Om besmetting met Phytophthora te voorkomen
Precisiesysteem verdelgt aardappelplanten in bietenveld Een winderige dag in juni 2009. Op een weggetje tussen bietenvelden bij Wageningen staan ongeveer twintig onderzoekers, vertegenwoordigers van het bedrijfsleven en geïnteresseerden naast een tractor. Die gaat een apparaat demonstreren dat opkomende aardappelplanten in een bietenveld verwijdert. Op de uitnodiging staat: ‘Denkt u eraan geschikt schoeisel mee te nemen?’ Een velddemonstratie is het dus, maar gelukkig een droge dag zodat de laarzen in de kofferbak kunnen blijven.
Aardappelopslag effectief verwijderen STW-promovendus Ard Nieuwenhuizen: ‘Het gaat om het machinaal verwijderen van aardappelopslag. Dat is de vakterm voor aardappelknollen die tijdens het rooien van de oogst in de grond achterblijven. Tijdens mijn studie Agrotechnologie met afstudeerrichting Precisielandbouw aan Wageningen Universiteit bekeken we Phytophthora infestans, de meest gevreesde ziekte onder aardappels. De aardappelknollen die in het nieuwe seizoen tussen een ander gewas opkomen, vormen dan vaak een bron van besmetting door Phytophthora infestans en andere ziektes op aangrenzende percelen waar wel aardappels verbouwd worden. Aardappelopslag met de hand verwijderen kost jaarlijks 9 miljoen euro. Bovendien is het per 1 juli van elk groeiseizoen verplicht om niet meer dan twee planten per vierkante meter te hebben, om de infectiedruk van ziekten acceptabel te houden. Dat was de reden dat Jan Willem Hofstee en ik, met STW-geld, een project startten. Het doel: aardappelopslag precies en effectief verwijderen met een minimale input van arbeid, energie en chemie.’ Tussen de proefvelden staat het resultaat van dat onderzoek. Het systeem is drieledig geworden, ingebouwd in een soort aanhanger die achter de tractor door het veld wordt getrokken. Eerst herkennen camera’s de aardappelopslag tussen de suikerbieten, het gewas van het proefveld. Dan rekent software deze beelden om
naar wel en niet gewenste planten, en tenslotte schakelt een systeem met precisiesproeiers de ongewenste aardappelplanten uit. Eerst een minidemonstratie. Op het weggetje ligt een strook papier, waarop in groene letters AARDAPPELOPSLAG staat. Nieuwenhuizen: ‘Zo meteen rijdt de tractor hier overheen en je zult zien wat er dan gebeurt.’ De manshoge tractorbanden rollen langzaam links en rechts naast het papier. Het blauwe apparaat achter de tractor glijdt over de letters en we zien dat elke letter netjes met vloeistof bespoten wordt. ‘Dit is de essentie van onze uitvinding,’ zegt Nieuwenhuizen, ‘Zoals dit apparaat de letters herkent en vervolgens bespuit, zo herkent en bespuit hij zo meteen de aardappelplanten die tussen de bieten opkomen in het veld. Loop maar mee.’
De tractor voegt zich met enige moeite tussen de rijen suikerbieten en de groep kan dichterbij komen. Collega-onderzoeker Jan Willem Hofstee geeft het startsein. De tractor rijdt netjes tussen de rijen bieten door, het blauwe karretje rijdt mee en glijdt over drie rijen bieten. De snelheid ligt laag genoeg (2,9 km/uur) om mee te lopen en de laptop te bekijken. Op het scherm worden de foto’s zichtbaar die de camera’s maken van de planten waar ze overheen glijden. In vier stappen veranderen de foto’s naar abstracte beelden die voor de spuitinstallatie het verschil tussen bieten (groen) en aardappels (rood) zichtbaar maken.
Vervolgens worden de sproeiers aangestuurd. Rode ledlampjes geven aan welke sproeier gaat werken; de sproeiers geven de opgeschoten aardappelplantjes elk een kleine dosis glyfosaat, als een soort precisiebombardement. Precies is het absoluut, want de bietenplanten blijven keurig ongemoeid. Het gesproeide glyfosaat werkt op de wortels van de aardappelplanten, die afsterven. Keurig vervolgt de tractor zijn weg tussen de rijtjes bieten en pikt de aardappelplanten er zonder problemen uit. De machine werkt probleemloos.
