Bondeteknologi sparer miljø og penger

To norske selskaper utvikler utstyr som kan analysere åkeren og finne ut hvor det er skadelig ugress som må bekjempes og beregne hvor mye ugressmiddel som er nødvendig.

Teknologien kan redusere forbruket av sprøytemidler til det halve eller mindre i forhold til dagens metode. Det tjener både miljøet og bonden på.

Produktiviteten i moderne jordbruk er formidabel. I tillegg til alt det andre som skal gjøres, skal store åkerarealer pløyes, gjødsles, såes, sprøytes og høstes. Hver kvadratmeter får svært lite individuell oppmerksomhet, og det betyr at den enkelte ugressplante ikke får særlig omtanke.

I stedet for å sprøyte ugresset etter utbredelse, blir åkrene "vaksinert". De tilføres så store doser utgressgift over hele arealet at ugresset knekkes selv der det opptrer i største konsentrasjoner. Langtidseffekten av denne metoden for å holde ugresset unna er en gradvis forgiftning av jorda og mindre avlinger.

Den nye teknologien kan bli løsningen på dette og revolusjonere bruken av sprøytemidler i landbruket.

Gevinstene er store. Ikke bare sparer bonden halvparten av de kostbare giftstoffene, teknologien reduserer tidsforbruket fordi det sjelden er nødvendig å sprøyte hele jordet.

Det lavere forbruket av giftstoffer gir bedre vekstforhold for nytteplantene og gjør avlingen noen prosent høyere. Mindre giftforbruk påvirker produktprisen, gir mindre giftavrenning fra landbruket og skaper større tillit til produktene.

Maskinsyn

Norge har allerede mange industrielle miljøer som lager produkter basert på såkalt maskinsyn. Tomra og Titech eksporterer utstyr for store verdier for å ta seg av tomflasker og avfallssortering. Nå jobbes det intenst for å gjøre slik teknologi tilgjengelig i landbruket.

Selskapet DAT - Dimensions Agri Technologies AS - jobber med en idé som er basert på en autonom robot - en drone. Den kjører rundt i åkeren og kartlegger denne. Det betyr at åkeren slipper unødig belastning av tungt utstyr og kartleggingen beslaglegger ikke arbeidskraft.

Dronen vet hvor åkeren er og hvor den har kjørt på basis av GPS-data. Etter hvert som den kjører, tar den bilder av bakken. Disse blir analysert av mønstergjenkjennende programvare som skiller ugress og nyttevekster fra hverandre etter formen på bladene.

Når roboten er ferdig med et jorde, har den også produsert en datafil som beskriver utbredelsen og konsentrasjonen av ugress. Et slikt kart går ikke ut på dato. Landbruksforskning viser at ugress opptrer på samme sted fra år til år.

Slik kunnskap, kombinert med klimamodeller og avlingsdata, gjør at utbredelseskartene systemet produserer blir bedre for hvert år. Mangelen på ugress i noen områder kan gjøre at disse kan elimineres fra kartleggingen i påfølgende år.

Kartleggingen er de dataene som trengs for at et sprøyteprogram skal beregne et kjøremønster og dosering for selve sprøyteoperasjonen. Påføringen av plantevernmidler foregår med en tradisjonell traktor med sprøytebom, assistert av GPS-styring og sprøytekartet.

Nettverksorganisering

På tross av et potensielt kjempemarked for teknologien, har det ikke vært lett å finansiere utviklingen for DAT. Produktet ville vært på markedet for lengst hvis de hadde hatt penger nok.

Til nå er det brukt i underkant av syv millioner kroner på utviklingen. I tillegg er selskapet organisert som et nettverk der tre av deltakerne, Sintef, PlanteForsk og Adigo, har fått aksjeposter som delbetaling for å ha vært med på utviklingen.

- Denne formen for organisering har også vært en god måte å tilføre selskapet kompetanse på. Nå jobber vi med den samme nettverkstanken for å etablere produksjon av utstyret i Norge, sier utviklingssjef i DAT, Hein Stavlund.

Dronen skal i produksjon i år. De første kundene vil ikke bli bønder, men forskere som ønsker å benytte systemet til nøyaktige analyser av åkerarealer.

