Precíziós gazdálkodás: Hogyan szolgál a gazdák javára a drónok használata a növénynemesítésben?

KWS_drohne_pflanzenzuechtung_dr_christoph_bauer_leiter_technologieentwicklung_marius_burkhardt_feld_drohne.jpg

A nemesítés jövője többek között a levegőben van: A KWS drónokat használ a táblái fölött az új fajták még gyorsabb előállítása érdekében. A kameráikkal készített képeket számítógépen elemzik, hogy pontos eredményeket lehessen kapni a növények növekedéséről. Ez segít abban, hogy a vállalat hamarabb tudjon új vetőmagot kínálni a gazdáknak – ez nagy előnye a mezőgazdaságnak.

A levegő vibrál. Úgy hangzik, mintha egy méhraj közeledne. Néhány másodpercre a Marius Burkhardt élénknarancssárga repülő masinájának négy rotorja olyan erős turbulenciát okoz a KWS kísérleti parcelláján, Alsó-Szászországban, Einbeckben, hogy a talajban lévő növények meghajolnak és a légáramban ingadoznak.

Ezután a drón magasra kapaszkodik, és sokkal csendesebben kezdi el a matematikailag pontos útvonalakat repülni a terület felett, ahol néhány centiméter magas, érzékeny kukoricanövények nőnek. Ez az oka annak, hogy a 40 éves Burkhardt ma reggel repteti a kvadrokoptert Einbeck felett.

Számos olyan érzékelő lóg róla, amelyek letapogatják a szántóföldön lévő növényeket, hogy megbizonyosodjanak azok növekedéséről. A drón az akkumulátor egy teljes feltöltésével szisztematikusan rögzít egy három és nyolc hektár közötti területet. Ez elég ahhoz, hogy csaknem fél óráig maradjon a levegőben, az alkalmazástól és a magasságtól, az érzékelőktől és a repülési tervtől függően. Egy multispektrális kamera és egy képalkotó hőkamera méri a növények által visszavert és abszorbeált fény mennyiségét a különböző hullámhossztartományokban. A terület fotóit is felhasználják az értékeléshez.

A drónok és a képelemzés: segédeszközök a jobb nemesítéshez

A szakértő, Marius Burkhardt figyeli, hogy a fényképek állandó, 25 méteres magasságból készülnek-e. Csak így tudja ugyanis a szoftver később meghatározni a pontos GPS koordinátákat, és elkészíteni az egyes növények 3D-s modelljét.

A műszaki innováció és a nemesítési tapasztalatok ilyen kombinációja lehetővé teszi az új betegségekkel szemben ellenálló növényfajták rövidebb időtartam alatti nemesítését. Végül is a cél az, hogy a vetőmag magas hozamú növényeket termeljen, még a legnehezebb gazdálkodási körülmények között is.

„A gazdák azt a vetőmagot akarják használni, amely pontosan megfelel az egyéni igényeknek” – mondja Dr. Christoph Bauer, aki a KWS-nél a digitális fenotípus meghatározás technológiájának fejlesztéséért felel, és koordinálja a drónrepüléseket, valamint az azokból kapott adatok értékelését. A KWS házon belül kifejlesztett új digitális eszközei támogatják a nemesítőket a munkájukhoz legmegfelelőbb növények több százezer lehetőség közül való kiválasztásában. „Mindez segít nemesítőinknek a legjobb növények azonosításában” – mondja Bauer. „A drónok és a képanalízis egyre értékesebb segédeszközök.”

Precíziós gazdálkodás: nagyobb pontosság a mezőgazdaságban

A mögötte levő módszer olyan régi, mint maga a növénynemesítés: A fenotípus meghatározás olyan kérdésekre ad választ, mint például az, hogy az új fajták jól viselik-e el a helyszín környezeti feltételeit. Vagy arra, hogy hogyan és hol fertőztek a kártevők.

„A KWS több mint 160 éves története során szakértői felmérték a szántóföldi növényeket” – mondja Bauer. „Ez elengedhetetlen új fajták kifejlesztéséhez.” A nemesítők évente új növényeket vetnek, majd értékelik, hogyan fejlődnek a területen. Feljegyzik a növények méretét, színét, növekedési sebességét, leveleik számát és alakját, valamint egyéb jellemzőket. A nemesítők így sok apró, gyakran nagyon fáradságos lépésben végső soron tökéletesen a gazda igényeihez igazított fajtákat szállíthatnak.

A légifotók és a szoftverelemzés jelentősen felgyorsítja ezt az eljárást. És ennek további előnyei vannak a mezőgazdasági termelők számára is – magyarázza Bauer technológiai szakértő. Gombafertőzés, száraz területek, alacsony klorofilltartalom: A digitális érzékelők előtt semmi sem marad észrevétlenül. Mivel a mérőeszközök és a szoftver soha nem fáradnak el, a növények növekedési ütemének, valamint a levelek számának és méretének elemzésének eredményei gyakran pontosabbak és gyorsabban rendelkezésre állnak, mint műszaki segítség nélkül.

