Czym jest Rolnictwo 4.0?

„Rolnictwo 4.0 to trend w produkcji rolnej, w którym zastosowanie mają nowsze osiągnięcia techniczne i informatyczne dostępne dotychczas w branży wojskowej i w przemyśle”. Zdaniem prof. dr hab. Waldemara Tredera jest to najbardziej trafna definicja, ponieważ wskazuje na nowe podejście do zarządzania rolnictwem. Wykorzystywane są w nim najnowsze technologie, takie jak: telemetria (przekazywanie danych pomiarowych), teledetekcja (pomiar zdalny z wykorzystaniem m.in. dronów), GPS (lokalizacja), internet rzeczy (wymiana informacji pomiędzy urządzeniami a tzw. chmurą), „chmura” (serwery zarządzające danymi).

Technologie 4.0

Powszechnie stosowane urządzenia wykorzystywane do mierzenia parametrów glebowych (wilgotności, EC) są bardzo pomocne w podejmowaniu decyzji dotyczących nawodnienia. Wymagają jednak pomiaru ręcznego.

– Technologia 4.0 to coś więcej, to analiza danych w „chmurze” i przekazywanie danych bezprzewodowo – mówił prof. W. Treder. Jak wyjaśniał prelegent w przypadku nawadniania urządzenia stosowane w tej technologii mierzą parametry glebowe (wilgotność, zasolenie), kontaktują się z mikserami nawozowymi (mierzą zasolenie, pH pożywki), mierzą poziom wody w zbiorniku, wodomierze, sprawdzają ciśnienie w instalacji. Nawadnianie i nawożenie sterowane jest z wykorzystaniem odpowiedniego oprogramowanie zainstalowanego w „chmurze”.

System Agreus®

Przykładem narzędzia działającego zgodnie z zasadami rolnictwa 4.0 jest system Agreus®, który opracowano w IO  w ramach projektu e-Sad, pt. „Opracowanie innowacyjnego systemu pomiaru rozproszonego parametrów klimatyczno-glebowych jako narzędzia optymalizacji nawadniania, ochrony roślin i prac agrotechnicznych”. Powstał on dzięki współpracy IO z firmą Inventia.

W skład systemu wchodzą: stacja bazowa, stacja meteo, sonda pomiaru wilgotności, zasolenia i temperatury gleby oraz sterownik nawodnieniowy. Agreus® wykorzystuje technologię bezprzewodową LoRa – stacja bazowa łączy się z czujnikami, które sterują nawadnianiem i fertygacją. Do systemu została stworzona także aplikacja mobilna.

Praca w „chmurze” ma wiele zalet. Aktualizacja oprogramowania i nowe algorytmy umożliwiają unowocześnianie systemu (rozbudowanie o kolejne funkcje), bez konieczności kupowania nowych urządzeń. Dane w „chmurze” dostępne są nie tylko w czasie rzeczywistym. Można analizować także historię pomiarów, co pozwala na wyciągnięcie wniosków i uniknięcie błędów w  przyszłości.

System stosowany jest do bezprzewodowego sterowania nawadnianiem. Sondy pomiarowe, które umieszczone są w glebie, o wyznaczonych godzinach mierzą parametry glebowe. Algorytm zapisany w „chmurze” po spełnieniu określonych warunków włącza nawadnianie. System pomaga na optymalnie wykorzystanie wody, jednak po pewnymi warunkami. Jak podkreślał prelegent nadal najważniejszy jest człowiek, który musi odpowiednio umieścić sondy oraz ustawić parametry urządzenia i obserwować czy są one optymalne.

Agreus® będzie można wykorzystać także do fertygacji. Montowany jest moduł w skład którego wchodzą 4 zawory. Po wybraniu przez użytkownika opcji „z fertygacją” lub „bez fertygacji” otworzą się odpowiednie zawory. W IO trwają końcowe prace nad funkcjami umożliwiającymi zarządzanie fertygacją, w zależności od ustawieniem poziomu EC gleby lub indeksu zasolenia.

Firma Inventia za system Agreus® otrzymała drugą nagrodę na VI Forum Innowacji i Wiedzy w Rolnictwie CDR jako „Najciekawsze innowacyjne rozwiązanie w rolnictwie”.

Inne projekty IO związane z technologią 4.0

Prace trwają także nad nowoczesnym system wagowym stosowanym do produkcji pod osłonami. Jest to układ elektroniczny (zasilany bateryjnie), który w dowolnej chwili będzie można przenieść w inne miejsce. Działa on bezprzewodowo, a dane analizowane są w „chmurze”. W wersji prototypowej przygotowano wizualizację oprogramowania, ustalony został ciężar i skorelowana z nim wilgotność podłoża, a także kalibracja. W końcowej fazie jest projekt funkcji pomiaru drenażu (ilość i EC).

– Dzięki temu cały system będzie pracował nie tylko w oparciu o wilgotność podłoża (mierzoną czujnikiem lub wagą) i w oparciu o zasolenie (mierzone czujnikiem) ale także o ilość drenażu i jego jakość – mówił prof. W. Treder. System rozwijany w ramach projektu Polnord, w którym IO współpracuje z norweskimi instytucjami naukowymi i polskimi firmami.

Kolejnym projektem IO jest Projekt NCBR „Innowacyjny system racjonalnego gospodarowania wodą w uprawach roślinnych”. Realizowany jest on z firmą Supplant. Projekt NCBR został wpisany na listę 100 najlepszych innowacji roku 2021 tygodnika Times.

System przeznaczony jest do sterowania nawadnianiem a doświadczenia obecnie prowadzone są w sadach jabłoniowych. – Jest to połączenie systemu ze sztuczną inteligencją. W jego skład wchodzą sensory glebowe i roślinne, które mierzą zmiany mikromorfometryczne pnia, zmiany mikrośrednicy owoców i parametry związane z wilgotnością – mówił prof. W. Treder.  Wyniki doświadczeń wykazały większe oszczędności wody w porównaniu do uprawy bez stosowania systemu sensorów.

W przyszłym sezonie w IO rozpoczną się prace nad stosowaniem tego systemu w uprawach borówki.