Bemærk: Dokumentet er arkiveret, udløbet 17-05-2018

 1332

Oprettet: 17-05-2013

Afgrødesensorer til planteværn

Forslag til anvendelse af sensorer, resultater af afprøvninger samt økonomiberegninger.

Selv om der gennem mange år har været tale om at udnytte sensorer til at graduere tildelingen af plantebeskyttelsesmidler, er det endnu ikke kommet til et gennembrud, hvor der findes veldokumenterede metoder og anvisninger. Miljøteknologiordningen, hvor det har været muligt at opnå 40 procent i tilskud til investering i sprøjter med sensorer, har imidlertid betydet, at der er investeret i en del sprøjter med dette udstyr.

Der er en række planteværnsopgaver, hvor det er oplagt at anvende sensorer eller crop scannere, som det beskrivende kaldes på engelsk, til at graduere tildelingen af plantebeskyttelsesmidler. Det er vanskeligt at sige, hvor meget der er at spare, eller om der er et større eller mindre merudbytte. Der har været nogle afprøvninger, som kan pege på de opgaver, hvor det kan være en fordel at graduere dosis i forhold til afgrødens grønne biomasse.

Sprøjteopgaver til sensorer

På basis af forsøg og nuværende erfaringer kan det foreslås at anvende sensorer til følgende plantebeskyttelsesopgaver:

  1. Glyphosat før høst i korn og raps
  2. Svampesprøjtning i korn
  3. Vækstregulering i korn og frøgræs
  4. Nedvisning af kartofler og andre afgrøder
  5. Supplerende ukrudtssprøjtning i vintersæd om foråret

Ved de fire første opgaver skal dosis øges ved stigende biomasse og vice versa. Ved supplerende ukrudtsbekæmpelse i vintersæd skal dosis derimod øges ved lav biomasse og vice versa.

Gevinst ved at graduere

Gevinsten ved at bruge afgrødesensorer vil udmønte sig i besparelser på kemikontoen eller som et merudbytte. For de planteværnsopgaver, hvor man uden graduering er nødt til at fastlægge dosis efter de områder i marken, hvor der er størst behov, vil der kunne spares på plantebeskyttelsesmidlerne. Ved svampesprøjtning anvendes i forvejen en nedsat dosis, hvorfor det er mest oplagt at satse på, at en omfordeling af svampemiddel indenfor marken vil føre til et merudbytte. Med udgangspunkt i forskellige forsøg og undersøgelser har Videncentret for Landbrug anslået størrelsen af kemibesparelsen og merudbytte for nævnte opgaver (Tabel 1). Det vil naturligvis være en forudsætning, at der er variation i marken. Derfor vil gevinsten ved graduering være størst på uensartede arealer.

Tabel 1. Anslået besparelse af kemi og/eller merudbytte for gradueret tildeling af plantebeskyttelsesmidler.

Opgave Kemibesparelse Merudbytte
Glyphosat før høst 10-20 % 0
Svampebekæmpelse i korn 0 % 0,5-1 %
Vækstregulering 5-10 % 0,5-1 %
Ukrudtssprøjtning vintersæd forår 5-10 % 0-?
Nedvisning kartofler 20-30 % 0
 

Forsøg, undersøgelser og erfaringer

Glyphosat før høst

Glyphosat før høst har til formål at bekæmpe kvik og andet rodukrudt eller at nedvisne afgrøden og bundukrudt. Ved kvikbekæmpelse eller nedvisning 2-3 uger før forventet høsttidspunkt, vil der i betydelige områder af marken stadig være grønne strå, og i mindre omfang også områder, hvor der stadig er nogle grønne faneblade tilbage. Så længe afgrøden stadig er grøn i strået, vil signalet fra afgrøden overskygge eventuelt rodukrudt. Når stråene er gule og modne, bliver det muligt at måle biomasse fra rodukrudt. Dette tidspunkt forventes at være tæt på sprøjtefristens 10 dage. Er formålet nedvisning af afgrøde vælges en lav grunddosis af glyphosat, og mod rodukrudt en højere dosis.

En dosis på 1,25 l pr. ha glyphosat (360 g pr. l) vil være en passende grunddosering til nedvisning af afgrøde/grønskud. Dosis vil derved kunne variere mellem 0,93 l pr. ha og 1,56 l pr. ha, hvilket må anses som et passende spænd i dosis for nedvisning af korn/”bundgræs”. Ved eventuelle pletter med rodukrudt må sprøjteføreren manuelt tilpasse dosis ved at slå gradueringen fra og justere dosis, så den kommer op på 2-3 l pr. ha.