Begynte med farger

Opprinnelsen til teknologiutviklingen i DAT begynte som en idé i tidligere landbruksminister Johan C. Løkens hode. Han mente det kunne være mulig å skille planter fra hverandre basert på fargeanalyse. De første forsøkene viste at det ville bli svært vanskelig.

Fargene på de ulike plantene varierer så mye med vær og vind og tilførsel av næringsstoffer at feilmarginen ville bli for stor. Derimot viste Sintef at det var relativt lett å skille plantene på konturene av bladene. Det kunne gjøres med enkle videokameraer i det synlige spekteret.

Det betyr ikke at optisk fargeanalyse er forkastet for alltid. Selskapet har masse ideer til videreutvikling og til nye anvendelser i jordbruket hvor dette prinsippet en gang kan komme til nytte.

Biologiske modeller

Forskningsresultater ved PlanteForsk har vært et viktig grunnlag for den nye sprøyteteknologien. Ugress som kveke opptrer gjerne i øyer og påvirkes av sol og fuktighet. Det er slike øyer som først og fremst trenger sprøyting for å holde ugressbestanden nede.

Professor Haldor Fykse på PlanteForsk har utviklet terskelmodeller som forteller når det er nødvendig å sprøyte og hvor mye. Det er nesten alltid feil å sprøyte hele åkeren like mye.

- Kombinasjonen av maskinsyn og biologiske modeller har et enormt potensial på en rekke områder i landbruket. Jeg tror vi bare skraper overflaten på disse mulighetene med det første produktet vi utvikler, sier Løken.

- For å finne andre planteslag har vi også benyttet algoritmene Sintef har utviklet for mønstergjenkjenning. Bare fantasien begrenser hva vi kan bruke denne teknologien til i åkeren. Dette er jo egentlig en teknologiplattform som kan analysere biologien på hver kvadratmeter i åkeren og bruke denne informasjonen til å styre all slags behandling, enten det er sprøytemidler, gjødsel eller spredning av frø.

Kverneland

Norske Kverneland har kjøpt flere europeiske selskaper som driver med sprøyting i landbruket. Et av dem, RAU i Tyskland har sammen med universitetet i Bonn utviklet et system som likner på det DAT jobber med. Det fotograferer åkeren med seks kameraer som er plassert på en 21 meter bred bom montert på en traktor.

- Vi vil teste ut systemet i full skala i år, men det kommer neppe i salg før i 2005, sier Jan van den Broeck som arbeider med forskning i Kverneland i Nederland.

Eksport

Selv om det er et marked for automatisert sprøyting i Norge, er det de enorme åkrene i Europa og ellers på verdensmarkedet som lokker de norske produsentene. I tillegg til mye større arealer er jobben enklere fordi det er lettere å kjøre på åkeren mellom regnbygene. Det er også vanlig med to årlige avlinger og det betyr bedre utnytting av utstyret.



Grønn revolusjon

På 1800-tallet drev halvparten av befolkningen med landbruk for å dyrke nok mat. I dag er tallet nå bare noen få prosent og det synker fortsatt.

- Det er mekanisering og biologisk kunnskap som har gjort dette mulig, men denne trenden kommer ikke til å stoppe, sier Johan C. Løken. - Informasjonsteknologi og bioteknologi er drivkreftene. Dessverre har diskusjonen rundt genmodifiserte planter trukket til seg alt rampelyset og overskygget de nye mulighetene som ligger i IKT. Det vi jobber med i Norge er bare starten på en utvikling hvor datateknologi og en masse ulike sensorer, i kombinasjon med biologisk kunnskap, benyttes for å optimalisere og rasjonalisere prosessene i landbruket.

- Teknologiutviklingen vil i fremtiden kunne gi hver enkelt plante individuell behandling, enten det er ugress eller nyttevekster. Ugressplantene vil bli gitt akkurat den riktige dosen av det rette plantevernmidlet, mens nyttevekstene i stedet får tilført riktig dose av den korrekte gjødningen, sier Hein Stavlund.- Lykkes vi, kommer norsk teknologi til å ligge i fronten av denne nye grønne revolusjonen.