• Temos
• Augalininkystė

Inovatyvi paslauga padės tiksliai įvertinti dirvožemio išteklių našumą

Ramunė Sutkevičienė

Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnybos vyriausioji redaktorė, agroakademija.lt

2019-03-04

© LŽŪKT nuotr.

Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnyba (LŽŪKT) drauge su Vilniaus universiteto (VU) Geomokslų institutu 9 ūkiuose įgyvendina Europos inovacijų partnerystės (EIP) grupės projektą, kurio tikslas – sukurti inovatyvią paslaugą „Dirvožemio aerodistanciniai tyrimai ir konsultacijos“. Įgyvendinant projektą iki 2021 metų siekiama sukurti nepilotuojamais orlaiviais (dronais) ir dirvožemio tyrimais paremtą technologiją, kuri leistų teikti ūkininkams paslaugą, padėsiančią efektyviai ir operatyviai nustatyti dirvožemių problemas, pasiūlyti optimalius būdus joms spręsti.

Dronų taikymas žemės ūkyje supaprastins ir atpigins duomenų, būtinų tiksliajai žemdirbystei plėtoti, gavimo procesą. Duomenis apie turimus išteklius bus galima gauti greitai, nebrangiai ir suprantama išraiška. Tai padės įveikti pagrindinį technologinio amžiaus iššūkį, tenkantį šiuolaikiniam žemės ūkiui – tai tvarus jo vystymas, orientacija į tvariosios ir tiksliosios žemdirbystės sprendimus.

„Per trejus metus esame įsipareigoję sukurti bepiločiais orlaiviais paremtą nuotolinių dirvožemio paviršiaus fizinių savybių tyrimų technologiją, kuri leistų teikti paslaugą, padėsiančią nebrangiai ir operatyviai identifikuoti žemės ūkio naudmenų dirvožemio problemas ir pasiūlyti būdus joms spręsti,“ – tikslus pristatė vienas iš projekto iniciatorių, LŽŪKT Plėtros padalinio vadovas Rimtautas Petraitis (nuotr.).

Paslauga kuriama pasitelkiant mokslininkus iš Vilniaus universiteto (VU) Chemijos ir geomokslų fakulteto Geografijos ir kraštotvarkos katedros. LŽŪKT konsultantai bus mokomi, kaip valdyti nepilotuojamus orlaivius, fiksuoti reikalingus dirvožemio paviršiaus vaizdus, taikyti, analizuoti ir interpretuoti projekto metu mokslininkų sukurtus algoritmus ir pagal turimą informaciją teikti žemdirbiams rekomendacijas.

„Pagrindinis EIP tikslas – ūkininkų, miško valdytojų, žemės ir miškų ūkio konsultantų ir kitų ir mokslininkų, kaimo plėtros sektoriaus dalyvių bendra veikla, kurios tikslas – taikant žinias ir inovacijas plėtoti konkurencingą ir tvarų žemės ir miškų ūkį. Visų šalių bendradarbiavimas sudaro realias prielaidas pigiau, tikslingiau ir operatyviau išbandyti sukurtas inovacijas gamybos sąlygomis, įvertinti sukurtų inovacijų, technologijų ar atliktų tyrimų rezultatų technologinę ir ekonominę naudą prieš pradedant jas plačiai naudoti žemės ūkio gamyboje. Esant neigiamiems rezultatams, galima būtų užkirsti kelią neefektyvių technologijų ar inovacijų naudojimą masinėje žemės ūkio produkcijos gamyboje. Jei rezultatai teigiami, juos būtų galima naudoti skatinant vieną ar kitą inovaciją ar atliktą tyrimą žemės ūkio produkcijos gamyboje, taip sukuriant ūkiams pridėtinę vertę ir ekonominę naudą. Tikiu, kad visų šalių bendradarbiavimas kuriant inovatyvią paslaugą bus naudingas ir prasmingas visoms dalyvaujančioms šalims, o projekto rezultatai bus sėkmingi ir sukurs pridėtinę naudą šalies žemės ūkiui,“– sakė Rasa Kuperškytė, LŽŪKT projektų administravimo ekspertė.

