DRIP-project: bodemsensoren

De sensormodule waar wij gebruik van maken bestaat uit drie TEROS 10 bodemvochtsensoren, gekoppeld aan een Internet-of-Things (IoT) module. De TEROS 10 sensoren meten het volumetrisch vochtgehalte van de bodem en de IoT module zendt de sensordata in real-time door naar het online platform waar de data geraadpleegd kan worden. Per sensormodule maken we gebruik van drie sensoren omwille van de meetonzekerheid (hierover meer uitleg in onderdeel ‘Hoe wordt het bodemvochtgehalte van mijn perceel weergegeven?’).

De sensoropstelling is licht verschillend tussen boomgaarden en akkers.

• Boomgaard: De drie bodemvochtsensoren worden elk op 15 cm diepte op 15 cm van de boom in de grond gestoken. De drie sensoren worden in dezelfde bomenrij op 1,5 m afstand van elkaar geplaatst. De sensoren zijn via kabels aan de communicatiemodule verbonden. De communicatiemodule wordt op ca. 1 m boven de grond op paaltjes of aan de reeds aanwezige draden in de bomenrij geïnstalleerd. Om de kabels te beschermen wordt onder de module een buis geplaatst waardoor de kabels lopen en ondergronds verdergaan tot aan de sensoren.
• Akker: De drie bodemvochtsensoren worden elk op 15 cm diepte op 12 cm van het gewas in de bodem gestoken. De drie sensoren worden op een onderlinge afstand van 1,5 m geïnstalleerd met niet alle drie sensoren in éénzelfde plantenrij. De sensoren zijn via kabels aan de communicatiemodule verbonden. Deze communicatiemodule wordt op ca. 40 cm boven de grond op paaltjes geïnstalleerd.

In het LA-traject DRIP ‘Datagedreven regeling van druppelirrigatie voor een duurzame productie in de tuinbouw’ werden vier sensortypes vergeleken op basis van sensordata, gebruiksvriendelijkheid en robuustheid. De geteste sensoren waren:

• TEROS 10 sensoren
• SMT100 sensoren
• TEROS 21
• Watermark

Er werd beslist om verder te werken met de TEROS 10 sensoren aangezien deze naar voren kwamen als robuust en tegelijkertijd een interessante prijs hebben. Verder is niet enkel het type sensor belangrijk om precieze vochtmetingen te doen, maar ook het aantal sensoren is van belang. De sensormetingen moeten representatief zijn voor het gehele perceel. Uit onze proeven kwam naar voren dat minstens drie sensoren, op dezelfde diepte, nodig zijn om het verloop accuraat te beschrijven.

Als landbouwer kan je zelf aangeven in welke zone van het perceel je de module wenst te installeren. De keuze van de locatie kan op basis van jouw praktijkervaring. Je kan ervoor kiezen om deze in een representatieve zone van het perceel te installeren, maar een eerder natte of droge zone kan ook geselecteerd worden, afhankelijk van jouw eigen voorkeur. Indien gewenst kunnen we ook beroep doen op bijvoorbeeld de bodemkaart of satellietbeelden om een geschikte locatie te helpen selecteren, dit hoef je dan enkel op voorhand even aan te geven.

Eenmaal de sensormodule geïnstalleerd is in jouw perceel zal de data spoedig raadpleegbaar zijn in het online platform. Een voorbeeld van de weergave van de sensordata is hieronder afgebeeld.

Per sensormodule maken we gebruik van drie sensoren omwille van de meetonzekerheid. Enerzijds is er meetonzekerheid omdat één sensor op slechts één punt in het veld het bodemvochtgehalte kan meten. Door gebruik te maken van drie sensoren per sensormodule kan een grotere zone beschreven worden. De meetwaarden van deze drie afzonderlijke sensoren worden samen gecombineerd in een curve in het platform. Anderzijds bleek ook uit metingen van voorgaande groeiseizoenen dat de gebruikte sensoren het bodemvochtgehalte eerder onderschatten. Om deze meetonzekerheid op te vangen zal de sensorwaarde gekalibreerd worden met behulp van bodemvochtstalen. Een staalnemer zal op minimum twee tijdstippen per jaar langskomen om bodemvochtstalen te nemen. De gekalibreerde sensormeting die hieruit resulteert wordt in het platform afgebeeld als de zwarte curve. De bodemvochtstalen worden weergegeven als zwarte bolletjes.

