Innowacje w polskim rolnictwie

Rozwinięcie celu głównego oraz celów szczegółowych

Cel główny operacji to wytworzenie ulepszonych innowacji organizacyjnych oraz technologicznych w zakresie badań roślin oraz przekładania wyników na precyzję wykorzystania nawozów i optymalizację środowiska rozwoju roślin. W ramach operacji wytworzona zostanie aparatura pomiarowa, która na podstawie techniki spektrofotometrii zbierze dane o zasobności roślin w azot, wilgotności rośliny oraz wskaźnika stresowego. W odróżnieniu od aktualnie dostępnej aparatury na rynku, urządzenie to będzie przekazywać informacje oraz zbierać dane do chmury ze względu na bezpośrednie połączenie z urządzeniem mobilnym. Dzięki temu możliwe będzie odczytanie wskaźnika azotu skorygowanego o wskaźnik stresowy i wilgotności rośliny w trakcie jej wegetacji bez potrzeby analogowego zapisu danych. Wytworzone zostanie rozwiązanie pozwalające na automatyczne generowanie map do precyzyjnego nawożenia na podstawie skorygowanego wskaźnika zapotrzebowania roślin na azot. Mapy te zostaną wykorzystane w terminalach maszyn przystosowanych do analizy danych cyfrowych w celu stosowania precyzyjnych dawek nawozów. Ponadto za pomocą aparatury, możliwe będzie zebranie danych takich jak wilgotność rośliny oraz ilość suchej masy, pozwalających na określenie optymalnego terminu zbioru kukurydzy na kiszonkę. Cel główny ma przełożyć się na poprawę wyników gospodarstw w zakresie opłacalności produkcji, zwiększenie ochrony środowiska i łagodzenie zmian klimatu jak również wspomóc w produkcji wysokiej jakości pasz w gospodarstwie.

Cele szczegółowe to wytworzenie rozwiązania pozwalającego na tworzenie map kondycji roślin, map zawartości azotu w roślinach, automatyczne generowanie map potrzeb nawożenia i wilgotności, usprawnienie skuteczności procesu nawożenia, innowacje polegające na udoskonaleniu określania terminów zbioru kukurydzy na kiszonkę. Zmiana jakościowa może zostać zweryfikowana poprzez możliwość automatycznego wytworzenia mapy wilgotności roślin i potrzeb nawozowych na podstawie danych otrzymanych bezinwazyjnie z rośliny. Mapy te będą wykorzystane w urządzeniach takich jak rozsiewacz do nawozów czy ciągnik z terminalem pozwalającym na przetwarzanie danych cyfrowych z wykorzystaniem dzielonej dawki nawozowej. Będzie to miało istotny wpływ na zmniejszenie dawek nawozowych oraz wyrównanie plonu pod względem jakości. Posiadanie map kondycji roślin pozwoli również zwrócić uwagę na fragmenty pola które różnią się właściwościami od pozostałej części pola. Dzięki temu rolnik może podjąć działania mające na celu podniesienie warunków zasobności gleby w wybranym fragmencie pola. Dzięki przeprowadzeniu pomiarów użytkownik otrzymuje wyniki pozwalające na dobór odpowiedniego terminu zbioru kukurydzy na kiszonkę, na podstawie zawartości suchej masy w roślinie. Przełoży się to na polepszenie procesu zakiszania oraz poprawę właściwości jakościowych paszy. Urządzenie pozwoli nam na przeprowadzenie tych badań bez konieczności pobierania prób w celu ich ważenia bądź dostarczenia do laboratorium. QED będzie podawało wynik końcowy który będzie zapisywany w formie umożliwiającej zapis bezpośrednio do chmury, dzięki czemu użytkownik będzie miał gotową bazę wyników dostępną w swoim urządzeniu, z możliwością pobrania ich w celu przetwarzania lub udostępniania.

Ulepszonej innowacji technologicznej dotyczy: nawożenia, określania suchej masy kukurydzy oraz rozwoju technicznego narzędzia. Cechami jakościowymi wyróżniającymi tą innowacje będą nowe bądź ulepszone współczynniki kalibracji danych dla roślin uprawnych, nowe współczynniki kalibracji względem n-testerów dostępnych obecnie na rynku, nowe bądź ulepszone rozwiązania technologiczne w postaci narzędzi do pomiarów parametrów roślin. Finalnie wytworzone zostanie narzędzie które da nam możliwość utworzenia map nawożenia przy wykorzystaniu ulepszonych wskaźników kalibrujących oraz danych przeprowadzonych pomiarów. Urządzenie umożliwi również uzyskanie danych dotyczących zawartości suchej masy w kukurydzy. Dane te będą wykorzystywane w gospodarstwach produkujących kiszonkę z kukurydzy. Wszystkie dane pobierane podczas badań urządzeniem QED są przekazywane bezpośrednio do chmury. Na rynku tylko fluorymetr Multispeq może przekazywać dane za pomocą bluetooth. QED dzięki połączeniu USB może zapewnić wysoką prędkość przesyłu danych spektralnych oraz kompatybilności nawet ze starszymi urządzeniami. Urządzenie będzie używane bez konieczności przerywania badań ze względu na zasilanie zewnętrzne. Większość konkurencyjnych produktów ma wbudowane ogniwa wymagające ładowania, co uniemożliwia pomiary. W przypadku QED będziemy mieli możliwość podłączania kolejnych banków energii oraz kontynuowania badań, bez ryzyka utracenia wcześniejszych wyników. Ogół cech zawartych w urządzeniu QED ma sprawić, że użytkownik finalnie będzie mógł ograniczyć koszty związane z nawożeniem azotowym swoich upraw, co przełoży się na poprawę ekonomii gospodarstwa oraz będzie miało wpływ na ograniczenie przedostawania się nadmiaru nawozów do środowiska. Urządzenie pozwoli również na zwiększenie właściwości pokarmowych kiszonki, co przełoży się na lepsze wyniki ekonomiczne gospodarstwa.

