“DigiDārzs”: tehnoloģijas maina dārzkopību Latvijā
Bulduru tehnikumā šomēnes digitālās ražas laiks. Sadarbībā ar vadošajām Latvijas augstskolām un saimniecībām izveidotajā “DigiDārzā” izauguši lekni kāposti, burkāni un puravi. Katrai dobei nodrošināta atšķirīga mēslošana un laistīšana, tāpēc bez ierastajiem dārza darbarīkiem tehnikuma audzēkņu un darbinieku rokās ir arī mērlentes un digitālās planšetes.
Līdz ar citām ekonomikas nozarēm arī lauksaimniecība ieiet jaunā tehnoloģiskā laikmetā, kur tradicionālās zināšanas tiek apvienotas ar viedajiem risinājumiem, lai saimniekotu efektīvāk un videi draudzīgāk. Latvijā izveidots inovatīvs projekts “DigiDārzs”, kura pilnais nosaukums ir “Mēslošanas un augu aizsardzības stratēģiju izstrāde ar viedo tehnoloģiju pielietošanu dārzeņu polikultūru stādījumos”. "Projekts īstenots ar Eiropas Lauksaimniecības Fonda lauku attīstībai (ELFLA) atbalstu". Tas ir vairāku zinību centru un saimniecisko struktūru sadarbības projekts, kurā spēkus apvieno Bulduru tehnikums, Rīgas Tehniskā universitāte (RTU), Daugavpils Universitāte (DU), zemnieku saimniecība “Bračas”, biedrība “Latvijas Dārznieks” un SIA “LLDC”. Kā skaidro Bulduru Biotehnoloģiju centra agroķīmijas laboratorijas vadītājs un agroķīmijas speciālists projektā Kārlis Švirksts, “DigiDārza” mērķis ir, izmantojot sensorus un no tiem iegūtos datus, optimizēt mēslošanu un laistīšanu, samazinot nepieciešamo minerālvielu un ūdens daudzumu un uzlabojot augu vispārējo veselību.
Problēma: “nedzīva” augsne un resursu izšķērdēšana
Gadiem ilga tradicionālā lauksaimniecība, kas bieži balstīta uz standarta mēslošanas plāniem, ir radījusi nopietnas problēmas. Viena no akūtākajām ir augsnes noplicināšana jeb degradācija. Kārlis Švirksts norāda, ka problēma ir dziļāka nekā vienkārši ķīmisko elementu trūkums; runa ir par augsnes mikrobiomu. “Tas viss nokauj arī lielu daļu mikroorganismu, kas ir augsnē. Ja augsne kļūst “nedzīva”, tā zaudē spēju pārstrādāt barības vielas, un augs tās nespēj uzņemt, pat ja tās fiziski atrodas augsnē.”
Šī neefektīvā pieeja ne tikai samazina ražas potenciālu, bet arī rada tiešu kaitējumu videi. Projekta mērķis ir rast rīkus, lai optimizētu mēslošanas procesu, novērstu minerālvielu izskalošanos no augsnes, kas noved pie ūdenstilpju piesārņojuma, un izstrādātu uz precīzu, datos pamatotu saimniekošanas tehnoloģiju.
No sensoriem līdz precīzai laistīšanai
Projekta praktiskā daļa tiek īstenota divos demonstrācijas laukos – Bulduros un zemnieku saimniecībā “Bračas”. Tajos tiek testētas inovatīvas pieejas burkānu, kāpostu un puravu audzēšanā, tostarp dažādas laistīšanas metodes, piemēram, salīdzināta pazemes un virszemes pilienlaistīšana, kā arī nodrošināta precīza mēslošana.
Inovācija slēpjas veidā, kā augi tiek pabaroti. Bulduru tehnikuma laboratorijā tiek veiktas padziļinātas augsnes analīzes, mērot ne tikai standarta elementus, bet arī vitāli svarīgus mikroelementus, piemēram, nitrātus, sulfātus, varu un cinku. “Tiklīdz dati uzrāda, piemēram, fosfora trūkumu, to papildus piemēslo,” skaidro Švirksts. Tas notiek caur pilienlaistīšanas sistēmu, kas ļauj precīzu barības vielu devu nogādāt tieši pie auga saknēm. Šāda pieeja ne tikai efektīvi pabaro augu, bet arī krasi samazina ūdens patēriņu, jo, kā norāda Švirksts, samazinās tā iztvaikošana.
