SoilDetect voor Amazone-cultivatoren maakt kaarten van kleine percelen van akkerland

De bodem leidt naar succes

In het kader van het samenwerkingsproject Soil4Climate van het BMLEH voert Amazone met de partners Field-Expert GmbH, exatrek GmbH, Hochschule Osnabrück en JKI evenals de geassocieerde praktijkbedrijven Westrup-Koch en Brunotte onderzoek uit aan een systeem voor het registreren van de bodemgeleidbaarheid tijdens de grondbewerking. Het project werd geïnitieerd door het praktijkbedrijf Lukas en Dr. Joachim Brunotte, met subsidie van het BMLEH en succesvol getest op twee locaties in Noord-Duitsland.

Over het algemeen bieden intelligente grondbewerkingsmachines tegenwoordig al de mogelijkheid om tijdens het bewerkingsstap via sensoren nuttige gegevens te verzamelen, die vervolgens voor het eigenlijke werkproces kunnen worden gebruikt als planning vooaf, in realtime of achteraf, voor het aanpassen van verschillende parameters zoals werkdiepte, werksnelheid, slip en overbelasting. Een deel van deze gegevens kan ook worden gebruikt voor het in kaart brengen en voor verdere werkstappen. Om het opbrengstpotentieel te bepalen, zijn er momenteel maar weinig systemen die het bodemtype en de toestand van de bodem tijdens de grondbewerking kunnen registreren. Wie echter op eenvoudige wijze de aard en toestand van zijn bodem wil detecteren en op basis van de gegevens de werkprocessen en het gebruik van hulpbronnen wil optimaliseren, heeft met het SoilDetect-systeem voortaan precies het juiste werktuig in handen.

Multisensortechniek als basis voor het SoilDetect-systeem

Het AutoTill-systeem (nieuw op Agritechnica 2023) omvat verschillende sensoren voor de belangrijkste componenten en processen van de cultivator. Naast de sensoren van de cultivator levert ook het trekkende voertuig gegevens zoals werksnelheid, brandstofverbruik, slip of trekkracht, die door projectpartner exatrek GmbH worden geregistreerd en beschikbaar gesteld. De uitwisseling en communicatie tussen tractor en werktuig verloopt via de Isobus-interface. Het verzamelen, evalueren en gebruiken van gegevens is bij AutoTill direct gericht op het werkproces. Tijdens de grondbewerking met de cultivator op het veld kunnen bovendien nog meer gegevens worden geregistreerd en verzameld, die navolgende werkstappen kunnen ondersteunen en optimaliseren. Zo biedt AutoTill de sensorische basis voor SoilDetect, waarbij vooral de geo-elektrische bodemgeleidbaarheidsmeting tijdens de werkgang op de voorgrond staat. De geo-elektrische metingen worden ontwikkeld door projectpartner Field-Expert GmbH. De gegevens worden met AI-methoden geanalyseerd door de projectpartner Hogeschool Osnabrück.

De geo-elektrische meting vindt plaats tijdens de grondbewerking en vereist geen extra inzet van middelen. De generatie van een bodemkaart met hoge resolutie gebeurt automatisch met behulp van een expertsysteem met AI-ondersteuning. De kosten voor het genereren van kaarten wordt aanzienlijk verminderd, wat een doorslaggevend voordeel is ten opzichte van de huidige methoden.

Bij het SoilDetect-systeem worden afzonderlijke AutoTill-sensoren, zoals een werkdieptesensor, overlastbeveiligings- en positiesensor, met de geo-elektrische bodemgeleidbaarheidsmeting gecombineerd. Hiervoor wordt een stroom via afzonderlijke tanden in de grond geleid. Er wordt gebruik gemaakt van een 4-puntsopstelling. Hiervoor worden twee elektrodenparen gebruikt.

- 1 elektrodepaar voor de toevoer van een constante stroom (I)

- 1 elektrodepaar voor het meten van de spanning (U)

De meetstroom (I) is constant. De meetspanning (U) wordt gemeten. Veranderingen in de meetspanning geven een verandering in de bodemgeleidbaarheid aan.

