„Europejski Fundusz na rzecz Rozwoju Obszarów Wiejskich : Europa inwestująca w obszary wiejskie”
Tytuł operacji: Kontrola zróżnicowania łanu i czasu dojrzewania poprzez aplikację regulatora wzrostu w powiązaniu z bieżącym monitoringiem satelitarnym reakcji uprawy
Projekt współfinansowany jest ze środków Unii Europejskiej w ramach działania „Współpraca”
Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich na lata 2014-2020
Numer umowy: 00071.DDD.6509.00289.2022.03
Kontrola zróżnicowania łanu i czasu dojrzewania poprzez precyzyjną aplikację regulatora wzrostu w powiązaniu z bieżącym monitoringiem satelitarnym reakcji uprawy
Głównym celem projektu jest opracowanie i wdrożenie ulepszonych metod kontroli rozwoju ozimin: pszenicy i rzepaku przy użyciu precyzyjnie dawkowanych regulatorów wzrostu, celem zredukowania strat związanych z nierównomiernym rozwojem łanu
PL : Celem projektu jest opracowanie i wdrożenie ulepszonych metod kontroli rozwoju ozimin: pszenicy i rzepaku przy użyciu precyzyjnie dawkowanych regulatorów wzrostu, celem zredukowania strat związanych z nierównomiernym rozwojem łanu. W wyniku projektu powstaną ulepszone innowacje technologiczne i organizacyjne pozwalające na dokładniejsze rozpoznanie zróżnicowania łanu przed wykonaniem zabiegu regulatorem wzrostu, co umożliwi lepsze dostosowanie dawek, a także szybką zdalną ocenę skutków działania regulatora w skali całego łanu na podstawie interfejsu udostepniającego ulepszony indeks roślinności. Ponadto projekt dotyczy również innowacji organizacyjnej – narzędzia w ramach internetowej platformy dedykowanej rolnictwu precyzyjnemu, które wesprze proces planowania i realizacji wielkoobszarowego eksperymentu terenowego oraz obiektywną i jego wyników, a także pozwoli na porównywanie produktywności uprawianych roślin na różnych działkach rolnych.
EN: The goal of the project is to develop and implement improved methods for controlling the growth of winter crops: wheat and rapeseed, using precisely dosed growth regulators to reduce losses associated with uneven grain canopy development. The project will result in improved technological and organizational innovations allowing for a more accurate recognition of grain canopy variability before application of the growth regulator, which will enable better adjustment of doses, as well as quick remote assessment of the effects of the regulator on the scale of the entire grain canopy based on an interface providing an improved vegetation index. In addition, the project also deals with an organizational innovation – a digital tool within an online platform dedicated to precision agriculture, which will support the process of planning and implementation of a large-scale field experiment and its objective and results, and allow comparison of the productivity of cultivated crops on different agricultural plots.
PL: Zakładana operacja zostanie zrealizowana w 5 etapach. Każdy z członków konsorcjum będzie prowadził szereg działań prowadzących do wytworzenia innowacji na skutek prac badawczo-rozwojowych. Do zadań będzie wytworzenie siatki badań, pobranie próbek, analiza uzyskanych próbek, weryfikacja hipotez statycztycznych, analiza próbek potrzebnych do przygotowania map. Oprócz przygotowań technologicznych dokonany zostanie zakup niezbędnych urządzeń i maszyn. Rolnicy będą wykonywać prace polowe zaplanowane w ramach operacji. W ramach konsorcjum prowadzone będą spotkania pozwalające na weryfikację postępów.
EN: The assumed operation will be implemented in 5 stages. Each member of the consortium will conduct a series of activities leading to the production of innovations as a result of research and development. Tasks will include the creation of a research grid, sampling, analysis of the obtained samples, verification of static hypotheses, analysis of samples needed for the preparation of maps. In addition to technological preparations, the purchase of necessary equipment and machinery will be made. Farmers will carry out field work planned under the operation. Meetings will be held within the consortium to verify progress.