Der vil være mulighed for at kortlægge rodukrudt i dagene før høst, når afgrøden er hel moden, dvs. en gennemkørsel af afgrøden uden at sprøjte. Disse data vil kunne anvendes til pletsprøjtning i den følgende vækstsæson. Man skal være opmærksom på at sensoren læser alt grønt, dvs. den kan ikke skelne mellem om den ser rodukrudt eller andet ukrudt. Det kan derfor være nødvendigt at supplere med egne observationer.

Svampemidler i korn

Argumenterne for at graduere tildeling af svampemidler i korn efter biomasse er, at der ved konstant dosis i områder med en tæt afgrøde alt andet lige vil blive en lavere koncentration af svampemiddel i afgrøden end i områder med en tynd plantebestand. Secher (1998) påviste, at der afsættes en lavere koncentration pr. bladarealenhed ved tæt afgrøde og vice versa. Hvis der i områder med åben afgrøde sker et større tab til jorden og områder med tæt afgrøde opfanger en større del af sprøjtevæsken, kan der dog være undtagelser herfra. Teorien om at tilstræbe samme koncentration i planterne kan ikke entydigt forsvares, men er bedste bud. For meldug ses ofte de kraftigste angreb, hvor afgrøden er mest tæt samt ved hegn og lignende. For Septoria er der i flere tilfælde fundet kraftigste angreb i de tynde områder, hvor der er bedre muligheder for sporespredning via vandplask, mens andre undersøgelser har vist størst angreb ved stor biomasse/højt N-indhold. De hidtidige forsøg og undersøgelser indikerer, at der kan være et merudbytte for graduering således, at områder med stor biomasse tildeles højeste dosis.

I 1998 og 1999 er gennemført to forsøg hhv. fire forsøg med gradueret tildeling i hvede Planteavlsorientering - 09-612, 2003. (kræver abonnement) I gennemsnit af disse forsøg blev der opnået et sikkert merudbytte på 1,2 hkg pr. ha for at graduere svampemidlet i forhold til at anvende samme dosis i hele marken. Der var kraftige angreb af Septoria, mens meldugangrebene var svage. Der blev sprøjtet en til tre gange med svampemiddel pr. mark, og landmandens dosis blev valgt som udgangspunkt. I de graduerede områder varierede dosis med op til plus/minus 35 pct. i forhold til markens dosering. Der var ikke forskel på Septoriaangrebet efter gradueret hhv. ikke gradueret tildeling af svampemiddel.

I et pesticidforskningsprojekt blev der gennemført stigende tildeling af fungicider på 4 lokaliteter i 2005 og 2006. Generelt var der ikke meget Septoria, men på den af lokaliteterne med mest angreb, blev der fundet en sikker positiv sammenhæng mellem dosis af svampemiddel og merudbytte i forhold til biomasse (RVI/N-indhold), dvs. at det på denne lokalitet ville have givet et merudbytte at graduere tildelingen af svampemiddel.

Hos LandboNord er der i 2009 sammenlignet konstant dosis med gradueret tildeling på 100 ha. Der er her fundet et merudbytte på 1 hkg pr. ha for graduering (Oversigt over Landsforsøgene 2009, side 89).

Endelig er der i en tysk undersøgelse i en mark med stor variation fundet merudbytte for graduering af vækstregulering og svampemiddel. Undersøgelsen omtales under vækstregulering.

Yara angiver, at der lige omkring skridningstidspunktet i hvede er en ringere sammenhæng mellem målte biomasse og den faktiske biomasse. Vær ved sprøjtning under skridning med andre sensorer opmærksom på, om det samme synes at være gældende for disse.

Vækstregulering

Ved gradueret vækstregulering vil der kunne opnås et merudbytte for vækstregulering i områder af marken, hvor der på grund af god vandforsyning og stor kvælstofforsyning er et behov for en indsats. I områder med utilstrækkelig vandforsyning vil man formentlig undgå at vækstregulering giver vækst- og udbyttedepression. Fra de almindelige forsøg er det jævnligt observeret, at vækstregulering kan give en udbyttedepression, hvis afgrøden har været under stress.

I forbindelse med en tysk bacheloropgave er der på en hvedemark med betydelig variation målt udbytte efter gradueret svampebekæmpelse og vækstregulering, dvs. gradueret tildeling af vækstregulator og svampemiddel i stadie 31 og graduering af svampemiddel i stadium 61. Resultaterne er beskrevet i Top Agrar, 2/2011, hvorfra er vist figur 1.


