W stronę precyzyjnego gospodarowania
Typowa mikrostacja pogodowa do zastosowań rolniczych potrafi analizować i przekazywać bezprzewodowo do komputera dane o lokalnej sytuacji: prędkość i kierunek wiatru, natężenie i wielkość opadu, temperatura, ciśnienie, wilgotność powietrza. Lepsze modele mierzą ponadto nasłonecznienie, promieniowanie UV, zwilżenie liścia, temperaturę i wilgotność gleby. Stacje zasilane są energią słoneczną, a dane mogą przesłać praktycznie na dowolną odległość drogą radiową. Cena gotowego do montażu kompletu mieści się w granicach od 2,5 do 4 tys. zł netto.
Precyzyjne dane pogodowe pozwalają podjąć lepsze decyzje co do tego, kiedy lub ile nawadniać (automatyka), dotyczące terminu sadzenia czy nawożenia, doboru optymalnego czasu i miejsca zabiegów ochronnych. W odpowiednim czasie dowiadujemy się o wystąpieniu zagrożeń. Konsultanci pracujący dla gospodarstw ogrodniczych z ramienia instytucji doradczych oraz firm chemicznych z pewnością docenią szansę lepszej analizy postawionych przed nimi problemów mając przed sobą kompletny wydruk sytuacji pogodowej w badanym okresie.
System monitoringu klimatycznego
Przykładowy system rolniczych stacji pogodowych składa się z centralnej stacji (fot. 1) przeważnie montowanej na budynku (bezprzewodowo) i monitorującej główne parametry mikroklimatu gospodarstwa (rys. 1). W rzędach roślin montuje się natomiast stacje (fot. 2), które mają za zadanie badanie warunków wzrostu roślin. Mogą monitorować temperaturę i wilgotność gleby na 1–3 poziomach oraz zwilżenie liści na 1 lub 2 poziomach. W przechowalniach, chłodniach i silosach stosuje się natomiast stacje monitorujące temperaturę i wilgotność powietrza.
Fot. 1. Centralna stacja pogodowa
Rys. 1. Schemat bezprzewodowej rolniczej stacji pogody Davis Vantage Pro
Fot. 2. Stacja pogodowa do monitorowania warunków glebowych i zwilżenia liścia
Stacja centralna najczęściej ma własną konsolę zastępującą komputer PC. Na dużym wyświetlaczu można obserwować wszystkie parametry klimatyczne, przeglądać dane z ostatnich kilku miesięcy, ustawiać alarmy dla wartości maksymalnych i minimalnych, a nawet otrzymywać lokalną prognozę pogody (wymaga to podania współrzędnych GPS gospodarstwa, dzięki czemu oprogramowanie stacji uwzględni odpowiednio europejski model pogodowy). Dostępne są także mikrokonsole wielkości telefonu komórkowego, które potrafią bezprzewodowo, z odległości do 100 metrów, odczytać dane z najbliższej stacji. Urządzenia te przydają się do sprawdzania kierunku i siły wiatru podczas jazdy na opryskiwaczu, można je też umieścić w mieszkaniu, w celu uzyskania szybkiej informacji, na przykład o ewentualnych przymrozkach.
Do badania mikroklimatu uprawy
Miniaturowe stacje przeznaczone do monitorowania mikroklimatu uprawy zawierają wewnątrz wodoszczelnej obudowy transmiter i baterię wyposażoną w fotoogniwo. Mogą być dodatkowo wyposażone w osłonę pozwalającą na opryskiwanie uprawy bez ich demontażu. Dane z tych stacji mogą być odczytywane przez konsolę stacji centralnej lub przez komputer PC wyposażony w modem odbiorczy. Urządzenia te mogą odczytywać dane z jednej z następujących konfiguracji stacji: z 2 czujnikami zwilżenia liścia, 4 czujnikami wilgotności gleby i 4 czujnikami temperatury gleby lub dwiema stacjami — jedną z 2 czujnikami zwilżenia liścia i 2 czujnikami temperatury, a druga z 4 czujnikami wilgotności gleby.
