Akademija (Kėdainių r.). Bepilotis orlaivis apžvelgia laukus 2 km spinduliu, fotografuoja 14 megapikselių raiška ir tiesiogiai vaizdą perduoda pilotui – taip esmingai keičiasi tradicinis ūkininkavimas. Nauja paslauga – jau čia pat.

Naudodamas bepilotį orlaivį savo žemės ūkio naudmenų paviršiaus kartografavimui, ūkininkas sužino apie dirvožemio išteklių būklę ir našumą, pasėlių sveikatingumą, todėl, remdamasis tiksliais duomenimis realiu laiku bei specialistų konsultacijomis, gali ne tik įvertinti laukų išteklių būklę, bet ir imtis reikiamų priemonių pagerinti laukų, jų dirvožemio ar pasėlių būklę konkrečioje vietoje. Tai padeda ne tik optimizuoti ūkio išlaidas, bet ir reikšmingai prisideda prie tvarios ir tikslios žemdirbystės vystymo.

Tokią paslaugą netrukus šalies žemdirbiams pasiūlys ir Lietuvos žemės ūkio konsultavimo tarnyba (LŽŪKT) drauge su partneriais iš Vilniaus universiteto.

Inovatyvi paslauga „Dirvožemio aerodistanciniai tyrimai ir konsultacijos“ kuriama įgyvendinant Europos inovacijų partnerystės (EIP) grupės projektą. Pasitelkus Vilniaus universiteto Chemijos ir geomokslų fakulteto Geografijos ir kraštotvarkos katedros mokslininkus iš bei  9 šalies ūkius, kuriuose atliekami tyrimai, iki 2021 metų bus sukurta bepiločiais orlaiviais paremta nuotolinių dirvožemio paviršiaus fizinių savybių tyrimų technologija. Ji leis optimizuoti antžeminių dirvožemio tyrimų apimtis ir jiems reikalingas išlaidas, nebrangiai ir operatyviai identifikuoti dirvožemio problemas ir pasiūlyti būdus joms spręsti.

Bepiločių orlaivių konstruktorius Antanas Gedvilas demonstravo naujo modelio fiksuoto sparno bepiločio orlaivio skrydį

Naująją paslaugą ir jos naudą pirmiausiai išbandys projekte dalyvaujantys 6 ūkiai ir 3 žemės ūkio įmonės. Kiekvienas iš jų turės savo laukų dirvožemio, kaip unikalaus objekto, pasą – sklypo dirvožemio kartografinę medžiagą, dirvožemio savybių stebėjimo planą, tyrimo ir vertinimo rekomendacijas.

Kad tyrimų rezultatai būtų reprezentatyvūs ir naudingi kaip galima didesniam ūkininkaujančiųjų skaičiui, gamybiniai ūkiai parinkti taip, kad jų laukų paviršiaus sąlygos, vyraujantys dirvožemiai atspindėtų pagrindinius šalies agrarinius regionus: molingąsias žemumas ir kalvotąsias aukštumas. Aerodistanciniai tyrimai atlikti Kėdainių, Joniškio, Ukmergės, Radviliškio, Panevėžio, Šakių rajonų ir Elektrėnų savivaldybių ūkiuose.

Atlikta 90 skrydžių

Dirvožemio tyrimams buvo taikoma linijinė strategija, t. y. priklausomai nuo lauko paviršiaus morfologijos ir dirvožemio įvairovės, pasirenkama atitinkamo dydžio lauko skenavimo juosta, apimanti tai teritorijai būdingą didžiausią lauko dirvožemio įvairovę. Tas pats laukas aerodistanciniu būdu buvo tiriamas 4 kartus (balandį, gegužę, spalį ir lapkritį ), stengiantis jį užfiksuoti kiek įmanoma įvairesnėmis agrometeorologinėmis sąlygomis, kad išryškėtų galimi paviršiaus spalviniai skirtumai ir būtų gauta kuo daugiau ortofoto duomenų.

Vienintelė sąlyga – kad dirvos paviršius būtų be augalinės dangos, o apdirbimo (suartas, akėtas, bearimis apdirbimas) pobūdis vienalytis. Kuo atviresnis paviršius, tuo daugiau ir tikslesnės informacijos galima surinkti apie jo morfologiją, o kai kada ir podirvį.  Vis tik realios darbo ūkiuose sąlygos buvo labai įvairios, pvz., rudenį kukurūzai ar cukriniai runkeliai buvo  tik iš dalies nuimti, iš dalies apdirbti pasėliai, plytėjo žolynai arba atvirkščiai – jie buvo suarti. Todėl bepilotis orlaivis bei jo jutikliai išbandyti įvairesnėmis ir sudėtingesnėmis sąlygomis nei planuota.

Skirtingos paskirties kameromis gauti duomenys leido pamatyti realų dirvožemio dangos vaizdą konkrečiame lauke. Jį turėdamas konsultantas apie dirvožemį jau galės pasakyti daug reikšmingų dalykų: potencialias humuso medžiagų trūkumo ar drėgmės pertekliaus vietas, parodyti maisto medžiagų netekimo iš dirvožemio kryptis, išskirti smėlingus ar molingesnius lauko ruožus; dirvožemio temperatūros režimą, drėgmės pasiskirstymą, melioracijos sistemų išsidėstymą ir jų būklę.

Lygiagrečiai su vykdomu lauko aerodistancinių duomenų rinkimu, buvo renkami ir tiesioginiai (antžeminiai) dirvožemio paviršiaus (0,5 cm gylyje) duomenys.  Pavasarį ir rudenį tirti organinės anglies, humuso, tirpių karbonatų kiekiai bei dirvožemio fiziniai parametrai, tokie kaip drėgmė, temperatūra, agregatų struktūra, tankis ir kt.

