9 Perspektiver

Cellesprøjtning af ukrudt i majs

9.1 Forskningsmæssige perspektiver
9.2 Anvendelsesmæssige og administrative perspektiver

9.1 Forskningsmæssige perspektiver

Intelligente kameraer med indbygget computer er kommet på markedet, såkaldte ”Smart Cameras”. Nogle af disse anvender DSP (Digital Signal Processing) eller FPGA (Field Programmable Gated Array) teknik og er ikke helt så enkle at programmere som et mere konventionelt operativsystem. Til gengæld arbejder de med en betydelig højere hastighed. For en cellesprøjte kan man da tænke sig at anvende sådanne kameraer forsynede med passende digitale porte for direkte styring af magnetventilerne. Fordelen ved et sådant system vil være, at man undgår en central computer og et antal ledningstilslutninger, som ofte udgør problematiske punkter på mobile køretøjer og redskaber. Det forventes, at dette vil bidrage til at øge systemets hastighed og dermed få cellesprøjtesystemet til at arbejde med praksisnære fremkørselshastigheder.

Der er arbejdet med faste cellestørrelser i det udviklede cellesprøjtesystem. Dette er imidlertid ikke altid optimalt, idet hver celle behandles ens uanset antallet af ukrudtsplanter i cellen. Der kunne således være en ide i at udvikle et system med dynamiske celler, hvis størrelse er afhængig af ukrudtsdensitet og –fordeling.

Berøringsfrie hastighedssensorer vil kunne give en præcis positionering af sprøjtemålet. Da computervision systemet i forvejen løbende anvender billeder af markens overflade, vil det være yderst interessant at bruge disse billeder til bestemmelse af fremkørselshastigheden. Hastighedsbestemmelse ud fra korrelationsberegninger af to på hinanden følgende billeder er imidlertid forbundet med store udfordringer.

Gennem flere årtier har været gennemført biologiske forsøg over effekten ved brug af forskellige strategier og sprøjtesystemer. Cellesprøjtesystemet fungerer imidlertid anderledes, idet ikke hele marken sprøjtes samtidigt. Det er således afgørende at de potentielle besparelser efterprøves og dokumenteres ved iværksættelse af markforsøg med cellesprøjten.

Der er yderligere behov for, at projektets resultater følges op med en analyse eller beskrivelse af landmænd og sprøjtefabrikanters faglige og økonomiske interesse i cellesprøjtning samt en cost-benefit analyse.

9.2 Anvendelsesmæssige og administrative perspektiver

Der er ikke tvivl om, at et cellesprøjtningssystem som det beskrevne har et stort potentiale for reduktion af herbicidforbruget i majs og andre rækkedyrkede afgrøder. Cellesprøjtningssystemets potentiale mht. reduktion af herbicidforbruget er grundlæggende uafhængigt af, om oplysningerne om behandlingsomfanget og de optagne ukrudtsbilleder lagres centralt eller ej. Alligevel giver det god mening at opsamle oplysningerne om, hvorvidt et givent areal er sprøjtet eller ej, da denne information kan anvendes som dokumentation for udført arbejde. Maskinstationer, der eksempelvis udfører ukrudtssprøjtning på andres vegne, kan med dataopsamlingsmodulet efterfølgende aflevere en digital dokumentation for, hvor på marken der er sprøjtet. Ligeledes vil de registrerede informationer kunne bruges til at analysere årsagerne til f.eks. for dårligt sprøjteresultat. Med informationerne i hånden er det muligt at sige, om et givent område i marken er behandlet, samt hvor mange af dyserne, der var åbne hhv. lukkede.

