‘Smart irrigation’, ‘slimme irrigatie’, verwijst naar technologieën die gebruik maken van hardware, software of een hybride van beide om de waterefficiëntie van irrigatie te optimaliseren en de gewasopbrengst te verhogen. Het huidige aanbod aan slimme irrigatie- systemen haalt gegevens uit apparaten zoals bodemsensoren, satellieten en weerstations en voorziet op verschillende niveaus van beslissingsondersteuning. Bij het bestuderen van de slimme irrigatieoplossingen die momenteel op de markt beschikbaar zijn, en door het spreken met meerdere belanghebbenden, hebben we vastgesteld dat kosteneffectiviteit, gebruiksgemak, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de gegevens de belangrijkste factoren zijn bij het evalueren van een technologie. Ondanks de enorme financiële
besparingen, en tijd- en arbeidsbesparingen die mogelijk zijn door een volledig geautomatiseerd irrigatiesysteem, is er een beperkte acceptatie in de markt voor geavanceerde analyses. Laat staan een volledige integratie van irrigatiesystemen en slimme beslissingshulpmiddelen.
De landbouw is goed voor ongeveer 70% van het water dat vandaag de dag in de wereld wordt gebruikt, en het geeft een te grote hoeveelheid vervuilende stoffen af, zoals voedingsstoffen en pesticiden. Algenbloei, verhoogde waterstress en de afvoer van pesticiden behoren tot de grootste uitdagingen die het watergebruik in de landbouw met zich meebrengt. Als gevolg daarvan worden er regels opgesteld om de waterkwaliteit te beschermen en worden boeren gedwongen om efficiënter te irrigeren. Vanwege de zich snel ontwikkelende regelgeving is slimme irrigatie een aandachtsgebied en dat geeft solide commerciële stimulansen. We hebben gesprekken gevoerd met meerdere boeren, ondernemers en gevestigde aanbieders van irrigatieoplossingen om een volledig beeld te krijgen van waar de sector naartoe gaat.
OVERZICHT VAN SLIMME IRRIGATIEOPLOSSINGEN
Oplossingen kunnen worden onderverdeeld in hardware, software en hybride modellen. Het hardware model bestaat uit insitu metingen van de bedrijfsomstandigheden met sensoren. Die meten bodemvocht en temperatuur. Deze sensoren worden uitgelezen door personeel in het veld, waardoor de datafrequentie sterk wordt beperkt en voorspellende analyses onmogelijk zijn. Het is een legacy-oplossing die tot op heden nog steeds op grote schaal wordt gebruikt, hoewel het vaak leidt tot ongerealiseerd groeipotentieel, slechte besluitvorming en een hoger risico op onder- of overvloeiing. Het softwaremodel bestaat uit een gebruikersinterface die op afstand verzamelde gegevens van bijvoorbeeld satellieten of laagvliegende vliegtuigen uitleest. Een dergelijk model maakt een eenvoudige inbedrijfstelling mogelijk, met een lage kostprijs vooraf. Maar het resultaat van de voorspellende analyse is moeilijk te verifiëren, en het ontbeert informatie zoals de korrelgrootte. Zo zijn de satelliet metingen meestal beperkt tot één a twee centimeter onder de grond, waardoor ze dus geen inzicht kunnen geven in de wortel-bodeminteracties dieper in de grond. Het succes van deze oplossingen is grotendeels afhankelijk van factoren zoals gegevensresolutie en beeldverwerking. Een derde categorie oplossingen maakt gebruik van zowel de digitale als de fysieke infrastructuur en biedt de meeste zichtbaarheid en granulariteit in de bedrijfsomstandigheden. De hardwarecomponent garandeert diepte en breedte van de gegevens en de softwarecomponent genereert bruikbare inzichten. De kosten die aan dit model verbonden zijn, hebben de markt beperkt tot gewassen met een hoge marge, waarbij waterbesparing en optimalisatie van de opbrengst een aanzienlijk rendement op de investering opleveren.
