Ушните маркери с безжична антена за радиочестотна идентификация, заедно с интелигентна роботизирана захранваща машина, могат да сигнализират на фермерите всеки път, когато всяка крава отива да се храни и каква доза минерални добавки приема. Снимка: Иван Андонович
Изобилието от храна, което можем да намерим по рафтовете на супермаркетите в цяла Европа, е резултат от знания, натрупани в продължение на хиляди години от поколения земеделски производители.
Но с глобалното човешко население, което вероятно ще се увеличи с 2,2 милиарда през следващите 30 години, за да достигне 9,8 милиарда, в резултат на което вече ще има много повече гърла за изхранване. В същото време фермерите са изправени пред проблема, че ще трябва да отглеждат тази допълнителна храна, като използват все по-малко вода, земя, торове и пестициди.
Само селското стопанство е отговорно за малко над 10% от емисиите на парникови газове и 44% от използването на вода в Европа, докато употребата на пестициди има голямо влияние върху опрашителите и по-широката екосистема.
За да посрещнат тези предизвикателства, фермерите в цяла Европа се обединяват с учени и инженери за разработване на нови технологии, които се надяват да доведат до ера на „прецизно земеделие“. С мрежи от сензори, инсталирани в полето или прикрепени към животни, те могат да събират данни в реално време за здравето на техните култури и стада, което им позволява да вземат по-добри решения за това как да ги управляват.
„Трябва да решим проблема с екологичния отпечатък на селскостопанската система, като правим повече със същите ресурси или дори с по-малко“, казва Франсоа Линард, мениджър по комуникациите в проекта „Интернет на храните и фермите 2020“ (IoF2020). Проектът координира поредица от експерименти, при които сензори, селскостопанска техника и автоматизирано оборудване са свързани заедно, за да образуват един своеобразен селскостопански „интернет“.
Млечни крави
В един примерен случай, 2200 млечни крави от шест ферми в Дания, Германия, Латвия и Литва са снабдени с ушни маркери с безжична антена за радиочестотна идентификация, за да идентифицират всяко животно, когато посещава интелигентна роботизирана хранилка. Хранилката може да засече кога кравата вкарва главата си в нея и записва времето на посещението на всеки отделен екземпляр, както и това каква точно доза минерални фуражни добавки са му били дадени.
Диетата на млечните крави преди да родят и 100 дни след отелването е особено важна за поддържането им здрави и осигуряването на качеството на млякото, което те произвеждат, където минералните добавки могат да са от полза.
Лошото здраве на млечните крави може да повлияе на плодовитостта им и така да намали броя на животните, способни да произвеждат мляко, както и да повлияе на качеството на самото мляко.
Предварителните резултати, които все още не са публикувани, показват, че добивът на мляко в стадата с помощта на интелигентни ушни маркери и хранилки се увеличава с 1%, но също така подобрява качеството на млякото с 20%. В същото време броят на заболелите животни намалява с 6% в сравнение със стадата без маркери, а броят на кравите със здравословни проблеми е с 24% по-малък.
Контролът на минералите, консумирани от кравите, също може да намали количеството на амоняка и фосфатите, хвърлени в оборския тор.
Възможността да се следят посещенията на кравите в хранилките позволява на фермерите да забелязват всички животни, които не се хранят достатъчно. Подаващото устройство е свързано към облачна изчислителна система, която след това може автоматично да адаптира количеството добавки и да захрани достатъчно всяко животно. Той също така предоставя допълнителна информация за поведението и здравето на кравите, като разглежда промените в тяхната дейност. Някои от партньорите по проекта от Стратклайдския университет, Великобритания и Уотърфордския технологичен институт в Ирландия използват аксесометри и стъпкови броячи, поставени като яки, заедно с изкуствен интелект за по-нататъшно наблюдение над здравето на животните от тяхното движение и търсене на ранни признаци на заболяване като накуцване при отделните крави.
“Разбираме, че нивото на активност на млечната крава се увеличава значително при повече топлина (когато е в еструс), докато намалената активност се причинява от болести“, казва Хенинг Лингсо Фогед, изпълнителен директор на Института Organe, консултант за селскостопански изследвания в Skødstrup, Дания и координатор на експеримента за прецизно добавяне на минерали по IoF2020.
