Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


Leerplan agronomisch ontwerpen

Dovnload 0.6 Mb.

Leerplan agronomisch ontwerpen



Pagina2/6
Datum04.04.2017
Grootte0.6 Mb.

Dovnload 0.6 Mb.
1   2   3   4   5   6

waarnemen - vermoeden - verwachten - toetsen - evalueren.

In het experimenteel wetenschappelijk onderzoek komt die cyclus naar voren in de sequentie:



observatie - inductie - deductie - toetsing - evaluatie.

Hall21 geeft als grondslag voor gedrag, gericht op alle vormen van probleem-oplossing de volgende (algemeen geldende) cyclus:



- probleem definiëren;

- doelstellingen formuleren;

- oplossingen bedenken;

- gevolgen voorspellen;

- de beste oplossing kiezen;

- de beste beslissing effectueren.
De hierboven beschreven cyclus herkennen wij als onderdeel van de systeembenadering (“systems engineering”)22. De literatuur is daarover opvallend eensgezind.

6.1. Probleem oplossing in de plantenteeltwetenschappen

De plantenplantenteeltwetenschappen hebben veel aandacht besteed aan kennissynthese op hogere integratieniveaus. De theoretische teeltkunde en de geïntegreerde bestrijding van ziekten en plagen zijn daar goede voorbeelden van. Nader onderzoek aan de zojuist genoemde methoden voor kennissynthese leert dat de grondslagen van Hall daarin te herkennen zijn. De plantenteeltwetenschappen bedienen zich echter van andere begrippen. Figuur 2 vergelijkt de grondslagen voor probleemoplossing volgens Hall met die voor de plantenteeltwetenschappen.



Grondslagen voor probleem-oplossing volgens Hall



Grondslagen voor kennissynthese volgens de plantenteeltwetenschappen

Probleem definiëren



Identificeer het probleem


Doelstelling formuleren



Stel doelen vast


Oplossing bedenken



Verken

Gevolgen voorspellen

Toets

De beste oplossing kiezen

Evalueer

De beste beslissing effectueren

Verbeter de bestaande situatie







Fig. 2.


Vergelijking van de probleemoplossende cyclus volgens Hall en in de plantenteeltwetenschappen

Figuur 3 geeft een theoretisch model voor de manier waarop de synthese van kennis meestal verloopt.

Bestaande en

ongewenste situatie


Wat is daarin het probleem?


Welk doel moet via het ontwerp

worden bereikt (ontwerp als middel

om de bestaande situatie te

verbeteren)?


Wat zijn de maatstaven

die tijdens de ontwerpprocedure

moeten worden aangelegd?


Verken en ontwerp


Toets het ontwerp op basis

van de maatstaven


Evalueer en beslis


Verbeter de bestaande situatie

Fig. 3


Theoretisch model voor het proces van kennissynthese
6.2. Het product van een ontwerpproces is nooit af

Wanneer de student begint met het ontwerpblok, zal hij de basiscyclus volgens figuur 3 moeten kennen en begrijpen. De student leert daaraan de aard van het ontwerpen kennen. Bij ontwerpen gaat het immers niet om een theoretisch of een kennis vraagstuk, maar om de oplossing van een praktisch probleem. Meestal zal een ontwerp niet meteen een schot in de roos zijn. In de praktijk ervaart men ontwerpen als een cyclische weg richting “de beste oplossing”. De beste oplossing zal moeten worden vergeleken met het oorspronkelijk gewenste doel. De ervaringen die door dergelijke terugkoppelingen worden opgedaan kunnen het begin zijn voor de opstelling van een nieuw (verscherpt) plan van eisen waaraan het ontwerp uiteindelijk moet voldoen. Roozenburg23 beschrijft die iteratieve cycli als aangegeven in figuur 4 24. De noodzaak van iteratie van ontwerpcycli wordt groter naarmate het systeem waarop het ontwerpproces betrekking heeft, beschikt over mogelijkheden voor autonome ontwikkeling. Dat wil zeggen, het systeem zal trachten zich volgens de eigen wetmatigheden te ontwikkelen en zich daarmee onttrekken aan dat wat de ontwerper bedoelt heeft met zijn ontworpen systeem. Dat probleem doet zich in hoge mate in de landbouw voor. Immers planten en dieren zijn levende productiefactoren in agrarische vormen van grondgebruik. Hun fysiologie is in principe autonoom en slechts tot op zekere hoogte manipuleerbaar.