DATA-INPUT EN BELANGRIJKSTE PARAMETERS
De bodemsensor is een van de meest gebruikte hardware voor het verzamelen van gegevens. In een goede werkomgeving levert de bodemsensor een meting uit de eerste hand van de toestand van de bodem, zoals de elektrische geleidbaarheid (een proxy voor de hoeveelheid zout in de bodem), de temperatuur en het vochtgehalte van de bodem, wat van cruciaal belang is voor het vergemakkelijken van de besluitvorming over de bevloeiing. Boeren klagen echter vaak over de nauwkeurigheid, duurzaamheid en connectiviteit van de bodemsensoren. Zo kunnen de meetwaarden van twee bodemsensoren die dicht bij elkaar liggen, aanzienlijk verschillen. Bovendien kunnen ze door de hoge kosten en het beperkte dekkingsgebied onbetaalbaar duur zijn voor toepassing in een groot bedrijf.
De plantensensor wordt beschouwd als de meest directe reflectie van waterstress in een gewas, plant of boom. Het elimineert de onnodige variabelen in de externe omgeving en geeft zicht op condities in het gewas. Het is niet verrassend dat het dekkingsgebied veel kleiner is en het vereist veldkennis om te bepalen hoe de gegevens van een enkele boom representatief kan zijn voor de hele gaard. Omdat het inbedden van een sensor in een plant zonder de groei te schaden een gecompliceerd en gewas specifiek proces is, zijn planten sensoren alleen toepasbaar op een kleine verscheidenheid aan gewassen. Weerstations leggen bedrijfsspecifieke weergegevens vast en spelen een integrale rol bij de berekening van de evapotranspiratie. Ondanks dat weerstations niet tot op het niveau van individuele planten kunnen meten, en ondanks dat het meetgebied te groot is om het microklimaat rond de plant weer te geven, is het een van de meest gebruikte en vertrouwde methodes van telers. Het is belangrijk om op te merken dat in veel gevallen meer korrelige gegevens een beperkte waarde hebben, omdat het water en de bemesting van telers op perceel niveau, niet op plantniveau, plaatsvindt. Zonder gelijktijdige investeringen in irrigatie- en bemestingstechnologie heeft het verkrijgen van meer korrelige gegevens misschien niet eens zin. In de afgelopen jaren zijn ook nieuwe hardware zoals satellieten, drones en laagvliegende vliegtuigen op de markt gebracht als middel om gegevens te verzamelen. Aangezien dit een zeer nieuwe technologie is, wordt deze nog maar op een klein aantal boerderijen gebruikt. Uitdagingen bestaan nog steeds op gebieden als de kwaliteit van de gegevensoverdracht, bijvoorbeeld wanneer die beperkt is doordat er geen verbinding met de drone is. Het beeldverwerkingsalgoritme is een ander gebied dat verder ontwikkeld moet worden, want wat voor avocadobedrijven werkt, werkt niet voor strobessenboerderijen. Wij geloven echter wel in het marktpotentieel van een dergelijke technologie, aangezien deze een volledige dekking biedt en weinig onderhoud vergt. De grote schaalbaarheid en het potentieel voor terugkerende inkomsten van deze technologieën heeft de belangstelling van enkele van de grootste venture capital fondsen ter wereld voor deze sector gewekt. Vanuit investeringsoogpunt is dit een gebied dat we nauwlettend in de gaten houden. De meeste landbouwers gebruiken een combinatie van gegevensverzamelingsmethoden. Een Israëlische commerciële boomgaardboer gaf als commentaar: “Ik gebruik een tensiemeter om de spanning van het bodemwater te meten. Ik heb echter geen vertrouwen in de nauwkeurigheid ervan, omdat te veel variabelen, zoals het bodemtype en de boomgrootte, van invloed kunnen zijn op de meting. Ik gebruik ook een drukbom, die nauwkeurig is maar veel tijd in beslag neemt” Een bloemenkweker in Nederland deelt een