Figur 1. Udbytte i hkg pr. ha med og uden graduering af vækstregulering- og svampemiddel. Søjlerne ’Min.’ og ’Max’ viser udbytte ved fast hhv. laveste og højeste dosis anvendt ved graduering.

Der er målt et sikkert merudbytte for graduering på den høje jord (plateau) og på lavbundsjord, hvor der gennem hele vækstsæsonen var god vandforsyning. På en skråning har graduering givet et sikkert mindre udbytte. Det forklares med, at vækstreguleringen på grund af utilstrækkelig vandforsyning har hæmmet afgrøden.

I samme artikel fra Top Agrar er der givet et kort sammendrag af erfaringerne fra to tyske bedrifter, som har kørt med gradueret vækstregulering. Erfaringerne har været følgende:

Bedrift 1 med stor jordbundsvariation

  • 2-5 procent i merudbytte i hvede og vinterbyg
  • 5-10 procent mindre vækstreguleringsmiddel

Bedrift 2 ligeledes med stor jordbundsvariation

  • 3-4 hkg i merudbytte i vinterhvede
  • 5 procent mindre vækstreguleringsmiddel

Det er vigtigt at bemærke, at der i Tyskland tillades et højere kvælstofniveau og der anvendes højere doseringer af vækstreguleringsmidler end i Danmark, hvorfor erfaringerne ikke direkte kan overføres til danske forhold.

Der er få erfaringer med anvendelse af gradueret vækstregulering i frøgræs. Det er set, at Yara N-sensor måler for lav biomasse i områder, hvor rajgræs er i leje. Er man i tvivl, om gradueringen er rimelig, vil det altid være en mulighed at slå over på fast høj dosis.

Gradueret ukrudtsbekæmpelse

I samarbejde med LandboNord er gradueret dosering under afprøvning til bekæmpelse af ukrudt i vintersæd om foråret. Graduering er foretaget på grundlag af biomassemåling med Yara N-sensor efter en model, hvor høj dosis er tildelt ved lille biomasse og vice versa. Det er en generel erkendelse fra talrige undersøgelser, at jo tættere og jo mere ensartet afgrøden er, desto bedre konkurrence yder den mod ukrudt. Derfor kan en lavere dosis ved stor biomasse være tilstrækkelig. I pletter, hvor der er meget ukrudt, som vil overdøve signalet fra afgrøden, vælger sprøjteføreren en konstant høj dosis. I de foreløbig 5 marker som er sprøjtet gradueret, indikerer observationer, at det er muligt at graduere efter den nævnte fremgangsmåde. Første års resultater ses i Oversigten 2010, side 80).

Nedvisning af kartofler mm.

Der er en hel del både forsøg og praktiske erfaringer med nedvisning af kartofler, som viser, at graduering af nedvisningsmidler giver både en sikker nedvisning og et nedsat forbrug af kemi. Eksempelvis er der i et tysk forsøg opnået en besparelse på 40 procent af Reglone og samtidig fuld nedvisning af kartoffeltoppen. På nedvisningstidspunktet er der ofte en stor variation i afgrødens modenhed. Derfor vil det normalt være aktuelt at anvende det maksimale spænd for dosisregulering.

I USA har man også påvist god effekt ved graduering af nedvisning af bomuld. Der er grund til at antage, at gradueret nedvisning kan anvendes ved alle slags nedvisningsopgaver.

Sensorerne

Sensorer til måling af biomasse virker på den måde, at de måler refleksion af lysstråler fra solen eller en diodelampe. I grønne planter absorberes stråler til fotosyntesen, og refleksionen fra planter i vækst er derfor forskellig fra modne planter og jordoverflade. Sensoren opfanger de reflekterede lysbølger, hvorefter der beregnes et indeks for biomassen. Det er ikke generelt tilgængeligt, hvordan sensorerne eksakt måler, men generelt gælder for sensorerne, at de måler nogle få udvalgte bølgelængder, som giver et godt udtryk for grøn biomasse.

Tabel 2. Oversigt over sensorer

Yara N-sensor Yara N-sensor registrerer biomasse i bånd på 3 meter på hver side af sprøjtesporet. Den findes i to udgaver - en ældre model, der kræver dagslys og en ny, der kan måle døgnet rundt. Forhandles af DLG  
GreenSeeker GreenSeeker monteres normalt på bommen. Hver sensor måler i et bånd på 1,2-1,5 meter afhængigt af bomhøjde. Styringen sker via Trimble’s FmX display, som kan håndtere signaler fra op til 6 sensorer. Brugeren indtaster selv hvordan tildelingen skal ske. Sensoren har egen lyskilde, så den kan køre døgnet rundt.   Forhandles af GeoTeam  
OptRx OptRx sensoren markedsføres med to sensorer til en sprøjtebom. Den måler i bånd på 0,8-1 m afhængigt af bomhøjden. OptRx har også egen lyskilde, så den kan køre hele døgnet. Styringen sker fra et display, hvor tildelingsalgoritmen kan indtastes.   Forhandles af Datalogisk   
Fritzmeier Tysk sensor, som monteres på bommen. Ingen dansk importør.

