Cyfryzacja w służbie rolnictwa zrównoważonego
Osiągnięcie wzrostu produkcji rolnej mającej na celu zabezpieczenie potrzeb żywnościowych populacji ludzkiej z jednoczesnym zapewnieniem jej opłacalności oraz poszanowania środowiska naturalnego jest istotnym wyzwaniem dla rolnictwa, które wytwarza żywność przy ograniczonych zasobach gleby, wody i energii na Ziemi. Z tego też powodu działania zaproponowane przez Unię Europejską w ramach Wspólnej Polityki Rolnej (WPR) ukierunkowane są na zrównoważoność społeczną, gospodarczą i środowiskową rolnictwa. Koncepcją w produkcji żywności, która ma odpowiadać na potrzeby współczesnego świata realizuje rolnictwo zrównoważone. W tym rodzaju rolnictwa zastosowanie znajdują sposoby prowadzenia upraw jak i zarządzania gospodarstwem obejmujące efektywne wykorzystanie zasobów gleby, wody, potencjału roślin, nawozów, środków ochrony roślin, energii oraz maszyn.
Bardzo przydatne we wdrażaniu jak i stosowaniu praktyk zrównoważonej produkcji mogą być cyfrowe technologie i techniki. Stąd też jak najbardziej możliwe jest połączenie koncepcji rolnictwa zrównoważonego z pojęciem Rolnictwa 4.0.
Fot. Dr Jacek Skudlarski
Cyfryzacja w technologii nawożenia roślin
Jednym z obszarów, w których technologie cyfrowe jak najbardziej mają zastosowanie jest nawożenie roślin w oparciu o bilans nawozowy. Podstawą owego bilansu jest znajomość rzeczywistej zasobności gleb, potrzeb nawozowych roślin i cech stosowanych nawozów mineralnych. W tym zakresie przydatna jest wykorzystująca techniki satelitarne technologia zmiennego dawkowania nawozów mineralnych (VRA – Variable Rate Aplikation lub VRC – Variable Rate Control), która obejmuje pomiar plonu zbieranych roślin, próby glebowe (ocena zasobności gleby w składniki pokarmowe), skanowanie elektromagnetyczne gleby (ocena właściwości fizycznych gleby), tworzenie map zasobności gleby w składniki pokarmowe jak i map aplikacyjnych wgrywanych do pamięci terminali sterujących pracą rozsiewaczy mineralnych. Szerzej o technologii VRA można przeczytać w artykule dostępnym pod niniejszym linkiem https://www.wrp.pl/inteligentne-nawozenie-mineralne/. Technologia VRA zmniejsza ryzyko przenawożenia roślin, co przekłada się na korzyści zarówno środowiskowe, jak i finansowe. W precyzyjnej aplikacji nawozów mineralnych zastosowanie mają rozwiązania z zakresu precyzyjnego rolnictwa. Pomocne w tym celu okazują się systemy jazdy automatycznej z wykorzystaniem sygnału GNSS oraz funkcja Section - Control umożliwiająca zmianę szerokości wysiewu nawozów.
Cyfrowe technologie w siewie roślin
Technologie satelitarne mają także zastosowanie w technice siewu, o czym szerzej można przeczytać w niniejszym artykule https://www.wrp.pl/technologie-satelitarne-w-technice-siewu/. Automatyczne prowadzenie siewników z wykorzystaniem sygnału GNSS pozwala uniknąć omijaków lub nakładek. Sprzyja ono również uzyskaniu możliwie jak najwyższej wydajności pracy. Precyzyjny siew uwzględniający dawki nasion dopasowane do warunków glebowych również pokrywa się z praktykami rolnictwa zrównoważonego. Zmienne dawkowanie nasion jest krokiem do maksymalizacji plonów z jednoczesną oszczędnością materiału siewnego. Technologia VRA w technice siewu jest możliwa dzięki nowoczesnym siewnikom wyposażonym w elektryczny napęd aparatów wysiewających, co pozwala dawkować nasiona na podstawie map aplikacyjnych w trybie automatycznym z wykorzystaniem narzędzi rolnictwa precyzyjnego. Ponadto maszyny te mogą być wyposażone w funkcję Section-Control, która wyłącza poszczególne redlice siewnika (sekcje w siewniku punktowym), gdy znajdą się one poza granicą pola lub na obszarze już obsianym. O siewnikach z innowacyjnymi rozwiązaniami, które wpisują się w koncepcję rolnictwa zrównoważonego jak i cyfrowego można przeczytać niniejszym artykule https://zycierolnika.pl/index.php/maszyny/item/5084-nowoczesne-uniwersalne-siewniki-zbozowe.