Conclusie

De LUW-student moet worden duidelijk gemaakt dat we bij ontwerpend denken uitgaan van een doel (verbeteren van een practische situatie) naar een middel (het ontwerp). De student zal bovendien moeten worden duidelijk gemaakt dat het gedrag nodig voor technisch ontwerpen niet zondermeer kan worden toegepast op problemen in de landbouw. In het volgende hoofdtuk laat de Taakgroep zien waarom dat zo is. Daarna volgt een uiteenzetting die het gedrag, nodig voor agronomisch ontwerpen, verklaart en structureert.

7. AGRONOMISCH ONTWERPEN

Ontwerpen als manier van scheppen (iets maken uit niets) is inherent aan de wereld van de techniek. Techniek kan niet zonder ontwerpen. Auto's, machines, fabricageprocessen en werkstraten zijn producten van ontwerpprocessen. Het kenmerk van technisch ontwerpen is dat fundamentele kennis uit disciplines als chemie, natuurkunde, mechanica en informatica in concrete gebruiksvoorwerpen wordt vertaald in producten met een vooraf omschreven kwaliteit.

De prestaties van de techniek zijn mede te danken aan de methodische aanpak van het ontwerpproces. Met "methodisch" wordt bedoeld, dat de vaardigheid die met technisch ontwerpen gepaard gaat, te leren en naar anderen overdraagbaar is. Die overdracht is niet alleen belangrijk om de ontwerpkunde als methodiek te ontwikkelen, maar ook om de juiste, technologische vragen te kunnen stellen aan het fundamenteel wetenschappelijk onderzoek. In de wisselwerking tussen (fundamentele) wetenschap en technologie ontstaan de goederen en diensten die een samenleving vooruit helpen. Voorbeelden zijn: communicatie technieken, telematica, automatisering, biotechnologie en proceskunde.

Wanneer we die redenering op de landbouw toepassen, ontstaat de vraag: “hoe maken we productiesystemen die vergaand voldoen aan zowel maatschappelijke als bedrijfseconomische randvoorwaarden”? Dergelijke randvoorwaarden betreffen onder meer de inperking van de afvalstroom, de emissies naar de omgeving van het landbouwbedrijf, de gezondheid en veiligheid van de landbouw-producten en productieprocessen. De antwoorden die technische ontwerpkunde hierop kan geven, beperken zich tot technisch maakbare oplossingen (bijvoorbeeld: verbetering van doseringstechnieken van bestrijdingsmiddelen en kunstmest). Naarmate de landbouw een industrieel karakter krijgt (voedselverwerking, raffinage van landbouwproducten, klimaatbeheersing onder glas, melkwinning, mestverwerking) kan technische ontwerpkunde soulaas bieden. Dergelijke ontwerptechnieken kennen we vanuit de proceskunde.

Echter, wanneer processen met betrekking tot levende systemen (producten), binnen een agrarisch bedrijf centraal komen te staan, biedt technische ontwerpkunde onvoldoende mogelijkheden voor herhanteren van de complexiteit van dit type systemen.