Éénmalig zal ook de pF-curve van de bodem bepaald worden. Aan de hand van deze pF-curve zal een inschatting van de veldcapaciteit (groene lijn) en de kritische drempelwaarde (rode lijn) weergegeven worden. De kritische drempelwaarde wordt op het platform vast ingesteld op een pF-waarde van 2,7. Bij deze waarde wordt een productieverlies ten gevolge van droogte verwacht. Deze kritische drempelwaarde is echter afhankelijk van de teelt en het groeistadium en de waterbeschikbaarheid in jouw regio:

• Peer: Bij perenteelt is dit een goede interventiedrempel gedurende bloei, celdeling en celstrekking. In de praktijk wordt geregeld zelfs wat natter dan deze waarde gehanteerd. Tijdens de vegetatieve ontwikkeling daarentegen mag het vochtgehalte eerder wat lager zakken dan deze drempelwaarde.
• Aardappel: pF 2,7 is bij aardappelteelt een goede interventiedrempel gedurende stolonisatie en knoldikking. Gedurende opkomst en afrijping mag het vochtgehalte eerder wat lager zakken dan deze drempelwaarde.
• Prei: Gedurende planting/aanslag, dikking en einde dikking van de prei is pF 2,7 een goede interventiedrempel voor irrigatie. Tijdens de trage groei kan je het vochtgehalte wat meer laten zakken.
• Selder: Na planten wordt beter wat natter dan deze drempelwaarde aangehouden, maar gedurende loofontwikkeling en volle knoldikking mag het vochtgehalte wat lager zakken. Tijdens de aanvang van de knoldikking is pF 2,7 goede interventiedrempel.
• Sla: pF 2,7 is een geschikte interventiedrempel.
• Ui: Gedurende de opkomst is pF 2,7 een goede interventiedrempel, maar tijdens de ontwikkeling en groei mag het wat natter zijn. Aan het einde van de ontwikkeling mag het vochtgehalte eerder wat lager zakken dan deze drempelwaarde.
• Witloof: pF 2,7 is een geschikte interventiedrempel.

De realtime weergave van het bodemvochtgehalte van jouw perceel kan ook gecombineerd worden met irrigatieadvies van een consulent van de Bodemkundige Dienst van België. Je ontvangt wekelijks irrigatieadvies en omdat we zo bijkomende info hebben inzake o.a. plantdatum, irrigatiebeurten, gewasontwikkeling ... is het ook mogelijk een voorspelling van het verloop van het bodemvochtgehalte toe te voegen aan de sensormetingen in het platform.

Hoe gaan we te werk bij de weergave van een voorspelling op het platform?

• Kalibratie van de sensordata: Gedurende het DRIP-project werd er data verzameld over een uitgebreide range: 2021 was een nat jaar, 2022 was erg droog en 2023 was een gemengd jaar. De verzamelde data waarover we hier spreken zijn bodemvochtstalen die vergeleken worden met de meetwaarden van de sensoren. Tussen de stalen en de sensordata is er een sterke correlatie, waardoor er een goede kalibratiecurve opgesteld kan worden. De onderschatting van het bodemvocht die vermeld werd in het onderdeel ‘Hoe wordt het bodemvochtgehalte van mijn perceel weergegeven?’ wordt opgevangen door gebruik te maken van deze kalibratiecurve. Na deze algemene kalibratie zouden er evenveel sensoren het bodemvocht onderschatten als overschatten. Met behulp van bodemvochtstalen zal dan nog per veld bijgestuurd worden.
• Vervolgens worden de sensormetingen gekoppeld aan een bodemwaterbalansmodel dat het verloop van het bodemvochtgehalte zal simuleren. De parameters van dit bodemwaterbalansmodel worden geschat a.d.h.v. sensordata en weersvoorspellingen.

