Akkerbouw

Achtergrond 2005 x bekeken

NIR-techniek praktijkrijp

Mestanalyse met NIR (Nabij Infra Rood)-sensoren is bij meerdere fabrikanten het prototypestadium ontstegen.

Twee jaar geleden schreef Boerderij al uitgebreid over het gebruik van NIR (Nabij Infra Rood)-spectroscopie voor de ‘real time’ analyse van drijfmest aan boord van mesttanks, transporttanks en zelfrijders. Dat had toen al een lange aanloop. NIR-sensoren (zie kader p. 26) worden al geruime tijd gebruikt voor de analyse van onder meer voedingsmiddelen, bodemmonsters en ruw- en kuilvoer. Door voortschrijdende sensortechnieken, snellere metingen en kleinere sensoren wordt de NIR-techniek naast in laboratoria en fabrieken ook steeds beter toepasbaar op machines en werktuigen. Zoals voor het bepalen van gehaltes in gras en mais en in suikerbieten voor het analyseren van nieuwe veredelingslijnen op proefveldrooiers.

Hoe werkt Nabij Infra Rood (NIR)?

Een NIR-sensor gebruikt een lichtbron met golflengtes van 800 tot 2.500 nanometer.

De productstroom weerkaatst een deel van de uitgezonden golflengtes. Dit deel wordt opgevangen door een detector. Hiermee berekent het systeem de mate van absorptie die wordt omgerekend naar de samenstelling van het product. Een indirecte meting dus.

De omrekening naar inhoudsstoffen of gehaltes gebeurt op basis van zogenoemde ijklijnen. Voor elke productsoort en -samenstelling is een betrouwbare ijklijn nodig voor een betrouwbare omrekening. Aangezien de samenstelling van drijfmest afhankelijk is van verschillende factoren zoals diersoort, ras en rantsoen, is het aantal samenstellingen enorm. Om tot betrouwbare ijklijnen te komen, moeten dus enorm veel mestmonsters geanalyseerd worden.

De NIR-sensor richt zijn lichtbron op het te analyseren product. Een deel wordt weerkaatst.<br /><em>Foto: Fabrikant</em>
De NIR-sensor richt zijn lichtbron op het te analyseren product. Een deel wordt weerkaatst.
Foto: Fabrikant

Naast NIR-metingen op labschaal en in testopstellingen zijn de afgelopen jaren veel mestvrachten aan boord van transporttanks geanalyseerd. Zo heeft D-TEC acht tanktrailers met verschillende NIR-systemen lopen en werkt het onder andere samen met John Deere aan de opbouw van een 'bibliotheek' met ijklijnen.

Het NIR-systeem van John Deere kan overweg met rundvee- en varkensmest. IJklijnen voor digestaat volgen binnen een jaar. Eijkelkamp werkt onder meer samen met Veenhuis Machines, die zegt betrouwbare ijklijnen te hebben voor alle typen drijfmest. IJklijnen voor digestaat zijn deels geïntegreerd, maar verdere uitbreiding is nodig.

Techniek in beter daglicht geplaatst

Aanvankelijk was het het Duitse Zunhammer dat in 2005 zijn VAN-Control-systeem ontwikkelde voor het bepalen van gehaltes in drijfmest aan boord van mesttanks met NIR-spectroscopie. De markt was echter nog niet rijp voor de (dure) techniek en het bedrijf zette de doorontwikkeling op een lager pitje. Strenger wordende bemestingsnormen, mesttransporten en afvoer- of verwerkingsverplichtingen plaatsten de techniek echter in een steeds beter daglicht. Dat zagen ook andere spelers en vandaag de dag zijn diverse fabrikanten actief met de ontwikkeling van NIR-systemen voor drijfmestanalyse.

De techniek heeft de potentie om sectoren meer dan voorheen te verbinden, doordat direct bekend is welke gehaltes N, NH4, P, K en droge stof drijfmest en digestaat bevat. Niet meer wachten op de uitslag van de laboratoriumanalyses, maar direct weten wat wordt gehaald, getransporteerd en aangewend.

Met het Nutri-Flow NIR-systeem van Veenhuis Machines uit Raalte (Ov.) kan tijdens het bemesten ook vloeibare kunstmest bijbemest worden.<br /><em>Foto: Michel Velderman</em>
Met het Nutri-Flow NIR-systeem van Veenhuis Machines uit Raalte (Ov.) kan tijdens het bemesten ook vloeibare kunstmest bijbemest worden.
Foto: Michel Velderman

Voordelen voor akkerbouwers

Hoewel de eerste loonwerkers met NIR-techniek vooral actief zijn in veehouderijgebieden, biedt de techniek ook enorm veel potentie voor plaatsspecifieke precisiebemesting met organische mest in de akkerbouw. In plaats van dat een week na uitrijden bekend is welke gehaltes er in de mest zaten, is dit voor en/of tijdens het uitrijden continu bekend doordat de gehele tankinhoud wordt geanalyseerd. Dit betekent dat, onafhankelijk van de samenstelling van de drijfmest, dezelfde hoeveelheid stikstof of fosfaat per hectare toegediend kan worden op een perceel. Verschillen in gehaltes tussen vrachten effent het systeem moeiteloos weg.