Данните, събрани от монтирани на яката акселерометри, могат да показват ранни признаци на заболяване, като куцане, при отделни крави. Снимка: Иван Андонович
Посеви
Този селскостопански интернет също може да помогне на фермерите, отглеждащи полски култури. Сред 33-те експеримента на IoF2020 са слънчеви, безжични сензори, които следят влагата на почвата, съдържанието на хранителни вещества, влажността и метеорологичните условия в различни „зони“ на полето, така че фермерите да могат точно да настройват как да расте реколтата им.
„Ако да кажем в горния северозападен ъгълът на нивата влажността на почвата не е оптимална, земеделският стопанин ще знае, че трябва да се увеличи поливането на тази конкретна част, а не на цялото поле“, казва Линард. „Това може да им спести много вода и време.“
Същият подход може да помогне за намаляване на количеството торове и пестициди, необходими за нивите. Специализирани термични и спектроскопични камери за изображения могат да се използват за откриване на ранните признаци на вредители или болести и да помогнат да се определи скоростта на растеж на растенията.
„Например, в едно лозе имаме спектрографска камера, прикрепена към трактор, която прави снимки на всяко едно лозово растение“, каза Линард. „Чрез анализиране на картината е възможно да се открият различни нюанси на зеленото, които показват дали растенията имат липса на достатъчно хранителни вещества или вода. Той може също така да засече и количеството на насекомите по листата. “След това машината създава карта, показваща нивата на насекомите, за да помогне на фермера да разбере къде да предприеме действия”, посочва още той.
Друго предизвикателство пред лозята е растежът на тревата и плевелите между лозите, които могат да ги лишат от вода и хранителни вещества. Един от подходите е да се използват роботизирани косачки, които могат да оперират между редовете и да косят тревата възможно най-близо до лозите, без да ги повредят.
Тази технология се разработва като част от друг европейски проект, наречен SmartAgriHubs, който се явява като наследник на IoF2020, когато четиригодишният проект приключва през декември. Той обедини консорциум от 160 научни института и партньори от селското стопанство и хранително-вкусовата промишленост, за да работят заедно в 206 дигитални центъра за иновации в цяла Европа. Заедно те работят над 28 експеримента, насочени към тестване на нови технологии в реални селскостопански ситуации, за да могат в крайна сметка да бъдат комерсиализирани.
Свинеферми
Сред тях са проекти, насочени към намаляване на употребата на антибиотици в свинефермите чрез използване на преносими сензори върху животните, за да се следи тяхното здраве. Други използват миниатюрни сензори, които измерват движенията на пчелите в кошерите с мед.
„С помощта на изкуствен интелект е възможно да се направят прогнози за това поведение, което може да се комбинира с температура и влажност, за да се откриват възникнали проблеми“, казва Лорена ван де Колк, мениджър комуникации в SmartAgriHubs. Въоръжени с тази информация, пчеларите могат да бъдат сигнализирани за заболявания като вароа акар или проблеми, причинени от излагане на пчелите на пестициди.
Един проект в Андалусия, в южната част на Испания, разработва безпилотни и наземни роботи, които при анализиране с помощта на алгоритми за изкуствен интелект могат да открият ранните признаци на болести при културите. Друга цел е да се намали количеството вода, необходимо за напояване на посевите в тази предразположена към суша част на Европа.
Но въпреки че цялата тази свързана цифрова технология има потенциал да направи земеделието по-ефективно и по-малко вредно за околната среда, съществуват редица бариери, които стоят на пътя на нейното въвеждане. „В момента необходимата инвестиция е доста голяма и след като се ангажирате с определени технологии, трябва да се придържате към тях, тъй като често те не са взаимозаменяеми“, казва Линард.
Част от проекта IoF2020 е да се установят стандарти, които да се прилагат за всички цифрови технологии, разработени за селскостопанската индустрия, така че фермерите да могат свободно да сменят различните използвани продукти.
Освен подобряването на способността на фермерите да произвеждат храна, този подход за дигитално земеделие би могъл да им осигури нов поток от приходи, като продава данните, които събира на други организации или компании.
„Разбира се, трябва да има сигурност на данните и законова рамка около тях“, обяснява Линард.
„Но ние се надяваме, че в крайна сметка фермерите ще разполагат с каталог от решения, които могат да използват, за да увеличат добивите си, да намалят екологичния си отпечатък върху околната среда и да спестят време.“
Източник: horizon-magazine.eu
Превод: Радослав Тодоров
