Nad stworzeniem możliwości zdalnej oceny dojrzewania naci ziemniaka w doświadczeniach hodowlanych pracują naukowcy ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Celem ich badań jest określenie, czy wzrokowa ocena łanu ziemniaka wykonywana przez hodowcę może zostać zastąpiona bądź uzupełniona oceną zdalną przy użyciu drona.
Termin „rolnictwo 4.0” stał się w ostatnich latach niezwykle popularny. Nawiązuje do czterech kolejnych etapów rozwoju rolnictwa. Pierwszy to rolnictwo 1.0, które zaistniało na początku XX wieku i było związane z coraz powszechniejszym wykorzystywaniem maszyn na polach uprawnych. Następny etap to lata pięćdziesiąte XX wieku. Wtedy zwiększyła się dostępność nawozów i środków ochrony roślin, do uprawy wprowadzono bardziej wydajne odmiany zbóż, co przyczyniło się do znacznego zwiększenia plonu tych roślin. Ostatnia dekada ubiegłego stulecia to rolnictwo 3.0 i upowszechnienie dostępu do odbiorników GPS, a nie tylko ich wykorzystanie do celów wojskowych, co zapoczątkowało rozwój i wdrażanie rolnictwa precyzyjnego.
I ostatnia, trwająca właśnie, faza jeszcze szybszego rozwoju rolnictwa precyzyjnego, określana jest mianem rolnictwa 4.0. Obejmuje m.in. wprowadzenie na rynek tańszych, ulepszonych czujników i sterowników, zwiększenie dostępu do szybkiego internetu, jak również oprogramowania, które wspomaga gromadzenie, przetwarzanie, łączenie i analizę dużej ilości danych. Podłączenie rozmaitych czujników rejestrujących m.in. właściwości gleby i roślin, czy parametry jakości powietrza w budynkach inwentarskich do tzw. internetu rzeczy sprawia, że rolnik ma dostęp do tych danych z dowolnego miejsca na świecie. To z kolei pozwala na coraz częstsze zdalne podejmowanie decyzji zarówno w produkcji roślinnej jak i zwierzęcej.
Współczesny rolnik informatykiem?
Informatykiem nie trzeba być, ale należy umieć wykorzystać coraz większą ilością danych, jakie do rolnika z różnych źródeł docierają – tłumaczy dr hab. Stanisław Samborski z Katedry Agronomii Instytutu Rolnictwa Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. – Trzeba umieć nie tylko radzić sobie z ich pozyskiwaniem, gromadzeniem, ale przede wszystkim z ich przetwarzaniem. I co najważniejsze, trzeba też wiedzieć, jak je praktycznie wykorzystać. Bardzo trudno jest obecnie prowadzić dobrze funkcjonujące gospodarstwo bez choćby podstawowej wiedzy z zakresu informatyki . Chociaż w dużej mierze w wykorzystaniu coraz większej ilości danych wspomagają nas różne aplikacje i programy komputerowe, to kluczowe decyzje są wciąż po stronie rolnika – dodaje.
Rolnicy mogą wykorzystywać wiele nowoczesnych urządzeń, ale należy pamiętać o związanym z tym zagrożeniem, którym może być przeinwestowanie. Zatem należy dostosować potrzebę wdrażania nowoczesnych technologii w rolnictwie do aktualnych możliwości finansowych gospodarstwa. Przejście na nowoczesne rolnictwo można przeprowadzić stopniowo, zaczynając np. od wykorzystania ogólnodostępnego oprogramowania do wyznaczenia i nawigacji do miejsc pobierania próbek gleby, czy następnie do tworzenia map zasobności gleby i wysiewu zmiennej dawki nawozów. Podejściem znacznie bardziej kosztownym jest wykorzystanie systemów, które pozwalają na prowadzenie ciągników i maszyn samobieżnych po polu z dużą dokładnością, bez tworzenia omijaków i nakładek oraz w pełni automatyczny wysiew zmiennej dawki nawozów czy wykonanie oprysków z możliwością dostosowania szerokości roboczej opryskiwacza do aktualnego kształtu opryskiwanego obszaru pola.
Zdalna ocena zróżnicowania łanu ziemniaka
Naukowcy z SGGW realizują projekt, w ramach którego opracowują metodę pozwalającą na wsparcie hodowców ziemniaka w zakresie oceny dojrzewania naci ziemniaka w doświadczeniach hodowlanych, z wykorzystaniem drona.
Zdalna ocena łanu to taka, która odbywa się bez bezpośredniego kontaktu z rośliną – wyjaśnia badacz SGGW. – W tym przypadku wykorzystujemy zdjęcia z drona. Zobrazowania wykonujemy kilka razy w trakcie sezonu wegetacyjnego. Chcemy uchwycić zróżnicowanie tysięcy genotypów ziemniaka w zakresie szybkości wschodów, czasu, kiedy rośliny mają największą bujność oraz tempa dojrzewania rośliny. Taka zdalna ocena wspomaga ocenę wzrokową wykonywaną przez hodowców.
Jak to wygląda w praktyce? Podczas w pełni zautomatyzowanego (bez sterowania ręcznego) lotu dronem nad polem podzielonym na tysiące poletek z różnymi genotypami ziemniaka wykonuje się kilka tysięcy zdjęć w różnych zakresach odbitego promieniowania słonecznego. Żeby zobrazować z dużą dokładnością cały badany obszar, trzeba wykonać trzy, a nawet cztery takie loty. Następnie kilkanaście tysięcy zrobionych zdjęć łączy się przy użyciu specjalistycznego oprogramowania w jedno duże zdjęcie. Dopiero wtedy można przetwarzać i generować z niego poszukiwane informacje.
W obrębie dużego zdjęcia wydzielamy obszary, na których są uprawiane pojedyncze genotypy. Dzielimy więc tę fotografię na tysiące malutkich poletek z 6 (linie ramszowe) lub 20 (nowe rody) roślinami każde. Każdemu poletku zostaje przypisana wygenerowana ze zdjęcia wartość wyrażona liczbą, która pośrednio odzwierciedla np. szybkość wschodów czy tempo dojrzewania danego genotypu ziemniaka. W tym samym czasie hodowca ocenia wzrokowo wyżej wymienione cechy łanu ziemniaka, czyli obchodzi tysiące poletek z kartką i ołówkiem w ręku, przypisując każdemu genotypowi wartości liczbowe w skali od 1 do 9. Naszym zadaniem jest określenie, czy wzrokowa ocena łanu ziemniaka wykonywana przez hodowcę może zostać zastąpiona bądź uzupełniona przez ocenę zdalną przy użyciu drona – tłumaczy dr hab. Stanisław Samborski.
Naukowiec zwraca uwagę na fakt, że hodowca ocenę kliku tysięcy genotypów ziemniaka może wykonać jeden, góra dwa razy w sezonie, gdyż jest to zajęcie bardzo czaso- i pracochłonne. Natomiast przy użyciu drona, oczywiście przy odpowiednich warunkach pogodowych, można taką pracę wykonywać więcej razy.
Jeśli 2-letnie badania prowadzone na SGGW dadzą pozytywny wynik, będzie można zdalnie oceniać zróżnicowanie szybkości wschodów czy dojrzewania genotypów ziemniaka. Pierwsze zdjęcia z drona wykonano w połowie maja. Wygląda na to, że szybka i efektywna ocena łanu ziemniaka na poletkach hodowlanych, przy użyciu systemu opracowanego przez naukowców z SGGW, jest już tylko kwestią czasu.
Anita Kruk, źródło: SGGW