Oficialiai projektas pradėtas pernai (2018 m.), padaryti labai svarbūs parengiamieji darbai, kaip antai: įsigytos dirvožemio cheminių ir fizinių savybių nustatymo laboratorinės paslaugos, termovizorinė kamera su priedais, bepiločių orlaivių eksploatacinės medžiagos, partnerių ūkiuose suderinti žemės ūkio naudmenų dirbimo planai, sudaryti orlaivių skrydžių planai, parengtas palankių ir nepalankių orų tipų (slėgio sistemų, oro pernašos ypatumų, paribio sluoksnio stabilumo) meteorologinių sąlygų aprašas ir kt. Kai tik pasitaikys palankios oro sąlygos išeiti į laukus, bus atliekami bandomieji aerodistancinis tyrimai, imami bandomųjų laukų dirvožemio ėminiai cheminei ir fizinei analizei.

Idėja gimė prieš ketverius metus

Anot pagrindinio projekto mokslinio partnerio iš Vilniaus universiteto Geomokslų instituto dr. Ričardo Skorupsko, dar 2014 m. universiteto mokslininkai Aukštumų zonoje bepiločiu orlaiviu atliko detalų dirvožemio dangos kartografavimą. Eksperimentinių tyrimų metu nustatyta, kad labiausiai dirvožemių erozijos paveiktuose kalvotųjų aukštumų plotuose eroduotų dirvožemio plotų yra beveik 65 procentais daugiau, nei jų fiksuota oficialiose dirvožemių dangos duomenų bazėse.

„Gautus duomenis dar tvarkėme rankiniu būdu. Tuomet ir atėjo suvokimas, kad nesugalvojus skaitmeninės (IT) technologijos, neatradus sąsajų, šis darbas sudėtingas. Taip ir gimė idėja – atrasti ryšius tarp to, ką mes matome dirvožemio paviršiuje, ir to, kas iš tiesų yra, t. y. dirvožemio fizinės sudėties, jo savybių, tokių kaip drėgnumas, humusingumas, suspaudimas, erozijos laipsnis ir pan. Kai atrandame sąsajas ir paverčiame jas vientisa skaičiavimo grandine – algoritmais, darbą galima atlikti sparčiau ir didesniuose plotuose. Žinoma, žiūrėdami iš viršaus tiksliai nepamatysime, kokios dirvožemio savybės yra 10 , 20 cm gylyje ar žemiau, bet tam tikros sąsajos matomos per atspalvius. Vienintelė sąlyga – reikia, kad dirvos paviršius, būtų suartas, nes atviras paviršius parodo požeminę struktūrą. Džiugu, kad šią idėją galime plėtoti dalyvaudami EIP projekte,“ – teigė dr. Ričardas Skorupskas.

„Žiūrint Europine prasme, Lietuvoje turime tikslius dirvožemio kartografinius duomenis, bet kai reikia atlikti tyrimus, jie ne tokie ir tikslūs. Žinoma, yra sukurta galybė įrankių, tik jie nepritaikyti atlikti tuos tikslus, kurių mes norime. Pritaikius projekto metu sukurtus algoritmus, ūkininkams bus galima įvardinti, kur jų laukuose vyksta mineralizacijos, humifikacijos ir kt. dirvodaros procesai, bus suteiktos rekomendacijas dėl pažeistų dirvožemių stiprinimo,“ – sako dr. Jonas Volungevičius, VU Geomokslų instituto mokslininkas.

