Gewassensoren op veldspuit (Close sensing)
Wat is Close sensing en hoe werkt het?
Gedurende het groeiseizoen worden er verschillende methoden toegepast om plaatsspecifiek een beeld te krijgen van de gewasontwikkeling binnen een perceel. De diverse methoden maken allen gebruik van metingen van de gewasreflectie en een daaruit berekende vegetatieindex. Sensing van het gewas berust op het principe dat variatie in de vegetatie-index een afspiegeling is van de variatie in gewasvitaliteit en biomassa.
Close sensing werkt weersonafhankelijk en berust op een techniek waarbij sensoren lichtreflectie van het bladoppervlak meten en deze informatie terugkoppelen naar een procescomputer. Close sensing sensoren hebben een beperkte werkbreedte, gezien dit feit worden meestal meerdere sensoren geplaatst aan een spuitboom. De metingen van de sensoren geven informatie over de fotosyntheseactiviteit van het gewas. Aan de hand van de metingen kunnen de gewastoestanden in kaart worden gebracht, welke gebruikt kunnen worden om de stikstofbehoefte van gewassen te schatten of berekenen en eventueel direct meststoffen en gewasbeschermingsmiddelen toe te dienen door middel van onze veldspuit.
Making Sens? Proef
In het onderstaand plaatje kun je onze spuitmachine zien met alle sensoren die wij op ons bedrijf gebruiken:
We hebben alle beschikbare sensoren op onze spuit gemonteerd voor het project Making Sens. In dit project hebben we de sensoren met elkaar vergeleken op een proefveld om zo de verschillen tussen de sensoren te onderzoeken.
Voor meer informatie over deze proef kunt u op deze link klikken.
GreenSeekers
De GreenSeeker is een gewasreflectiemeter waarmee ‘biomassakaarten’ kunnen worden gemaakt, maar die eveneens kan worden gebruikt om de stikstofbehoefte van gewasssen in te schatten en direct toe te dienen. De GreenSeeker is ontwikkeld in samenwerking met Oklahoma State University en wordt gemaakt en geleverd door N-Tech. In Nederland is het systeem verkrijgbaar bij Homburg Machinehandel B.V. te Stiens en door agrometius trimble.
De Greenseeker is er in 4 verschillende uitvoeringen:
1. PDA: voor onderzoeksinstituten/teeltvoorlichters.
2. RT 100: mappen (lezen en registreren) met behulp van 1 sensor welke gemakkelijk op elk voertuig te monteren is.
3. RT 200: mappen en variabel doseren met behulp van 6 sensoren (hierbij
wordt de gemiddelde waarde van de 6 sensoren gebruikt).
4. RT 200: mappen van iedere individuele sensorwaarde, variabel doseren d.m.v. het gemiddelde. (Is te verkrijgen in 2, 6 en 12 sensoren)
In de meetkop van een sensor zitten geïntegreerde LED’s die nagenoeg licht uitzenden in het rode en infrarode lichtspectrum. Dit gebeurt om en om. Een lichtgevoelige sensor neemt dan om en om de reflectie van het rode en infrarode licht waar. Uit deze twee gewasreflecties wordt dan de NDVI berekend. Aangenomen wordt dat de NDVI een goede schatter is voor de hoeveelheid stikstof in het (bovengrondse) gewas. Omdat de GreenSeeker over een breedte van circa 60 cm meet worden meestal meerdere GreenSeekers geplaatst aan een spuitboom. De waarnemingen worden vervolgens verzonden naar een “interface module” die de getallen verwerkt waarna vervolgens de gegevens naar een PDA worden verzonden. Op deze PDA dient een speciaal software programma te zijn geïnstalleerd (RT Running Commander). Dit programma wordt geleverd bij de aanschaf van de sensoren.
Zie in de onderstaande figuur de werking van de GreenSeeker.
De gegevens zijn inleesbaar door bijna alle doseercomputers. Om de gemeten waarden op een kaart zichtbaar te maken dienen de gegevens ingelezen te worden in een GIS programma, bijvoorbeeld Farmworks Sitemate.
Om de Greenseeker te gebruiken voor het real-time toedienen van stikstof is geen GPS systeem vereist. Voor het mappen, zodat er kaarten gemaakt kunnen worden uiteraard wel. Voor het bepalen van de hoeveelheid stikstof die moet worden bijbemest wordt een aantal rekenregels toegepast.
