Datagedreven spuiten in de boomgaard: minder verspilling en behoud van biodiversiteit

WUR en Munckhof werken al meer dan tien jaar samen aan onderzoek naar boomgaardbespuiting en de laatste jaren ook aan precisiefruitteelt. Tom Verhaegh, Lead R&D engineer and technical sales specialist bij Munckhof, zegt hierover: “Wij beschouwen onze samenwerking met WUR als zeer waardevol, door de kennis van een techniekbedrijf als Munckhof te kunnen combineren met de kennis die WUR heeft over onderwerpen als o.a. teelten en technieken, komen we samen tot praktische oplossingen die de fruitteelt in Nederland, maar ook wereldwijd beter maakt. 

Najaar 2025 werkte WUR-onderzoeker Pieter van Dalfsen met Munckhof aan een project waarin LiDAR-technologie werd ingezet om de contouren van de bomen in een boomgaard heel precies in kaart te brengen. Het onderzoek vond plaats op het Fruit Research Centre Randwijk van WUR en in de boomgaard van een fruitteler.

Op de spuitmachines van Munckhof werden LiDAR-sensoren geplaatst die lichtpulsjes uitzenden. Van Dalfsen: “Als een lichtpuls de bladeren of takken raakt, wordt het licht teruggekaatst. De sensor meet hoeveel tijd er zit tussen het uitzenden van het lichtpulsje en het terugontvangen ervan. Zo kun je de afstand berekenen. Elke meting levert een 3D-punt op. Van al die punten samen kun je een puntenwolk maken die de contouren van de bomen en boomgaard in kaart brengt.” 

Bomen in een boomgaard hebben door groeiverschillen nogal eens verschillende breedtes en hoogtes – en soms zitten er ‘gaten’ in de boomgaard. Toch spuiten machines nu vaak op alle hoogtes evenveel waardoor middel verloren gaat. Munckhof werkte al met LiDAR-technologie die onderscheid maakt tussen: zie ik gewas of zie ik niets? Als de sensor iets detecteert, opent de spuitdop en spuit 100%; als er niets te zien is, blijft de spuitdop gesloten. Het doel van het recente project was om een nog efficiëntere techniek te ontwikkelen die de boomcontour volgt én gedoseerd kan spuiten, legt Van Dalfsen uit. “In 2012 had WUR al een werkend prototype ontwikkeld, maar dat was nog niet betrouwbaar genoeg. LiDAR is intussen verbeterd en ook zijn er sneller schakelende doppen ontwikkeld. Daardoor kunnen we nu beter met LiDAR meten en in real time de dosis aanpassen op het boomvolume. Spuiten wordt zo goedkoper en milieuvriendelijker.”  

WUR ontwierp het meet- en rekenprotocol. Van Dalfsen: “Het begint met de losse punten die de LiDAR meet. Daar maak je al rijdend een puntenwolk van. Dan moet je die puntenwolk weer opknippen in stukjes per spuitdop en in de rijrichting - en daar de berekeningen doen. Daar komen vragen bij kijken als: moeten we focussen op het volume of is boomwijdte een goede parameter? We ontwikkelen rekenregels en testen en valideren die. We onderzoeken bijvoorbeeld waar je rekening mee moet houden. Zo is de rijsnelheid belangrijk. LiDAR kan maar een beperkte snelheid aan.” 

In deze pilot komt WUR-expertise uit verschillende disciplines samen: van teelttechnieken, spuittechniek en vision-technieken als LiDAR-technologie tot en met het ontwikkelen van algoritmes. Van Dalfsen: “Door met WUR samen te werken heeft het MKB toegang tot de meest actuele en internationale wetenschappelijke kennis in deze disciplines en tot onze onderzoeksfaciliteiten. Dit vergemakkelijkt en versnelt innovatie. 

Verhaegh vervolgt: “Wat de samenwerking tussen Munckhof en WUR waardevol maakt, is dat het kennisniveau van ieder individu én van beide organisaties benut kan worden”, “Munckhof kijkt bijvoorbeeld hoe een door WUR aangedragen oplossing in een machine geïntegreerd kan worden en anderzijds bekijkt WUR weer hoe de oplossing van Munckhof in de praktijk toegepast kan worden en draagt zorg dat deze getoetst worden. Op deze manier bereik je een samenwerking vanuit beide kanten, wat alleen maar versterkend naar elkaar toe werkt.”
Van Dalfsen vervolgt: “In deze pilot hebben we vanuit WUR bovendien een testplatform gebruikt waar we LiDAR op hebben zitten en deze gekoppeld aan GPS. Hierdoor hoefde Munckhof niet alles meteen op hun spuitmachines te bouwen.”

WUR maakte een voorstel voor de berekeningen en werkte vervolgens samen met de Munckhof-engineers aan het integreren hiervan in de software van Munckhof. Er werd eerst getest op Randwijk met kleine proefvlakken. Vervolgens kon bij de fruitteler getest worden in een groter aaneengesloten deel van de boomgaard. Zo werd realistische praktijkdata verzameld. 

Een tweede onderdeel van het pilotproject was het met spuitmachines verzamelen van data over de boomgaard. LiDAR-sensoren kunnen fruittelers ook data geven over wat de goede of minder goede groeiplekken in een boomgaard zijn. Dat is belangrijk want bomen kunnen ook te snel groeien en dan wil de teler kunnen ingrijpen, legt Van Dalfsen uit. “Als een boom te sterk groeit en veel lange takken maakt, vormt hij minder bloemknoppen en levert dat minder fruit op. Munckhof ontwikkelt wortelsnijmachines waarmee de groei kan worden afgeremd, waardoor de fruitproductie toeneemt. Het is voor telers belangrijk de zwak en snel groeiende delen in de boomgaard te kunnen detecteren. Dat kan ook door de LiDAR-sensoren op de spuitmachines te gebruiken, gekoppeld aan de GPS-positie.”

WUR en Munckhof werken in meer projecten samen. Zo wordt er gewerkt aan het doorontwikkelen van een appelplukrobot en het gebruik van camera’s op de oogstmachines die gekoppeld zijn aan GPS, vertelt Van Dalfsen tot slot. Zo kunnen we heel precies in kaart brengen hoeveel appels waar geoogst worden in de boomgaard en hoe groot die appels zijn. Op deze wijze kunnen telers met data meer leren over hun boomgaard.”

“Door nauwlettend en met korte lijnen met elkaar samen te werken, kom je gericht tot praktische inzichten. Onze oogstregistratie van M-connect sluit perfect aan bij de datagedrevenheid van WUR en die ook de fruittelers weer helpt,” benadrukt Verhaegh. “Een ander voorbeeld is natuurlijk onze Vision-Spray waar we exact de bomen bespuiten die dit nodig hebben en waar we nog verder gaan door ieder boomsegment nog nauwkeuriger te bekijken en hier real-time de dosering op kunnen aanpassen. Dit resulteert in efficiënter omgaan met de beschikbare middelen en door data krijgt de fruitteler inzicht vanuit zijn boomgaard. De belasting van het milieu wordt hier aanzienlijk door teruggedrongen. Deze technieken worden nu bij diverse fruittelers toegepast, waar de besparing direct merkbaar is, zonder dat men hier complexe handelingen voor hoeft te verrichten. De laagdrempeligheid voor een verbetering van het machinepark is een mooi resultaat van de samenwerking met WUR,” aldus Verhaegh.