Tijd voor wat vragen. Waarom spuiten met glyfosaat en niet de aardappelplanten verwijderen? Nieuwenhuizen: ‘De aardappelknollen verwijderen is niet te doen: ze zitten soms op 60 centimeter diep. Mechanisch schoffelen viel daardoor ook af. Verbranden kan ook niet omdat ze in de rij tussen de bieten staan. Daardoor, en ook vanwege de snelheid, bleef alleen het bespuiten over. De machine werkt, gefeliciteerd. Zet dit de concurrentie op achterstand? Nieuwenhuizen: ‘Er bestaan inderdaad al machines die onkruid in het veld bestrijden. Maar geen enkele doet dat met zoveel precisie als die van ons. Ons systeem kan een aardappelplant herkennen in dezelfde rij tussen de bietenplanten, en vervolgens die aardappelplant elimineren. Andere machines kunnen dat alleen in de paadjes tussen de bieten, en dan kunnen ze nog geen onderscheid maken tussen gewas en onkruid. Verder werkt ons systeem heel precies: wij kunnen de planten op de vierkante centimeter nauwkeurig bespuiten en we hebben geen last van wind omdat we spuiten met gel waarin we het glyfosaat hebben verpakt.’
Waarom specifiek aardappels in bietenvelden verwijderen? ‘Daarmee zijn we begonnen omdat in de praktijk de behoefte hieraan het grootste is. Na vooronderzoek verwachtten we dat de detectie in suikerbieten eenvoudiger is dan in granen, wat ook zo bleek te zijn. Na dit eerste 'proof of concept' kunnen we andere gewassen uitwerken.‘ Het project werd gefinancierd door STW. Was het moeilijk om participerende bedrijven te vinden? Nieuwenhuizen: ‘In eerste instantie wel. Bedrijven zijn terughoudend met geld, maar door de STW-aanpak werden ze enthousiast. We hebben voor alle aspecten van het project potentiële gebruikers gevonden. Ton van der Voort van der Kley, van het bedrijf Kverneland Mechatronics, gaf advies over kostendoorrekening, de capaciteit van de machine en de inschatting op commercialisatie. De akkerbouwers Jaap Haanstra en Joris van Waes konden veel praktische adviezen geven over beschadiging van het gewas, en welke percentages detectie en resultaat aanvaardbaar waren. Gert Smit van Agritechnics leverde exact de juiste spuitkoponderdelen en bedacht bovendien de windbestendige gel waarin het glyfosaat gespoten wordt. In het laboratorium van Jan van de Zande van Plant Research International kon deze gel en precisie spuit getest worden, voordat de spuit in het veld werd ingezet. Wat zijn de toekomstplannen? Nieuwenhuizen: ‘Op dit moment praten we met Kverneland Mechatronics en Agritechnics over commerciële toepassing. De machine functioneert. Maar hij is nog niet robuust genoeg voor de markt. Daar gaan we aan werken. We willen ook een volgend project aanvragen zodat we de techniek uit kunnen breiden naar andere innovatieve toepassingen voor precisielandbouw. Ook bekijken we de mogelijkheden van een autonoom voertuig. Per augustus 2009 begin ik zelf bij Plant Research International, waar ik het onderzoek naar dit soort machines voort kan zetten. Wat daarbij zeker aan bod komt, is de machine voor meer soorten bestrijding in te zetten. De uienteelt zou bijvoorbeeld kunnen, of de maïsteelt. Dat ga ik uitzoeken. Ik ben blij dat ik op deze ingeslagen weg door kan. Mijn uiteindelijke doel is een lagere milieubelasting en betere precisietechnologie in de akkerbouw te realiseren.‘
Stand van zaken 2011 Er wordt gewerkt aan het formuleren van een vervolgproject dat gericht is op een bredere inzetbaarheid. Het gaat dan om aardappelopslagbestrijding in verschillende gewassen en het bestrijden van zogenaamde probleemonkruiden, onkruiden die met beschikbare middelen en technieken moeilijk zijn te bestrijden. Een doel moet ook zijn om de werksnelheid te verhogen. Verder is het ook de bedoeling te kijken naar andere detectietechnieken. Binnen het onderzoek wat Nieuwenhuizen bij Plant Research International uitvoert komt het precisie detectie en toedieningstechniekwerk regelmatig terug in de projecten. Vanuit het bedrijfsleven, zowel fabrikanten als telers, is er vraag naar innovatieve technieken om met minder middelen een goede gewasbescherming te realiseren. Het herkennen van onkruiden en het precies bestrijden zijn hierbij belangrijke onderdelen. Een spin-off van het project is de inzet van het camerasysteem voor een project van Rijk Zwaan waarin de groei en ontwikkeling van groentegewassen gevolgd wordt.