De belangstelling voor nieuwe methoden voor het ontwerpen van agrarische bedrijfssystemen groeit snel25. Dat komt omdat:

- de complexiteit van de agrarische bedrijfsvoering zal toenemen (bijvoorbeeld multifunctionele landbouw),

- de eisen aan prestaties van bedrijven en aan agrarische producten zal toenemen (bijvoorbeeld kwaliteit en ethiek),

- er behoefte is aan nieuwe bedrijfssystemen (bijvoorbeeld geïntegreerde, ecologische, duurzame bedrijven),

- de beschikbare natuurwetenschappelijke kennis toeneemt (bijvoorbeeld humane- en ecotox),

- de nadruk minder komt te liggen op optimalisatie van de productie processen en meer komt te liggen op meervoudige doelstellingen (zie box 1),

- inzicht in de rol van de agrariër bij de ontwikkeling van de landbouw verandert (bijvoorbeeld milieucoöperaties, kwaliteit agrarisch ondernemerschap),

- aan locale kennis veel waarde wordt gehecht (bijvoorbeeld agrarisch natuurbeheer) en

- waarden een rol gaan spelen (bijvoorbeeld natuur, dierenwelzijn, veiligheid, schoonheid, Derde Wereld)




BOX 1

Voorbeeld. De boerderij van M. (melkveehouderij) ligt gedeeltelijk in het beschermde beekdal van de Zandley, het Nationale Park i.o. Loonse en Drunense Duinen, het Landinrichtingsplan de Leyen en het uitwerkplan de Leyen. Als gevolg daarvan werd boer M. in korte tijd geconfronteerd met de navolgende randvoorwaarden aan zijn bedrijfsuitoefening.

* Waardevol Cultuur Landschap (WCL),

* ruimtelijke Ordening en Milieu Gebied (ROM),

* nadere uitwerking Brabant Limburg gebiedsgericht beleid (NUBL),

* stiltegebied,

* aardkundig waardevol gebied,

* toeristische recreatieve hoofdstructuur,

* ecologische hoofdstructuur (EHS),

* landschappelijk waardevol agrarisch gebied,

* bodembeschermingsgebied,

* mestoverschotsgebied,

* ammoniak reductie plan Udenhout,

* talud-studie (vaststelling bestemmingsplan voor een 5-tal gemeenten en

* stimuleringsgebied biologische landbouw LNV.

Boer M. heeft tijdens een bijeenkomst van Drunense boeren gezegd “waarom praat het onderzoek toch alleen over produktie efficienties, als zij nog niet eens in staat is mij te vertellen hoe ik mijn bedrijf moet aanpassen om te kunnen voldoen aan al die eisen aan het ruimtegebruik rondom mijn bedrijf. Ik wil graag voldoen aan die eisen, maar ik moet ook overleven”.

B

Maar wat wordt hier met "agronomisch ontwerpen" bedoeld? Is "meervoudige doelprogrammering" (QUASI) niet een reeds bestaande vorm van agronomisch ontwerpen?

De navolgende paragrafen trachten op bovenstaande vraag een antwoord te geven. Paragraaf 7.1. identificeert enkele belangrijke definities. Paragraaf 7.2. identificeert de dimensies van de ontwerpersruimte van de landbouwkundig ingenieur. Tenslotte volgt een overzicht van technieken met ontwerpkracht voor landbouwkundige doelstellingen (paragraaf 7.3.)

7.1. Verschil tussen technisch en agronomisch ontwerpen

Enkele omschrijvingen zijn belangrijk: wat is landbouw, wat is de bijdrage vanuit de landbouwwetenschappen, wat zijn natuurlijke systemen, wat zijn agro-ecosystemen en wat is ontwerpen? De Taakgroep heeft de kenmerken van die begrippen alsvolgt geïndiceerd.


Landbouw is het gebruik van materie, energie, levensverschijnselen, kennis, informatie, alsmede van ervaringen met het gedrag van ecosystemen op en rondom de plaats van productie, voor het realiseren van praktische doelen, producten, processen en diensten26.