Tiek dr. Ričardas Skorupskas, tiek dr. Jonas Volungevičius mano, aerodistancinis tyrimas leis tiksliai nustatyti dirvožemio erozijos paveiktus plotus, įvertinti eroduotumo laipsnį, bus galima nesudėtingai nustatyti netolygiai dirvožemio paviršiuje pasiskirsčiusių organinių medžiagų kiekį. Tai reiškia, kad identifikavus organinių medžiagų sankaupas galima išskirti našiausius dirvožemio plotus lauko lygmenyje, taip pat plotus, kuriems jų trūksta. Tuo pačiu pagrindu galima sudaryti sklypo apdirbimo planą ir taikyti skirtingas agrotechnines priemones, o tai padidintų dirvožemio gyvybingumą ir produktyvumą.

Praktiniai darbai vyks ūkiuose

Aerodistanciniai tyrimai bus atliekami 6 ūkiuose ir 3 žemės ūkio akcinėse bendrovėse. Parenkant demonstracinius ūkius buvo siekiama, kad ūkių esamas dirvožemio tipas labiausiai atspindėtų Lietuvos agrarinio regionų kadastrinius žemės tipus. „Be abejo, didžioji dalis ariamų žemių sukoncentruota Vidurio ir Šiaurės Lietuvoje, tad beveik visi projekte dalyvaujantys ūkiai veiklą plėtoja būtent šiuose regionuose. Projekte dalyvaujančių ūkių ir žemės ūkio bendrovių laukai išsidėstę Kėdainių, Joniškio, Ukmergės, Radviliškio, Panevėžio, Raseinių, Šakių rajonuose bei Elektrėnų savivaldybėje,“ – vardino dr. R. Skorupskas.

Aerofotoskenavimui planuojama naudoti 2 tipų sensorius. Vienas iš jų – regimo spektro kamera, kuri padės pamatyti realų dirvožemio vaizdą. Jį turėdamas konsultantas apie dirvožemį jau galės pasakyti daug detalių. Termovizorinis sensorius padės matyti nuo žemės paviršiaus atspindimą ilgabangią radiaciją. Ką tai reiškia? „Jei dirvožemis turi skirtingas savybes, jis spinduliuoja skirtingą šilumos kiekį, t. y. jis yra mažiau ar daugiau šiltas. Jei jis pvz., drėgnas, greičiausiai bus vėsesnis, tamsus dirvožemis greičiau šyla ir atvirkščiai. Taigi pagal tuos ryšius mėginsime rasti dėsningumus. Žinoma, jie egzistuos tam tikromis meteorologinėmis sąlygomis, todėl reikės žinoti, kaip meteorologiniai parametrai veiks mūsų rezultatus,“ – paaiškina dr. R. Skorupskas.

Pasirinkti ūkininkų laukai nuo 20 ha iki 50 ha. Pasak mokslininko, dirvožemio tyrimams projekte bus taikoma linijinė strategija, t. y. priklausomai nuo lauko dirvožemio morfologijos, bus pasirenkama atitinkamo dydžio skenavimo juosta, apimanti didžiausią lauko dirvožemio įvairovę. Vienas ir tas pats laukas bus tiriamas 4 kartus per metus, ieškant kiek įmanoma įvairesnių meteorologinių sąlygų, kad išryškėtų skirtumai ir būtų gauta kuo daugiau duomenų. Remiantis aerofotovaizdų duomenimis, bus sudaromas žemės ūkio naudmenų fizinių savybių (granuliometrinės sudėties ir agregatinės struktūros, suslėgimo, drėgnumo, erozijos laipsnio, humuso kiekio) nustatymo algoritmai. Pagal juos suvedus informaciją, bus pateiktos išvados. „Visa tai veda prie tiksliosios žemdirbystės modelio suformavimo. Tai sunkiausia projekto dalis, pareikalausianti daugiausia intelektualinių sąnaudų. Procesą automatizuoti sudėtinga, nes dirvožemis – ne vienalytis objektas, tačiau, radus moksliškai pagrįstus ryšius tarp nuotoliniu būdu ir tiesiogiai gautų tyrimo rezultatų, naujasis dirvožemio tyrimo metodas bus gerokai pigesnis ir nepalyginamai efektyvesnis už šiuo metu naudojamus metodus,“ – įsitikinęs dr. R. Skorupskas.