Voor het sturen van de hoeveelheid toe te dienen meststof zijn twee opties:
1. De sensoren geven de spuithoeveelheid door aan een centrale doseringscomputer; deze regelt de dosering voor de hele spuitboom. De toe te dienen hoeveelheid is dus over de hele breedte van de spuitboom constant. In de rijrichting kan wel gedifferentieerd worden.
2. De GreenSeeker stuurt direct een aantal spuitdoppen aan. Aan elke GreenSeeker worden vier doppen gekoppeld.; met een hoge, een lage en een middelmatige dosering. Door een combinatie van doppen te openen zijn er 16 (4 x 4) verschillende toedieningsniveau’s mogelijk per spuitboomsectie. Met deze opties kan de dosering dus over de breedte van de spuitboom gevarieerd worden waardoor een zeer exacte toediening mogelijk is.
Kosten
De kostprijs van een GreenSeeker sensor systeem is afhankelijk van het gewenste aantal sensoren en de mogelijkheid om datalogging wel/niet per sensor uit te voeren. Een compleet systeem bevat GreenSeeker sensoren met bevestigingbeugels, een interfacekastje, een Recon PDA pocket PC met kleuren display en het bijbehorende programma RT Commander. Een GreenSeeker met 6 sensoren (geen individuele datalogging) bedraagt €19.625. Voor 6 sensoren met individuele datalogging per sensor bedraagt dit € 21.025. Voor een zelfde systeem met 2 sensoren kost dit € 12.765 en voor een systeem met 12 sensoren is het € 34.330.
Yara N-sensor
De Yara N-sensor is een gewasreflectiemeter die op basis van de reflectie van het gewas de stikstofbehoefte meet. De N-sensor is ontwikkeld door Yara-International en in Nederland verkrijgbaar via Kramp Nederland BV. De sensor wordt op het dak van de trekker gemonteerd. De sensor bestaat o.a. uit drie diode array spectrometers. Via een lens en een glasvezelkabel wordt het licht naar de spectrometers gezonden. Twee pectrometers worden gebruikt voor de analyse van het gewas en meet de reflectie op twee plekken aan weerszijde van de trekker met een oppervlakte van circa 50 m2. De derde spectrometer analyseert het invallend licht. Deze meting wordt gebruikt ter correctie om de juiste gewasreflectie te bepalen.
De sensor is verbonden met een terminal die in de trekker kan worden bediend. Aan deze terminal kunnen de kunstmeststrooiers of veldspuiten worden gekoppeld die in staat zijn om de mestgift automatisch te regelen. Met de Yara N-sensor kan de mestgift alleen in rijrichting gevarieerd worden. Voor een aantal gewassen, waaronder aardappelen zijn rekenregels ontwikkeld die in de terminal van het systeem zitten waarmee de stikstofgift direct toegediend kan worden. Het is ook mogelijk om de N-gift zelf te ijken voorafgaand aan de bemesting. Hiervoor moet de teler eerst een referentiestrook van ongeveer 100 meter binnen het perceel met de Yara N-sensor meten. Aan deze strook wordt dan een N-gift gekoppeld. Op basis van de metingen van de sensoren wordt een bijmestadvies gegenereerd. Het bepalen van de bijmesting is ook mogelijk door calibratie met de N-tester. De N-tester kost circa 1500 euro. Deze N-tester meet het chlorofyllgehalte op bladniveau. Met deze Ntester moet van een representatieve strook in het veld op een aantal plaatsen een monster genomen worden en met de N-tester het chlorofylgehalte bepaald worden om een gemiddeld bijmestniveau te bepalen. Er hoeft dan geen referentiebaan gereden te worden.
De Yara N-sensor kan ook ingezet worden voor het verkrijgen van data voor een gewasreflectie kaart welke de variatie in groei binnen een perceel in kaart brengt. Deze biomassakaart kan de teler maken op een website van Yara (www.sensoroffice.com). Extra software hoeft dan niet worden aangeschaft.
Met behulp van deze informatie kunnen telers binnen hun perceel de sterke en zwakke plekken analyseren en hier hun bemestingsstrategie op aanpassen. Door het vaststellen van gewasreflectie verschillen binnen een perceel kan een teler elke zone van zijn perceel apart behandelen. Dit kan door variabel te bemesten, plaatsspecifiek doseren van loofdodingsmiddelen in aardappelen etc.