PL: Potrzeba realizacji operacji, uzasadniona jest wynikami badań naukowych w rozumieniu art. 4 ust. 2 ustawy z dnia 20 lipca 2018 r. Prawo o szkolnictwie wyższym i nauce. Rządy międzynarodowe, jednostki naukowe oraz podmioty publiczne kierują swoją aktywność, ku badaniom naukowym w wyżej wymienionym obszarze.
Założenia najnowszych strategii Unii Europejskiej, Europejskiego Zielonego Ładu, Strategii zrównoważonego Rozwoju Wsi, Rolnictwa i Rybactwa, a także Planu Dla Wsi, ukierunkowane są na wytwarzanie oraz wdrażanie sposobów poprawiających skuteczność prowadzonych w produkcji rolnej zabiegów i stosowanych środków, do których zaliczają się również regulatory wzrost. Są to środki wpływające na procesy życiowe roślin, na przykład poprzez substancje działające regulująco na roślinę, inne niż substancje odżywcze. Stosowane są w celu przyśpieszania wielu procesów życiowych uprawianych roślin.
Planowana operacja bardzo mocno wpisuje się w założenia Wspólnej Polityki Rolnej w zakresie rozwiązań konkurencyjnych, niskoemisyjnych oraz przyjaznych dla klimatu i odpornych na jego zmianę poprzez skupianie się na wytworzeniu innowacji związanych z wytworzeniem i usprawnieniem innowacji technologicznych skupionych wokół optymalizacji podstawowych zasobów zużywanych w rolnictwie. Rolnik lub hodowca może osiągnąć ten sam poziom plonowania przy niższym zużyciu substancji efektywnej oraz ograniczeniu zabiegów agrotechnicznych. Wykorzystanie map zapotrzebowania na stosowanie regulatorów wzrostu wpłynie na ograniczenie negatywnego wpływu stosowania środków używanych w produkcji rolnej na środowisko, co jest niezwykle potrzebne z uwagi na perspektywę Europejskiego Zielonego Ładu. Informacja o zapotrzebowaniu na regulatory wzrostu w danej części pola pozwala na zmniejszenie sosowanej dawki stosowanego środka, a tym samym znaczące zmniejszenie kosztów opryskiwania przy zachowaniu wysokiego poziomu skuteczności. Innowacja będąca przedmiotem operacji może przyczynić się do wzrostu rentowności gospodarstw rolnych przy jednoczesnym zmniejszeniu ich negatywnego wpływu na środowisko..
EN: The need for the implementation of the operation, is justified by the results of scientific research as defined in Article 4 paragraph 2 of the Law of July 20, 2018 Law on Higher Education and Science. International governments, scientific entities and public entities direct their activities, towards scientific research in the above-mentioned area. The assumptions of the latest strategies of the European Union, the European Green Deal, the Strategy for Sustainable Rural Development, Agriculture and Fisheries, as well as the Plan for the Countryside, are aimed at producing and implementing ways to improve the effectiveness of the treatments and measures used in agricultural production, which include growth regulators. These are agents that affect the life processes of plants, for example, through substances that have a regulatory effect on the plant, other than nutrients. They are used to accelerate many life processes of cultivated plants.
The planned operation is very much in line with the Common Agricultural Policy’s objectives of competitive, low-carbon and climate-friendly and climate change resilient solutions by focusing on the generation of innovations related to the generation and improvement of technological innovations centered around the optimization of basic resources consumed in agriculture. A farmer or grower can achieve the same level of yield with lower use of effective substances and reduced agrotechnical treatments. The use of demand maps for the use of growth regulators will have an impact on reducing the negative impact of the use of substances used in agricultural production on the environment, which is extremely necessary given the prospect of the European Green Deal. Information on the demand for growth regulators in a particular part of the field makes it possible to reduce the applied dose of the agent, thus significantly reducing the cost of spraying while maintaining a high level of effectiveness. The innovation that is the subject of the operation can contribute to increasing the profitability of farms while reducing their negative impact on the environment.
