Hoe drones precisielandbouw naar nieuwe hoogtes tillen

Voor landbouwers vandaag is het essentieel om elke centimeter landbouwgrond zo goed mogelijk te benutten. Nieuwe technologieën zoals drones kunnen hierbij helpen.

Precisielandbouw is een goede testcase voor drones in de landbouw.

Deze methode is gebaseerd op nauwkeurige en efficiënter werken op afzonderlijke delen van grotere velden. Dankzij het verkrijgen van preciezere gegevens, kunnen landbouwers een meer granulaire manier ontwikkelen om hun gewassen te zaaien en te besproeien. Maar ook om meststoffen, pesticiden en andere gevoelige chemische stoffen toe te passen.

Wat is precisielandbouw?

Precisielandbouw, als methodologie, houdt in dat verschillende delen van hetzelfde veld op unieke manieren behandeld worden. Landbouwers kunnen hierdoor hun land indelen volgens granulaire lijnen en elke vierkante meter op een strategische, intelligente manier gebruiken.

Het Amerikaanse ministerie van Landbouw merkt op hoe precisielandbouw afwijkt van de meer traditionele gemechaniseerde landbouw. De vroegere methoden voor het toedienen van meststoffen en pesticiden waren niet nauwkeurig genoeg om in te spelen op de omstandigheden binnen delen van een veld. De behandelingen werden toegepast op basis van de gemiddelde kenmerken van het hele gebied, wat onnauwkeurig en verspillend kon zijn.

Drones met sensoren verrichten echter preciezere metingen op individuele percelen. Hiermee is een nieuw tijdperk van slimme landbouw aangebroken. Wanneer landbouwers precisiesproeien op basis van nauwkeurige gegevens, nemen de gewasopbrengsten en -productie toe terwijl de verspilling afneemt.

De USDA vergelijkt precisielandbouw met een meer klassieke vorm van gewasteelt en bedrijfsbeheer, vóór de gemechaniseerde landbouw. Boeren verdeelden toen akkers zorgvuldig om elk segment op een passende manier te behandelen. Precisielandbouw combineert dit niveau van specialisatie met moderne automatisering waardoor alles efficiënter verloopt.

Hoe maken drones precisielandbouw mogelijk?

Er zijn tal van use cases voor drones in de precisielandbouw, zeker als je bedenkt dat onbemande luchtvaartuigen meerdere rollen kunnen vervullen. Van het vaker en nauwkeuriger in kaart brengen vanuit de lucht tot het voorzichtig sproeien van chemicaliën: een landbouwdrone kan op verschillende manieren een efficiëntieverhogend hulpmiddel voor precisielandbouw worden.

Nauwkeurige luchtfoto’s voor precisielandbouw

Drones zijn nuttige precisielandbouwhulpmiddelen voor kartering en beeldvorming, zelfs in vergelijking met andere potentiële technologieën voor deze taak, zoals satellietbeelden. Drones zijn hierin dan ook beter dan bijvoorbeeld satellieten. Ze bevinden zich namelijk dicht bij de gewassen, terwijl satellieten zich hoog boven de grond bevinden.

Een satellietbeeld, hoe geavanceerd de camera in kwestie ook is, komt nog steeds uit een baan om de aarde. Een drone die over het veld vliegt, is veel dichterbij, en biedt dus een veel hogere beeldresolutie. Wanneer een boer een satellietbeeld gebruikt, kan het bovendien dagen oud zijn. Een drone kan actuelere informatie verschaffen, waardoor nog nauwkeuriger bepaald kan worden welke meststoffen en bestrijdingsmiddelen nodig zijn.

Wanneer ze uitgerust zijn met geavanceerde sensoren, kunnen drones multispectrale beelden leveren. Zo krijgen gebruikers meer details over hoe het met een bepaald gewas gaat. Deze camera’s leggen meer informatie vast dan een standaardcamera, ook op de bijna-infraroodband. Door licht te gebruiken dat onzichtbaar is voor het blote oog, kunnen deze camera’s landbouwers helpen nauwkeurige droogtekaarten op te stellen en gewassen echt de aandacht te geven die ze nodig hebben.