Det er i øvrigt kendt viden, at herbiciddoseringen bl.a. skal afpasses efter ukrudtstætheden i marken. Det er dog ofte et problem, såvel økonomisk som med hensyn til tidsforbruget, at få lavet de nødvendige registreringer af ukrudtstæthed i marken. Et nyligt afsluttet projekt om beslutningsstøttesystemet Planteværn Online viste, at den manglende tid til markregistreringer var en vigtig årsag til, at Planteværn Online ikke har opnået den store udbredelse i praksis (Jørgensen et al., 2007). Kunne ukrudtsfotos fra cellesprøjtningen gemmes i en central database, vil der være mulighed for at udnytte disse på forskellig vis. Den ultimative anvendelse er en artsidentifikation af hver enkelt ukrudtsplante (Søgaard, 2005).

De nævnte ukrudtsfotos ville dog også kunne benyttes på mindre sofistikeret vis. Med afsæt i de registrerede oplysninger om antallet af sprøjtede og usprøjtede felter (der jo er en direkte afspejling af ukrudtsintensiteten), er det muligt at vurdere om doseringen skal justeres op eller ned til næste sprøjtning. Dette gælder ikke kun inden for den aktuelle vækstsæson i den pågældende majsmark, men vil formentlig også kunne bruges til at graduere doseringer af herbicider i andre afgrøder, som måtte dyrkes i sædskifte med majsen.

Majs er en afgrøde, som ofte dyrkes på samme areal år efter år, primært fordi majsen kvitterer positivt for et varmt lokalklima, og der derfor ofte vælges marker med læ og god soleksponering. En af ulemperne ved dette er, at det manglende sædskifte giver gode muligheder for opformering af gråbynke, tidsler og andre rodukrudtsarter. Et af de tidligere nøgleherbiciderne mod disse ukrudtsarter, clopyralid (handelsnavn: Matrigon) er efter seneste revurdering ikke længere godkendt til majs på grund af, at udvaskningsmodeller forudsiger uacceptabel udvaskning af aktivstoffet. Derfor må der i praksis anvendes alternative, og ikke så effektive ukrudtsmidler mod rodukrudtet. Anvendelse af cellesprøjtning, hvor det eksempelvis kan dokumenteres at under 10% af arealet bliver behandlet, kunne måske åbne for en ny godkendelse af clopyralid og måske også andre aktivstoffer, som hidtil ikke har kunnet godkendes i majs, men som ved cellesprøjtning samlet set ville kunne minimere miljøbelastningen ved ukrudtsbekæmpelsen i majs.

En anden problemstilling, hvor cellesprøjtning kan bidrage, er dyrkning af GMO-afgrøder. Majs er en af de afgrøder, hvor sorter med tolerance over for glyphosat er under afprøvning i Danmark. Det har været diskuteret, om dyrkning af disse GMO-afgrøder vil være en gevinst for miljøet (Lassen et al., (2008), eller om resultatet vil blive klinisk rene majsmarker uden indhold af restukrudt, som bl.a. kunne tjene som fødegrundlag for forskellige dyr. Cellesprøjtning vil i den forbindelse kunne bidrage ved at muliggøre en reduktion af den nødvendige mængde glyphosat til at bekæmpe ukrudt på et givet areal, men vil ikke nødvendigvis resultere i en større mængde restukrudt.

Cellesprøjtning giver dog mulighed for at lægge forskellige tærskler ind for ukrudtsbekæmpelse i en given celle, således at der kan lægges størst vægt på at bekæmpe det ukrudt, som står nærmest majsplanterne, og som konkurrerer stærkest med disse. Derved kan man formentlig tolerere en vis mængde ukrudt mellem rækkerne til fordel for naturindholdet på marken. Der er ikke gennemført undersøgelser af dette, men det er en interessant mulig sidegevinst ved anvendelse af cellesprøjtning i majs og andre konkurrencesvage rækkeafgrøder.