PL: W wyniku realizacji operacji zostaną opracowane rozwiązania pozwalające na znaczne poprawienie skuteczności rolnictwa precyzyjnego. Regulacje dotyczące substancji czynnych, które mogą być wykorzystywane w rolnictwie wprowadzane na terenie Unii Europejskiej i na świecie, wpływają na zmniejszenie ilości dostępnych środków ochrony w tym regulatorów wzrostu. Mniejsza liczba substancji czynnych przekłada się na większe problemy z ochroną roślin oraz konieczność wprowadzania rozwiązań, które pozwolą na zachowanie takiego samego poziomu ochrony upraw przy ograniczeniu ilości stosowanych środków. Istnieje potrzeba wykorzystywania systemów wspomagania decyzji w ochronie roślin, w tym systemów teledetekcyjnego mapowania upraw, które pozwolą na ograniczenie liczby zabiegów. Jest to szczególnie ważne biorąc pod uwagę ograniczenie wykorzystania zasobów, które jest jednym z głównych wyzwań stojącym przed europejskimi producentami żywności.
Rzepak jest jedną z najważniejszych roślin oleisto-białkowych. W ostatnich latach obserwowany jest wzrost jego produkcji na świecie, która obecnie wynosi około 70 mln ton, co jest wartością ponad dwukrotnie wyższą niż na początku XXI wieku. Do głównych producentów należy Kanada -19 mln ton, Unia Europejska – 17 mln ton, Chiny – 13,2 mln ton czy Indie – 7,65 mln ton. Wzrost powierzchni uprawy rzepaku wynika przede wszystkim ze zwiększonego poziomu spożycia olejów roślinnych przez ludzi oraz zapotrzebowania na białko paszowe. W związku z tym istnieje zapotrzebowanie na rozwiązania, które ułatwią prowadzenie zabiegów i pozwolą na zwiększenie opłacalności upraw rzepaku, przede wszystkim poprzez optymalne stosowanie regulatorów wzrostu.
EN: As a result of the operation, solutions will be developed to significantly improve the effectiveness of precision agriculture. Regulations on active substances that can be used in agriculture introduced in the European Union and the world, affect the reduction of available plant protection products including growth regulators. Fewer active substances translate into greater crop protection problems and the need for solutions that will maintain the same level of crop protection while reducing the number of agents used. There is a need to use decision support systems in crop protection, including remote sensing crop mapping systems, which will reduce the number of treatments. This is especially important given the reduction in resource use, which is one of the main challenges facing European food producers.
Rapeseed is one of the most important oil-protein crops. In recent years, there has been an increase in its production in the world, which now stands at about 70 million tons, more than twice as much as at the beginning of the 21st century. Major producers include Canada -19 million tons, the European Union – 17 million tons, China – 13.2 million tons or India – 7.65 million tons. The increase in rapeseed cultivation area results primarily from the increased consumption of vegetable oils by people and the demand for feed protein. Therefore, there is a need for solutions that will facilitate treatment and increase the profitability of rapeseed cultivation, primarily through the optimal use of growth regulators.
