Landbouw is bijna zo oud als de mensheid. Samen met jagen, vissen en verzamelen worden landbouw en teelt al sinds oertijden op grote schaal beoefend en vormden ze de pijlers van de economie in alle antieke beschavingen. De menselijke natuur is nog steeds dezelfde en, aangezien inedia (niet eten) voor de meeste mensen geen optie is, verliest de landbouw niets aan belang en blijft zij de steeds groeiende mensheid van voedsel voorzien.
Als een eeuwenoude activiteit ondergaat de moderne landbouw snelle en ingrijpende veranderingen, veroorzaakt door tal van maatschappelijke factoren en technologische trends. De groei van de wereldbevolking stuwt de vraag naar voedsel op, wat op zijn beurt leidt tot hogere prijzen voor landbouwproducten, heroverweging van handelsbeleid, verschuivende toeleveringsketens en het hertekenen van traditionele distributieroutes voor voedsel.
Ondanks de algemene groei van de wereldbevolking neemt het aantal landarbeiders gestaag af, wat wijst op een nijpender arbeidstekort in de sector voor de komende decennia. Bovendien zorgt een algemeen voelbare voorkeur voor biologische en duurzaam geproduceerde voeding, vooral merkbaar in westerse landen, ervoor dat er meer aandacht gaat naar telen en oogsten, waardoor nieuwe facetten aan de definitie van moderne landbouw worden toegevoegd.
Uiteindelijk staat de moderne landbouw voor een dilemma. Boeren streven ernaar gewassen van hogere kwaliteit in grotere hoeveelheden te produceren, maar het aantal beschikbare handen dat daarvoor nodig is, krimpt gestaag, met minimale kans dat dit op korte termijn anders wordt. Nu de toestroom van arbeidskrachten naar de landbouw weg-ebt, blijft er maar één alternatief over: efficiëntere hulpmiddelen inzetten.
Landbouwmechanisatie en geautomatiseerde landbouw
In de wereld van vandaag voert automatisering de boventoon. Ze wordt ingezet in tal van domeinen – van kantoormeubilair en mechanisering van de woonomgeving tot de medische sector en diverse industrieën. De landbouw vormt daarop geen uitzondering, want moderne landbouwtools en landbouwautomatisering kunnen de productiecyclus van gewassen stroomlijnen, efficiënter maken en minder arbeidsintensief.
Deze beweging richting landbouwautomatisering is in het nieuwe millennium extra zichtbaar geworden, doordat er meer geld naar agrarische startups en geautomatiseerde boerderijsystemen stroomt. TechCrunch schatte de kapitaalinvesteringen in dergelijke bedrijven in 2017 op maar liefst $1,5 miljard, zevenënhalf keer zoveel als tien jaar eerder. Ook het aantal startups vertoont sterke groei, met 160 bedrijven in landbouwautomatisering die om financiering strijden, vergeleken met 31 in 2007.
De lijst met moderne landbouwtechnieken bestrijkt alle aspecten van de gewasproductie. Sommige bedrijven introduceren software die efficiënt beheer van zaaigoed en meststoffen mogelijk maakt, evenals controle over bodem en irrigatie tot en met opbrengstvoorspelling. Andere startups bieden drones aan die niet alleen voor toezicht worden ingezet, maar ook behandelingen van bovenaf kunnen toepassen, zoals meststoffen, pesticiden, herbiciden en dergelijke. Weer anderen ontwerpen en gebruiken geautomatiseerde landbouwapparatuur met een scala aan toepassingen – van graanvijzels, maaidorsers en geautomatiseerde tractoren tot fruitplukrobots.
Hoe aanlokkelijk zulke vooruitzichten ook lijken, boeren beseffen dat geautomatiseerde landbouw niet begint met moderne apparatuur, maar met de juiste informatie en verkenning: het verzamelen van data.
Het internet der dingen: laat de machines voor u werken
Nauwkeurige informatie over de staat van uw boerderij wordt geleverd door sensoren. Zo worden overal op het veld externe sensoren van CropX geplaatst om boeren te waarschuwen voor een ontoereikende bodemtoestand, zoals een gebrek aan vocht. Automatisering in de landbouw maakt echter de directe reactie van de boer overbodig, omdat geautomatiseerde boerderijsystemen andere apparaten bevatten die zijn verbonden met de sensoren en meters om te reageren op de verkregen data volgens vooraf ingestelde stappen en procedures. Zo schakelt het irrigatiesysteem in en brengt het water wanneer en waar het het meest nodig is.
Deze moderne landbouwtechnologie heet het Internet of Things (IoT) en vereist niet de aanwezigheid van een mens om uiteenlopende landbouwprocessen te sturen. In plaats daarvan functioneren sensoren, meters en machines autonoom en zijn ze met elkaar verbonden via het mobiele netwerk, mobiel internet, Bluetooth of een ander type draadloze verbinding. Toepassing van IoT op een geautomatiseerde boerderij zorgt voor optimalisatie van de aanvoer van hulpbronnen en maximale efficiëntie van precisielandbouw, wat beide leidt tot hogere opbrengsten van gewassen met een hogere kwaliteit.
Van via het internet verbonden geautomatiseerde landbouwapparatuur wordt verwacht dat zij de komende jaren een groei van 20% laat zien, wat wordt verklaard door het potentieel om in elke stap van de waardeketen van de landbouw te worden ingezet.
Landbouwtoepassingen van IoT
Het beheer van een boerderij is een complexe activiteit die tientallen handelingen omvat, waarvan de uitvoering door tal van factoren wordt bepaald. Deze factoren beïnvloeden de beslissingen van boeren over de keuze en toepassing van zaden, meststoffen en pesticiden en bevatten informatie over de weersomstandigheden, verwachte neerslag, lucht- en bodemtemperatuur, enzovoort. Deze data worden geleverd door sensoren die bepaalde software-algoritmen activeren om de overeenkomstige landbouwprocessen op geautomatiseerde boerderijen te optimaliseren.