Siekiant moksliškai pagrįsti informaciją, gautą nuotoliniu būdu, įgyvendinant projektą lygiagrečiai bus vykdomi tiesioginiai dirvožemio fizinių savybių ir cheminės sudėties tyrimai.

Inovatyvi paslauga – siekiantiems racionaliai naudoti žemės ūkio išteklius

Valentinas Genys, ekologiškai ūkininkaujantis Ukmergės rajone, tikina, kad bus labai įdomu dalyvauti procese. Be to, kiekvienas iš dalyvaujančiųjų turės savo dirvožemio, kaip unikalaus objekto, pasą – sklypo kartografiją, dirvožemio tyrimo ir vertinimo rekomendacijas. Jam pritarė ir Elektrėnų sav. ūkininkaujantis Robertas Ramaneckas. Anot ūkininko, dalyvaudamas šiame projekte jis tikisi ne tik daugiau sužinoti, kaip kuriami inovatyvūs metodai, bet ir susirinkti pakankamai informacijos apie savo ūkio dirvožemį.

Inovatyvi paslauga „Dirvožemio aerodistanciniai tyrimai ir konsultacijos“ bus teikiama tiems, kurie suinteresuoti susitvarkyti žemėnaudą, ūkininkauti pagal precizinio ūkininkavimo principus, siekiantiems racionaliai naudoti žemės ūkio išteklius ir norintys ateities kartoms palikti nenualintą žemę. „Konsultavimo tarnyba jau kelis dešimtmečius dirba su šalies ir užsienio mokslo institucijomis, ūkininkais, ieškodama inovatyvių sprendimų. Labai svarbi grandinė mokslas – konsultavimas – praktika. Visuomet kviečiame žemdirbius naudotis mūsų sukurtomis inovatyviomis paslaugomis, matydami jų perspektyvą ateityje. Nors tai rizikingas žingsnis, bet ne kartą pasiteisinęs. Taip žemdirbiams buvo pasiūlytos bene pirmosios Lietuvoje elektroninės paslaugos tokios, kaip kompiuterinė ūkio valdymo programa e.GEBA, Integruotos augalų apsaugos informavimo, konsultavimo ir mokymų informacinė sistema IKMIS“, – sakė R. Petraitis, LŽŪKT Plėtros padalinio vadovas.

Suteikus naująją paslaugą, ūkininkai laiku galės priimti veiksmingus sprendimus ir rinktis priemones, gerinančius dirvožemio fizikinius ir cheminius parametrus, mažinančius maisto medžiagų iš dirvos išsiplovimą, skatinančius efektyvų trąšų kiekio naudojimą. Be to, žemdirbiai galės pagreitinti ir racionalizuoti žemės ūkio naudmenų pirminio apdirbimo, pasėlių priežiūros, apskaitos ir būklės įvertinimo reikiamu metu procesą, optimizuoti dirvožemiui gerinti būtinų priemonių naudojimą, mažindami gamybos išlaidas ir didindami augalų derlingumą ir, žinoma, pajamas.

Su projekto veiklos rezultatais bus supažindinami šalies žemdirbiai demonstraciniuose ūkiuose organizuojamuose seminaruose.

Projekto partneriai – mokslininkai, LŽŪKT specialistai ir ūkininkai – drauge kurs ir išbandys inovatyvią paslaugą, padėsiančią tiksliai įvertinti dirvožemio išteklių našumą

Projektas įgyvendinamas pagal Lietuvos Respublikos žemės ūkio ministro 2017 m. liepos 13 d. įsakymu Nr. 3D-470 patvirtintas „Dėl Lietuvos kaimo plėtros 2014–2020 metų programos priemonės „Bendradarbiavimas“ veiklos srities „Parama EIP veiklos grupėms kurti ir jų veiklai vystyti“ įgyvendinimo taisyklių, taikomų nuo 2017 metų, patvirtinimo“ įgyvendinimo taisykles.