This report discusses the importance of precision agriculture in achieving sustainability goals and the need for a basis that considers different perspectives of a data space such as interoperability, scalability, security, transparency, and data ownership. The Towards Precision Agriculture 4.0 project aims to address these perspectives to provide better-informed management decisions for farmers and the ecosystem. The current study focuses on determining minimum interoperability mechanisms concerning the standardization of image data and deep learning algorithms for vision-based applications in weed management by robots. The study adopts a metadata-oriented approach to make data and algorithms semantically interoperable and reuses existing knowledge from the Reference Model Agro (rmAgro). The results indicate the need for a balance between established standardization and agile standardization for supporting semantic interoperability, and the interoperability of preferred standards like Robot Operating System (ROS) and Open Neural Network Exchange (ONNX) is insufficient. The study results are useful for professionals and academia who work in the design and development of software for the farming business.

The aim of the ’Precision agriculture and the future of farming in Europe’ project is to identify implications for legislative pathways for precision agriculture in Europe by mapping areas of concern around future developments. The project has three phases : Analysis of underlying technologies and existing insights from the field, as well as anticipated future developments ; Identification of possible impacts of the uptake of precision agriculture, construction of possible future scenarios, and exploration of these scenarios to map the related opportunities and concerns ; Identification of legal instruments that may need to be modified or reviewed, including - where appropriate - areas identified for anticipative parliamentary work, in accordance with the conclusions reached within the project. This annex to the study is the outcome of the first phase of the foresight study and consists of six detailed technical briefing papers.

Crop protection in prevailing agricultural systems in the EU is highly dependent on plant protection products (PPPs) to protect plants against harmful weeds, pests and diseases. The use of PPPs is a cause of health, environmental and public concerns, and a key question is whether their use can be reduced while maintaining adequate yields. This study provides an overview and description of current and new crop protection practices, including mechanical techniques, plant breeding, biocontrol, induced resistance, applying ecological principles, precision agriculture (PA), and emerging plant protection products. The potential and impact of the new crop protection practices is assessed. It may be feasible to design resilient systems that are economically viable, have limited environmental impact and help improve biodiversity. Diverse cropping systems would have a natural resilience to weeds, pests, and diseases, and potentially reduce the dependency on PPPs, enabled by PA technologies. The main challenge is to integrate new varieties, mechanisation, and biocontrol tools in these systems. Continuous development of all crop protection practices is needed to ensure sufficient control of pests, weeds and diseases. The drivers and enablers for implementing alternative crop protection practices are identified, and an analysis of key legislation to support their use is presented.

De publiek private samenwerking (PPS) ‘Op naar precisielandbouw 2.0’ (PL2.0) is een R&D project van de topsector AgriFood. Het project is gestart in 2015 met doorlooptijd van 4 jaar. Voor u ligt het eindrapport. In deze PPS werkten ruim 20 private bedrijven en organisaties, publieke kennisinstellingen en overheden samen aan strategische onderwerpen binnen precisielandbouw. Het project omvatte 13 deelprojecten verdeeld over vijf specifieke R&D thema’s, te weten slim satellietbeeldengebruik, sensorontwikkeling (ziektedetectie), slimme integratie van technologieën in toepassingen, perceelkarakteristieken voor schatten van opbrengstpotentie en ondersteunende ICT, en een generiek thema communicatie en kennisverspreiding.Met betrekking tot het thema satellietbeeldengebruik is uitgezocht hoe optische satellietbeelden in combinatie met radarbeelden of beelden verkregen via drone-camera’s beter gebruikt kunnen worden om de variatie en status van de bovengrondse hoeveelheid biomassa van gewassen in kaart te brengen en opbrengsten te voorspellen. Op het gebied van ziektedetectie is door middel van sensor fusion en artificial intelligence de detectie van virus- en bacterieziekten in aardappelplanten verbeterd. En werd een prototype sensorsysteem voor veldonderzoek ontwikkeld. Door slimme integratie van data, adviesmodellen en mechanisatie zijn er enkele variabel-doseertoepassingen ontwikkeld en gevalideerd. Het gaat hier om variabel doseren van Stikstof en herbiciden binnen teelten d.m.v. taakkaarten. In het verlengde hiervan is ook een ontwerp geleverd en als prototype gevalideerd voor een innovatieve beddenspuit in bloembollenteelt. Op grond van perceelkarakteristieken en ondersteunende ICT zijn inzichten en tools voor het inschatten van opbrengst(potentie) geleverd en wordt een doorkijk gegeven naar software voor verbeterde rijpadenplanning en perceelinformatie. De inzet op communicatie en kennisdeling heeft ca. 100 publicaties en presentaties in 4 jaar tijd opgeleverd. Voor meer details over resultaten wordt naar de rapportage met samenvatting per deelproject verwezen in de hoofdstukken 2 tot en met 7.Het grote succes van PL2.0 ligt vooral bij ruime aandacht voor integratie van componenten van precisielandbouwtoepassingen en de doorstroming daarvan naar de praktijk en onderwijs.Geconcludeerd mag worden dat PL2.0 een bijdrage leverde aan gewasmonitoringtoepassingen en diverse variabel-doseertoepassingen (variable rate applications, VRA). Die VRA-toepassingen zien we nu op de agenda in het in 2018 gestarte precisielandbouw-adoptie project ‘Nationale Proeftuin Precisielandbouw’ (NPPL). Meerdere bedrijven passen taakkaarten variabel doseren op een resolutie van 30-50 m2 op praktijkschaal toe en besparen zo’n 20 -30% op gewasbeschermingsmiddelen met behoud van goede werking. De basis hiervoor is een bodem- of gewaskaart die de relevante variatie binnen de bodem of gewas in kaart brengt. Ook zijn er via PL2.0 mooie resultaten met optimalisatie van plantdichtheid en vermindering van meststoffengebruik via deze kaarten. Doorstroming van kennis naar het groene onderwijs werd gerealiseerd via PL2.0 en een versterkend WURKS-traject. Negen lesmodules over gebruik software en inzet taakkaarten in precisielandbouw werden opgeleverd. Precisielandbouw is geen doel op zich, maar een manier om de duurzaamheid van landbouw te vergroten. Met PL2.0 toepassingen kan meer met minder en beter geproduceerd worden. De trend van precisielandbouw c.q. data-gedreven landbouw of smart farming, zal zich alleen maar doorzetten. Er zal gewerkt gaan worden met meer en hoog-resolutie data, complexere adviesmodellen en meer robotisering. Daarmee zullen de doelen van kringlooplandbouw beter en sneller gerealiseerd kunnen worden.