Een optie is om de Yara N-sensor uit te laten voeren met een eigen lichtbron. Hierdoor kan de sensor ook in het donker worden gebruikt.
Kosten
De kostprijs van een N-sensor systeem bedraagt circa €16.000 euro voor de passieve
versie. Deze kan alleen bij voldoende daglicht gebruikt worden. De Yara N-sensor ALS
kost circa €30.000 euro. Deze sensor kan dag en nacht ingezet worden. De kostprijs van
deze systemen is inclusief terminal en software.
Een andere mogelijkheid is om de Yara N-sensor te huren via Agrifirm.
Fritzmeijer Isaria sensor
De Fritzmeijer Isaria -sensor is een gewasreflectiemeter die op basis van de reflectie van het gewas de stikstofbehoefte meet. De Fritzmeijer Isaria sensor is ontwikkeld door Fritzmeier Umwelttechnik GmbH & Co. KG in het zuidduitse Großhelfendorf.
De Isaria sensor is gemonteerd op een uitklapbaar fraim dat in de frondhefinrichting kan worden gehangen. Het fraim is voorzien van 2 Isaria gewassensoren, 2 electriche opklapsylinders en een gps antene. De sensorbok heeft enkel een stroomaansluiting nodig voor de werking. De comunicatie met de sensoren en voor het uitklappen gaat draadloos over bluetooth of via een ISO bus aansluiting.
De sensoren zijn ook los verkrijgbaar voor montage op spuitmachines. In onderstaande foto kun je de 6 sensoren die op onze spuit zijn gemonteerd zien. Ook deze Sensoren zijn verbonden met de terminal via een Bluetooth verbinding.
.JPG)
.JPG)
De Isaria sensor meet gewasreflectie in 5 bandbreedte waardoor er veel verschillende indexen zijn uit te rekenen.
De sensor is echter nog volop in ontwikkeling. Nu meet de fritzmeier Isaria sensor nog enkel de REP index die vooral wordt toegepast in de graan teeld. In de toekomst komen er ook nog andere indexen voor andere teelten.
Kosten
De kostprijs van een Fritzmeier Isaria systeem bedraagt circa €20.000 euro De kostprijs van
deze systemen is inclusief terminal en software en frondbok.
Voorlopig is de sensor nog niet te koop in Nederland maar de onderhandelingen lopen met Landbouwgps.
OptRx sensoren
De OptRx is biomassasensor die in Amerika is ontwikkeld door Holland Scientific. In Nederland worden de OptRx sensoren verkocht door ‘Mijno van Dijk mechanisatie’. Het apparaat maakt gebruik van een actieve LED lichtbron, een infrarood reflectiesensor en een sensor die daglicht kan scannen. Uit de verkregen waarden wordt dan door een computerprogramma vervolgens de biomassa en kleurvitaliteit berekend van een gewas die uitgedrukt wordt in de vorm van een vegetatieindex (NDVI). Deze berekende NDVI waardes kunnen dan vervolgens direct verstuurd worden naar een strooicomputer of op een perceelkaart gepresenteerd worden.
De OptRx dient gemonteerd te worden op een hoogte van tussen 100-210 cm boven het gewas. De sensor meet over een breedte van circa 130 cm. De sensor kan worden aangesloten op een datalogger, de zogenaamde GeoScout of een PDA met applicatiesoftware en een DGPS signaal. De GeoScout is in staat om tegelijkertijd, tot in totaal acht gewassensoren te koppelen en de gegevens daarvan te verwerken en op te slaan. De gemeten waarden worden individueel plaatsspecifiek vastgelegd of kunnen gemiddeld worden over de sensoren (multisensor).
Kosten
De kostprijs van een compleet OptRx sensor systeem is afhankelijk van het gewenste aantal sensoren en de mogelijkheid om de stikstofgift wel of niet real-time toe te dienen.
Voor een systeem met één sensor en zonder de mogelijkheid van real-time toediening is
de prijs circa € 7.000. Een systeem met bijvoorbeeld 2 sensoren en de mogelijkheid van directe stikstoftoediening komt op circa €11.000. Iedere extra sensor kost circa €3000.