Pasak mokslininkų, fiziniai parametrai laiko atžvilgiu keičiasi ir turi tiesioginės įtakos dirvožemio paviršiaus spalvinėms bei terminėms savybėms, todėl buvo įdomu palyginti, tai, kas matoma iš viršaus su tuo, kas fiksuojama lauko sąlygomis, ir tuo, ką rodo laboratoriniai tyrimai.

Ką parodė tarpiniai rezultatai

Per 2019 m. demonstracinių ūkių tirtų laukų arealuose nustatyti humuso kiekiai dirvožemyje; erozijos paveiktų žemės ūkio naudmenų plotai ir pažeidimų laipsniai, dirvožemio drėgnumo laipsniai; identifikuotos probleminės laukų vietos bei  nustatyta dirvožemio granuliometrinė sudėtis; sudaryta pildoma dirvožemio cheminių ir fizikinių parametrų GIS duomenų bazė ir kt.

Pasak mokslininkų, gauti duomenys ir atliekami kompleksiniai tyrimai leidžia išsamiai inventorizuoti  žemės ūkio laukus, tarsi pasidaryti dirvožemio inventorizacinį pasą, pvz., drėgmės, organinės anglies ar humuso medžiagų trūkumo, erozijos pažeidimų.

Smėlio dalelių kiekio dirvožemyje (pagal laboratorinius tyrimus) ir temperatūros duomenys (ekspres metodu). Kur daugiau smėlio dalelių (šviesiai gelsva), dirvožemio temperatūra aukštesnė, ir atvirkščiai: kuo spalva tamsesnė, dirvožemio granuliometrinė sudėtis sunkesnė (daugiau molio dalelių) ir temperatūra žemesnė. Šviesesnių plotų temperatūra skiriasi 4 laipsniais, palyginti su žemesniais, drėgnesniais ir tamsesniais plotais.

Bepiločiu orlaiviu darytose nuotraukose galima išskirti dirvožemius pagal jų eroduotumo laipsnį: menkai paveikti erozijos (pažeidimai armenyje, pvz., suplonėjęs armuo ir sumažėjęs organinės anglies kiekis), vidutiniškai paveikti erozijos (kai armuo praktiškai sunaikintas, nuotraukoje matome ne pilką, o pilkšvai rudą atspalvį) ir stipriai eroduoti (kai nuotraukoje matome rudą, kartais net rausvai rudą spalvą, karbonatai paviršiuje, o humuso yra mažiau negu 1 proc.).

Galimybės naujiems sprendimams

Dabar teliko suklasifikuoti rastriniuose vaizduose užfiksuotą informaciją, atlikti jos kodavimą ir klasifikavimą. Tai leistų susieti antžeminę su nuotoliniu būdu surinktą informaciją ir užtikrinti didele dalimi duomenų rinkimo iš žemės ūkio naudmenų automatizavimo procesą. Tikslus nuotoliniams tyrimams palankių meteorologinių sąlygų įvardijimas leis apibrėžti kuriamos aerodistancinės technologijos taikymo perspektyvas.

Svarbiausia, mokslininkų teigimu, remiantis gaunamais duomenimis įsivertinti, įvertinti kiekvieno ūkio problemines ir neproblemines sritis, nes nuo to priklauso ir sprendimo parinkimas, pvz., trūksta drėgmės arba jos yra per daug.

„Visas laukas gali būti probleminis arba tik atskiri arealai. Žinoma, drėgmės dirvožemyje reguliavimo priemonė yra melioracija. Tačiau yra metų, kai melioracija neveikia, t. y. problemos nesprendžia, ar jos buvimas kaip tik pablogina situaciją. Pavyzdžiui, taip nutinka sausringais metais, kai melioracinės sistemos iš dirvožemio pašalina ir taip trūkstamą drėgmę: pasėlis gali žūti dėl drėgmės nepritekliaus, kai tuo tarpu užmirkę (nemelioruoti arba silpnai veikiančios melioracijos plotai) plotai duos geresnius derlius. Nuotraukos leidžia įvardyti, kur yra mūsų neūkiškumas, o kur gamtiniai dalykai, prie kurių geriau prisitaikyti. Nuotraukos duoda aiškumą priimti sprendimus ir dėl technologijų taikymo. Atveria galimybes labiau optimizuoti savo sprendimus“, – aiškina Geomokslų instituto doc. dr. Ričardas Skorupskas.

Pasak LŽŪKT Plėtros padalinio vadovo Rimtauto Petraičio, sukurta inovatyvi paslauga – tam tikras šuolis bendrai Lietuvos dirvožemio politikoje, siekiant spręsti dirvožemio problemas. Matant bendrą žemės ūkio dirvožemio vaizdą, galima geriau nuspręsti, ką su viena ar kita lauko vieta daryti, kokias technologijas taikyti.

„Konsultavimo tarnyba mokys specialistus ir konsultantus dirbti su gaunamais duomenimis ir algoritmu, valdyti bepiločius orlaivius, fiksuoti reikalingus dirvožemio paviršiaus vaizdus, taikyti, analizuoti ir interpretuoti projekto metu mokslininkų sukurtus algoritmus ir pagal turimą informaciją įvardinti ūkininkams, kur jų laukuose vyksta mineralizacijos, humifikacijos ir kt. dirvodaros procesai, suteikti rekomendacijas dėl pažeistų dirvožemių stiprinimo“, – sakė projekto vadovas Rimtautas Petraitis.

IŠSAMI PROJEKTO REZULTŲ APŽVALGA – INTERNETO SVETAINĖJE AGROAKADEMIJA.LT