Een ander mogelijk toepassingsgebied voor agrarisch IoT heeft betrekking op het volgen en beheren van middelen. Door geschikte software in te zetten kunnen boeren alle toepassingen op het veld registreren, met aansluitend het traceren van deze middelen naar opslaglocaties en graanelevators. Als resultaat van zulke optimalisaties kunnen producenten van voedingsmiddelen en dranken uitblinken in het creëren van marketingwaarde voor hun bedrijf.
Moderne landbouwtechnologieën profiteren enorm van de inzet van IoT voor opslagveiligheid. Het uitrusten van silo's en elevators met sensoren van OPI Systems maakt het bijvoorbeeld mogelijk de omstandigheden binnenin te monitoren en mensen te waarschuwen voor overmatige hitte of vocht die schadelijk kunnen zijn voor het opgeslagen graan, of waarschuwingen te sturen als er brand dreigt.
Automatisering in de landbouw beperkt zich niet tot de introductie van state-of-the-art technologieën. Ze omvat het upgraden van conventionele en het introduceren van moderne landbouwhulpmiddelen en -machines.
Moderne landbouwmachines
Een automatische boerderij draait om zo weinig mogelijk menselijk ingrijpen, wat de inzet van zelfgestuurde machines en robots veronderstelt. Wat de grootschalige introductie van dergelijke autonome, moderne landbouwapparatuur belemmert, zijn de hoge kosten en de beperkte commerciële beschikbaarheid. Toch zet de hedendaagse mechanisatietrend veel fabrikanten ertoe aan kosteneffectieve en betrouwbare machines voor landbouwautomatisering te ontwikkelen.
Wat verstaan we onder moderne geautomatiseerde landbouwmachines, zoals de meesten van ons zich voorstellen? Waarschijnlijk het mentale beeld van een tractor, maaidorser of gemotoriseerde schroeftransporteur die al het werk zelfstandig doet, zonder menselijke deelname of zelfs maar inmenging. Veel bedrijven delen deze visie en proberen die te realiseren door hun nieuwe modellen te ontwikkelen met steeds meer autonome functies. Zo hebben moderne tractoren van John Deere volledig geautomatiseerde functies voor rijgeleiding en diepte-instelling.
Ook andere grote tractormerken bewandelen vergelijkbare paden en streven ernaar op afstand bedienbare en voorgeprogrammeerde machines te ontwerpen waarmee gebruikers arbeids- en inputkosten kunnen verlagen. Sommige van hun projecten hebben al vruchten afgeworpen. DOT Technology Corp produceerde een dieselaangedreven zaaimachine die een volledig veld kan inzaaien zonder menselijke tussenkomst, door vooraf gedefinieerde routes te volgen. Rowbot heeft een moderne landbouwmachine ontwikkeld die stikstof tussen maïsrijen kan strooien en dekgewassen kan zaaien voordat de rijpe maïs laat in het seizoen wordt geoogst. Om al deze uiteenlopende inspanningen in landbouwautomatisering te bekronen, werd in het VK het Hands-Free Hectare-project gelanceerd, waar volledig autonome landbouwmachines een hectare gerst plantten, verzorgden en oogstten zonder dat er een mens een voet in het veld zette.
Nu een geautomatiseerde tarweboerderij een realiteit van de nabije toekomst is geworden, zetten fabrikanten gedurfde plannen uit in andere landbouwdomeinen, waaronder die welke traditioneel als lastig te automatiseren gelden. Een van die domeinen is de tuinbouw, waar het oogsten van fruit en groenten een delicate procedure is, omdat zowel kneuzing van kwetsbare gewassen als beschadiging van planten moet worden voorkomen. De eerste proeven op dit gebied zijn gedaan door Abundant Robotics en Energid, die respectievelijk robots bouwden voor het plukken van appels en sinaasappels. Het zijn nog pilots die moeten worden doorontwikkeld tot levensvatbare modellen die inzetbaar zijn onder reële boomgaardomstandigheden.
Landbouw vanuit de lucht
Een moderne machine in de landbouw is niet alleen een voertuig dat over de grond kruipt, zoals een tractor of een graanvijzel. Sommige bewaken gewassen van bovenaf, geven informatie over hun toestand en identificeren probleemzones, spuiten chemicaliën of blazen zelfs water van kersenbomen die klaar zijn om te worden geoogst, om te voorkomen dat bessen na hevige regen barsten. Het gebruik van drones is vooral gunstig bij krappe rijafstanden, wat verergerd kan worden door de ligging van gewassen op heuvels. Dergelijke omstandigheden zijn zichtbaar in de Napa-wijngaarden, waardoor het aanbrengen van fungiciden een bijzonder zware activiteit is. In plaats van landarbeiders te verplichten zware sproeiers op de rug te dragen, werd de taak toevertrouwd aan een op afstand bestuurde helikopter van Yamaha Precision Agriculture, wat de procedure aanzienlijk vereenvoudigde en mensen letterlijk rugbrekend werk bespaarde.
Conclusie
Met de introductie van automatisering wordt de landbouw steeds gebruiksvriendelijker, waarbij boeren minder tijd op het land doorbrengen en meer tijd achter de computer om gegevens te analyseren en problemen te diagnosticeren. Volledig automatische boerderijen zijn vooralsnog een gekoesterde droom, maar de snelle ontwikkeling en verfijning van landbouwmachines effenen de weg voor de komst van automatische landbouw als mainstreamtrend in de moderne economie.