NIRS Mestgehalten bepalen

In Nederland kampt men al jaren met een overschot aan mest. Om milieuschade te voorkomen is er in de wet vastgelegd hoeveel mest er per hectare uitgereden mag worden. Vanwege de steeds strenger wordende wet- en regelgeving wordt het voor zowel akkerbouwer als veehouder steeds belangrijker om mest precies toe te dienen. Met behulp van het NIRS systeem kunnen agrarisch ondernemers preciezer en sneller analyseren. Er wordt hiermee ingespeeld om de ontwikkelingen in de agrarische sector.

Doel

Door middel van NIRS (Nabij Infrarood Spectografie sensor) kunnen stikstof- en fosfaatgehalten in mest direct op het transportvoertuig worden gemeten. Door dit systeem is het huidige systeem van mestmonsters opsturen naar het laboratorium niet meer nodig. Volgens de wet is het verplicht om inhoud van mest te meten als het wordt getransporteerd naar een ander bedrijf. Met deze nieuwe techniek kan ingespeeld worden op de wensen van de klant door sneller en preciezer te analyseren. Ook is het mogelijk om inhoud van mest te meten op de bemester. Zo kan er plaatsspecifiek de juiste hoeveelheid mest geïnjecteerd worden. Natuurlijk is ook dit een voordeel voor de agrarisch ondernemer.

Mogelijkheden

Een NIRS sensor kan in principe op elke leiding waar mest doorheen gevoerd wordt gemonteerd worden. Het is in Nederland verplicht om de te transporteren mest te laten analyseren op inhoudelijke waarden. Het systeem kan gecombineerd worden met deze transporten. De sensor is al goedgekeurd om voor de overheid te meten. Hierdoor wordt het mogelijk om het NIRS systeem als vervanger van het huidig bemonsteringssysteem te gebruiken. Als grootste voordeel wordt de snelheid en precisie van meten geprezen. Wat met de steeds strenger wordende wet- en regelgeving echter zeker zo belangrijk wordt zijn de exacte hoeveelheden stikstof (N) en fosfaat (P₂O₅). Met behulp van de NIRS sensor wordt het mogelijk om tijdens het bemesten al rekening te houden met de inhoudsstoffen in de mest. Hierdoor wordt overbemesting vermeden en kan er nog preciezer gewerkt worden met de huidige uitrijmogelijkheden.

Werking

Het NIRS systeem werkt met een near infrared sensor. Deze meet elektromagnetische straling in het spectrum 780 nanometer tot 10 micrometer. De sensor staat in een hoek op de leiding waar mest doorheen stroomt. Door specifieke bandbreedtes te meten wordt er bekend hoeveel N en P₂O₅ er in de mest zit. Er worden zo’n 50 metingen per seconde uitgevoerd. Via ISOBUS kunnen de gegevens gebruikt worden om door te sturen of om direct te gebruiken om plaatsspecifiek te bemesten. Dit is te zien in Figuur 1.

Figuur 1. NIRS systeem

De afwijkingen van de NIRS sensoren worden door de juiste ijklijnen steeds kleiner gemaakt. Door het verder uitbreiden van het ijkmodel proberen fabrikanten de afwijking van hun NIRS sensortechniek steeds verder te verfijnen. Laboratorium analyses moeten wettelijk gezien binnen een marge van 15% afwijking vallen. Het NIRS systeem kan, afhankelijk van de mestsoort, al meten met een afwijking van 3 tot 4%. Voornamelijk de gangbare mestsoorten als varkens- en rundveedrijfmest kunnen erg nauwkeurig gemeten worden. Bij mestsoorten die nog niet zo nauwkeurig gemeten kunnen worden ontbreekt het vaak nog aan voldoende metingen voor het ijkmodel. Door veel metingen te doen en deze metingen te verwerken in het ijkmodel zullen fabrikanten zorgen voor steeds nauwkeurigere meetgegevens. Er wordt hard aan deze ontwikkelingen gewerkt.

Praktijktoepassingen NIRS sensor

NIRS sensoren worden door verschillende leveranciers aangeboden. Niet iedere fabrikant heeft eenzelfde idee over de praktijktoepassing van de NIRS sensor. Technisch is het mogelijk om met de NIRS sensor overal in het perceel eenzelfde hoeveelheid N en P₂O₅ uit te rijden. Dit heeft men in een aantal pilot projecten van Zunhammer al bewezen. Een Nederlandse fabrikant zal hier in de toekomst ook mee aan de slag gaan maar richt zich vooralsnog voornamelijk op de transporttoepassing. Er is voor mesttransport een wettelijke plicht om mest te bemonsteren. Het NIRS analyse systeem kan daar het dure bemonsteringssysteem vervangen, waardoor er een grote potentiële markt wordt geopend, aldus Walter Veenhuis. Met het NIRS systeem kan er namelijk nauwkeuriger bemonsterd worden in vergelijking met het bemonsteringssysteem. Bovendien kan er met behulp van het NIRS systeem op de tankwagen al nauwkeuriger bemest worden omdat de meeste mest goed gemixt wordt en dus al homogeen is tijdens transport.

