IoT-Gestuurde Plaagdetectie: Een Uitgebreide Gids En De Voordelen

Insecten en knaagdieren zijn altijd een last geweest voor boeren. Ze voeden zich met hun inspanningen en vestigen zich in gewassen om verschillende ziekten te verspreiden. Het controleren en handhaven van hun populatie is daarom belangrijk voor een boer om de gewasgezondheid te waarborgen.

Bestrijdingsmiddelen en insecticiden hebben een grote rol gespeeld bij het voorkomen van besmettingen. Echter, ze bergen verschillende milieu- en maatschappelijke gevolgen. Extreem gebruik van bestrijdingsmiddelen kan leiden tot ernstige water- en bodemverontreiniging en kan planten ook vergiftigen met schadelijke chemicaliën. Bovendien worden insecten en bugs tegenwerend tegen ze door continue blootstelling, wat boeren dwingt om te vertrouwen op zwaardere bestrijdingsmiddelen. Hoewel andere methoden zoals genetische zaadmanipulatie ook worden gebruikt om gewassen robuuster te maken tegen plaagaanvallen, zijn ze voor praktische toepassing redelijk duur.

De uitvoering van Internet of Things in de landbouwsector heeft een grote ontwikkeling gebracht met betrekking tot op-het-veld plaagbeheer. Een boerderijeigenaar kan nu verschillende sensoren gebruiken om de groei van plagen te monitoren en verdere tegenmaatregelen te nemen om ze te beheren. Hieronder volgt een lijst van verschillende sensoren die worden gebruikt om de groei van insecten te identificeren en te volgen.

Sensoren Gebruikt Voor Plaagdetectie

1) Laag-Vermogen Camera's En Sensoren

Beeldopnamesensoren voor plaagdetectie zijn populair onder boeren vanwege de lage kosten en hoge return on investment. Ze installeren een goedkope beeldsensor in vallen die afbeeldingen van plagen erin vastlegt en deze draadloos naar een gecentraliseerd platform stuurt. Op basis van het aantal insecten in de vallen bepalen boeren de locatie van insectenbesmetting en ondernemen stappen om ze uit de velden te verwijderen. Naast de lage kosten biedt deze sensor ook voordelen in termen van hoge schaalbaarheid en mobiliteit.

2) Hoog-Vermogen Thermische Sensoren

Laag-vermogen beeldsensoren maken alleen willekeurige afbeeldingen van insecten die met het blote oog zichtbaar zijn. Echter, diverse pathogenen van millimeters groot veroorzaken ook verschillende gewasziektes in de velden.

Thermografie is een methode die thermische en infraroodsensoren gebruikt om de hoeveelheid licht te meten die door een oppervlak wordt gereflecteerd. Elk oppervlak reflecteert een afzonderlijke hoeveelheid lichtenergie, wat ook de spectrale handtekening wordt genoemd. Planten en bodem hebben een speciaal spectraal spectrum dat vooraf is vastgelegd in spectrometers. In het geval een pathogeen het oppervlak van de plantenbedekt, zal het spectrumbereik van de plant veranderen, wat een aanval door de plagen aangeeft. Deze methode is zeer effectief in het detecteren van insecten en hun levenscyclusstadium. Echter, deze methode is duur en gevoelig voor veranderingen in omgevingsomstandigheden.

3) Fluorescentie Beeldsensing

In deze methode wordt de hoeveelheid chlorofyl in een plant gemeten op basis van de verandering in fluorescentieparameters. Een optische camera neemt afbeeldingen van een plantenblad en vergelijkt dit met bestaande afbeeldingen van een gezond blad. Verandering in chlorofylpatronen duidt op de aanwezigheid van pathogenen of plagen.

Hoewel deze methode de aanwezigheid van plagen in een gewas detecteert, is de toepasbaarheid in velden sterk beperkt door schaalbaarheidsproblemen. Bovendien kan deze methode alleen worden gebruikt met gewassen die chlorofyl bevatten.

4) Akoestische Sensoren

Het detecteren van bugs en knaagdieren door geluidsdetectie is een andere effectieve manier om de plantenkwaliteit te waarborgen. Draadloze akoestische sensoren op willekeurige locaties in een veld kunnen geluidsgolven van insecten opvangen. Locaties met hoge geluidsgolven duiden op een hogere concentratie van bugs. Een boer kan dus bestrijdingsmiddelen op deze locaties spuiten om de kwaliteit van de gewassen te waarborgen.

Deze kosteneffectieve methode biedt hoge nauwkeurigheid in het detecteren van plaagbesmettingen en kan op grotere schaal worden gebruikt. Echter, de nauwkeurigheid daalt drastisch bij regenachtige en winderige weersomstandigheden.