Det valgte ISO-format for automatisk dataoverførslen af sprøjtetekniske data understøtter endvidere overførsel af en lang række andre redskabsdata. Dette kan udnyttes, hvis sprøjtens aktuelle flowmålinger, dvs. den udsprøjtede mængde i l/ha, også opsamles og sendes til den centrale server. Allerede i dag er dataopsamlingsmodulet således i anden sammenhæng udvidet med en serielport, så en Hardi 5500 sprøjtecomputer kan indlæse redskabsdata, herunder flowmålinger. På længere sigt kunne den type dokumentation også tænkes anvendt som gyldig dokumentation for overholdelsen af den geografiske udstrækning af en behandling samt behandlingsintensiteten på arealer, hvor jordbruget er underlagt miljømæssige restriktioner.

I 2005 blev sporbarhedsdirektivet (EU178/2002) indført i EU, hvilket på et tidspunkt antageligt vil betyde, at varer, der har en udførlig sporbarhed får en højere værdi end varer, hvor produktionsforholdene ikke kan dokumenteres. I dag gør dette sig kun gældende for meget få varegrupper. Alternativet kunne også være, at sporbarhed og dokumentation i stedet for at udløse en merpris bliver selve adgangsbilletten til markedet.

Uanset om det bliver det ene eller det andet, vil dette dokumentationsarbejde skulle udføres, og dermed kunne et automatisk registreringssystem svarende til det ovenfor udviklede system med et slag få ekstra interesse – ikke blot til registrering af pesticidanvendelse, men også til registrering af andre relevante markoperationer, eksempelvis husdyr- og handelsgødningsudbringning.

For at komme dertil kræves et brugerinterface, der gør det muligt at indtaste, hvad man er i gang med at udføre i marken. Traktorføreren skal hermed ved hver arbejdsoperation indtaste præcist, hvilken type gødning eller sprøjtemiddel, han nu har i tanken. Dette vil være besværligt og indebære en relativ stor risiko for fejlregistreringer. Kunne denne sidste del også automatiseres, ville dette trivielle registreringsarbejde ikke længere skulle udføres af landmanden, og der kunne være meget, der talte for at udbrede automatisk dataregistrering til en lang række områder. Der vil naturligvis være et etisk aspekt, eftersom jordbrugeren med denne funktionalitet installeret i sine landbrugsmaskiner let vil kunne føle sig som en del af et overvågningssamfund. Om dette kan retfærdiggøres af, at landmanden alligevel skulle foretage de tilsvarende registreringer, bør analyseres nærmere.

Dataopsamlingssystemet er som beskrevet tidligere udvidet til også at kunne håndtere central lagring af billeder. Selvom ISO-protokollen ikke var særligt egnet til realtids-overførsel af billeder, er det dog i nærværende projekt demonstreret, at ukrudtsbilleder kan overføres og lagres centralt tilsvarende sprøjte-styringsinformationerne. Projektet omfattede ikke udvikling af en brugerflade samt funktionalitet til yderligere billedeanalyse. Alligevel åbner projektets resultat for nye perspektiver mht. en efterfølgende analyse af markens ukrudtsbestand. Rent manuelt vil det være muligt at udtrække og visuelt analysere et udsnit af billederne for derigennem at give et groft skøn over markens ukrudtssammensætning. Dette manuelle arbejde vil dog være uendeligt tidskrævende, hvis det skulle have et nogenlunde repræsentativt omfang for en hel mark. Det ville være langt mere perspektivtrigt, hvis de udviklede algoritmer til digital ukrudtsgenkendelse på artsniveau (Søgaard, 2005) omlægges til at kunne afvikles på en web-server. Hermed ville man – med afsæt i de indkomne billeder fra marken – kunne producere detaljerede kort over ukrudtssammensætningen på markniveau. I praksis ville analysearbejdet sandsynligvis skulle sættes i gang som natlige batchkørsler på serveren, da det kræver overordentligt meget tid og processorkraft at analysere det meget store antal billeder, der skal analyseres pr. hektar. Denne del er ikke afprøvet i nærværende projekt, men alt tyder på, at det rent teknisk vil være muligt. Kvaliteten af resultatet vil primært afhænge af algoritmernes evne til at genkende ukrudt på artsniveau, samt hvor mange arter, der overordnet kan genkendes rent digitalt.