Landbouwwetenschappen genereren en toetsen de kennis die nodig is om het gebruik van materie, energie, levensverschijnselen en informatie voor het realiseren van praktische doelen, producten, processen en diensten, mogelijk te maken. Hieruit volgt dat de beta-wetenschappen en de wiskunde de meeste kennis aan de landbouwwetenschappen leveren, maar ook dat menswetenschappelijke beschouwingen in de landbouwwetenschappen een onmisbare rol spelen. De resultaten van de landbouwwetenschappen moeten immers door mensen gemaakt, gebruikt en onderhouden worden27

Natuurlijke ecosystemen zijn verzamelingen van organismen die tesamen met relaties tussen de organismen en hun eigenschappen één samenhangend geheel vormen. Natuurlijke ecosystemen kenmerken zich door het verschijnsel dat zij over eigenschappen beschikken die op organisme niveau niet voorkomen (bijvoorbeeld: zelfreinigend, zelfregulerend, zelfbufferende vermogens)28.

Agro-ecosystemen zijn kunstmatig verzamelingen van organismen die te samen praktische doelen, producten, processen en diensten moeten produceren. Agro-ecosystemen hebben betrekking op een kunstmatige door mensen gemaakte wereld, in het bijzonder op dat deel van de kunstmatige wereld dat het resultaat is van wetenschap29. Zij hebben het karakter van een permanent pionier-ecosysteem, dat zich niet autonoom naar een hoger successieniveau mag ontwikkelen.

Agronomisch ontwerpen is het aangeven van de beste oplossing om aan maatschappelijke behoeften te voldoen met behulp van beschikbare middelen en met inachtneming van keuzemaatstaven van landbouwkundige, ecologische, bedrijfseconomische, natuurkundige en technologische aard, alsmede van die van consumenten" 30.

7.2. Criteria voor agronomisch ontwerpen

In de zojuist genoemde begripsomschrijvingen valt op dat agrarisch grondgebruik zich ontwikkelt in het spanningsveld tussen maximaal produceren met behulp van beschikbare natuurlijke hulpbronnen (ontwikkelen van adequate methoden en technieken), en van beheren van diezelfde bronnen (ontwikkelen van effectief, flexibel beslisgedrag). Anders gezegd:

- een nieuwe vorm van agrarische productie ontstaat als optimum van op productie gerichte ontwerpen van agro-ecosystemen (omgeving is sluitpost) en op behoud gericht beheren van natuurlijke ecosystemen (productie is sluitpost) en

- een nieuwe vorm van agrarische productie ontstaat als optimum van toepassing van de best technologische hulpbronnen en van toepassing van de best beschikbare ecologische principes.

7.2.1. Ontwerp als optimum van agro-ecologie en natuurlijke ecologie.

Ontwerpend denken over duurzaam grondgebruik en -beheer concentreert zich op het relatieveld tussen agro-ecosystemen en natuurlijke ecosystemen.

Ten aanzien van dat relatieveld, dient te worden beseft dat de landbouwwetenschappen tot nu toe twee verschillende ecosysteemconcepten hanteren. Er zijn twee complementaire benaderingswijzen: men bestudeert òf de structuuraspecten òf de functie aspecten van ecosystemen. Bij bestudering van de structuuraspecten wordt de toestand van een ecosysteem in een momentopname weergegeven als resultaat van ingrepen op het gedrag van organismen of populaties. Bij bestudering van de functie-aspecten worden processen bestudeerd, waarvan de stofkringloop en energietransporten de belangrijkste zijn.

Verreweg de meeste kennis van de landbouwwetenschappen is organismen gericht. Dit is begrijpelijk gezien het experimenteel en causaal georiënteerde karakter van de landbouwwetenschappen. De waardering voor natuurlijke ecosysteemkwaliteiten vond daarom vooral plaats door gebruik van structuurelementen en niet op basis van, veelal essentiële procesgrootheden.
Conclusie.

De waardering is momenteel vooral gebaseerd op responsvariabelen, terwijl in een integrale structuur- én procesbenadering de conditionerende variabelen meer aandacht zouden moeten hebben. Dat is één van de twee dimensies van de ontwerpruimte van de landbouwkundig ingenieur.

