Digitaalsete tehnoloogiate arendamine mulla ja põllukultuuride seireks

WheatWatcher loob digitaalse platvormi, mis annab teavet mulla ja põllukultuuride seisundi kohta ning võimaldab jälgida vilja teekonda kasvatamisest jahu tootmiseni.

25.06.2025

Autor Roosi Soosaar

Sissejuhatus

WheatWatcher projekti eesmärk on aidata kaasa ohutu ja kvaliteetse toidu tootmisele, pakkudes põllumeestele, toiduainetööstustele ja poliitikakujundajatele usaldusväärseid andmepõhiseid tööriistu paremaks juhtimiseks ja otsustamiseks. Selleks arendab WheatWatcher terviklikku digitaalset lahendust, mis koondab mulla seisundi jälgimise, taimede tervise hindamise ja toidu teekonna jälgitavuse ühte süsteemi.

Mulla hindamissüsteem

Projekti raames arendatakse integreeritud süsteem, mis võimaldab hinnata toitainete taset mullas ning keemilisi ja bioloogilisi stressoreid. Hindamissüsteem põhineb proksimaalsel pinnase seirel, mis kasutab nii invasiivseid kui ka mitteinvasiivseid andureid. 5 kuni 50 cm sügavusel töötava andurikomplekti saab paigaldada mullaharijatele, külvikutele ja istutusseadmetele. Proovide võtmise asukohad määratakse kaugseire abil.

Hindamissüsteem:

+ suudab mõõta orgaanilise süsiniku, niiskuse, üldlämmastiku, savi ja orgaanilise aine sisaldust mullas;

+ pakub reaalajas ülevaadet mulla koostise, toitainete taseme ja saasteainete kohta;

+ sisaldab uuenduslikku in-situ ekstraheerimiskambrit, mis võimaldab mulda analüüsida ilma orgaanilisi lahusteid kasutamata;

+ kasutab masinõppemudelit mullakaardi koostamiseks;

- vähem täpne pH, fosfori, kaltsiumi, magneesiumi ja katioonide neelamismahutavuse määramisel.

Põllukultuuride seireplatvorm

Multispektraalsed ja hüperspektraalsed kaamerad pildistavad põllukultuure erinevates spektriribades ning seireplatvorm tuvastab reaalajas põllukultuuride toitainete puudused ja haigused.

WheatWatcheri süsteem kogub ja analüüsib andmeid, et toetada põllumajandustootjaid asukohapõhiste otsuste tegemisel. Masinõppe mudel annab ülevaate nisu olukorrast reaalajas ja aitab prognoosida tulevast arengut.

Asukohapõhiste lahenduste välja töötamiseks kogutakse andmeid järgmistest allikatest:

  • Kasutajatelt (põllumajandustootjad)
  • Paigaldatud anduritest
  • Põllukultuuride seireplatvormilt
  • Erinevatest avalikest andmeallikatest, sh UAV-dest, satelliitidelt, riiklikest ja Euroopa pinnasekaartidest ning säilitatud ajaloolistest andmetest.

LUCAS tööplaan alates proovide võtmisest kuni andmebaasi loomise ja täiendamiseni. Allikas: https://esdac.jrc.ec.europa.eu/projects/lucas

Nisu saastumise ennetamine

Mulla hindamissüsteem ja põllukultuuride seireplatvorm koguvad andmeid ka mulla ja põllukultuuri saastatuse kohta. Täpsete tulemuste saamiseks kasutatakse näiteks VIS-NIR-spektroskoopiat, ioonselektiivseid elektroode ja kaugseiretehnoloogiaid.

Pilvepõhine platvorm koondab andurite andmed ja analüüsitulemused ning masinõppe- ja kemomeetrilised mudelid prognoosivad saaste mõju. Projekti raames töötatakse välja protokoll saasteainete jälgimiseks kogu tootmisprotsessi vältel alates mullast, kus nisu kasvab kuni jahu tootmiseni. Protokoll sisaldab kvaliteedi- ja ohutusnäitajaid kogu tootmisahelas ning võimaldab saastumise riski varajast tuvastamist.

Zhang, 2021

Gurikar, 2023

WheatWatcheri projekti eesmärk on tagada ohutu ja jätkusuutlik toidu tootmine.

Partnerid

WheatWatcher on 12 organisatsiooni koostööprojekt, mida juhib Genti Ülikool.

Materjalid

Projekti info

Partnerid

  • Genti Ülikool
  • Hahn-Schickardi Rakendusuuringute Ühing
  • Eksobootilised Tehnoloogiad Belgias
  • Tel Avivi Ülikool
  • Weizmanni Teadusinstituut
  • Praha Põllumajanduse Ülikool
  • Potsdami Helmholtzi Keskus
  • Geoteaduste Uurimiskeskus
  • Wallooni Põllumajandusuuringute Keskus
  • Rostocki Ülikool
  • MTÜ Pollukultuuride klaster
  • ENA Arenduskonsultandid
  • Poola Muldade Kultiveerimise ja Väetamise Instituut

Projekti periood

Oktoober 2024 - September 2028

See projekt on rahastatud Euroopa Liidu Horizon Europe teadus- ja innovatsiooniprogrammist, lepingunumbri 101156480 alusel.

Avaldatud seisukohad ja arvamused on ainult autori(te) omad ega pruugi kajastada Euroopa Liidu ega Euroopa Teadusuuringute Rakendusameti (REA) seisukohti. Ei Euroopa Liit ega rahastav asutus vastuta nende eest.