Fotonica helpt land- en tuinbouw sneller en betrouwbaarder te meten

Tekst: Joke Kranenberg
Foto’s: Wageningen University & Research en Shutterstock

“Nauwkeuriger meten, daarin ligt het grote voordeel van het werken met fotonica”, zegt Gerrit Polder, onderzoeker aan Wageningen University & Research. Hij analyseert al jaren data die met deze techniek geoogst wordt. “In de land- en tuinbouw wordt apparatuur op basis van fotonica al langere tijd gebruikt. We kennen allemaal de spectraalcamera’s in sorteermachines, op drones of in mobiele platforms die worden ingezet voor detectie van defecten, ziekten of plantgezondheid. Zelf begon ik al in 2000 met het gebruik van spectrale camera’s voor het meten van inhoudsstoffen in tomaten.”

Gerrit Polder

Kennis naar de praktijk

De ontwikkelingen gaan snel in dit relatief nieuwe vakgebied. “We richten ons nu vooral op de vraag: hoe kunnen we de kennis die we nu hebben nog beter voor de praktijk geschikt maken? Dan helpt het enorm dat de nieuwe generatie sensoren die we nu gebruiken veel goedkoper gemaakt kunnen worden. Daardoor worden ze breder beschikbaar. Voorheen waren die heel duur, maar zoals het met veel nieuwe dingen gaat, op een gegeven moment stappen er meer bedrijven in, wordt er meer geproduceerd en gaat de prijs naar beneden.” De brede beschikbaarheid geeft volgens Polder de technologie ook weer een positieve impuls juist richting praktijk.

"Hoe kunnen we de kennis die we nu hebben nog beter voor de praktijk geschikt maken?"

De grootste uitdaging op dit moment ziet Polder in het goedkrijgen van de modellen. “Spectrale camera’s produceren heel veel data, waarbij voor een goede toepassing een model getraind moet worden. Daarvoor zijn heel veel spectrale beelden nodig. Bovendien moet je ook zorgen dat de metingen die in het model gebruikt gaan worden, ook goed gedaan zijn. Want omdat we werken met licht, kunnen er ook veel stoorbronnen zijn. Je moet dus bijvoorbeeld corrigeren op omgevingslicht. Maar hoe doe je dat op een juiste manier? Elke praktijksituatie is anders.”

Wat is fotonica?

Fotonica richt zich op het detecteren, opwekken, transporteren en detecteren van licht. De technologie bevindt zich op het grensvlak van licht (ofwel: fotonen) en elektronica. Het is een heel breed vakgebied dat wordt gebruikt voor zaken als quantum technologie en datatransport, maar ook voor innovatieve sensoren. Optische sensoren worden in tal van sectoren ingezet, niet alleen in de agri en food, maar ook in de medische sector, halfgeleiderindustrie en voor aardobservatie en klimaat.

Internationale samenwerking verstevigd

De voucher van Groenpact is gebruikt om een onderzoeksvoorstel te schrijven. “Het onderzoeksvoorstel heeft het helaas net niet gehaald in het sterk concurrerende domein van EU-aanvragen, maar we hebben daardoor onze contacten met bijvoorbeeld het Franse Arvalis en Photonics Bretagne wel kunnen verstevigen”, zegt Polder. “En er ligt nu dus een heel mooi plan. Als we de benodigde financiën rond hebben, kunnen we direct aan de slag.”

Steven van den Berg en Hedde van Hoorn, beiden werkzaam aan de Haagse Hogeschool, schreven mee aan het onderzoeksvoorstel voor de EU. Zij bevestigen het verhaal van Polder. “Het onderzoeksvoorstel heeft een heel goede beoordeling gekregen”, zegt Van den Berg. “Daar zijn we content mee.”

"Door de Groenpact voucher ligt er een mooi plan en we hebben internationale contacten kunnen verstevigen."

 “En in het kader van het Groenpact-project hebben we een afrondende workshop georganiseerd met het thema op het grensvlak van optische technologie en glastuinbouw. Daar waren heel diverse deelnemers: technologie leveranciers, studenten, maar ook tuinders. Het is mooi om die met elkaar te verbinden en het heeft onze onderlinge contacten ook zeker versterkt”, vult Van Hoorn aan.

Project The Detectable Vegetable

Een spin-off ziet Polder in de samenwerking met Haagse Hogeschool in het project The Detectable Vegetable. In dit project wordt fotonica ingezet om te proberen vroegtijdig ziekten op te sporen in tuinbouwgroenten. Hierdoor is er niet alleen minder bederf, maar het maakt teelten ook duurzamer. Want als telers eerder ziekten kunnen vaststellen, zullen ze eerder kunnen ingrijpen, met minder middelen en lagere kosten als gevolg.

Daarnaast legt Van den Berg uit: “Het scouten van het gewas is nu nog mensenwerk en het vraagt bepaalde kennis en ervaring. Als we in staat zijn om dat meer te automatiseren, dan is daar de praktijk bij gebaat omdat het voor hen nu al moeilijk is voldoende arbeid te vinden. Maar”, benadrukt Van Hoorn “de techniek ligt niet klaar op de plank, we onderzoeken juist of het mogelijk is. Het kan dus natuurlijk ook nog mislukken. Bovendien zijn bederf en vroegtijdige detectie heel breed. Daarin hebben we dus eerst wat meer focus aangebracht.

We hebben eerst twee ziekten gedefinieerd waarmee we bezig gaan: fusarium (binnenrot) in paprika en mycosphaerella in komkommer. We zijn nu bij HAS Den Bosch in kassen een paprikateelt aan het opzetten om te kijken of we er een goede gecontroleerde infectie voor elkaar kunnen krijgen, zodat we het onderzoek verder kunnen uitvoeren en pas daarna kunnen we conclusies trekken.”

Polder verwacht de komende maanden de eerste data binnen te krijgen, die hij gaat analyseren. “We zijn goed van start gegaan. Beide schimmels zijn grote uitdagingen voor telers, maar ook voor dit project. Want binnenrot zie je, zoals de naam al aangeeft, niet aan de buitenkant, dus daar moeten we wat op verzinnen. Hoe gaan we dat met spectraalcamera’s wel zien?”

Het onderzoek The Detectable Vegetable loopt tot januari 2028. De eerste resultaten worden in de zomer van 2025 verwacht.