Geavanceerde sensortechnologieën voor gewasbewaking in de landbouwindustrie

Nauwkeurige en realtime bewaking van de gezondheid, groei en omgevingsomstandigheden van gewassen

 

Datagestuurde beslissingen voor geoptimaliseerd gewasbeheer voor plantenonderzoek en landbouwpraktijken

Waarom is gewasmonitoring belangrijk? Gewasmonitoring speelt een cruciale rol in de moderne landbouw, omdat het plantenonderzoekers en landbouwproducenten de kritische inzichten verschaft die nodig zijn voor een productieve en duurzame productie. Het maakt proactieve en gerichte interventies mogelijk, wat leidt tot betere omstandigheden, een geoptimaliseerd gebruik van hulpbronnen, een hogere gewasproductie en een grotere winstgevendheid van de boerderij.
 
Conventionele technieken voor gewasmonitoring omvatten handmatige observaties en metingen door landbouwexperts, meestal gedaan door visuele inspectie, veldbemonstering, bodembemonstering, verkenning van plagen en ziekten, weermonitoring en oogstschatting. Hoewel ze op grote schaal worden gebruikt, kunnen ze tijdrovend, arbeidsintensief, subjectief, foutgevoelig en destructief zijn voor de bemonsterde vegetatie. Ze bieden mogelijk geen realtime of uitgebreide informatie over samenstelling en groei, wat leidt tot suboptimale besluitvorming en potentiële opbrengstverliezen. Daarom is er een groeiende belangstelling voor het adopteren van geavanceerde technologieën en precisielandbouwbenaderingen zoals satelliettechnologie, teledetectietechnieken en hyperspectrale beeldvorming (HSI) voor nauwkeurigere en efficiëntere rapporten.
 

Hoe kunnen slimme landbouwoplossingen helpen bij realtime analyse van de gewasconditie?

Met conventionele gewasmonitoringsystemen kunnen landbouwexperts met de volgende problemen worden geconfronteerd:
  • Subjectieve visuele inspectie waarbij de constitutie, groei, tekorten aan voedingsstoffen en de aanwezigheid van plagen of ziekten worden beoordeeld die zichtbaar worden zodra de ziekte zich heeft verspreid. Met nauwkeurige gewasmonitoring kan vroegtijdige detectie van spanningen worden geïmplementeerd. Door ze in een vroeg stadium te identificeren, kan tijdig worden ingegrepen en behandeld, waardoor de potentiële schade aan de vegetatie wordt geminimaliseerd.
  • Invasieve veld- en bodembemonstering, die kan worden voorkomen dankzij een niet-destructieve meting van de plant. Veld- en bodembemonstering zijn ook tijdrovend omdat de monsters naar laboratoria moeten worden gestuurd. Een niet-destructieve meetoplossing biedt realtime gegevens die ter plekke zichtbaar zijn voor de identificatie van verschillende materialen en het definiëren van eigenschappen.
 
Uiterst nauwkeurige monitoringsystemen voor gewasgroei met hyperspectrale beeldvorming (HSI) kunnen landbouwexperts helpen met nauwkeurige classificatie en kartering, geavanceerde rapportage van de chemische voetafdruk van het gewas, zeer nauwkeurige detectie van ziekten en plagen, en daardoor het nemen van de juiste beslissing in risicosituaties. beheer.

HSI zal het spectrale patroon “spectrale signatuur” van absorptie en reflectie vastleggen dat eigen is aan gewassen zoals tarwe, rijst, maïs, katoen, enz. Het zal op niet-invasieve wijze snelle spectrale en ruimtelijke informatie verschaffen uit een breed scala aan elektromagnetische spectrums.
  • Spectrale handtekening onthult informatie zoals samenstelling, chemische eigenschappen, kleur, enz.
  • Gezonde plant VS. Door ziekte geïnfecteerde planten zullen een verschillende spectrale signatuur hebben vanwege hun fysiologische kenmerken.
Met innovatieve camera's als Specim IQ werd HSI betaalbaarder en gebruiksvriendelijker (net als een digitale camera) met eigen datamanagementsoftware.

Voordelen

  • Datagestuurde beslissingen voor geoptimaliseerde gewasomstandigheden
  • Begrijp en verbeter de ontwikkeling van planten
  • Bewaak de gewasproductie in kwantiteit en met een hogere kwaliteit
  • Voorkom wijdverbreide ziekten en verminder de impact op de productie
  • Voldoe aan de groeiende vraag naar voedsel van goede kwaliteit

Voorbeeldtoepassingen

  • Gewasgezondheidsonderzoek en nutriëntenanalyse via hun spectrale kenmerken. Door subtiele veranderingen in de plantenfysiologie te detecteren, kunnen boeren potentiële gevolgen vroegtijdig aanpakken, de gewasopbrengsten optimaliseren, bemestingsstrategieën aanpassen en daardoor de behoefte aan breedspectrumpesticiden verminderen om de landbouwimpact op het milieu te minimaliseren.
  • Vroege ziektedetectie door analyse van de unieke spectrale kenmerken van zieke planten. Boeren kunnen specifieke door ziekten getroffen gebieden identificeren en targeten, waardoor gerichte behandelingen mogelijk zijn en de verspreiding van infecties wordt verminderd.
  • Precisielandbouw, zoals de toepassing van variabele meststoffen of pesticiden, met gedetailleerde informatie over ruimtelijke variaties binnen een veld. Deze aanpak optimaliseert de toewijzing van hulpbronnen, verlaagt de inputkosten en verbetert de duurzaamheid.

Toepassingen

Toepassingen

Akkerbouwgewassen, precisielandbouw en chemometrie

Academisch artikel: Hyperspectrale beeldtoepassingen voor precisielandbouw - een systemisch onderzoek

Bron: Google Scholar, Sethy et a. (2021)

Lees verder

Oplossingen voor digitale landbouwactiviteiten in laboratoria en velden

Fenotypering

Toegang tot diepgaande rapporten met HSI met nauwkeurige gegevens over fysiologische en waarneembare eigenschappen zoals bladoppervlak, bloeitijd, ziekteresistentie, enz., die bijdragen aan de algehele prestaties van planten.

Plantanalyse, ziekte- en stressdetectie

Breng de voedingsstatus (bijvoorbeeld stikstof, fosfor, kalium) en de samenstelling van planten met HSI in kaart door de chemische samenstelling, toxiciteiten en stress te detecteren die worden veroorzaakt door factoren zoals ziekten, tekorten aan voedingsstoffen, plagen, overbemesting, enz.

Bodembeoordeling en monitoring

Verzamel realtime inzichten in de samenstelling van de bodem in eigenschappen zoals bodemvocht, organische koolstof en stikstofgehalte om de productie te monitoren en milieuvriendelijke strategieën te implementeren.

Verticale landbouw

Controleer de verlichtingsefficiëntie en activiteitenprestaties van de binnenlandbouw met lichtmeters en HSI om de output te maximaliseren. Pas nauwkeurig de benodigde energie aan om de groei van de vegetatie te ondersteunen.

Kwaliteitsrapporten van geoogste gewassen

Identificeer problemen zoals kneuzingen, bederf, schade door insecten, enz. om te voldoen aan de voedselveiligheid en de productiviteit te maximaliseren met HSI-classificatie en -kartering. Kwaliteit en rijpheid van de oogst kunnen eenvoudig worden geëvalueerd en beheerd.

Gerelateerde oplossingen