Inteligentniejsze nawożenie europejskich upraw
Odpowiednie nawożenie upraw to zadanie, które wymaga równowagi i rozwagi. Zbyt mała ilość nawozu może ograniczyć wydajność upraw, z kolei użycie zbyt dużych ilości nawozu oznacza marnotrawienie środków, zwiększenie emisji gazów cieplarnianych oraz zanieczyszczenie azotanami. Zespół finansowanego ze środków Europejskiej Rady ds. Innowacji projektu LiveSen-MAP(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opracował metodę pozwalającą rolnikom szybko zmierzyć ilość azotu i fosforu pobieranego przez rośliny uprawne, zanim pojawią się widoczne oznaki ich niedoboru. „Dzięki nowemu rozwiązaniu możemy optymalizować podawanie nawozów w oparciu o zapotrzebowanie roślin na składniki odżywcze, zanim niedobór stanie się widoczny”, wyjaśnia Tobias Vöpel, koordynator projektu z ramienia Uniwersytetu Technicznego w Monachium(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Niemczech. Zastosowanie takiego podejścia może okazać się szczególnie istotne w sytuacji coraz większej nieprzewidywalności warunków pogodowych. „To szczególnie ważne w kontekście ekstremalnych zjawisk pogodowych - rzadkie opady deszczu ograniczają pobieranie składników odżywczych, a intensywne ulewy wypłukują składniki odżywcze z gleby, zanim rośliny zdążą je wchłonąć”, mówi Vöpel.
Od badań terenowych do map nawożenia
Zespół opracował przenośny test, który pozwala na przeprowadzenie analizy składników odżywczych o dokładności porównywalnej z laboratoryjną w terenie. „Opracowaliśmy łatwe w użyciu przenośne laboratorium, które mieści się w dłoni, a ponadto nie wymaga szkolenia ani skomplikowanego przygotowania próbek”, wyjaśnia Vöpel. Badacze przetestowali tysiące pasków testowych do oznaczania azotanów i fosforanów we współpracy z rolnikami w Niemczech, Chorwacji, na Węgrzech i w Serbii. Przekazywane przez użytkowników opinie przełożyły się na zmiany, dzięki którym paski stały się łatwiejsze w obsłudze. Wyniki pomiarów są zestawiane z obrazami satelitarnymi w celu podziału pól na trzy strefy w zależności od wydajności upraw. Rolnicy mogą następnie mierzyć zawartość składników odżywczych w wybranych miejscach i otrzymywać na podstawie pomiarów zalecenia dotyczące nawożenia dostosowane do każdej strefy.
Mniej nawozu, niższe wydatki
Badania terenowe przyniosły obiecujące wyniki. Rolnicy stosujący się do zaleceń byli w stanie zmniejszyć zużycie nawozów nawet o 25 % bez uszczerbku dla wydajności plonów, co pozwoliło im zaoszczędzić nawet 90 euro na hektar. W innych przypadkach dostosowanie dawek nawozów do większego zapotrzebowania roślin uprawnych na składniki odżywcze przełożyło się na zwiększenie zawartości białka oraz wydajność plonów, co przyniosło wzrost marży wynoszący szacunkowo nawet 160 euro na hektar. ton ekwiwalentu CO₂ na hektar upraw. Wdrożenie takiego rozwiązania w całym sektorze produkcji pszenicy w UE(odnośnik otworzy się w nowym oknie) mogłoby zaowocować zmniejszeniem emisji o około 6,4–8,4 miliona ton ekwiwalentu CO₂ rocznie.
Droga do komercjalizacji
Zebranie wystarczającej liczby pomiarów z różnych pól i w różnych porach roku w celu wyszkolenia modeli uczenia maszynowego stanowiło jedno z najważniejszych wyzwań w ramach prac. Ścisła współpraca z rolnikami pomogła zespołowi udoskonalić opracowaną technologię i zrozumieć potrzeby jej użytkowników. „Dowiedzieliśmy się, że rolnicy są zainteresowani zakupem rozwiązania, gdy tylko będzie dostępne na rynku, za to nie interesuje ich model abonamentowy”, zauważa Vöpel. Zespół pracuje obecnie nad normalizacją, automatyzacją i skalowaniem produkcji urządzenia pomiarowego oraz pasków testowych. Trwają także projekty pilotażowe, a samo rozwiązanie ma być dostępne dla wybranych rolników już w 2027 roku. Badacze mają również nadzieję, że technologia ta znajdzie zastosowanie poza Europą, co przełoży się na mniejsze zużycie surowców przez sektor rolnictwa na całym świecie.