PL: Korzyści wynikające z realizacji projektu to między innymi szybka ocena skutków zastosowania regulatora i wykorzystanie jej w kolejnych decyzjach agronomicznych, lepsze indeksy roślinności, pozwalające m.in. lepiej oddzielić efekt pokrycia gleby przez łan i efekt zmiennego odżywienia łanu oraz stworzenie narzędzia pozwalającego na obiektywną ocenę zastosowanych strategii dawkowania regulatora i innych agrochemikaliów
Planowana operacja zakłada ulepszenie innowacji technologicznych w zakresie generowania map zmiennej dawki regulatorów wzrostu roślin. Komputery sterujące i systemy precyzyjnego prowadzenia stanowią wyposażenie współczesnych opryskiwaczy. Pozwala to na znaczne ułatwienie i skrócenie zabiegów ochrony roślin. Obecnie istnieją rozwiązania umożlwiające kontrolę i sterowanie dawką cieczy roboczej z wykorzystaniem mapowania pól na podstawie indeksu NDVI, jednak nie jest to rozwiązanie optymalne – posiada jedynie wysoką skuteczność w zakresie nawożenia azotem a nie zmiennej dawki regulatora. Kolejna innowacja, ulepszona innowacja organizacyjna dotyczy wytworzenia wskaźników korygujących rozpoznanie parametrów łanu w zakresie fazy wzrostu, przyrostu biomasy i pomiaru biomasy o dokładności większej niż w zakresie opierania się na NDVI. Innowacja ta ma na celu wsparcie podejmowania decyzji i rozpoznawania parametrów roślin na podstawie multispektralnych danych uchwytywanych z drona oraz satelity. Kolejna innowacja, ulepszona innowacja organizacyjna pozwala na lepsze zarządzanie fragmentami pól o różnej agrotechnice i zarządzaniu, przewidywaniu różnic wynikających z cech ilościowych i jakościowych pozwalając traktować standardowe pole uprawne jak poletka doświadczalne, nie tracąc ich bazowej funkcji produkcyjnej. W ramach ulepszonej innowacji organizacyjnej zostanie wytworzona ulepszona aplikacja pozwalająca wychwytywać zróżnicowanie predefiniowanych obszarów uprawowych w celu podejmowania optymalnych decyzji w zakresie nawożenia, odmian czy stosowania środków ochrony roślin. Jest dalszy krok względem wytwarzanych precyzyjnych stref opłacalności produkcji polowej czy stref jednorodnych w obrębie dużych działek rolnych. Podsumowując zmiany jakościowe innowacji obejmują między innymi:
• możliwość szybkiej oceny skutków zastosowania regulatora i wykorzystanie jej w kolejnych decyzjach agronomicznych, stworzenie narzędzia pozwalającego na obiektywną ocenę zastosowanych strategii dawkowania regulatora i innych agrochemikaliów.
• lepsze indeksy roślinności, pozwalające m.in. lepiej oddzielić efekt pokrycia gleby przez łan i efekt zmiennego odżywienia łanu,
• stworzenie narzędzia pozwalającego na skuteczną zmienną dawkę regulatora wzrostu w celu zoptymalizowania produkcji.
EN: The benefits of the project include rapid assessment of the effects of regulator application and its use in subsequent agronomic decisions, better vegetation indexes that allow, among other things, better separation of the effect of grain canopy soil cover and the effect of variable canopy nutrition, and the creation of a tool that allows objective evaluation of the applied dosing strategies of the regulator and other agrochemicals. The planned operation involves improving technological innovations in generating variable-dose maps of plant growth regulators. Control computers and precision guidance systems are equipment of modern sprayers. This makes it possible to significantly simplify and shorten crop protection treatments. Currently, there are solutions to control and adjust the application rate with the use of field mapping based on the NDVI index, but this is not an optimal solution – it only has a high efficiency in terms of nitrogen fertilization and not a variable regulator rate. Another innovation, an improved organizational innovation, relates to the production of indicators to correct the recognition of grain canopy parameters in terms of growth stage, biomass growth and biomass measurement with greater accuracy than in relying on NDVI. This innovation aims to support decision-making and recognition of crop parameters based on multispectral data captured from a drone and satellite. Another innovation, an improved organizational innovation, allows better management of fragments of fields with different agrotechnology and management, predicting differences due to quantitative and qualitative characteristics allowing to treat standard fields as experimental plots without losing their basic production function. The improved organizational innovation will produce an enhanced application to recognize the variation in predefined cultivation areas in order to make optimal decisions on fertilization, varieties or application of crop protection products. It is a further step relative to the produced precise profitability zones for field production or homogeneous zones within large agricultural plots. In summary, qualitative changes in innovation include:
– the ability to quickly assess the effects of regulator application and use it in subsequent agronomic decisions, the creation of a tool to objectively assess the applied dosing strategies of the regulator and other agrochemicals.