Een voorbeeld van sensordata inclusief een bodemvochtvoorspelling wordt hieronder afgebeeld:

• We voorzien een kalibratie van jouw sensordata. Meer uitleg hierover kan je terugvinden in het onderdeel: ‘Hoe wordt het bodemvochtgehalte van mijn perceel weergegeven?’.
• Op het platform worden perceelspecifieke drempelwaarden weergegeven, nl. de veldcapaciteit en kritische drempelwaarde, wat jou kan helpen met de inschatting van het vochtgehalte van jouw perceel. Meer uitleg hierover kan je terugvinden in het onderdeel: ‘Hoe wordt het bodemvochtgehalte van mijn perceel weergegeven?’.
• We trachten de gebruiker zo veel mogelijk ontlasten: wij komen sensor installeren op jouw perceel. De staalname voor kalibratie van de sensordata regelen wij ook voor jou.
• Het is mogelijk om een 10-daagse bodemvochtvoorspelling toe te voegen aan jouw sensordata.

Doorheen het groeiseizoen kan je jouw sensordata eenvoudig raadplegen op jouw persoonlijke account op het online platform met behulp van jouw klantnummer en wachtwoord van bdbnet. Is dit het eerste groeiseizoen dat je gebruik maakt van de sensormodule? Volg dan volgende stappen voor registratie op het online platform:

• Maak een account aan op BDBnet. Het emailadres en paswoord dat je wenst te gebruiken voor deze account kan je vrij kiezen.
• Eenmaal aangemeld, maak je een bedrijf aan. Hiervoor heb je jouw klantennummer nodig en een analysenummer.
• Na vervolledigen van stap 1 en 2 kan je jouw sensordata steeds raadplegen via deze link. Je kan inloggen met behulp van jouw klantnummer en jouw paswoord van BDBnet. Ook volgende groeiseizoenen kan je jouw data raadplegen via deze account.

Optie 1 – Sensorplaatsing en kalibratie: We komen bij jou langs voor de sensorplaatsing en kalibratie van het bodemvochtstation. Voor de draadloze versturing van de data, is er ook een jaarlijkse communicatiekost van €35. De totale jaarlijkse kostprijs komt hier neer op €223/jaar. Voor de aankoop van de sensormodule is er een eenmalige kostprijs van €915.

Optie 2 – irrigatiesturing + sensorplaatsing en kalibratie: Je ontvangt wekelijks irrigatieadvies, we komen bij jou langs voor de sensorplaatsing en kalibratie van het bodemvochtstation. Je betaalt hiervoor €375 per jaar voor akkerbouwpercelen en voor PWARO €459,09 (irrigatie) of €655,51 (fertigatie) per jaar. De aankoop van de sensormodule komt neer op een eenmalige kostprijs van €915.

Wil je graag meer info ontvangen of heb je interesse om een sensormodule te gebruiken in jouw percelen? Aarzel dan niet om contact op te nemen met een van onderstaande projectpartners:

• Bodemkundige Dienst van België: Pieter Janssens (pjanssens@bdb.be), Eveline Baens (ebaens@bdb.be)
• Viaverda vzw: Anne Waverijn (anne.waverijn@viaverda.be / 09 331 60 87)
• Praktijkpunt Landbouw Vlaams-Brabant vzw: Evi Matthyssen (evi.matthyssen@vlaamsbrabant.be)

Dit onderzoek werd uitgevoerd in het kader van het LA-traject DRIP ‘Datagedreven regeling van druppelirrigatie voor een duurzame productie in de tuinbouw’, met steun van het Agentschap Innoveren & Ondernemen. De projectpartners zijn Bodemkundige Dienst van België (BDB), KU Leuven, Proefstation voor de Groenteteelt (PSKW), Viaverda en Praktijkpunt Landbouw Vlaams-Brabant.