Sensorerne ”læser” afgrøden/ukrudtet i bånd og giver derfor ikke et totalt billede af tilstanden på tværs af sprøjtens bredde. Så længe der ikke kan gradueres sektionsvist eller for hver dyse, vil sensorerne aflevere et mål for den gennemsnitlige biomasse på tværs af bommen. Usikkerheden for, om den målte biomasse svarer til den reelle gennemsnitlige biomasse, vil formentlig være begrænset, så længe bombredden er lille, men vil øges med stigende bombredde. I tabel 3 er beregnet, hvor stor en del af overfladen der læses med sensoren ved forskellig bombredde. Det må forventes, at aflæsning af afgrødens tilstand bliver mere sikker, jo større del af afgrøden der scannes. Om der anvendes få brede bånd eller flere smalle er formentlig uden den store betydning. Som det fremgår af tabel 4, leveres Green Seeker og Optrx efter ønske med forskelligt antal sensorer. I tabel 3 er anvendt det antal sensorer, som det er oplyst Videncentret, at der oftest er monteret.

Tabel 3. Andel af areal, som sensorerne scanner.

Sensor Yara N-sensor Weed Seeker OptRx
Bredde pr. sensor 3 m 1,2-1,5 m 0,8-1 m
Antal sensorer 2 6 2
Bredde i alt 6 m 7,2-9 m 1,6-2 m
Procent af areal ved:
24 m bom 25 30-38 7-8
30 m bom 20 24-30 5-7
36 m bom 17 20-25 4-6

Investering i sensorer

Er tiden inde til at eftermontere sensorer på nyere sprøjter? Som nævnt ovenfor, er der ikke sikker dokumentation for gevinsterne i tabel 1, men gevinsten har alligevel en størrelse der gør, at det er en overvejelse værd, hvis man har store arealer. I figur 2 er vist en investeringskalkule for en ’gennemsnitssensor’ til kr. 160.000 ved et værditab på 15 procent pr. år. Priser for sensorer er angivet i tabel 4.

Tabel 4. Priser på sensoranlæg pr. maj 2013 (sensor, styreenhed og montering).

Sensor Kr. i alt
Yara N-sensor WB (kører kun i dagslys)1) 184.000
Yara N-sensor ALS1) 264.000
Green Seeker, 4 sensorer 117.000
Green Seeker, 6 sensorer 150.000
Optrx, 2 sensorer 102.000
Optrx, 4 sensorer 140.000

1) Inkl. brugerkursus

Figur 2. Omkostning i forhold til areal ved investering i sensoranlæg til kr. 160.000 og værditab på 15 procent pr. år. 

Under forudsætning af at de i tabel 1 viste kemibesparelser og/eller merudbytter bliver indfriet, vil der med den nye pesticidafgift være den gevinst pr. ha, som er vist i tabel 5.

Tabel 5. Beregnet gevinst for graduering ved ny pesticidafgift.

  Merudb., procent Mindre kemi, procent Kr. pr. ha
Svampebekæmpelse i vinterhvede 0,75 0 96
Nedvisning med glyphosat 0 15 18
Ukrudtsbekæmpelse i vintersæd forår 0 7,5 8
Vækstregulering i vinterhvede 0,75 7,5 96
Nedvisning af kartofler 0 25 131

Som regneeksempel vil balancepunktet være knap 150 ha, hvis sensoren anvendes i vinterhvede til ukrudtsbekæmpelse forår på 75 procent af hvedearealet, vækstregulering på 50 procent af arealet, svampebekæmpelse på hele arealet og nedvisning med glyphosat af 30 procent af arealet. Er det kun svampesprøjtningen der gradueres, vil balancepunktet blive ca. 225 ha.

Det må forventes at selve sensorudstyret, hvor der ikke er sliddele, vil have en relativ lang levetid. Figur 3 viser omkostningen som funktion at levetid.


Figur 3. Omkostning som funktion af levetid ved investering i sensoranlæg til kr. 160.000 og værditab på 15 procent pr. år.

