Deze teeltsensoren voegen waarde toe aan autonoom telen

Voor telers is het interpreteren van sensordata vaak tijdrovend en vaak ontbreekt de echte kennis over de waarde ervan. Blue Radix combineert de input van gewasmetingen met slimme algoritmes, waarmee de data vertaald kan worden naar voorspelmodellen en de benodigde wijzigingen op autonome aansturing van het klimaat. Peter Goudswaard, Product Developer bij Blue Radix, is vanaf het begin van het project in 2019, betrokken geweest. Jan Hanemaaijer droeg vanuit zijn rol als Crop Advisor binnen Blue Radix bij aan de analyses en conclusies binnen het project. Het project is uitgevoerd met diverse partners, waaronder sensorleveranciers, tuinbouwtoeleveranciers, zaadhuizen en onderzoeksinstellingen*.

Analyse van gewas en sensoren
Peter: "Er zijn ongeveer 13 sensors geplaatst in een proefkas bij Delphy Improvement Centre in Bleiswijk. Maandelijks werden de analyses van de sensordata gezamenlijk besproken. Elke twee weken vond er ook een teelttechnische rondgang plaats. Tijdens de rondgangen werd het gewas beoordeeld en werd ook de data van de sensoren gecheckt met de stand van het gewas. Met andere woorden, vertelt het gewas ons hetzelfde verhaal als we mogen verwachten van de data uit de sensoren. Staat het gewas generatief dan wel vegetatief, zwak of sterk. Welke richting moet er de komende weken gestuurd gaan worden?"

Meten van gewasgroei
Met name de plantsensoren kregen in het project de aandacht van de experts van Blue Radix. Deze data werd uitgezet tegen de beschikbare teelt- en klimaatdata, zoals het beschikbare licht, gemeten in PAR, het kasklimaat en de irrigatie. Tenslotte niet onbelangrijk: ook worden de wekelijkse oogsten en gewashandelingen geregistreerd, want die hebben invloed op de gewasstand.

Jan vertelt: "Het is heel interessant om te meten wat de exacte toename of groei per dag of per week van een gewas of stengel is om te weten hoe de plant ervoor staat. Maar net zo belangrijk is het hoe een plant of gewas zich gedraagt gedurende de dag of gedurende een langere periode. Welk effect hebben bepaalde handelingen of klimaataanpassingen op het gedrag of het welzijn van het gewas? We willen juist weten en kunnen voorspellen hoe op elk moment van de dag de plant zich gedraagt en wat er voor acties nodig zijn om een plant de goede richting op te sturen. Moet er bijvoorbeeld meer op groei of juist generatief gestuurd worden?"

Sensoren data en handmatige metingen
"Handmatige plantmetingen (lengtegroei, kopdikte, bladlengte, bloeisnelheid) werden één keer per week uitgevoerd, maar om een goed beeld te krijgen van de ontwikkeling van de plant zijn meer en vaker beoordelingen nodig", aldus Jan. Peter vervolgt: "Sensors kunnen ervoor zorgen dat het gedrag en de status van de plant continu beoordeeld kan worden.

Het toepassen van deze sensordata om de plant op elk moment de goede richting op te kunnen sturen is heel waardevol in het verder optimaliseren van autonome sturingsmodellen. Wij denken dat Crop Controller dit proces kan optimaliseren en op basis van een combinatie van plant- en klimaatmetingen de benodigde aanpassingen autonoom kan uitvoeren. Met een beter productieresultaat tot gevolg."

Er is veel analyse nodig om de data uit de sensors te kunnen vertalen naar een praktijktoepassing. De sensoren geven veel data, maar is ook alle data bruikbaar voor een model? Peter: "Uit het oogpunt van een onderzoek zeker wel, maar de praktische vertaling is af en toe lastig. Dit komt doordat de data van veel sensoren nogal wat analyse werk vergen en rekening gehouden moet worden met diverse gewashandelingen. Bijvoorbeeld door het laten zakken en verhangen van de stengels komt een sensor op een andere positie."

Aanbevelingen en conclusies
"Een belangrijke aanbeveling is dat er standaardprotocollen komen voor plantsensoren. Dit kan door middel van voorspelmodellen", vertelt Jan. "Hiermee kunnen snel afwijkingen waargenomen worden in de data. Nu wordt nog vaak achteraf data handmatig aangepast, vanwege uitgevoerde gewashandelingen."

Blue Radix ziet een aantal nuttige sensoren voor het gebruik in een autonoom te sturen teelt. Deze sensoren hebben vooral waarde in een bepaalde samenhang, want los van elkaar geven de sensoren niet een compleet beeld. Het is de combinatie van sensoren die waarde toedicht aan de data. De gecombineerde data van bijvoorbeeld loadcellen, de sapstroom en de stengeldiameter geeft een goed beeld van de gewasgroei.

Wanneer je dit uitzet tegen een PAR lichtmeting weet je bij welke hoeveelheid licht de plant actief was en er toename van biomassa optrad. Hieronder een opsomming van de gebruikte sensoren:
•    Loadcellen: deze meten de toename- dan wel afname van biomassa gedurende een bepaalde periode, per dag of desgewenst op uurbasis.
•    De sapstroom sensor: die geeft de gewasactiviteit weer en veranderingen bij plotselinge wisselingen in klimaatomstandigheden.
•    De stengeldiametersensor: een indicatie voor de waterbalans in de plant en op lange termijn de groei of afname van biomassa.
•    PAR sensor: heel indicatief en een goede aanvulling om meer inzicht te krijgen in het effectieve licht. Zijn echter zeer gevoelig voor plaatselijke omstandigheden of veranderingen.
•    Klimaatsensor: zoals planttemperatuursensoren zijn ook interessant om lokaal metingen te doen, ten behoeve van bijvoorbeeld verticale temperatuurverdeling, maar moeilijk te vatten in een praktijkmodel.
•    Zuurstofsensor & matweegschaal: ten behoeve van irrigatie is een goed geijkte matweegschaal en zuurstofsensor in de mat om vochtigheid en zuurstof in de mat te meten goed bruikbaar.

Heeft u naar aanleiding van dit artikel vragen over de waarde van sensoren in uw bedrijfsvoering? Of wilt u weten hoe u plantsensoren kunt integreren bij de autonome sturing van uw teelt? De experts van Blue Radix geven u graag meer toelichting.


TKI-project in het kort:
Naam: De weg naar Digitale Groene Vingers is een TKI project met financiële steun vanuit de Topsector Tuinbouw & Uitgangsmaterialen.
Doel: Is het mogelijk om digitale groene vingers te ontwikkelen, zodat sensoren continu de gewasstand meten en algoritmes deze vertalen naar aanpassingen in het kasklimaat?
Duur project: begin 2019 - eind 2021
Deelnemers project:* Delphy, Delphy Improvement Centre, Wageningen University & Research, Blue Radix, 2Grow, De Ruiter Seeds, Hazera Seeds, Signify en Ludvig Svensson

Bron: Goedemorgen