A különböző inputanyagok, mint a vetőmagok, műtrágyák és növényvédő szerek precíziós alkalmazása az elmúlt években ugrásszerűen fejlődött, de a SoilReader nevű technológia elterjedése újabb óriási lépést fog jelenteni a költséghatékony és környezetbarát mezőgazdaság terén.

Haladni a korral és megfelelni a kihívásoknak

A GPS-automatizált traktorvezérlés, a szántóföldek előírás szerinti feltérképezése, a precíziós ültetési technológia, az internetre csatlakoztatható talaj- és vízszondák és még sok más innováció lehetővé tette, hogy a gazdálkodók sokkal jobban megértsék a sajátos növénytermesztésüket, egyre közelebb kerülve ahhoz, hogy csak azt alkalmazzák, amire valóban szükség van.

SoilReader

Hatalmas lépés a költséghatékony és környezetbarát mezőgazdaság irányába – fotó: www.soilreader.com

Mivel a műtrágyához hasonló inputanyagok árai az egekbe szöktek – az üzemanyag ára úgyszintén –, az új technológiák, amelyek segítenek a kijuttatások további finomításában, kulcsfontosságúvá váltak.


SoilReader valós idejű talajelemzési technológia

A kanadai Winnipegben működő SoilReader nevű céget a holland Erik Eising alapította, aki most egyben a vállalkozás vezetője is, és komoly mezőgazdasági szakmai múlttal rendelkezik. A fejlesztések 2020-ban kezdődtek, és 2023 végére tervezik a látható és közeli infravörös spektrometriás (VNIRS) valós idejű talajelemzési technológiának, a "talajdigitalizálónak" a piaci bevezetését, amely integrálható lesz bármely változó adagolású kijuttatási platformmal. Tudatosan döntöttek a platformfüggetlen módszer mellett, hogy minél több gazdálkodó számára elérhető legyen a technológia.

A VNIR spektroszkópia a látható és a NIR-tartományban lévő hullámhosszokat használja a minták azonosítására, és összehasonlító, kalibrált referenciákat a talaj tulajdonságainak részletes elemzéséhez. Ezt a jól bevált módszert már számos iparágban alkalmazzák különféle anyagok elemzésére, beleértve a gyógyszereket, élelmiszereket, sőt a mezőgazdasági termények minőségét is. Pontos, megbízható, gyors, roncsolásmentes és költséghatékony. A talajelemzés terén azonban eddig még nem alkalmazták.

www.soilreader.com

Kiemelt szempont volt, hogy gépgyártótól és alkalmazott rendszertől függetlenül bármelyik földrész piacán működőképes legyen. A megszokott 3 pontos felfüggesztéssel a traktorhoz kapcsolható – fotó: www.soilreader.com

Elemzés valós időben VNIR-rel

A talaj tápanyag- és nedvességtartalmának, és egyéb jellemzőinek valós idejű kimutatása már lehetséges a piacon kapható különböző szondarendszerek segítségével. Továbbá néhány éve már léteznek olyan gépek is, amelyek a talajminták különböző paramétereinek VNIR-elemzését végzik a laboratóriumban. A szondák azonban fix telepítésűek, a talajelemző laborba pedig be kell szállítani a számtalan talajmintát. Bár jó és pontos módszerek, a szondák csak egy adott helyről szolgáltatnak adatokat, a laborelemzéshez a mintabegyűjtés és -beszállítás elég körülményes, és esetleg a talajminták is összekeveredhetnek.

A SoilReader azonban mindkét fenti rendszer előnyeit ötvözi ott, helyben, a precíziós gazdálkodáshoz alkalmazott térképekre pedig az eredményeket rá lehet illeszteni!

A cégalapítót, Eising urat mindig is érdekelte a talajelemzés, az alapdiplomáját követően árkokat ásott és talajprofilokat vizsgált, és szeretett beszélgetni az innovatív technológiákról.

Gazdálkodóból fejlesztő

Erik Eising 1980-tól a kilencvenes évekig Kanadában gazdálkodott, majd a kilencvenes évek végén ismét az innovatív technológiák irányába fordult. A 2000-es évek elején találkozott dr. Phil Williamsszel, akit tavaly iktattak be a kanadai mezőgazdasági Hírességek Csarnokába a VNIRS-sel kapcsolatos globális úttörő munkája elismeréseként.

A világ első VNIRS gyors analitikai módszerének első gyakorlati alkalmazására még az 1970-es évek elején került sor. Mindezt egy bizonyos Karl Norrisszal szoros együttműködésben tette, aki úttörő szerepet játszott a VNIRS kifejlesztésében. Mivel többet akart tudni a VNIRS tudományáról, Williams lett a mentora, és arra összpontosított, hogy megértse a mintaspektrométerhez való kapcsolódás tudományát és a kalibráció fejlesztésére gyakorolt hatását.