– better vegetation indexes, allowing, among other things, to better separate the effect of grain canopy soil cover and the effect of variable canopy nutrition,
– creation of a tool that allows effective variable dosing of a growth regulator to optimize production.
PL: Realizacja operacji będzie zakończona opracowaniem rozwiązania cyfrowego, do wykorzystania go przez rolnika. Cyfryzacja procesów w rolnictwie niesie potencjał do zwiększenia wydajności gospodarstw rolnych, jednocześnie wpływając na zrównoważony rozwój sektora rolnego zarówno pod kątem ekonomicznym i ekologicznym. Operacja obejmuje stworzenie ulepszonej innowacji technologicznych w postaci algorytmu do wytwarzania mapy zmiennego stosowania regulatorów wzrostu oraz ulepszonej innowacji organizacyjnej – narzędzia, w ramach internetowej platformy dedykowanej rolnictwu precyzyjnemu, które wspomaga proces planowania i realizacji wielkoobszarowego eksperymentu terenowego, a także obiektywna ocenę jego wyników (w tym wariantów eksperymentów). Opracowane rozwiązanie zostanie udostępnione do użytku w formie rozwiązania oprogramowania cyfrowego. Dzięki wykorzystaniu formy cyfrowej będzie można korzystać z niego w sposób mobilny, a koszty wdrożenia technologii w gospodarstwie będą niewielkie. Zastosowanie rozwiązania pozwoli korzystającemu z niego rolnikowi na dokładniejsze rozpoznanie zróżnicowania łanu przed wykonaniem zabiegu regulatorem wzrostu, na podstawie monitoringu satelitarnego, co umożliwi lepsze dostosowanie dawek oraz szybką zdalną ocenę skutków działania regulatora w skali całego łanu. Natomiast ulepszona innowacja organizacyjna, w postaci rozwiązania cyfrowego, pozwoli na lepsze zarządzanie fragmentami pól o różnej agrotechnice i zarządzaniu, przewidywaniu różnic wynikających z cech ilościowych i jakościowych pozwalając traktować standardowe pole uprawne jak poletka doświadczalne, nie tracąc ich bazowej funkcji produkcyjnej. W ramach ulepszonej innowacji organizacyjnej zostanie wytworzona ulepszona aplikacja pozwalająca wychwytywać zróżnicowanie predefiniowanych obszarów uprawowych w celu podejmowania optymalnych decyzji w zakresie nawożenia, odmian czy stosowania środków ochrony roślin. Jest dalszy krok względem wytwarzanych precyzyjnych stref opłacalności produkcji polowej czy stref jednorodnych w obrębie dużych działek rolnych..
EN: Implementation of the operation will be completed with the development of a digital solution, for use by the farmer. Digitization of agricultural processes carries the potential to increase farm productivity, while affecting the sustainability of the agricultural sector both economically and ecologically. The operation includes the creation of an improved technological innovation in the form of an algorithm for producing a map of the variable application of growth regulators, and an improved organizational innovation – a tool, within a web-based platform dedicated to precision agriculture, which supports the process of planning and implementation of a large-scale field experiment, as well as objective evaluation of its results (including variants of experiments). The developed solution will be made available for use in the form of a digital software solution. By using the digital form, it will be possible to use it in a mobile way, and the cost of implementing the technology on the farm will be low. The use of the solution will allow the farmer using it to more accurately identify the variability of the grain canopy before the growth regulator treatment, based on satellite monitoring, which will enable better adjustment of doses and rapid remote evaluation of the effects of the regulator on the scale of the entire grain canopy. In addition, the improved organizational innovation, in the form of a digital solution, will allow better management of field fragments with different agrotechnology and management, predicting differences due to quantitative and qualitative characteristics allowing to treat standard fields as experimental plots without losing their basic production function. As part of the improved organizational innovation, an improved application will be created to capture the diversity of predefined cultivation areas in order to make optimal decisions regarding fertilization, varieties or the use of plant protection products. There is a further step towards the production of precise zones of profitability of field production or homogeneous zones within large agricultural plots.