Multispectrale kaarten zijn niet de enige soort luchtfoto’s die beter zijn wanneer ze door een drone gemaakt worden. Standaardkaarten in rood-groen-blauw (RGB)-formaat laten landbouwers zien hoe de gewasgroei verloopt. Voor precisielandbouwdoeleinden loont het de moeite om deze foto’s door drones te laten maken in plaats van door satellieten. De veel grotere resolutie per pixel geeft een nauwkeuriger en genuanceerder beeld van de toestand van de gewassen, waardoor meer aangepaste strategieën voor precisielandbouw mogelijk worden.

Nauwkeurig sproeien en zaaien vanuit de lucht met landbouwdrones

Drones kunnen dienen als het spreekwoordelijke oog in de lucht voor boeren, maar ze kunnen ook een directere rol spelen in de precisielandbouw. Doordat een drone een zorgvuldig vluchtplan boven een veld kan volgen, kan hij ook zaai- of spuitwerkzaamheden uitvoeren. Sommige veelzijdige strooisystemen kunnen meerdere rollen vervullen, zodat landbouwers hun velden kunnen zaaien, prairiegrassen kunnen inzaaien of chemicaliën kunnen verspreiden op precies gekozen gebieden.

De drones van vandaag zijn opmerkelijk veelzijdig en efficiënt wat energie betreft. Een sproeidrone die op batterijen werkt, kan bijvoorbeeld in minuten in plaats van uren volledig opgeladen worden, waardoor landbouwers in de loop van een dag meer productieve tijd uit deze middelen kunnen halen. Door drones de klok rond te laten sproeien en zaaien, kunnen effectief meer nuttige uren worden toegevoegd. En de handmatige inspanning die nodig is om deze toestellen te bedienen, is opmerkelijk laag.

Het gebruik van drones bij de precisietoepassing van chemische stoffen zoals pesticiden is een belangrijke ontwikkeling voor de toekomst van de landbouw. Het gebruik van kleinere hoeveelheden van deze middelen, op plaatsen waar ze het meest nodig zijn, kan de naleving van regelgeving die oproept tot vermindering van het gebruik van pesticiden ondersteunen.

In gebieden waar de regelgeving toestaat dat drones buiten de visuele gezichtslijn (BVLOS) opereren, kunnen sproeidrones bijzonder effectief blijken. Het inzetten van een vloot drones om grote gebieden te besproeien met zaden of chemische middelen zou in de nabije toekomst een krachtige toepassing kunnen zijn in de landbouw, nu luchtvaartautoriteiten zich buigen over de toekomst van onbemande luchtvaartuigen.

Naar welke drone-systemen moeten technisch onderlegde landbouwers op zoek?

Als je één of meerdere drones wilt inzetten in jouw landbouwbedrijf, moet je hoogwaardige precisielandbouwapparatuur selecteren die aan jouw behoeften voldoen.

De laatste jaren is de status quo van de precisielandbouwtechnologie ten goede veranderd: de nieuwe dronemodellen en payloads van fabrikanten van apparatuur zijn ontworpen met het oog op specifieke gebruikssituaties in de landbouw. Hieronder volgen slechts enkele van de hardwarconfiguraties die futuristische precisielandbouwmethoden in het heden kunnen brengen.

