Twee innovatieve onkruidbeheersingsmethoden voor in de rij worden ontwikkeld en uitgetest op het Proefstation voor de Groenteteelt: RTK-GPS-gestuurd schoffelen en het zandstralen van de onkruiden. De eerste resultaten zijn veelbelovend, al is er nog ruimte voor verbetering. Komende winter werken de onderzoekers en techniekers aan een verdere optimalisatie van de machines.

In het CCBT-project I-ROWeed, worden twee alternatieve innovatieve technieken ontwikkeld en uitgetest om een onkruidbeheersing in de rij toe te passen: RTK-GPS-gestuurd schoffelen en zandstralen van onkruiden in de rij. Het zijn twee technieken die door constructeurs op dit moment nog niet standaard op de markt gebracht worden. Voor beide technieken is binnen het project een stuk ontwikkeling voorzien, maar ook de validatie in het veld en de vergelijking met andere onkruidbeheersingstechnieken worden in het project meegenomen.

Onkruidbeheersing in de rij blijft moeilijk

Mechanische onkruidbeheersing staat al ver. Schoffelen is daarbij waarschijnlijk de meest gebruikte techniek in de tuinbouw. Een standaard schoffel is echter enkel geschikt voor een onkruidbeheersing tussen de gewasrijen. Om ook in de rij het onkruid te beheersen moet een andere, of combinatie met een andere techniek, toegepast worden. Denk daarbij aan een wiedeg, vingerwierder, etc. De resultaten hiervan zijn sterk afhankelijk van de gewasgrootte en de omstandigheden.

Ook bestaan er een aantal precisietoepassingen. Een van de mogelijkheden binnen deze toepassingen is het gebruik van een cameragestuurde schoffel. Dit is een schoffel met extra messen die in en uit de plantrij kunnen gaan. Een camera herkent de planten en stuurt deze messen aan om in de rij te schoffelen en tijdig weer uit de rij te gaan zodat het gewas niet beschadigd geraakt. Deze techniek is duur, de besturing is een black-box en men is voor ondersteuning aangewezen op de fabrikant (die dit dan hopelijk blijvend ondersteunt en niet over de kop gaat).

Bovendien volstaat deze techniek niet voor alle teelten. In kolen gebeurt het bijvoorbeeld dat planten een beetje scheef staan. Het centrum van de plant dat door de camera langs boven herkend wordt komt dan niet overeen met de  werkelijke plantvoet, waardoor de plant afgesneden wordt. Ook na het sluiten van het gewas werkt een dergelijk systeem niet of minder goed. De grote moeilijkheid zit ook in warme, natte periodes, wanneer onkruid na mechanische beheersing snel weer terug kan groeien. Wanneer enkele natte weken zich voordoen in de zomer, blijft het met bovengenoemde systemen moeilijk om een perceel onkruidvrij te houden.

Schoffelen in de rij met RTK-GPS

Een eerste techniek die in het project wordt onderzocht is het schoffelen in de rij op basis van de RTK-GPS positie van de planten in plaats van beeldherkenning. Daarvoor is het van belang dat er ook met RTK-GPS geplant wordt. Bij het schoffelen weet de machine dan wanneer de messen in en uit de rij moeten gaan. Mechanisch bestaat het systeem uit een klassieke schoffel die werd uitgerust met bewegende messen die door een pneumatische cilinder in en uit de rij gebracht worden. De aansturing gebeurt via het RTK-GPS systeem van de tractor. De meeste RTK-GPS systemen stellen hun locatiedata ter beschikking via het NMEA protocol. Hierdoor is dit een open systeem dat niet afhankelijk is van één enkele fabrikant.

Deze innovatie kwam ook aan bod in een workshop onkruidbeheersing op de Netwerkdag 'Techniek in bio tuinbouw'.
Bekijk hier het filmpje van de demo, vanaf 4:31.

‘Zandstralen’ van de onkruiden

De andere techniek is die van het zandstralen van de onkruiden in de rij, de onderzoekers doopten dit het ‘wiedstralen’. Hierbij worden met zandstraalpistolen gericht op de plantenrij, de onkruiden in de rij selectief aangepakt. De machine wordt zo ingesteld dat het cultuurgewas hierbij gespaard blijft. Het is een techniek die ontwikkeld werd in Amerika, waar het al getest werd in maïs, soja en tomaten. Eén van de pionieren van dit onderzoek, Sam Wortman, geeft aan dat deze techniek ook kan werken in ander groentegewassen. Interessant aan deze techniek is ook dat verschillende types partikels gekozen kunnen worden. Zo kan zand gebruikt worden, maar bijvoorbeeld ook gemalen walnootdoppen of mestkorrels.  Een bijkomend voordeel is bij deze techniek dat er gewerkt kan worden bij nattere omstandigheden in vergelijking met het schoffelen.

Het Proefstation voor de Groenteteelt bouwde een testopstelling van deze machine. In de fronthef wordt een compressor gedragen die aangedreven wordt door middel van de aftakas. De lucht wordt naar de achterkant van de tractor gebracht, waar een balk met zandstraalpistolen bevestigd is. De partikels worden gravitair aangevoerd vanuit een oude meststofstrooier. Zowel het luchtdebiet als het debiet van de partikels kan geregeld worden.