Sprøjteteknik og graduering

Fælles for alle sprøjteopgaver gælder, at man skal træffe beslutning om, hvilken dosis der skal være udgangspunkt for gradueringen. Denne dosis kaldes i det følgende for grunddosis. Herefter er der alt efter systemerne mulighed for at bruge en på forhånd fastlagt tildelingsmodel eller selv at indtaste en gradueringsforskrift.  En regulering på plus/minus 25 procent er det spænd, der maksimalt anbefales for almindelige hydrauliske dyser. Det kan anbefales at udregne min. og max. dosis og vurdere om det virker som et rimeligt spænd, eller der skal vælges et mere forsigtigt spænd i gradueringen.

Kalibrering

Ved start af sprøjteopgaven skal systemet kalibreres. Kalibrering kan ske efter ’target rate’ princippet, dvs. modellen sørger under sprøjtningen for løbende at tilpasse dosis, så grunddoseringen opnås som den gennemsnitlige dosis, når hele marken er sprøjtet (Yara). Ved denne metode kan sprøjtningen af marken med fordel starte i et sprøjtespor, hvor marken vurderes at være ’gennemsnitlig’ med hensyn til afmodning/forekomst af kvik eller rodukrudt/afgrødetæthed osv.  Target rate systemet har den fordel, at mængden af sprøjtevæsken altid vil passe.

Ved systemer uden taget-rate skal der køres en strækning på f.eks. 50 meter i et område af marken, som vurderes at have en gennemsnitlig biomasse. Den aflæste værdi vælges så som udgangspunkt for grunddosis. Herefter angives, hvor meget dosis skal gradueres op og ned.

Der kan også kalibreres efter indledende målinger i områder med henholdsvis laveste og højeste biomasse, men det er mere tidskrævende.

Brug for fornuften

Sprøjteføreren bør følge om doseringen reguleres op og ned som forventet. F.eks. skal dosis ved ukrudtsbekæmpelse i vintersæd om foråret være lav, hvor afgrøden er tæt og dermed kan konkurrere effektivt mod ukrudtet og vice versa. Hvis der er meget ukrudt, vil sensoren vise en høj biomasse selv om afgrøden er svag. Derfor er der her brug for at sprøjteføreren slår automatikken fra og kører med den høje dosis.

Dysevalg

Det anbefalede tryk kan være forskelligt dyser imellem. Hardi anbefaler tryk mellem 1,5 og 5 bar for lavdriftsdyser og mellem 1 og 6 bar for luftinjektionsdysen MiniDrift. Man bør være opmærksom på ikke at anvende en for lav vandmængde, hvor der er behov for at sprøjtevæsken trænger godt ned i afgrøden. Dels vil der blive sprøjtet ved lavt tryk og lav vandmængde i nogle områder, og dels ved højt tryk og dermed mindre dråber i andre områder. Begge dele nedsætter nedtrængningen.

Tabel 6. To eksempler på vandmængde ved graduering via tryk.

+/- 25 procent graduering +/- 20 procent graduering
Lavdrift eller minidrift 020 8 km/t Lavdrift eller minidrift 030 7,5 km/t
Vandmængde Tryk Vandmængde Tryk
90 1,7 144 1,3
120 3,0 180 2,3
150 4,7 216 3,3

Andet materiale om gradueret tildeling af plantebeskyttelsesmidler

På hjemmesiden www.dansk-ipm.dk på LandbrugsInfo er der adgang til to såkaldte inspirationsark, som er tænkt anvendt i rådgivningssammenhænge.

 

Sidst bekræftet: 11-09-2017 Oprettet: 17-05-2013 Revideret: 17-05-2013

Forfatter

Planter & Miljø
Landskonsulent, Planteværn

Poul Henning Petersen

Planteværnsteam


Af samme forfatter

Ryd op i kemirummet
Gennemgå dit kemirum mindst 2 gange årligt. Derved kan du undgå ubehagelige overraskelser og store bøder ved kontrol. Desud...
13.01.20
Har du en innovativ tilgang til planteværn?
SEGES søger fremadsynede landmænd, som vil indgå i et 3-årigt projektsamarbejde om en ny tilgang til brug af planteværn.
08.01.20
Status og trusler for insektfaunaen
Med dette notat ønsker vi at skabe overblik over status for insekterne i Danmark - og resten af verden - og at samle den ny...
16.12.19
3x3 anbefalinger, der sikrer flere insekter i landskabet
Her kan du læse 3x3 anbefalinger, som er udformet af SEGES’ fageksperter indenfor hhv natur, planteværn og økonomi, som gui...
16.12.19
Sprøjte- og doseringsvinduer i marken
Inspirationsarket sætter fokus på emnet – kortfattet og præcist - og er lige til at printe ud og tage med i marken. De egn...
27.11.19