• Drones met multispectrale beeldvorming: hiermee krijg je een nauwkeurig beeld vanuit de lucht dat verder gaat dan het zichtbare spectrum. Deze drone maakt tegelijkertijd standaard RGB-beelden en een NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) om bruikbare informatie te krijgen over bepaalde delen van het veld. De camera is tot op de centimeter nauwkeurig. De drone kan dan weer geprogrammeerd en gepositioneerd worden, zelfs in gebieden zonder sterke internetverbinding, met behulp van mobiele geografische positioneringsstations.
• Sproeidrones: volgen de informatie die door een imaging drone verzameld is. Ze gebruiken hun luchtperspectief om chemische middelen nauwkeurig en met een hoge mate van automatisering op velden toe te passen. Drones die speciaal voor de landbouw ontwikkeld zijn, zoals de Agras T30, zijn in staat autonoom te vliegen in veel verschillende landbouwomgevingen. Hierbij navigeren ze via omnidirectionele radar. Naast doeltreffende software en betrouwbare vluchtsystemen zijn deze drones uitgerust met geoptimaliseerde sproei- en strooisystemen voor de precieze toepassing van chemicaliën of zelfs de distributie van zaden.
• GPS-softwaresuites: de softwaretools die gegevens organiseren en boeren helpen om ze praktisch te gebruiken. Een geografisch informatiesysteem (GIS) zoals de DJI Terra mappingsoftware bijvoorbeeld stelt nauwkeurige 2D- en 3D-modellen van velden samen. In combinatie met een NDVI-vegetatie-index kunnen boeren voorschriftkaarten maken voor de geautomatiseerde werking van dronespuitmachines.
• Softwareplatformen voor taakbeheer: het gebruik van betrouwbare systemen voor taak- en apparaatbeheer is essentieel voor drone-operatoren die zich bezighouden met precisielandbouw. Als je een softwareplatform gebruikt dat ontworpen is voor de landbouw, haal je meteen meer waarde uit jouw drone-operaties. Dit doe je bijvoorbeeld door workflows te gebruiken die ontworpen zijn op basis van behoeften in plaats van functionaliteit. Apparaatbeheer is niet alleen vandaag een hoeksteen van precisielandbouw. Het zal ook een pijler worden van zwaarder geautomatiseerde operaties in de toekomst wanneer meer drone-operatoren de mogelijkheid krijgen om BVLOS te werken.

Wat is de toekomst van drones als precisielandbouwtechnologie?

Net als bij veel andere dronetoepassingen, zoals bezorging over lange afstand, is een van de belangrijkste hindernissen niet van technische maar van regelgevende aard. Drones hebben hardware- en softwaremogelijkheden om BVLOS te opereren. Een versoepeling van de luchtvaartregels zou landbouwers dus in staat stellen automatisch meer gebieden te bestrijken.

Hetzelfde geldt voor andere tactieken zoals “swarming” – het besturen van meerdere voertuigen door een enkele bestuurder. Meestal worden ontheffingen verleend voor exploitanten om deze functie in een enkel gebied te gebruiken. Volgens Commercial Drone Professional kan het tij echter keren. Een exploitant heeft de mogelijkheid gekregen om overal in het vasteland van de Verenigde Staten spuitformaties met drie drones te gebruiken. Het bedrijf ziet dit als een kans om een arbeidskrapte op te lossen, door elke operator te helpen meer gebied per uur te bestrijken dan voorheen mogelijk was.

Drones worden steeds meer gebruikt in landbouwomgevingen. Ze kunnen namelijk veel taken op zich nemen die de landbouwer helpen hun gewassen beter te beheren en te optimaliseren. Zo kan de landbouwer nog voor het planten 3D-contourenkaarten via GIS genereren zodat hij de gewassen strategischer kan plaatsen. Een pass met een imaging drone helpt een boer helpen dan weer bij het maken van gewasopbrengstramingen voor verzekeringsdoeleinden terwijl ook de irrigatie- en bodemvochtstatus van elk deel van het veld beoordeeld kan worden.

Boeren met grazend vee kunnen zelfs de positie van hun kuddes volgen met behulp van dronecamera’s. Door het vinden van meer toepassingen voor drones rond het eigendom, kunnen deze eigenaren hun investering in de precisielandbouwtechnologie snel terugverdienen. Of een landbouwbedrijf nu sterk gericht is op één gewas of divers is in zijn activiteiten, een drone is een potentieel nuttig stukje technologie.

De afgelopen jaren is er een snelle ontwikkeling geweest in praktische dronefuncties die een revolutie teweeg kunnen brengen in de precisielandbouw. De voortdurende vooruitgang op het gebied van regelgeving en een meer wijdverspreide toepassing van nieuwe technologie, waaronder drones, zullen efficiëntie en waarde opleveren voor een steeds groter aantal landbouwbedrijven. De transformatie is al begonnen.