De uitgebrachte gehaltes en kuubs worden in combinatie met GPS plaatsspecifiek geregistreerd, ook al is de gift in kuubs constant en variëren de gehaltes. Dit levert niet alleen een extra bemestingskaart op van het perceel, het is ook geschikt als input voor de mate van bijbemesting met korrel- of vloeibare kunstmest. Deze kan afgestemd worden op de daadwerkelijk uitgebrachte hoeveelheid organische stikstof en indien nodig ook plaatsspecifiek variëren als de hoeveelheid organische stikstof, de gewasgroei of het opbrengstpotentieel daartoe aanleiding geeft.

Het Duitse Zunhammer paste in 2005 als eerste een NIR-sensor voor mobiele drijfmestanalyse toe. Op de foto versie 2.<br /><em>Foto: Arend Jan Blomsma</em>
Het Duitse Zunhammer paste in 2005 als eerste een NIR-sensor voor mobiele drijfmestanalyse toe. Op de foto versie 2.
Foto: Arend Jan Blomsma

€30 tot €140 per hectare besparen

Volgens D-TEC – fabrikant van tanktrailers, VMA AGR/GPS mestbemonsteringsapparatuur en actief met de ontwikkeling van NIR-sensoren voor mesttransporten op acht tanktrailers – kunnen akkerbouwers die al drijfmest gebruiken, €30 tot €60 per hectare besparen door preciezere bemesting. Dit kan oplopen tot €140 per hectare als kunstmest door drijfmest wordt vervangen.

Vervaet deed in seizoen 2015 een praktijkproef met twee verschillende bemestingsstrategieën in wintertarwe. Beide proefstroken kregen als basisbemesting 425 kg/ha KAS S 24. Proefstrook 1 kreeg vervolgens 30 kuub varkensdrijfmest (op basis van forfaitaire gehaltes) en werd met 150 kg/ha stikstof (KAS 27) bijbemest. Op proefstrook 2 werd met de NIR-sensor enkel nog 240 kg/ha zuivere stikstof als drijfmest uitgereden. De gewasopbrengst op proefstrook 2 lag licht hoger (47 kg/ha, 0,5 procent) en was daarmee goed voor € 10/ha extra. Door het vervangen van de bijbemesting met kunstmest à €45/ha door varkensdrijfmest werd in totaal €55 per hectare bespaard.

Dit screenshot toont duidelijk het forse verschil in stikstofgehaltes tussen verschillende vrachten drijfmest.<br /><em>Foto: René Koerhuis</em>
Dit screenshot toont duidelijk het forse verschil in stikstofgehaltes tussen verschillende vrachten drijfmest.
Foto: René Koerhuis

Hoger salderende gewassen

Corné Kocks, Lector Precisielandbouw aan CAH Vilentum in Dronten (Fl.), ziet naast potentie in gras en mais ook veel potentie in hoger salderende gewassen als aardappelen, suikerbieten en uien. “Met een NIR-sensor kun je de drijfmest basisgift en bijbemesting beter afstemmen op de variabiliteit aan mineralen en nutriënten binnen een perceel, net als met kunstmest. Ook is mixen van mest minder relevant doordat de NIR-sensor de mest exact identificeert als de juiste ijklijnen geladen zijn.”

Kocks meent dat opbrengstmetingen altijd het uitgangspunt moeten zijn en dat vervolgens de oorzaken van achterblijvende plekken moeten worden bepaald. Dan moet een plan worden gemaakt om de bemesting plaatsspecifiek te optimaliseren. Of minder drijfmest leidt tot dezelfde opbrengst of een gelijkblijvende gift tot meer opbrengst, is niet leidend. “Vul de hoeveelheid stikstof – die via het gewas en anderzins is onttrokken – aan met de juiste plaatsspecifieke bemestingsstrategie die past bij de gebruiksnormen en een gezonde bodemkwaliteit.”

Mestuitlopen met toedienmogelijkheid voor vloeibare kunstmest in dezelfde werkgang op een zodebemester van Veenhuis.<br /><em>Foto: Michel Velderman</em>
Mestuitlopen met toedienmogelijkheid voor vloeibare kunstmest in dezelfde werkgang op een zodebemester van Veenhuis.
Foto: Michel Velderman

Lees het hele artikel in Boerderij 28 van dinsdag 5 maart.

Of registreer je om te kunnen reageren.