2005-re Eising egy olyan tudományos csoport tagja lett, amely a VNIRS-t hígtrágya-, trágyaelemzésre használta. Ez nyolc évvel később az OEM által történő kereskedelmi forgalomba hozatalhoz vezetett.

SoilReader

Erik Eising a talajelemzővel – fotó: www.soilreader.com

A VNIRS valós idejű alkalmazása a talajban

Eising ezután a VNIRS valós idejű, talajvizsgálatra történő alkalmazásán gondolkodott, majd a szabadalmaztatás volt a cél, hogy azzal meg lehessen keresni befektetőket. A cél természetesen a kereskedelmi forgalomba hozatal volt. A spektroszkópiatervezés, az agronómia, a talajanalitika, a talajtan, a spektrométertervezés, a szoftver- és hardvertervezés, a kalibrációfejlesztés a tudás csúcspontja volt.

Annak keresésekor, hogy hogyan is lehetne egy spektrométerrel elemezni a talajt, az alapötlet 2013-ban egy Blackberry okostelefon alapján született, ami elég vékony, de van benne egy lámpa, és ahhoz, hogy a VNIR működjön, fényre van szükség, hogy a talajt a föld alatt meg lehessen vizsgálni. Ez indította el az oldalra néző ablakkal ellátott, kúpba épített spektrométer kifejlesztését.

Eising és kollégái amerikai szabadalmat kértek, amit 2017 végén meg is kaptak. Ezután tőkét gyűjtöttek, és találtak egy vállalkozót a szoftverfejlesztéshez is. Folytatták a tervezés véglegesítését és a szigorú tesztelést. Olyan kialakítást akartak, amely nem igényli a gazdák részéről a szántóföldi kalibrálást.

soilreader

Az első példány, a spektrométer és fényforrás egy nagy szilárdságú szénacél tárcsába került beépítésre – fotó: www.soilreader.com

A SoilReader tervezése

Az első premierje a 2019-es Agritechnica kiállításon volt. Eising itt találkozott Craig Dennisszel, egy ausztrál gazdálkodóval és tapasztalt agrotechnikai fejlesztővel, aki szintén csatlakozott a csapathoz, és a Covid-járvány idején hazájában folytatta a prototípusok építését és tesztelését. Ezzel párhuzamosan további három szabadalmat nyújtott be Kanadában, az EU-ban és az Egyesült Államokban, és további nyolc szabadalom van folyamatban.

Dennis az ausztrál K+F program során az egyik gépet 12 méteres szélességben és 16 km/h sebességgel működtette. Ez hektáronként 340 aktív GPS-mérési pontot generált, 5 mélységréteggel és 15 összetevővel, ami hektáronként körülbelül 25.500 elemzést jelent, másodpercenként 140 elemzéssel. Ez elképesztően pontos és megbízható adat valós időben. A SoilReader most azon dolgozik, hogy további összetevőkkel, paraméterekkel egészítse ki a jelenlegi lehetőségeket. Például a terméshozam-modellezési munka és a szénmegkötés nagy lehetőségeket jelent a jelenlegi technológiákkal való továbblépéshez.

Ez utóbbi kapcsán dr. Asim Biswas, az ontariói Guelphi Egyetem Ontario Mezőgazdasági Főiskolai Karának Talajok és precíziós mezőgazdaság kutatási tanszékének professzora – aki a digitális talajérzékelésre és talajtérképezésre specializálódott – végzi a végső kalibrációs fejlesztést.

Fontos megjegyezni, hogy a digitális adatok mind időbélyegzővel vannak ellátva, és különböző módon lehet elemezni a mezőt. Ahogy bővül az algoritmus, körülbelül hónapokkal vagy akár évekkel korábban gyűjtött adatokat fog elemezni új módszerekkel, nagyon gyorsan és egyszerűen. A rendszer már a jelenlegi formájában is minden várakozást felülmúl.

soilreader

Ez a típus kb. 15 cm mélységig elemzi a talajt, de nagyobb tárcsaátmérővel mélyebbre lehet hatolni – fotó: www.soilreader.com

soilreader

soilreader

6000 mérési pont 0,4 hektáron (1 Acre), 15 cm mélységig, 6 rétegben – fotók: www.soilreader.com

A SoilReader csapata szeretne minél több gazdálkodónak segíteni

A jövőben szeretnének minél több gazdálkodónak segíteni, újra jelen lesznek az Agritechnica kiállításon 2023 őszén, és globálisan is jelen kívánnak lenni erős észak-amerikai, európai és ausztráliai kapcsolataik révén. Reményeik szerint sok gazdálkodó fogja tudni kamatoztatni majd a SoilReader előnyeit, nagy különbséget tapasztalva a jövedelmezőség és a fenntarthatóság terén.

Forrás: www.futurefarming.com