Baanbrekende realtime bodemanalyse met SoilReader

SoilReader wordt door zijn bedenker Erik Eising uit Winnipeg (Can.) omschreven als een ‘bodemdigitizer’. Het apparaat maakt gebruik van zichtbare en nabij-infraroodspectrometrie (VNIRS). Deze realtime bodemanalysetechnologie tilt onder meer het vastleggen van koolstof, het variabel toedienen van meststoffen en meten van gewasopbrengsten naar een hoger plan.

Tekst gaat verder onder de foto

SoilReader zal vanaf eind 2023 verkrijgbaar zijn als universele bevestiging op een grondfrees of zaaimachine, als driepuntsbevestiging voor een trekker en als autonoom apparaat.

Realtime bodem detecteren met VNIR

​Realtime detectie van voedingsstoffen in de bodem, vocht en meer is al mogelijk met diverse sondesystemen. Daarnaast bestaan er al een paar jaar machines die VNIR-analyses uitvoeren van bodemmonsters in een lab. SoilReader combineert beide technieken.

Tekst gaat verder onder de foto

De spectrometer meet realtime de diepte van de bodem, zodat je koolstofmetingen vanaf het oppervlak tot dieper in de bodem kunt uitvoeren.

VNIR-spectroscopie maakt gebruik van golflengten in het zichtbare en NIR-bereik om patronen te identificeren en vergelijkende, gekalibreerde referenties te gebruiken voor een gedetailleerde analyse van bodemeigenschappen. Het wordt gebruikt in vele industrieën voor analyses van farmaceutische producten, voedingsmiddelen, landbouwproducten en nog veel meer.

VNIR-spectroscopie is nauwkeurig, betrouwbaar, snel, en kostenbesparend vergeleken met andere analyses. SoilReader kun je integreren met elk platform voor variabele toediening, “We willen integreren met verschillende precisieplatforms, zodat zoveel mogelijk boeren van onze technologie kunnen profiteren”, legt Eising uit.

Eising introduceerde SoilReader op landbouwbeurs Agritechnica in 2019. Op Agritechnica 2023 presenteert hij het apparaat opnieuw.

Tekst gaat verder onder de video

Interesse in innovatieve technologieën

Soilreader is het geesteskind van Eising, een Nederlander met een agrarische achtergrond die in de jaren 80 emigreerde naar Canada. “Ik was altijd al geïnteresseerd in bodemanalyses,” vertelt Eising. “Tijdens mijn bacheloropleiding groef ik sleuven en bekeek ik bodemprofielen. In 1980 ben ik in Canada gaan boeren. Eind jaren 90 hernieuwde ik mijn interesse in wetenschappelijk onderbouwde innovatieve technologieën. Begin jaren 2000 maakte ik kennis met VNIRS-pionier Dr. Phil Williams, Hij werkte begin jaren 70 aan ’s werelds eerste VNIRS-toepassing in de praktijk. Ik wilde meer weten over de VNIRS-wetenschap en Williams werd mijn mentor.”

In 2005 werd Eising lid van groep wetenschappers die VNIRS gebruikt voor mestanalyse van drijfmest.

Tekst gaat verder onder de foto

SoilReader is het geesteskind van Erik Eising, een Canadees met Nederlandse roots en een agrarische achtergrond. “Ik was altijd al geïnteresseerd in bodemanalyses.”

Realtime toepassing van VNIRS in bodem

Eising dacht vervolgens na over de realtime toepassing van VNIRS in de bodem. “Ik onderzocht octrooien en patenten,” zegt hij. “Ons systeem laten patenteren was het doel, want dan kunnen we naar investeerders en SoilReader vermarkten. Het was een vergaarbak van kennis, spectroscopieontwerp, agronomie, bodemanalyse, bodemkunde, spectrometertechniek, softwaretechniek, hardwaretechniek en kalibratieontwikkeling, waarbij we keken naar hoe een spectrometer de bodem kon analyseren.”

Op een dag in 2013, nadat hij een draagbare minispectrometer met flexibele vezel had gebruikt om bodemprofielen te onderzoeken, zat Eising aan het ontbijt. “Ik had een Blackberry-smartphone in de hand en bekeek hoe dun dat apparaat is. Er zit een lampje in, en je hebt een lampje nodig om VNIR te laten werken om onder de grond te kunnen kijken,” zegt hij.

Eising en zijn collega’s vroegen een Amerikaans octrooi aan. Dat werd eind 2017 verleend. Vervolgens haalden ze kapitaal op en vonden ze een softwareontwikkelaar. Ze konden door met het afronden van het ontwerp en het uitvoeren van tests.

Tekst gaat verder onder de foto

De spectrometer en de lamp zijn geplaatst in een hoogwaardige koolstofstalen kouterschijf. De schijf is grondig getest op duurzaamheid.

Ontwerp SoilReader

Het ontwerp van SoilReader maakt een efficiënte kalibratie tegen lage kosten mogelijk. “De complexiteit van de kalibratie is vanaf het begin meegenomen”, zegt Eising. “We wilden een ontwerp waarbij boeren geen veldkalibraties hoeven uit te voeren.”

Eising ontmoette op Agritechnica 2019 Craig Dennis, een Australische boer en ervaren op het gebied van precisielandbouw. Dennis sloot zich aan bij Eisings team en ging tijdens de coronopandemie over tot het bouwen en testen van prototypes in zijn thuisland Australië.

Tekst gaat verder onder de foto

De diepte is ongeveer 15 cm, maar je kunt een kouterschijf met een grotere diameter plaatsen om dieper in de bodem te gaan.

Dennis liet een machine werken op een breedte van 12 meter bij 16 km/u. “Dit genereerde 340 actieve gps-waarnemingen per hectare op vijf verschillende dieptes in de bodem. Dat komt uit op 25.500 analyses van bodembestanddelen per hectare, 140 analyses per seconde”, zegt Eising. “Dit zijn verbazingwekkend nauwkeurige en betrouwbare gegevens in real time. SoilReader voegt meer bodembestanddelen toe aan de bestanddelen die we al aanbieden. Onze huidige technologie biedt grote mogelijkheden voor het modelleren van gewasopbrengsten en koolstofopslag.”

Eising legt uit dat alle gegevens gedigitaliseerd zijn met een tijdindicatie en dat je het veld op verschillende manieren kunt analyseren. “Naarmate we het algoritme uitbreiden, kun je gegevens die maanden of zelfs jaren eerder zijn verzameld snel en eenvoudig analyseren.”

Auteur: Treena Hein; vertaling: Willeke Seevinck

Lees ook: Voordelen van de grond variabel bewerken