Inteligentny sad w praktyce. Czego można nauczyć się od amerykańskich sadowników?

Precyzyjne zarządzanie sadem nie opiera się już wyłącznie na doświadczeniu producenta. Coraz większą rolę odgrywają dane zbierane w czasie rzeczywistym przez czujniki monitorujące glebę, wodę, rośliny oraz warunki atmosferyczne. Podczas dnia otwartego Washington State University (WSU) w miejscowości Mattawa (Waszyngton, USA) zaprezentowano, jak nowoczesne technologie wspierają codzienne decyzje sadowników i pozwalają produkować owoce o wysokiej jakości przy jednoczesnym ograniczeniu kosztów i zużycia zasobów.

Inteligentny sad przyszłości – od nawadniania do monitorowania reakcji roślin

Zmiany klimatu, coraz częstsze okresy suszy oraz rosnące koszty produkcji sprawiają, że tradycyjne metody zarządzania sadem przestają być wystarczające. W odpowiedzi na te wyzwania naukowcy z Washington State University prowadzą intensywne prace nad rozwiązaniami, które pozwolą producentom jeszcze precyzyjniej zarządzać wodą i ograniczać stres roślin.

Podczas dnia otwartego programu PROSSER Smart Orchard zaprezentowano technologie, które w najbliższych latach mogą stać się standardem w nowoczesnym sadownictwie. Badania koncentrują się nie tylko na automatyzacji nawadniania, ale przede wszystkim na zrozumieniu rzeczywistych potrzeb roślin i ich reakcji na zmieniające się warunki środowiskowe.

Naukowcy pracują m.in. nad systemami precyzyjnego nawadniania, które wykorzystują dane z czujników wilgotności gleby, temperatury oraz warunków atmosferycznych, dzięki czemu dostarczają wodę wyłącznie wtedy, gdy jest ona rzeczywiście potrzebna. Równolegle rozwijane są technologie deficytowego nawadniania kontrolowanego (Regulated Deficit Irrigation – RDI), pozwalające ograniczyć zużycie wody nawet o kilkadziesiąt procent bez pogorszenia jakości i wielkości plonu.

Coraz większą rolę odgrywają również zaawansowane systemy monitoringu roślin. Obecnie w sadach stosowane są czujniki mierzące wilgotność gleby, temperaturę, promieniowanie słoneczne czy przepływ wody w roślinie. Kolejnym krokiem mają być sensory analizujące bezpośrednio reakcje liści na stres środowiskowy, co pozwoli jeszcze wcześniej wykrywać moment, w którym drzewa zaczynają odczuwać niedobór wody lub nadmierne obciążenie wysoką temperaturą.

Istotnym kierunkiem badań są także systemy ograniczające skutki stresu termicznego. Obejmują one wykorzystanie mikrozraszaczy, zamgławiaczy oraz różnego rodzaju siatek i osłon, które chronią drzewa przed przegrzaniem, suszą, oparzeniami słonecznymi, a w niektórych sytuacjach również przed przymrozkami.

Sad jako źródło danych

Jednym z głównych tematów wydarzenia był rozwój koncepcji Smart Orchard, czyli inteligentnego sadu, w którym niemal każdy element uprawy jest monitorowany. Uczestnicy mogli zobaczyć liczne stanowiska demonstracyjne rozmieszczone bezpośrednio w kwaterach jabłoni. Zamiast pojedynczych pomiarów wykonywanych kilka razy w sezonie, producenci otrzymują dziś ciągły dostęp do informacji o kondycji plantacji. Szczególne zainteresowanie wzbudzały urządzenia montowane bezpośrednio na pniach drzew.

Na demonstracyjnych stanowiskach prezentowano czujniki umożliwiające ocenę:

• przepływu soków w roślinie (sap flow),
• aktywności transpiracyjnej,
• intensywności pobierania wody,
• reakcji drzewa na stres wodny.

Takie pomiary pozwalają określić, kiedy roślina rzeczywiście zaczyna odczuwać niedobór wody, jeszcze zanim pojawią się widoczne objawy stresu. Dzięki temu decyzje dotyczące nawadniania nie są podejmowane na podstawie kalendarza czy intuicji, lecz rzeczywistych potrzeb roślin.

Czujniki gleby zamiast zgadywania

Drugą grupę prezentowanych rozwiązań stanowiły systemy monitorujące warunki w strefie korzeniowej.

W sadach instalowane są sondy mierzące jednocześnie:

• wilgotność gleby,
• temperaturę,
• przewodnictwo elektryczne (EC),
• dostępność wody dla systemu korzeniowego.

Uzyskane dane pozwalają precyzyjnie określić:

• kiedy rozpocząć nawadnianie,
• jak długo prowadzić cykl,
• czy woda dociera do odpowiedniej głębokości,
• czy nie dochodzi do strat związanych z przelaniem gleby.

Amerykańscy producenci coraz częściej odchodzą od sztywno ustalonych programów podlewania.

Zamiast tego wykorzystują informacje pochodzące jednocześnie z:

• czujników glebowych,
• stacji pogodowych,
• czujników przepływu soków,
• modeli ewapotranspiracji (ET).

Takie podejście pozwala ograniczyć zużycie wody, poprawić efektywność fertygacji oraz zmniejszyć ryzyko wystąpienia stresu zarówno związanego z suszą, jak i nadmiernym uwilgotnieniem.

Dane wspierają decyzje produkcyjne

Podczas prezentacji wielokrotnie podkreślano, że celem wdrażania nowych technologii nie jest samo gromadzenie danych. Najważniejsze jest wykorzystanie ich do podejmowania konkretnych decyzji dotyczących:

• terminów nawadniania,
• strategii fertygacji,
• ograniczania stresu roślin,
• poprawy jakości owoców,
• optymalizacji kosztów produkcji.

W praktyce oznacza to możliwość szybszego reagowania na zmieniające się warunki pogodowe oraz lepszego wykorzystania każdego litra wody i każdej dawki nawozu.

Rolnictwo precyzyjne staje się standardem

Dzień otwarty Washington State University pokazał, że nowoczesny sad coraz bardziej przypomina laboratorium wyposażone w sieć czujników i systemów monitoringu. W warunkach nasilających się okresów suszy, wysokich temperatur oraz rosnących kosztów produkcji technologie te przestają być ciekawostką, a stają się narzędziem wspierającym codzienną pracę sadownika.

Inteligentne systemy pomiarowe pozwalają ograniczyć ryzyko błędnych decyzji, poprawić efektywność gospodarowania wodą oraz utrzymać wysoką jakość owoców. Wszystko wskazuje na to, że właśnie w tym kierunku będzie rozwijało się nowoczesne sadownictwo – zarówno w Stanach Zjednoczonych, jak i w Europie.

Dr Dorota Łabanowska-Bury