Het doel van deze metingen tijdens het bewerkingsproces door SoilDetect is om een database te creëren waaruit met behulp van AI een bodemkaart met hoge resolutie kan worden gegenereerd. Deze kaart stelt boeren wereldwijd in staat om de plantproductie op basis van secties te optimaliseren. Secties met opbrengstpotentieel – afgeleid uit de meetwaarden van de AutoTill-cultivator, de geleidbaarheidswaarden gecombineerd met de door de projectpartner JKI beschikbaar gestelde satellietgegevens (NDVI) – maken een geoptimaliseerde bemesting op basis van opbrengst en secties mogelijk.

Na een verwerking van de meetgegevens en kriging (interpolatie van de geleidingswaarden) ontstaan geïnterpoleerde waarden van de elektrische geleidbaarheid (EC-waarden), die volgens de Jenks-methode worden geclassificeerd.

In de volgende stap worden de gegevens uit de geïnterpoleerde geleidbaarheidswaarden, satellietgegevens en bodemgeschiktheidsgegevens van de betreffende regionale instanties samengevoegd.

Door deze samenvoeging ontstaat het eindproduct van SoilDetect, namelijk een plaatsspecifieke bodemkaart.

Deze maken een optimalisatie van de pH-waarde, de bemesting, het uitzaaien, maar ook eventueel een aangepaste grondbewerking op basis van secties mogelijk. Een plaatsspecifieke teelt heeft positieve effecten op de stoffluxen, bevordert een gericht gebruik van hulpmiddelen en vermindert indien nodig het gebruik van hulpmiddelen op landbouwgrond. Het systeem kan decentraal worden toegepast in alle landbouwgebieden ter wereld.

SoilDetect kan in alle cultivatoren worden geïntegreerd, mits deze zijn uitgerust met Isobus.

De intelligente verbinding en koppeling van machines met het aan het cloudgebaseerde gegevensplatform AmaConnect opent nieuwe mogelijkheden. Zo wordt de basis gelegd voor slimme functies die gericht zijn op beslissingsondersteuning, automatisering, procesbewaking of kwaliteitsborging.

Er is geen deskundige kennis nodig om gegevens te verzamelen en via AmaConnect wereldwijd naar experts te sturen om opbrengstpotentieelkaarten te genereren. Realtime gegevens, sensortechniek en digitale assistentiesystemen zorgen voor meer transparantie en efficiëntie in het gebruik.

Op basis van deze gegevens krijgt de boer een bodemkaart met hoge resolutie, die als basis dient voor beslissingen over een plaatsspecifieke akkerbouw met als doel middelen doelgericht en naar behoefte toe te passen. Zo worden Amazone-machines digitale partners voor de bedrijfsuitdagingen van morgen.

Navolgende processen die de groeiomstandigheden en de beschikbaarheid van water beïnvloeden, kunnen met SoilDetect worden geoptimaliseerd.

SoilDetect is een systeem voor het meten van de bodemgeleidbaarheid tijdens het grondbewerkingsproces
SoilDetect combineert AutoTill-sensortechnologie en de geo-elektrische 4-punts meting via de cultivatortanden voor het bepalen van de geleidbaarheid van de grond
Een bodemkaart met hoge resolutie wordt gemaakt uit de fusie van de gegevens van de sensortechnologie, de satellietbeelden (NDVI) en van bodemschattingen met ondersteuning door kunstmatige intelligentie
De gemaakte bodemkaarten maken plaatsspecifieke teelt mogelijk met efficiënt gebruik van de bedrijfsmiddelen
SoilDetect dient daarnaast voor de optimalisatie van navolgende processen zoals de verbetering van groeiomstandigheden en de waterbeschikbaarheid
Met SoilDetect worden Amazone-machines tot intelligente partners in de bedrijfsvoering