7.2.2. Ontwerp als optimum van techniek en ecologie

In de landbouwwetenschappen is het gebruik geworden dat de mens als factor een zeer beperkte rol mag spelen in de ontwikkeling van de landbouw als geheel. Gangbare paradigma's kiezen voor inzet van meer natuurwetenschappelijk onderzoek en technologie, waarbij de mens (agrariër) als verstoorder van productieprocessen, wordt geëlimineerd. Dat leidt tot technologieën die agrarische productie (ook binnen randvoorwaarden) beter voorspelbaar maken. Dat geeft betere garanties voor de "return on investment", maar bevordert ook de vervreemding van de landbouw ten opzichte van de samenleving.

De ontwikkeling van een duurzame landbouw vereist dat naast toepassing van de best beschikbare technieken ook de houding van de agrarische ondernemer zich aanpast. Marktgericht denken houdt in dat de agrariër zich voortdurend oriënteert op de wensen van de consument en de belangen van andere gebruikers van het landelijk gebied. Kortom, het gaat om de maatschappelijke inbedding van de landbouw.
Conclusie

De maatschappelijke inbedding van agrarisch grondgebruik is tot nu toe verontachtzaamd, omdat de landbouw zich aanbodsgericht ontwikkelde. De ontwikkeling van een vraaggerichte landbouw zal meer aandacht in het onderwijs moeten krijgen. Dat is de tweede dimensie van de ontwerpruimte van de landbouwkundig ingenieur.

7.2.3. Ontwerpruimte van de landbouwkundig ingenieur

Uit voorgaande redenering stelde de Taakgroep de twee dimensies vast, die de ruimte voor "agronomisch ontwerpen" bepalen:

- van agro-ecologie (beheersde of gelimiteerde ecosysteem: het ecosysteem wordt niet toegestaan om zich autonoom in opeenvolgende successies te ontwikkelen)31 naar natuurlijke ecologie (een autonome ontwikkeling van opeenvolgende successiestadia wordt niet afgeremd) en

- van technologisch concept naar maatschappelijk concept.

Als we beide dimensies ons voorstellen als een x en een y-as en als we de abstracties terugbrengen tot de waarneembare werkelijkheid, ontstaat er een assenkruis met op

- de x-as een continuum gaande van technisch-economisch inpasbare agrarische productiesystemen naar sociaal-ecologisch inpasbare agrarische productiesystemen en

- de y-as een continuum gaande van technisch maakbare productie methoden naar maatschappelijk aanvaardbare productie methoden.

Het assenkruis geeft vier kwadranten. Elk ervan kan worden gezien als criterium waaraan agronomisch ontwerpen zou moeten voldoen.

- Wat zijn de functies van een agro-ecosysteem? (criterium 1)

- Aan welke technologische vereisten moet een agro-ecosysteem voldoen? (criterium 2)

- Zijn de kosten en opbrengsten tenminste in balans? (criterium 3)

- Is er een ondernemer met relevante kennis en zijn er faciliteiten die de aansturing van het systeem mogelijk maken? (criterium 4)

Een vijfde vraag komt voort uit de rol van de ontwerper. Hij is immers de facilitator van het ontwerpproces. Die vraag luidt:

- is de voortgang van de ontwikkeling die het resultaat is van het ontwerpproces voor hem, evalueerbaar, dwz meetbaar? (criterium 5)

maatschappelijk aanvaardbare productiemethoden




















crit.1

Wat zijn de functies van het agro-ecosysteem?

(maatschappelijke doelen)





crit.3

Zijn de kosten en opbrengsten in balans?

(bedrijfseconomische doelen)




















sociaal-ecologisch inpasbare

landbouwproductiesystemen



crit. 5

ONTWERPER




technisch-economisch inpasbare

landbouwproductiesystemen





















crit. 2

Over welke technologische en ecologische mogelijkheden kan

worden beschikt?





crit.4

Is de onderrner in staat adequate,

uitvoerbare beslissingen te nemen?











technisch maakbare productie methoden

Agronomisch ontwerpen moet volgens de Taakgroep alle vijf criteria tegelijkertijd kunnen adresseren. Ontbreekt er één, dan is er ook geen draagvlak voor duurzame ontwikkelingen in de landbouw, hoe wetenschappelijk fraai ook. Daarmee sluit de Taakgroep aan op de conclusie van de WRR in haar rapport "Duurzame risico’s: een blijvend gegeven". In dat rapport staat dat duurzaamheid niet is te concretiseren. Een duurzame ontwikkeling ontstaat alleen daar waar mensen bereid zijn een daartoe geschikt maatschappelijk arrangement tot stand te brengen32.

