Kai ūkininkaujama be dirvožemio

2025-06-13

Tarpdisciplininės mokslininkų grupės iš Pensilvanijos valstijos (JAV) duomenimis, auginimo be dirvožemio sistemos šiltnamiuose, vadinamosios kontroliuojamos aplinkos žemdirbystės sistemos, gali padėti ištisus metus auginti aukštos kokybės specialios paskirties augalus.

Tačiau norint, kad šis pažangus ūkininkavimo metodas būtų konkurencingas ir tvarus, reikės sukurti ir įdiegti tiksliosios žemdirbystės metodus. Siekdama patenkinti šį poreikį, komanda sukūrė automatizuotą pasėlių stebėjimo sistemą, galinčią nuolat ir dažnai teikti duomenis apie augalų augimą ir poreikius, kad būtų galima tinkamai prižiūrėti pasėlius.

Buhalterinė apskaita. Horizontali. Straipsnių viduje.

„Tradiciškai pasėlių stebėsena kontroliuojamoje aplinkoje, kai ūkininkaujama be dirvožemio, yra labai svarbi ir daug laiko reikalaujanti užduotis, kuriai atlikti reikia specializuoto personalo“, – sakė komandos vadovas Longas He, žemės ūkio ir biologijos inžinerijos docentas. – Tradiciniai pasėlių stebėjimo metodai neleidžia dažnai rinkti duomenų, kad būtų galima užfiksuoti augalų augimo dinamiką per visą pasėlių ciklą. Automatizuotos pasėlių stebėjimo sistemos leidžia nuolat stebėti augalus, dažnai renkant duomenis ir efektyviau bei informatyviau valdyti pasėlius.“

Žurnale „Computers and Electronics in Agriculture“ paskelbtose išvadose mokslininkai pranešė, kad integruota „daiktų interneto“, dirbtinio intelekto ir kompiuterinio matymo sistema, pritaikyta kontroliuojamos aplinkos žemės ūkio auginimo be dirvožemio sistemoms, leidžia nuolat stebėti ir analizuoti augalų augimą per visą auginimo ciklą. Daiktų internetas – dažnai angliškai trumpinamas IoT – yra fizinių objektų, kurie gali jungtis ir keistis duomenimis internetu, tinklas, jungiantis prietaisus su jutikliais, programine įranga ir kitomis technologijomis.

Pasak komandos, pagrindinė jų tyrimo naujovė yra pirmą kartą įdiegtas rekursinis vaizdo segmentavimo modelis, kuris apdoroja nuoseklius didelės skiriamosios gebos vaizdus, užfiksuotus iš anksto nustatytais laiko intervalais, kad būtų galima tiksliai stebėti augalų augimo pokyčius. Tyrime mokslininkai išbandė savo metodą stebėdami mažąjį kininį bastutį, lapinę daržovę, paprastai vadinamą kiniškuoju kopūstu, tačiau mokslininkai teigė, kad šis metodas tinka daugeliui skirtingų augalų.

Šiame tyrime integruota automatinio matymo sistema sėkmingai išskyrė atskirus mažojo kininio bastučio augalus, augančius sistemoje be dirvožemio, ir dažnai gaudavo vaizdus, kuriuose buvo stebimas didėjantis lapų padengimo plotas per visą augalų augimo ciklą. Tyrėjai teigė, kad rekursinis modelis užtikrino „patikimą veikimą“ ir teikė tikslią informaciją per visą augalų augimo ciklą.

Tyrimas buvo tarpdisciplininis žemės ūkio inžinierių ir augalininkystės mokslininkų projektas, esantis dar didesnio projekto „Uždarų miestų žemės ūkio sistemų tvarumo didinimas“ dalis. Augalininkystės mokslų docentas Francesco Di Gioia (Frančeskas Di Džoja), kuris yra pagrindinis kompleksinio projekto tyrėjas, pabrėžė, kad kuriant tiksliosios žemdirbystės sprendimus svarbu integruoti skirtingas žinias. Jis teigė, kad tarpdisciplininis požiūris bus vis svarbesnis didinant dabartinių kontroliuojamos aplinkos žemės ūkio sistemų efektyvumą ir ilgalaikį tvarumą.

„Galimybė automatiškai stebėti ir rinkti duomenis apie pasėlių būklę, įvertinti augalų augimą ir pasėlių poreikius, taip pat stebėti maistinių medžiagų kiekį ir aplinkos veiksnius – radiaciją, temperatūrą ir santykinę drėgmę – kartu su daiktų interneto ir dirbtinio intelekto technologijomis sukels revoliuciją pasėlių valdyme“, – sakė Frančeskas Di Džoja. – Neefektyvumo mažinimas ir kontroliuojamos aplinkos žemės ūkio sistemų konkurencingumo didinimas padidins mūsų maisto ir mitybos saugumą.“

Ateityje, pridūrė mokslininkas, tiksliosios žemdirbystės technologijų integravimas į kontroliuojamos aplinkos žemdirbystės sistemas taip pat gali suteikti galimybę pagerinti specialios paskirties pasėlių kokybę ir net pakoreguoti jų maistingumą.

Parengta pagal užsienio spaudą. Vertė Saulius Zagorskis, LŽŪKT, agroakademija.lt informacija