- Ismertetné a projekt célját?

A Széchenyi István Egyetem Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Karán – a Biológiai Rendszerek és Élelmiszeripari Műszaki Tanszék gondozásában -, Mosonmagyaróváron 2020 április óta két kísérleti táblán működik a Laboratórium. Elsődleges célja a helyspecifikus, precíziós növénytermesztési igényekre alapozva egy Dolgok Internete (Internet of Things: IoT) adatgyűjtési technológia kiépítése. A technológia lehetővé teszi a szántóföldi automata adatgyűjtést és a valós idejű adatok – távoli - nyomonkövetését. A rendszer célja, hogy reprezentatív talajtípusokra, heterogén szántóföldi körülményeknél kihelyezett intelligens szenzorokkal ún. „big data” adatbázis felvételét tegye lehetővé. Ez képezi alapját az agrárdigitalizációnak és a döntéstámogatás forradalmi megújulásának. , mely a mesterséges intelligencia (a gépi tanulási) módszerekkel történő adatfeldolgozást, prediktálástés egyéb elemzéseket foglal magában. 

- Mesélne a kísérlet menetéről? Milyen szenzorokat, rendszereket alkalmaztak a tesztelés során? - Milyen szempontokat vettek figyelembe a kísérleti területek kijelölésénél? Van olyan tényező, ami döntő befolyással bír a növények növekedésére, ezért figyelembe kellett venni az érzékelők telepítésekor?

Összetételét tekintve különböző gyártóktól származó szenzorokat tartalmaz, melyek két kísérleti táblán, összesen hét pozícionált helyen vannak telepítve. A Laboratórium kialakításának elsődleges célja, hogy a precíziós gazdálkodásban gyűjtött eddigi adatbázisoknál részletesebb és nagyságrenddel nagyobb felvételezésekre irányuljon az adatgyűjtés. A szenzorszettek elhelyezésénél a talaj fizikai féleségének heterogenitását vettük alapul, mert az eddigi kutatási eredmények is azt igazolták, hogy a talaj szemcseméretének összetétele, rétegzettsége, ezáltal a vízgazdálkodása, az egyik leginkább befolyásoló faktor a kultúrnövények fejlődésére, az elérhető hozamra. A szántóföldi táblák mellett egy, azonos értékek mérésére alkalmas csoport a közvetlen erdősávban is üzemel a természetes ökológiai állapot nyomonkövetése céljából. A szántóföldi mérések, adatok, felvételezése, gyűjtése talajra (talajnedvesség és hőmérséklet, elektromos vezetőképesség a talaj felső 6,5 cm-es rétegében, valamint 20 cm, 40 cm, 60 cm és 80 cm-es mélységben) történik minden mérési egységnél. Növényi levélnedvesség szenzorok három mérési állomáson helyezkednek el: a két szántóföldi táblán és az erdősávban. Ezek jelentősége a növényvédelmi előrejelzéseknélelengedhetetlen. Ezentúl lehetőségünk van a szárvastagságfejlődésének nyomon követésére szárátmérő szenzorral. 

Mikroklíma-változás megfigyelésére alkalmas kombinált hőmérséklet és relatív páratartalom érzékelő, valamint légnyomás érzékelő; szélirány és –sebességmérő; billenőkanalas csapadékmennyiség mérő; globálsugárzás-mérő a napsugárzás erősségének mérésére áll a rendelkezésre.

Környezetvédelmi, fenntarthatósági szempontból viszont kiemelt fontosságú, hogy a talaj-növény-légkör állapotának klasszikus változóival történő detektálásán túl a talajvíz és a talaj gázképződését is figyelemmel kísérjük. A talajvíz pH, nitrit és nitrát-tartalmát egy helyen, természetes kútba helyezett szenzorokkal detektáljuk. A talaj gázképződésének szenzorálása, ammónia és CO2 tartalom mérésre alkalmas eszközökkel történik a talajfelszín felett. 

- Hogy történik az adatok feldolgozása? A begyűjtött eredmények adaptálhatók lesznek a gyakorlatban?

Az eszközök adatközlése a LoRaWAN távközlési rádiókommunikációs hálózaton alapszik. A hálózat a lefedettség, az adattovábbítási távolság, az alacsony energiaigény, illetve az sűrű adatközlési lehetősége miatt kiváló lehetőség a szántóföldi növénytermesztésben is. A szerverháttér megteremtése után a „szántóföldi Laboratórium” több mint 100 típusú adatot közvetít 10-15 perces időintervallumokban (szenzortípustól függően). 

Az adatok megjelenítése és lekérdezése egy webes felületen történik, mely lehetőséget nyújt a szántóföldi érzékelők által mért paraméterek valós idejű, de távoli nyomonkövetésére, ezáltal a növénytermesztési technológiák optimálisabb tervezhetőségére és beavatkozásokra. Továbbá, kutatásainkban a mesterséges intelligencia módszereivel még több, új és a gyakorlat számára hasznos információkat, eredményeket tárunk fel.

- Tervezik a projekt folytatását?

A projekt folytatólagos, sőt, Tanszékünk szeretné bővíteni a szenzorinfrastruktúrát, az ezzel kapcsolatos tudományos tevékenységet is, hiszen a gyakorlat oldaláról is egyre nagyobb az igény az ilyen irányú fejlesztésekre. 

Köszönetnyilvánítás: A beruházást támogattatta a „Felsőoktatási és Ipari Együttműködési Központ a Széchenyi István Egyetemen” GINOP-2.3.4-15-2016-00003 projekt, a kutatásokhoz a „Tématerületi Kiválósági Program – 2019 (TUDFO/51757/2019-ITM)” biztosít lehetőséget.