soortgelijke strategie door bodemsensor om temperatuur, vochtigheid en spanning in de grond te meten. Een boomgaardboer in Californië legde de noodzaak van het gebruik van complementaire hardware systemen uit en sprak een schijnbaar breed gedeeld gevoel uit: “Ik gebruik bodemvochtigheidssensoren en plantensensoren naast elkaar. Bodemvochtsensoren monitoren de wortelactiviteit onder de grond, zoals de diepte van de irrigatie en de interactie tussen de wortels en de grond eromheen, terwijl plantensensoren de activiteit van de boom boven de grond monitoren, zoals de hoeveelheid water die de boom uit zijn wortels trekt. Ik zou echt willen dat de twee technologieën konden worden gecombineerd en dat de informatie op één plaats kon worden geconsolideerd”
De softwarediensten kunnen worden onderverdeeld in vier fasen van eenvoudig tot geavanceerd, waarbij de minst geavanceerde de visualisatie is van real-time metingen en trends. De meest geavanceerde is een volledig geautomatiseerd irrigatiesysteem zonder menselijke tussenkomst. Hoewel de vraag naar meer geavanceerde softwarediensten naar verwachting zal toenemen naarmate de menselijke arbeid duurder en duurder wordt, lijken de meeste boeren die wij spraken helemaal tevreden te zijn met eenvoudige datavisualisatie, en niets anders te wensen. Een eigenaar van een boomgaard uit Californië geeft dit sentiment als volgt weer: “Ik vind het niet erg om advies te krijgen, maar ik gebruik liever mijn eigen oordeel om te irrigeren” Een notenkweker vatte het samen als een vertrouwenskwestie: “Er is geen behoefte aan voorspellende analyses omdat ik meer weet dan de software over hoeveel en wanneer te irrigeren. Ik vertrouw mezelf meer”
DE ONDERNEMERSERVARING
Het is het vermelden waard dat de eindklanten van slimme irrigatieoplossingen zich tot ver
buiten de agrarische sector hebben uitgebreid. Financiële instellingen (banken, verzekeringsmaatschappijen, enz.) kunnen de oplossing gebruiken om de toestand van een
bepaald bedrijf en de verwachte opbrengst ervan te peilen om een bepaalde risicoscore te bepalen. Grote voedsel- en drankbedrijven kunnen vertrouwen op slimme irrigatiesystemen om de duurzaamheid van hun toeleveringsketen te beheren en resultaten te rapporteren op basis van ESG-parameters. Andere belanghebbenden in de landbouwwaardeketen, zoals zaad- en meststofproducenten, kunnen waarde ontlenen aan slimme irrigatieoplossingen bij het bepalen van de beste bedrijfsomgeving voor hun product tijdens het R&D-proces, en om te bepalen op welke markt een nieuw product eerst moet worden gelanceerd. Gevestigde irrigatiebedrijven willen graag synergiën in de waardeketen creëren. Recente overnames zijn gedaan door gevestigde spelers in de hardwareproductie, zoals de Rain Bird Corporation (overgenomen ClimateMinder in 2012), HydroPoint (overgenomen Baseline in 2016), Rivulis Irrigation (overgenomen Agam en een softwaredivisie Manna Irrigation Ltd., opgericht in 2016). We zien over het algemeen een beeld van een groeiende belangstelling van hardware fabrikanten voor software-integraties. David Zeng, Managing Director van Netafim China, noemde, gevraagd naar zijn advies voor agrarische startups die hun commercialisering willen versnellen: “overheidsmiddelen zoals toelages en subsidies, en het juiste distributiepartnerschip”. Gevraagd naar de overnamepreferentie van zijn bedrijf verklaarde Zeng: “Netafim zal een overname overwegen wanneer de startup complementair is aan onze bestaande portefeuille of een markt van strategisch belang bereikt. Aangezien we alleen hardware verkopen, moet het aanbod van de startup implementeerbaar zijn met onze bestaande oplossingen.”