Podsumowując, innowacja technologiczna opiera się na wytworzeniu podręcznego urządzenia operującego na ulepszonych wskaźnikach korygujących służących do ulepszonego sposobu odczytu zawartości azotu i wody w roślinie na podstawie wyszkolonego zestawu danych spektralnych. W praktyce oznacza to, że powstanie narzędzie wraz z oprogramowaniem pomiarowym pozwalające na swobodny pomiar roślin oraz eksport odczytywanych danych do urządzeń mobilnych oraz chmury w sposób dużo bardziej efektywny procesowo i kosztowo w porównaniu do istniejących narzędzi. Narzędzie będzie posiadało następujące cechy oraz funkcjonalności: dokonywanie bezinwazyjnych pomiarów na roślinie, możliwość automatycznego przechowywania danych, możliwość odczytu wielu parametrów za pomocą jednego urządzenia, łatwość użytkowania połączona z niewielkimi rozmiarami urządzenia oraz minimalizowanie błędu operatora dzięki pomiarom spektrofotometrycznym.

Ulepszona innowacja organizacyjna polega na udoskonaleniu organizacji procesów nawożenia oraz produkcji paszowej. Aktualnie dostępne na rynku urządzenia do prowadzenia badań zawartości azotu, nie są w stanie zagwarantować bezpośredniego utworzenia mapy nawozowej dla danej działki z możliwością wykorzystania jej w przystosowanych do danych rozwiązań maszynach takich jak: rozsiewacz do nawozów czy ciągnik z terminalem. Mapy będą wytworzone na podstawie wyników badanych roślin, co pozwoli zminimalizować zużycie nawozu maksymalizując tym samym efektywność produkcji. Narzędzie to będzie funkcjonowało z wykorzystaniem urządzenia mobilnego które będzie jego bezpośrednim źródłem zasilania. Połączenie poprzez port USB gwarantować będzie szybki przesył danych bezpośrednio do wybranej lokalizacji w chmurze, co eliminuje konieczność ręcznego zapisu wyników jak również nie ma konieczności późniejszego eksportu danych z urządzenia na komputer, QED jest w tym aspekcie jedynym takim urządzeniem na rynku. Urządzenie umożliwia rolnikowi zbadanie reprezentatywnej próby liści tak samo jak robi się to w celu badań ich składu chemicznego, bez konieczności pobierania próbek do laboratorium. Zachowanie regularności w monitorowaniu pól pozwala nie tylko na szacowanie precyzyjnych dawek nawozowych ale również pozwala nam określać występowanie stresów roślin takich jak: stres wodny, choroby czy stres świetlny. Wczesna diagnoza występowania stresów pozwoli nam skupić się na zbadaniu narażonych części upraw oraz podjąć działania adekwatne do występujących potrzeb. Ponadto urządzenie wyróżnia się możliwością określania zawartości suchej masy w roślinie kukurydzy. Wyniki badań będą miały istotny wpływ na podejmowanie decyzji dotyczącej określenia terminu zbioru roślin w momencie kiedy stosunek suchej masy w roślinie jest optymalny. Przełoży się to na poprawę jakości zakiszania sieczki w silosach oraz pozwoli na otrzymywanie paszy o bardzo dobrych właściwościach pokarmowych. Tym samym urządzenie staje się jedyną na rynku przenośną technologią pomagającą w podejmowaniu deyczji dotyczących zbioru kukurydzy na kiszonkę w odpowiedniej fazie. Ma to istotny wpływ na zwiększenie właściwości pokarmowych paszy oraz efektywność gospodarstwa. Ta innowacja pozwoli użytkownikowi na zwiększenie efektów organizacyjnych oraz decyzyjnych w jego gospodarstwie dzięki ustaleniu dawek nawozowych określonych pod konkretne obszary zapotrzebowania przez rośliny jak również będzie określać optymalne terminy zbiorów kukurydzy na kiszonkę.