Lai gan pagaidām datu vākšana lielā mērā ir manuāla, projekta ilgtermiņa mērķis ir šo procesu automatizācija. Šeit izšķirīga loma ir partneriem. Daugavpils Universitāte strādā pie tā, lai izstrādātu inovatīvus elektroķīmiskos sensorus, kas spēs reāllaikā noteikt izšķīdušo barības vielu koncentrāciju, īpaši slāpekļa. Švirksts vēl papildina vīziju ar stāstu, ka paredzēti arī reāllaika sensori, kas regulāri, kaut vai vairākas reizes minūtē, sūta datus par to, kas notiek augsnē, un savieto tos arī ar meteoroloģiskās stacijas informāciju.
Visi šie dati – no augsnes sensoriem, vides mērījumiem un augu novērojumiem – nonāk RTU, kuras uzdevums ir apkopot datus un integrēt tos vienotā dārzeņu datu bāzē, kas kalpos par pamatu lēmumu pieņemšanai. Savukārt biedrība “Latvijas Dārznieks” ir atbildīga par efektīvu mēslošanas un laistīšanas shēmu izstrādi un mēslošanas recepšu uzlabošanu, balstoties uz iegūtajiem datiem.
Cilvēka faktors: tehnoloģija kā palīgs, nevis aizstājējs
Vai tas nozīmē, ka nākotnē laukus pārvaldīs mākslīgais intelekts un agronoma profesija kļūs lieka? Projekta eksperti ir vienisprātis – kategoriski nē.
“Bez agronoma, bez dārznieka nekāda dārzkopība nav iespējama. Visa tā automātika ir tikai palīgi,” uzsver projekta konsultante Mārīte Gailīte. Viņa skaidro, ka dārzkopība ir radoša profesija un visu šo radošumu nevar ielikt algoritmos. “Agronoms ir tas, kurš, balstoties uz datiem, iestata programmu, bet pēc tam pats skatās uz augiem, kā tie attīstās, un pieņem turpmākos lēmumus.”
Šo domu apstiprina arī Bulduru Biotehnoloģiju centra vadošā pētniece Anta Sparinska. Vaicāta, vai mākslīgais intelekts spēs aizstāt lauksaimnieku, viņas atbilde ir tieša: “Nē. Arī 30 gadu perspektīvā nē. Reizēm tehniķiem viss strādā, reizēm ne, jo datoru un cilvēku kļūdas ir neizbēgamas. Ne vienmēr arī digitāli cerētais darbojas reālos lauka apstākļos – mainās augu šķirnes, to prasības. Tas būs labs palīgs, bet ne aizstājējs. Tomēr arī dārznieka domāšanai būs jāmainās – jāizmanto tehnoloģiju dāvātās iespējas arī lauka apstākļos.”
Patiesais ieguvums no tehnoloģijām ir iespēja atklāt problēmas ātrāk, nekā to var izdarīt, vienkārši vērojot augus. Kā norāda eksperti, brīdī, kad problēma kļūst redzama, piemēram, augam sāk dzeltēt lapas, var būt jau par vēlu. Augs jau ir piedzīvojis stresu, un atgūšanās prasa laiku, kura īsajā Latvijas vasarā ir maz. Sensori ļaus agronomam pamanīt problēmu tās sākuma stadijā un reaģēt nekavējoties.
Nākotne un ieguvumi nozarei
“DigiDārzs” ir ilgtermiņa projekts, kas ilgs līdz 2027. gada beigām. Projekta pirmajā gadā notiek parauglauku ierīkošana, sensoru izmēģinājumi, nepieciešamo datu apzināšana, ir sākta datu vākšana – raža tiek novākta, svērta un mērīta. Kā atzīmē Anta Sparinska, uzticamiem secinājumiem būs nepieciešami vismaz trīs gadi, jo katrs gads ir atšķirīgs.
Projekta rezultāti būs pieejami visai nozarei. Audzēšanas tehnoloģijas tiks publicētas un informācija izplatīta pasākumos, lai palīdzētu arī citiem audzētājiem iegūt kvalitatīvu ražu, vienlaikus samazinot minerālmēslu lietošanu un rūpējoties par augsnes veselību.
Pēc projekta beigām izveidoto datu bāzi uzturēs Bulduru tehnikums, to izmantojot gan studentu apmācībā, gan turpmākā datu uzkrāšanā. Mērķis ir uzkrāt pietiekami daudz datu, lai sāktu mašīnapmācības procesu, kas nodrošinās mākslīgā intelekta iesaisti ražošanas procesu vadībā. Kā atzīst eksperti, “DigiDārzs” nav stāsts par lauksaimnieku aizstāšanu ar robotiem. Tas ir stāsts par viņu apbruņošanu ar precīziem datiem, lai pieņemtu gudrākus lēmumus un veidotu ilgtspējīgu nākotni Latvijas dārzkopībai.
