Nowe narzędzia na rzecz lepszej gospodarki składnikami odżywczymi i zasobami wody w gospodarstwach rolnych
Intensywna uprawa przyczynia się do zapewnienia bezpiecznych dostaw niedrogiej żywności, ale zużywa ogromne ilości wody i zanieczyszcza glebę. Bardziej zrównoważone metody produkcji i gospodarka uprawami są pilnie potrzebne, aby nadal móc wyżywić rosnącą populację bez uszczerbku dla środowiska i zdrowia publicznego. Zrównoważone rolnictwo oznacza optymalizację plonów i dochodów gospodarstw rolnych przy minimalnych nakładach, takich jak woda do nawadniania, składniki odżywcze, energia, pestycydy i herbicydy. Przedmiotem projektu FATIMA była próba sprostania tym wyzwaniom poprzez opracowanie narzędzi operacyjnych do rolnictwa precyzyjnego na dużą skalę i utworzenie społeczności zainteresowanych stron. Rolnictwo precyzyjne to większa wydajność Naukowcy pracowali wspólnie z rolnikami, managerami i decydentami z branży agrobiznesu, aby w efekcie sporządzić serię map o różnej skali, od mapy gospodarstwa po mapę dorzecza. W ramach projektu opracowano narzędzia dla rolnictwa precyzyjnego wykorzystujące dane z obserwacji Ziemi i sieci czujników bezprzewodowych, dostosowane do lokalnych potrzeb, które następnie zastosowano w terenie. „Stworzyliśmy mapy o wysokiej rozdzielczości do określania zapotrzebowania na składniki odżywcze i wodę, dzięki czemu rolnicy mogą precyzyjnie dostosować ilość niezbędnych składników, tak aby uniknąć nadmiernego nawożenia i zaoszczędzić wodę”, mówi koordynator projektu prof. Alfonso Calera. Na przykład w suchym regionie La Mancha w Hiszpanii partnerzy projektu skupili się na zapewnieniu efektywnego wykorzystania wody i nawozów, podczas gdy na terenie Morawskiego Pola w Austrii głównym zmartwieniem były problemy z jakością wody spowodowane intensywnym rolnictwem. Z kolei Tesalia w Grecji została uznana za region wrażliwy z powodu zanieczyszczenia wód podziemnych azotanami. Internetowy system informacji geograficznej (inaczej webGIS) zapewnia zainteresowanym stronom dostęp do narzędzi online. Z Internetu można również pobrać kompleksowe przewodniki dotyczące monitorowania upraw, podziału na strefy zarządzania i bilansu azotowego. „Platforma webGIS FATIMA posiada specjalną mobilną aplikację o nazwie AgriSat, dzięki której MŚP mogą nawiązać kontakt z potencjalnymi klientami za pomocą nowych narzędzi do mapowania, a rolnicy mogą znaleźć rozwiązania dostosowane do ich potrzeb”, wyjaśnia prof. Calera. Kolejną interesującą, dodatkową funkcją jest analiza kosztów i korzyści na poziomie gospodarstwa, która pomaga rolnikom w podjęciu decyzji, którą technologię zastosować lub którą usługę kupić. Narzędzie to z jednej strony umożliwia rolnikom ocenę rentowności gospodarstw, a z drugiej ekonomiczną wykonalność określonej usługi FATIMA. Zastosowanie nowych technologii Opracowana konstelacja wielosensorowa utworzona przez satelity COPERNICUS Sentinel 2a i 2B, komplementarna z satelitą Landsat 8, oferuje unikalne narzędzie zapewniające „dane wywiadowcze” potrzebne do wdrażania systemu opartego na zmiennej dawce nawozu (ang. Variable Rate Fertilization, VRF). Jego główną cechą jest wysoka powtarzalność czasowa, która umożliwia obserwację roślinności w krytycznym stadium rozwoju, pokazując interakcje na osi gleba-woda-azot. Ponadto jego wysoka rozdzielczość przestrzenna (10 m) jest dostosowana do przestrzennej skali aplikacji nawozów, a oprócz tego posiada interesującą funkcję opartą na metodzie spektralnej do charakteryzowania stanu azotowego roślin. W projekcie FATIMA zbadano też preferencje rolników i ich gotowość do przyjęcia nowych technologii mapowania w perspektywie krótkoterminowej, a także przyjęcia nowych metod produkcji w dłuższej perspektywie. Zdaniem prof. Calery: „Prowadziliśmy badania pomiarowe i dyskusje w grupach na siedmiu obszarach, gdzie realizowano działania pilotażowe, a następnie przeanalizowaliśmy wyniki dotyczące zarówno strategii krótkoterminowej, jak i strategii długoterminowej”. Dzięki temu udało się określić pewne warunki niezbędne do tego, by usługi FATIMA mogły się rozwijać nawet po zakończeniu projektu. „Obejmują one zakończony powodzeniem pokaz i walidację narzędzi przez głównych użytkowników, osiągnięcie masy krytycznej zaangażowanych użytkowników, a także uznanie i wsparcie ze strony polityków i decydentów”, mówi prof. Calera. Ostatecznie rolnictwo precyzyjne – dzięki optymalizacji zużycia zasobów zgodnie z zapotrzebowaniem na składniki odżywcze i wodę, wspieranej przez projekt FATIMA – jest tylko pierwszym krokiem ku bardziej zrównoważonemu rolnictwu. „Na dłuższą metę potrzebne są także zmiany w praktykach rolniczych, takich jak płodozmian, uprawa konserwująca czy transformacja w kierunku bardziej zrównoważonych systemów produkcji”, zaznacza prof. Calera.
Słowa kluczowe
FATIMA, woda, składniki odżywcze, mapowanie, webGIS