Poważniejsze analizy są możliwe z wykorzystaniem bardziej specjalistycznego oprogramowania. Programy te mają funkcje tworzenia wykresów, obliczania sum i średnich oraz szybki podgląd aktualnej sytuacji w formie graficznego biuletynu. Zapis danych odbywa się także przy wyłączonym komputerze. Szczególnie użyteczna jest funkcja alarmowania, która informuje o wystąpieniu maksimów, minimów lub kombinacji czynników (np. o wystąpieniu warunków do kiełkowania zarodników grzyba będącego sprawcą parcha jabłoni poprzez odpowiednio długo utrzymującą się kombinację temperatury powietrza i zwilżenia liścia). W takich systemach można skonfigurować nawet kilkadziesiąt alarmów. Zapisane dane można również eksportować do dalszych analiz w arkuszu kalkulacyjnym, a także udostępniać na własnej stronie internetowej. Dzięki tej użytecznej funkcji właściciel sadu czy szklarni może sprawdzić krytyczne parametry pogodowe, na przykład podczas podróży, łącząc się z internetem.
Systemy te mogą być także wyposażone w moduł rolniczy do obliczania określonych warunków klimatyczno-przyrodniczych dla sezonu wegetacyjnego i poszczególnych upraw. Pozwala to kontrolować ewapotranspirację, potrzebę cieniowania, zliczanie godzin zwilżenia liści czy pozostawania gleby w odpowiedniej temperaturze. Wszystko to z konfigurowalnymi wartościami dopuszczalnymi i z zadanymi datami początku oraz końca monitorowania.
W ramach grupy producenckiej
W miarę zaopatrywania się gospodarstw ogrodniczych w indywidualne rolnicze stacje pogody pojawi się prawdopodobnie możliwość wymieniania się przez poszczególnych użytkowników danymi z ich stacji, w celu lepszego wykorzystania tkwiącego w nich potencjału. Sedno tkwi oczywiście w przejściu z monitoringu punktowego (jedna stacja w gospodarstwie) na przestrzenny, gdzie izoliniowa mapa występowania zagrożenia przymrozkami lub chorobą grzybową służy całej grupie producenckiej czy na przykład mieszkańcom jakiegoś obszaru (rys. 2).
Rys 2. Monitoring przestrzenny — izoliniowa mapa występowania zagrożenia
Przykładem realizacji idei monitoringu przestrzennego jest system służący rolnikom i ogrodnikom z okolic Vancouver w Kanadzie. Dane ze stacji indywidualnych rolników są tam przesyłane za pośrednictwem telefonii komórkowej bez udziału użytkowników. System współpracuje z 72 stacjami i jest niezastąpiony w planowaniu nawadniania na podstawie liczonych indywidualnie dla każdego gospodarstwa parametrów, między innymi ewapotranspiracji i dawki energii słonecznej.
W Polsce prowadzone są prace nad budową systemu oferującego dużo większe możliwości. Gliwicki Instytut Systemów Przestrzennych i Katastralnych oraz firma GPS.PL prowadzą przygotowania do wprowadzenia technologii zwanej Mapserwerem. System ten byłby prostą w obsłudze mapą gospodarstwa dostępną na bezpiecznej, chronionej hasłem stronie w internecie (rys. 3). Mapa ta byłaby wielowarstwowa, a więc mogłaby — w zależności od dostępności danych — prezentować na przykład dane z ewidencji gruntów, uprawy z powierzchniami do wniosków IACS, mapę pogodową, mapę zagrożeń biotycznych.
Rys. 3. Raport systemu ISPIK/GPS.PL dotyczący powierzchni produkcyjnej pola wygenerowany przez Mapserwer w przeglądarce Internet Explorer użytkownika
Zaletą tego systemu będzie jego współpraca z rolniczym komputerem GPS sterującym rozsiewaczami nawozów, siewnikami i opryskiwaczami, w celu wykonywania zabiegów precyzyjnego rolnictwa. Łatwo wprowadzać do niego także dodatkowe, zamówione przez użytkownika informacje, takie jak plany ochrony, paszporty nawozowe czy nawet interpretowane sceny satelitarne.
System mapserwerowy o nazwie ISDP (Internetowy Serwer Danych Przestrzennych), który cechuje się dużymi możliwościami adaptacji, jest wykorzystywany obecnie między innymi przez samorządy lokalne i parki narodowe.