Technologie helpt boeren om de wereld te voeden. Het kan de landbouw ook milieuvriendelijker maken – zowel voor conventionele als biologische boeren

Door Kelly Oakes, The Technologist

Als vervangers van tractoren kunnen robots de ecologische voetafdruk van een bedrijf met wel 90% verminderen. Ze voeden en spuiten alleen de planten die het nodig hebben. Dankzij plantenfenotypering geven Franse onderzoekers de boeren zoveel mogelijk informatie over een gewas voordat ze het planten.

Onkruidbestrijders, satellieten die gewassen controleren en zelfs robots die testen of de druiven op de wijnstok klaar zijn voor de oogst – deze futuristische scenario’s zijn al in gebruik op boerderijen in heel Europa. In een VN-rapport uit 2009 werd voorspeld dat de voedselproductie tegen 2050 met 70% zou moeten toenemen om de groeiende wereldbevolking te ondersteunen. Om dat te kunnen doen, zullen de boeren in de wereld alle mogelijke technologische hulp nodig hebben.

Tegelijkertijd worstelt de planeet met het gewicht van de klimaatverandering en de afnemende biodiversiteit, zodat de ecologische voetafdruk van een nieuwe technologie niet langer een bijzaak kan zijn.

De ecologische voetafdruk van de biologische landbouw is van oudsher beter dan die van de conventionele landbouw omdat het chemische bestrijdingsmiddelen vermijdt. Maar ook de boeren die nieuwe technologieën, ook bekend als precisielandbouw, omarmen, doen het goed. Uit een studie uit 2015, gepubliceerd in het Journal of Environmental Economics and Policy, blijkt dat alee al de introductie van autooom rijdende tractoren de ecologische voetafdruk van een maïs- en sojaplantage met meer dan 2% vermindert. Dat klinkt misschien niet veel, maar het is slechts één maatregel. Het vermenigvuldigen van precisie-agrarische technieken over een hele industrie kan een groot verschil maken.

“Precisielandbouwers zijn over het algemeen meer technologisch georiënteerd dan biologische boeren, terwijl biologische boeren over het algemeen meer gericht zijn op het werken met de natuur”, zegt Lijbert Brussaard, emeritus hoogleraar aan de Wageningen Universiteit & Research in Nederland. “Maar er zijn geen fundamentele redenen waarom dit zo zou moeten blijven.”

Brussaard wijst erop dat precisielandbouwtechnieken net zo goed kunnen worden toegepast op de gemengde of strookteelt (twee of meer gewassen in hetzelfde veld) van biologische boeren. “Precisielandbouw kan de onkruidbestrijding in de biologische landbouw aanzienlijk verlichten”, zegt hij.

Robots

Alle soorten robots kunnen zowel voor conventionele als biologische boeren van nut zijn. Het Zwitserse bedrijf Gamaya, een spin-off van École Polytechnique Fédérale de Lausanne, gebruikt drones om velden niet alleen in zichtbaar licht maar in alle elektromagnetische golflengtes in beeld te brengen. De gegevens worden gecombineerd met de gegevens van sensoren op de grond en satellietbeelden en vervolgens geanalyseerd met behulp van kunstmatige intelligentie om de boeren precies te laten zien wat er op hun akkers gebeurt.

De Small Robot Company, gevestigd in Bristol, Engeland, beadert gewassen bijna individueel: zwervend over velden om ze te digitaliseren, met een precisiespuit om plant voor plant meststoffen toe te dienen en met op maat geleverde pesticiden voor onkruid te verwijderen. “De meeste boeren willen het milieu graag helpen”, zegt Benn-Scott Robinson, mede-oprichter van de Small Robot Company. Maar traditionele machines zoals tractoren hebben hun niet veel keuze gegeven.

Door het vervangen van tractoren en het elimineren van de noodzaak om een veld te ploegen omdat de grond niet in de eerste plaats wordt verdicht, zegt Robinson dat de robots van het bedrijf de koolstofvoetafdruk van een boerderij met 90% kunnen verminderen. Ook het gebruik van chemicaliën kan met 95% worden verminderd. “We voeden en spuiten alleen de planten die het nodig hebben, zodat ze de perfecte hoeveelheid voedingsstoffen en ondersteuning krijgen, zonder reststoffen”, legt hij uit.

De velddigitaliserende robot van het bedrijf wordt momenteel getest op 20 boerderijen in het Verenigd Koninkrijk en ze zijn van plan om de proef uit te breiden met planten en wiedende robots in 2019.

“De vooruitzichten van lichte robots als onkruidbestrijders zien er goed uit”, zegt Brussaard. “De toekomst ligt hoe dan ook in lichtere machines, ook om bodemverdichting te voorkomen.”

Terwijl sommige nieuwe landbouwtechnologieën zich richten op het verzamelen van gegevens op het land, willen andere de planten zelf optimaliseren. Technologieën zoals de Plantix app, ontwikkeld door de Berlijnse start-up PEAT, maken gebruik van machinaal leren om plantenziekten te detecteren. De app, die in 2015 werd gelanceerd, heeft nu wereldwijd meer dan 600.000 gebruikers. “Gebruikers kunnen beelden van zieke planten uploaden, die vervolgens worden gekoppeld aan een serverbeeld, zodat direct een diagnose van de gezondheid van de plant kan worden gegeven”, zegt Dan Pitchford, oprichter van het tijdschrift AI Business. “Met tot 30% van de opbrengst die verloren gaat als gevolg van ziekte, heeft PEAT de kracht om de landbouwproductie met evenveel te verbeteren.”

Plantgegevens

Maar wat als boeren in de eerste plaats zouden kunnen kiezen voor planten die minder gevoelig zijn voor een bepaalde ziekte? Bij plantenfenotypering wordt gebruik gemaakt van technologie om boeren zoveel mogelijk informatie over een gewas te geven voordat ze het planten.

Emmanuel de Langre, hoogleraar mechanica aan de École Polytechnique in de buurt van Parijs, en zijn medewerkers hebben een systeem ontwikkeld dat de mechanische sterkte van een plant test met behulp van snelle lucht- en videoanalyse. “Er zijn genoeg dingen die je anders niet ziet, die je op deze manier zou kunnen zien,” zegt hij.

Als een plant niet genoeg water krijgt of besmet is met een ziekteverwekker, bijvoorbeeld, zal de kracht van de plant dalen voordat hij verwelkt. Door het testen van honderden variëteiten van planten, bouwen de Langre en andere onderzoekers die werken aan plantenfenotypering datasets op die boeren kunnen helpen om het meeste uit hun gewassen te halen.

Dit alles moet een aanvulling vormen op de milieugegevens die boeren krijgen over bodemkwaliteit en lokaal weer. “Ze kunnen die data niet effectief gebruiken als ze geen goede gegevens hebben over de prestaties van planten onder alle omstandigheden,” zegt de Langre. “Je probeert gewoon gegevens te verzamelen zodat de juiste plant op het juiste moment op de juiste plaats wordt gebruikt.”

Dit artikel werd eerder gepubliceerd op The Technologist en werd met toestemming vertaald en geherpubliceerd.