De nieuwe technieken in de praktijk

Beide technieken werden het afgelopen groeiseizoen uitgetest. Bij het schoffelen in de rij werd in eerste instantie gekeken naar de rijsnelheid die behaald kon worden en de mogelijke precisie van de instelling van de machine. Dit werd gedaan in spitskool als gewas, met een platafstand van 30 cm. Bij het wiedstralen werden dan weer verschillende partikels getest op hun werkzaamheid. Dit werd gedaan in selder. Aangezien selder een gevoelig gewas is, werd dit gekozen om de selectiviteit van de behandeling goed te kunnen beoordelen.

De juiste snelheid en de juiste precisie

Bij het schoffelen werden drie verschillende snelheden uitgetest: 500 m/s, 900 m/s en 1300 m/s. Voor elke snelheid werden eveneens drie verschillende instellingen uitgetest betreffende de precisie van de machine. Op 30 juli werd er ingesteld om 120, 125 mm en 130 mm voor de plant uit de rij te gaan en na de plant in de rij te gaan. Omdat de onderzoekers na de eerste behandeling oordeelde dat dit verder verfijnd kon worden werd er op 12 augustus opnieuw een schoffelbeurt uitgevoerd waarbij de instellingen verder verfijnd werden tot 75, 85 en 95 mm. Bij andere schoffelbeurten werd er vrij geëxperimenteerd om meer voeling te krijgen met de machine.

Bij de hoogste snelheid en de fijnste instelling werd nog steeds geen schade aan het gewas waargenomen. Waar er geschoffeld werd in de rij, was de bestrijding voldoende te noemen, gelijkaardig aan deze tussen de rij met de vaste schoffelmessen. Minpunt was wel dat, indien er verder niets gedaan werd, er rondom de cultuurplanten ruimte ontstond voor onkruidgroei. Deze techniek is dus (nog) niet geschikt om als enige techniek voor onkruidbestrijding te gebruiken. Voor de onkruiden rondom de cultuurplanten moet dus nog een andere oplossing gevonden worden. De onderzoekers denken verder ook na om het design van de schoffelmessen die in de rij gaan zo aan te passen dat een nog groter oppervlak in de rij meegenomen wordt in de behandeling.

Elk partikel heeft andere eigenschappen

Bij de proef met het wiedstralen in de rij was de techniek nog niet robuust genoeg om een goede beoordeling van de proef te doen. Het grootste probleem hierbij was de opstopping van de leidingen met de gebruikte partikels. Hoewel de gebruikte compressor een vochtafscheider heeft, condenseert er toch nog te veel vocht in de leidingen waardoor de partikels samenklitten en verstoppingen veroorzaken. Hoewel de proefresultaten beperkt bruikbaar zijn kunnen toch een aantal observaties meegegeven worden over de verschillende partikels die uitgetest werden.

De volgende partikels werden uitgetest: maïsgrit, bentontiet, mini-gran mestkorrel en gemalen okkernootschil. De beste resultaten werden bekomen met het maïsgrit. Zeker voor kleine onkruiden was dit de beste keuze. Bij grotere onkruiden presteerde de gemalen okkernootschil dan weer beter. Door de zeer fijne partikelgrootte kon deze de bladeren van de grotere onkruiden volledig tot moes maken, waarna deze afstierven. Zowel de bentoniet als de meststofkorrel waren zeer gevoelig voor vocht met opstoppingen tot gevolg. Geen enkele van de partikels zorgde voor noemenswaardige schade aan het gewas. De zandstraalpistolen werden hiervoor zodanig afgesteld dat enkel het onderste, sterkere, stuk van de selder, in aanraking kwam met de partikels.

Er is nog ruimte voor verbetering

Beide technieken kunnen nog verder verbeterd worden. Bij het schoffelen op RTK-GPS willen de onderzoekers tegen volgend jaar werken aan het design van de schoffelmessen die in de rij gaan. Daarnaast willen ze de absolute positie van de planten loggen tijdens het planten. Op dit moment werkt de techniek enkel relatief waarbij het juiste startpunt bij het schoffelen gekozen moet worden zodat dit overeenkomt met het startpunt van het planten. Wanneer de absolute posities van de planten gelogd kan worden, maakt het niet meer uit waar het startpunt van het schoffelen gekozen wordt om een goed resultaat te bekomen.

Voor het wiedstralen willen de onderzoekers werken op de condensatie in de leidingen die voor verstoppingen zorgen. Een vochtafscheider dichter bij de zandstraalpistolen kan hierbij helpen. Volgend jaar staan opnieuw enkele proeven met deze technieken gepland. Zo zal het wiedstralen getest worden in verschillende gewassen om meer inzicht te krijgen in de selectiviteit van de techniek en staat er een grote proef gepland waarin beide technieken uitgetest zullen worden samen met klassieke onkruidbestrijdingsmethoden voor in de rij (vingerwieder, wiedeggen, etc.).

Meer info?
renik.van.den.eynde@proefstation.be