7.3. Beschrijving van bestaande ontwerp-achtige technieken in de landbouwwetenschappen

Aan de Landbouwuniversiteit domineren momenteel twee methodieken met ontwerpkarakter. Dat zijn:

- QUASI methodieken en

- prototypering.

7.3.1. Quantitative Analysis of (agro-eco)Systems at higher Integration levels (QUASI)


Doel

QUASI is een leerprogramma betreffende een methodologie voor de exploratie van landgebruiksmogelijkheden. Het beoogt kennis omtrent de lagere integratieniveaus (gewas, dier, klimaat, bodem, economie, etc.) toe te passen voor het kwantitatief aandragen van opties voor duurzaam landgebruik op de hogere schaalniveaus (bedrijf, regio en hoger). Met behulp van de methodologie kunnen consequenties van gedefinieerde technische, ecologische en sociaal-economische doeleinden expliciet worden gemaakt, alsmede de uitruil die er bestaat tussen deze doelstellingen. De QUASI methodiek draagt in sterke mate bij aan begrip omtrent de samenhang tussen verschillende componenten van een te ontwerpen systeem en aan de rek die er, technisch gezien, in het systeem zit.


Wat is het niet en wat is het wel?

QUASI gaat niet uit van een verleden als maat voor de toekomst. Evenmin wordt er gewerkt met extrapolaties van huidige trends. QUASI is niet bedoeld om blauwdrukken te leveren of om beleid te formuleren voor het bereiken van bepaalde politieke wensen. QUASI methodieken kunnen wel helpen om bepaalde inzichten die in wetenschap of samenleving naar voren komen, te helpen expliciteren. Articulatie van knelpunten geeft mogelijkheden voor de ontwikkeling van beleidsinstrumenten, zoals effectieve regelgeving, subsidie of onderzoeksprogramma's. QUASI maakt dus gebruik van analyses op gebied van fysische land-evaluatie, milieu, economie en samenleving. QUASI biedt een waaier van realistische mogelijkheden in de ontwikkeling van een stukje van de samenleving. Meer specifiek: QUASI helpt vast te stellen welke mogelijke oplossingen zich aandienen nadat de verschillende doelen zijn gedefinieerd. Politici of ondernemers kunnen vervolgens kiezen voor een scenario en stellen daarmee impliciet vast welke beleidsinstrumenten daarvoor moeten worden ontwikkeld. Op die manier kan QUASI een instrument zijn om de consequenties van verschillende politieke doelstellingen te verkennen.

1   2   3   4   5   6

  • - probleem definiëren; - doelstellingen formuleren; - oplossingen bedenken; - gevolgen voorspellen;
  • 6.1. Probleem oplossing in de plantenteeltwetenschappen
  • Grondslagen voor probleem-oplossing volgens Hall Grondslagen voor kennissynthese volgens de plantenteeltwetenschappen
  • 6.2. Het product van een ontwerpproces is nooit af
  • 7. AGRONOMISCH ONTWERPEN
  • 7.1. Verschil tussen technisch en agronomisch ontwerpen
  • 7.2. Criteria voor agronomisch ontwerpen
  • 7.2.1. Ontwerp als optimum van agro-ecologie en natuurlijke ecologie.
  • 7.2.2. Ontwerp als optimum van techniek en ecologie
  • 7.2.3. Ontwerpruimte van de landbouwkundig ingenieur
  • 7.3. Beschrijving van bestaande ontwerp-achtige technie ken in de landbouwwetenschappen
  • Wat is het niet en wat is het wel

  • Dovnload 0.6 Mb.