarekennis vereist om de data te analyseren en is dit nog een relatief arbeidsintensief proces. Ook een correcte interpretatie van de beelden is een belangrijke uitdaging. Bovendien kan de strenge dronewetgeving landbouwers ontmoedigen om zelf te investeren in deze nieuwe technologie. De vluchten en de dataverwerking zullen dan waarschijnlijk door gespecialiseerde bureaus worden uitgevoerd.”

Verder praktijkonderzoek is vereist om te bekijken hoe landbouwers deze informatie effectief kunnen gebruiken om het beheer van de percelen aan te passen en te optimaliseren. Elk van de gescande percelen in Huldenberg werd nu immers nog homogeen bewerkt. “Bij de oogst van de velden werden ook gedetailleerde opbrengstmetingen uitgevoerd”, vertelt professor Steppe. “Na analyse van alle resultaten kan de variatie in opbrengst dan ook worden teruggekoppeld aan de gemeten variaties in het veld, alsook aan de eerder gedane bodemscans.”

“In de toekomst kunnen we dan, in samenspraak met de landbouwers en Bayer inzetten op een plaats-specifieke aanpassing van de landbouwactiviteiten door op basis van deze informatie te gaan zaaien, bemesten, besproeien of irrigeren”, zegt de professor. “Zo kunnen we, in bepaalde zones binnenin elk perceel, de opbrengst proberen verhogen of juist focussen op het verminderen van de hoeveelheid input.”

Dit onderzoek werd uitgevoerd in kader van het precisielandbouw-luik van de ‘Bayer ForwardFarming’ leerstoel die begin dit jaar werd gelanceerd. Met dit initiatief willen de UGent en Bayer wetenschappelijke inzichten aan praktijkkennis koppelen om de Belgische landbouw duurzamer te maken en te wapenen tegen de uitdagingen van de toekomst. “Daarom zijn we dan ook zeer tevreden met deze nieuwe resultaten”, besluit Kathy Steppe. “Ze tonen duidelijk aan dat drones uitgerust met camera’s in de nabije toekomst van groot belang kunnen zijn in de landbouw en moeten landbouwers toelaten om via plaats-specifiek beheer naar een duurzamer systeem van landbouw toe te werken.“