Uniwersalne terminale ISOBUS
Jednym z ważnych elementów wyposażenia tych maszyn są wpisujące się w koncepcję Rolnictwa 4.0 terminale umożliwiające sterowanie z poziomu kabiny ciągnika jak również transfer danych z maszyny do gospodarstwa. Transmisja danych pomiędzy terminalem a komputerem stacjonarnym i urządzeniami mobilnymi odbywa się poprzez pamięć USB, Bluetooth lub platformę internetową. Szerokie możliwości oferują terminale zgodne ze standardem ISOBUS (https://www.wrp.pl/isobus-w-ciagnikach-i-maszynach-rolniczych/). To dzięki nim możliwe jest stosowanie wielu narzędzi rolnictwa precyzyjnego. Nowoczesne siewniki można wyposażyć w moduł, który łączy się z Internetem. Dzięki temu urządzeniu dane z terminala sterującego pracą siewnika są przekazywane do chmury w której znajduje się moduł oprogramowania do zarządzania parkiem maszynowym w gospodarstwie. O tych rozwiązaniach można przeczytać w niniejszej publikacji https://www.wrp.pl/innowacyjne-siewniki-punktowe/.
Inteligentna ochrona roślin
Ważną praktyką zalecaną w rolnictwie zrównoważonym jest przestrzeganie zasad integrowanej ochrony roślin. Praktyka ta obejmuje także ochronę chemiczną w przypadku której dąży się do minimalizacji zużycia pestycydów. W tym przypadku zastosowanie znajduje koncepcja tzw. inteligentnego oprysku (smart spraying), dzięki której opryskiwane są tylko te części pola, w których znajdują się patogeny, szkodniki lub chwasty obniżające plony roślin uprawnych. Stosowane w tej koncepcji opryskiwacze są wyposażone w elektroniczne układy ze sztuczną inteligencją, kamery 3D oraz różnego rodzaju sensory monitorujące obszar pola przed belką opryskiwacza. Rozwiązania te rozpoznają zagrożenia upraw, dzięki czemu układ sterujący opryskiwaczem dobiera dawkę pestycydu (w niektórych rozwiązaniach również rodzaj pestycydu), która stosowana jest jedynie lokalnie na polu. Pestycydy są aplikowane tylko tam gdzie muszą być dozowane. Pozwala to w znacznym stopniu ograniczyć zużycie pestycydów, co ma wymiar zarówno środowiskowy jak i ekonomiczny. Szerzej rozwiązania smart spraying opisano w publikacji dostępnej pod linkiem: https://www.wrp.pl/inteligencja-w-opryskiwaczach-polowych/.
Cyfrowy monitoring pola
Cyfryzacja w koncepcji zrównoważonej produkcji rolnej obejmuje również narzędzia umożliwiające monitoring warunków pogodowych jak i stanu pola oraz upraw. Znajomość pogody i właściwości gleby pozwala podejmować szereg decyzji wpływających na efektywność wykonywanych zabiegów agrotechnicznych. Od warunków pogodowych jak i glebowych zależy w dużej mierze skuteczność aplikowanych środków ochrony roślin jak i nawozów. Stąd znajomość pogody jak i gleby jest bardzo ważna w produkcji rolniczej. Dzięki znajomości prognozy pogody można planować zabiegi agrotechniczne, co ma istotne znaczenie w gospodarstwie. W tym celu szerokie zastosowanie znajdują stacje pogodowe i czujniki polowe, które mierzą wilgotność i temperaturę powietrza oraz gleby (na różnych głębokościach).
Ciąg dalszy nastąpi..
W niniejszym artykule nie wyczerpałem podjętej tematyki. Zrównoważone rolnictwo to także efektywne wykorzystanie zasobów wodnych. Ponadto koncepcja zrównoważonego rozwoju obejmuje także stabilność finansową gospodarstwa w czym pomocne mogą być programy do zarządzania gospodarstwem. O tym wszystkim napiszę kolejnym razem.
Opracowanie: dr Jacek Skudlarski.
energiadlawsi.pl poleca serdecznie blog dr Jacka Skudlarskiego:
dr Jacek Skudlarski, SGGW, ekspert energiadlawsi.pl