Toepassing in het veld

NIRS sensoren toepassen in het veld is technisch ook mogelijk bij Veenhuis. De meerwaarde van een NIRS sensor op de bemester in het veld is voornamelijk terug te zien wanneer er mest wordt aangevoerd die niet homogeen is. Dat kan zijn doordat de mest niet gemixt is, maar zou ook voor kunnen komen als er mest wordt aangevoerd van verschillende leveranciers. Het terugverdienen van de sensortechniek op de bemester moet vooral gebeuren met een meerwaarde uit de gewasopbrengst. Omdat er geen verplichting door wetgeving achter zit en er geen ander duur systeem vervangen wordt is de potentiële markt voor NIRS sensoren op bemesters kleiner. De verwachting is dat dit in de nabije toekomst zeker zal gaan veranderen. De NIRS sensortechniek is een ontwikkeling om bemesters in de nabije toekomst met behulp van taakkaarten aan te sturen. Er zijn ontwikkelingen gaande om met pilots te starten waarin bemesters met behulp van taakkaarten plaatsspecifiek fosfaat en stikstof bemesten. Dit zou op percelen met verschillen in nutriëntenhuishouding of vochtvoorziening interessant kunnen zijn.

Figuur 2: Met moderne NIRS sensortechniek wordt het mogelijk om nog preciezer te bemesten.

Capaciteit

Het meten van nutriënten in de mest met behulp van NIRS sensortechniek belemmerd de capaciteit absoluut niet. Het is technisch mogelijk om grote hoeveelheden mest tot wel 600 m³/u te meten zonder dat daarbij de nauwkeurigheid van het meten in het geding komt. Wanneer er nog meer capaciteit gevraagd wordt zullen er grotere leidingen gebruikt moeten worden. De doorstroomsnelheid door de leidingen zal daardoor niet verder toenemen, waardoor de sensor even nauwkeurig zijn waarden kan bepalen.

Kosten en Baten

Het systeem bevindt zich nog in de testfase. Veenhuis en Zunhammer zijn twee fabrikanten die met het systeem aan het testen zijn. Omdat er nog niet voldoende bekend is over de mogelijke kosten van een dergelijke investering zijn financiële cijfers achterwege gelaten.

Sectieafsluiting en -aansturing

Vanwege de steeds breder wordende bemesters en machines is het van belang om te kijken in hoeverre hoe het mogelijk is om per kouter variabel te doseren of af te sluiten. Veel fabrikanten richten zich op dit moment nog op de nauwkeurigheid van het ijkmodel. De volgende stap zal het smoren of afsluiten per element zijn. Wel worden kanttekeningen gezet bij de praktische uitvoerbaarheid van het afsluiten of doseren per element. Volgens de mestwet moet mest ondergewerkt worden. Ten eerste wordt de gleufdiepte van de elementen over de gehele werkbreedte geregeld, waardoor de gleufjes op plaatsen waar weinig bemest wordt erg diep zijn en op plaatsen waar veel bemest wordt over zouden kunnen lopen. In dat geval wordt er niet meer voldaan aan de mestwet. Technisch is dit op te lossen, echter is de vraag of dit betaalbaar en simpel te houden is. Er wordt op dit moment wel geschakeld op RTK- GPS met behulp van secties. De slangen van de bemester worden daarbij geopend en gesloten om overlapping te voorkomen. Daarbij gaat het echter alleen om het afsluiten van mestkouters en niet om het doseren per kouter. Bij het automatisch in- en uitschakelen van secties met behulp van RTK- GPS is het mogelijk om elementen automatisch op te tillen zodat er minimale schade aan het gewas wordt gedaan. De GPS schakeling voor het afsluiten van de kouters wordt aangestuurd per twee elementen. Dat wil zeggen dat er steeds twee mestkouters tegelijk worden in- of uitgeschakeld. Wanneer er 10 elementen (10 mestkouters) zijn uitgeschakeld worden deze automatisch opgetild. Technisch is het mogelijk om dit automatisch opheffen van de mestkouters per twee te doen, zodat deze niet alleen afgesloten maar ook direct opgetild worden. In de praktijk schiet dit zijn doel een beetje voorbij wegens de ingewikkelde besturingstechniek en het extra gewicht wat dit met zich mee brengt.