Ahogy Bauer nyersen fogalmaz: Az emberi szem nem elég pontos. „Ha több ember sétál keresztül egy mezőn, hogy megvizsgálja a levélzet fejlődését, akkor általában nagyon hasonló eredményeket kap, de ennek ellenére vannak kis eltérések.”

A technológia mindig objektív és segít kiküszöbölni ezeket a különbségeket – és előnye a sebesség is: „Senki sem tud felmérni ilyen hatalmas területeket ennyire megkérdőjelezhetetlen objektivitással.”

  • Senki sem tud felmérni ilyen hatalmas területeket ennyire megkérdőjelezhetetlen objektivitással.

    Dr. Christoph Bauer, KWS Fenotípus Meghatározás Technológiákért felelős főmérnök
    KWS_drohne_pflanzenzuechtung_dr_christoph_bauer_leiter_technologieentwicklung_buero_portrait.jpg

Több száz drónfotó, egy nagy kép

A drónok és a szoftver ellenére a növénynemesítők továbbra is nélkülözhetetlenek. Mindenekelőtt a méréseket kalibrálni kell: „Természetesen nekünk, embereknek, könnyű megkülönböztetni két répa- vagy kukoricanövényt” – mondja Bauer. „Ugyanakkor ezen ismeretek átadása a gépeknek fáradságos feladat.”

Egy példa: A napfény különösen alacsony reggel és este a szántóföldek fölött, és fényük ekkor enyhén vörösesebb, mint délben. 12 órakor azonban a nap nagyon magasan áll az égbolton, és nagyobb a kék fény aránya. Ha száraz napokon reggel por van a leveleken, de délután egy zápor lemossa azt, akkor a növények megjelenése egy napon belül megint megváltozik. Vagy az árnyékok formája tér el reggel és délben. „Mindezt figyelembe kell vennünk, és kiigazításokat kell végeznünk” – mondja Bauer. „Csak akkor tudjuk pontosan felismerni a növények állapotát és a levélbetegségeket.”

Az emberek létfontosságúak az eredmények kiértékelése és felhasználása szempontjából is. Miután visszatért a terepről, Burkhardt drónpilóta betáplálja a képeket az elemző szoftverbe. Képek százait kombinálja egy nagy képpé. Finom zöld, piros és kék vonalak húzódnak a képernyőn megjelenő virtuális mezőn. A csoport ezután megbeszéli az adatokat: Mi a átlagos levélszín? Milyen területet fednek a növények? És mit jelent ez a további nemesítési munkában? A cél itt a konkrét sikerek és kihívások azonosítása.

Interdiszciplináris kutatás a fenotípus meghatározásához a KWS-ben

A KWS drónképekkel foglalkozó interdiszciplináris munkacsoportjában számos képelemzési szakértő dolgozik. Christoph Bauer fizikus vezeti a csoportot. Munkatársait és technológiáikat a nemesítő állomásokon világszerte alkalmazzák, és már sok pozitív tapasztalat összegyűjtésében segítettek: „A nemesítők, biológusok és mérnökök hozzájárulásából eredő erőnket egyesítettük” – mondja Bauer. „Ez volt az oka a közös sikerünknek az adatok elemzésében.”

  • A KWS-nél a számos tudományág kollégái működnek együtt.

    Marius Burkhardt, KWS drónszakember
    KWS_drohne_pflanzenzuechtung_marius_burkhardt_drohne_zusammenbau.jpg

A növénynemesítőknek továbbra is kell a szántóföldön dolgozniuk: Ellenőrizniük kell a helyszíni mérések feltételeit, és személyes megfigyeléseik alapján következtetéseket kell levonniuk a nemesítésre nézve. „Soha nem tesszük feleslegessé az embereket” – teszi hozzá Christoph Bauer. „De a kifejlesztett technológia segíteni fogja az embereket a nemesítési döntések meghozatalában.”

A KWS nagy kutatási költségvetéssel rendelkezik a precíziós gazdálkodáshoz

A drónok egyre több gazdaság fölött repülnek. A precíziós gazdálkodás elősegíti az őzek és vakondok megóvását a betakarítóktól, a korai szakaszban felfedezheti a közelgő szárazságot és a vakondtúrásokat feltérképezheti egyenetlen talajként, hogy következtetéseket vonjon le a lehetséges betakarítási veszteségekről. A KWS folyamatosan optimalizálja a növénynemesítés során használt drónok, érzékelők, szoftverek, képfelismerő rendszerek és szerverek komplex rendszerét. A kutatási költségvetés a 2016/2017-es költségvetési évben körülbelül 190 millió euró volt, vagyis a nettó árbevétel mintegy 17 százaléka.

KWS_drohne_pflanzenzuechtung_infografik_drohne.jpg

Vissza a „Gazdálkodás világa” főoldalra

Az Ön kapcsolattartója

Stephan Krings
Stephan Krings
Head of Global Marketing and Communications
Küldjön e-mailt
KAPCSOLATBA LÉPNI