5) Gas Sensoren

Planten die onder stress staan produceren specifieke vluchtige chemische verbindingen. Deze verbindingen verschillen op basis van de stress die ze voelen. Bijvoorbeeld, een verbinding afgifte door omgevingsverandering zal anders zijn dan de verbinding uitgezonden door plaagbesmetting. Daarom moeten deze verbindingen bestudeerd worden voordat ze kunnen worden gebruikt voor het identificeren van aanvallen door bugs of knaagdieren.

Eenmaal deze verbindingen bestudeerd zijn, kan een gassensor worden gebruikt om de aanval door plagen of het type en de aard van de infectie te identificeren. Het enige nadeel van deze methoden is de bemonstering die vereist is om vluchtige verbindingen voor data-analyse te verzamelen.

Voordelen Geboden Door IoT-Gebaseerde Plaagbestrijdingssystemen

Deze sensoren helpen boeren om locaties in hun velden te richten die besmet zijn met insecten en pathogenen. De data die via deze sensoren wordt verzameld, wordt direct draadloos naar een gecentraliseerd platform overgebracht. Door dit platform te gebruiken, kan een boer de gezondheid van zijn gewas op afstand monitoren en beschermen tegen de aanval van insecten en knaagdieren. De voordelen die IoT biedt aan de landbouwsector in termen van plaagbestrijding zijn:

1) Monitoring Van Plaagbesmetting En Gewasgezondheid

Door externe monitoring kan een boer gemakkelijk informatie verzamelen over de aanwezigheid van insecten en knaagdieren. Sensoren geplaatst in verschillende hoeken van het veld detecteren de besmetting van plagen of pathogenen en sturen dit naar een dashboard. Een boer kan dit dashboard gebruiken om direct verbinding te maken met zijn velden en de gewasgezondheid te managen.

Externe plaagmonitoring heeft handmatige inspectie en willekeurige locatiebezoeken drastisch verminderd. Boeren kunnen nu gebieden die beïnvloed zijn door bugs richten en bestrijdingsmiddelen alleen op de vereiste gebieden spuiten. Dit vermindert het onnodige gebruik van bestrijdingsmiddelen aanzienlijk, wat de kansen op gewasvergiftiging en milieubezetting minimaliseert. De verzamelde data kan ook worden gebruikt om het insectenras en hun populatie in de beïnvloede gewasgebieden te identificeren.

2) Weermonitoring En Analyses

De data verzameld van plaagdetectiesensoren, wanneer correct vastgelegd en geanalyseerd, kan de aanval door plagen voorspellen. Het bijhouden van weersomstandigheden en fokpatronen kan ook helpen bij het identificeren van het bedreigingsniveau van plaagpopulaties.

Tijdens de fokseizoenen is de kans op besmettingen extreem. Bovendien voeden knaagdieren zich met gewassen om vet aan te zetten voordat ze in winterslap gaan. Predictieve analyses maken gebruik van dergelijke informatie om patronen en trends van waarschijnlijke plaaguitbarstingen en zwermen aan te leggen. Op basis van het type plaagbesmetting en hun populatie kan de analysefunctie ook stappen voor toekomstige preventie en informatie voor complete behandeling aanbevelen.

3) Geautomatiseerde Gewasgezondheidsmonitoring

Geïntegreerd plaagbeheer (IPM) is een proces dat wordt aangemoedigd om ecologische, sociale en economische gevolgen van plaagbestrijding te begunstigen. Het is een benadering die zich richt op het beperkte gebruik van bestrijdingsmiddelen om plaagschade te managen en de minst mogelijke bestrijdingsmiddel-gerelateerde risico's te lijden.

De implementatie van IoT in het IPM-systeem zal tijdrovende operaties automatiseren zoals handmatige datapuntmeting en inspectie. Automatisering maakt het proces nauwkeuriger, kosteneffectiever en helpt boeren om direct actie te ondernemen op basis van de reactie van de sensoren. Het gebruik van bestrijdingsmiddelen wordt ook geoptimaliseerd, wat de milieubezetting en schade aan gewasgezondheid verder vermindert.

CONCLUSIE

Het is belangrijk voor een boerderijeigenaar om plagen uit zijn veld te controleren en te verwijderen om de gewasgezondheid te waarborgen. De komst van IoT in de landbouwsector heeft een boer in staat gesteld om plaagbesmetting op afstand te monitoren en te controleren. Met een eenmalige investering kan een boer een IoT-aangedreven plaagbestrijdingssysteem integreren in zijn boerderij en de aanwezigheid van bugs en knaagdieren nauwkeurig detecteren zonder handmatige inspectie. Echter, de volledige capaciteit van IoT in de landbouw berust op het gecombineerde gebruik van de landbouw-gebaseerde toepassingen. Externe plaagbestrijding samen met gewasbeheer, weermonitoring en veehouderijbeheer maakt de ontwikkeling van verschillende moderne landbouwbenaderingen mogelijk die de landbouwsector in het verleden nooit heeft gezien.