Kohti reaaliaikaista tietoa pellon kasvukunnosta
Pellon kuntoa arvioidaan yleensä näköhavaintojen ja yksittäisten näytteiden avulla, mikä vaatii aikaa ja vaivaa. Uusi ratkaisu voisi tuoda tiedon koko peltoalan kunnosta saataville jo peltotöiden aikana.
Syyskuisena päivänä Luonnonvarakeskuksen (Luke) koepellolla Jokioisilla oli havaittavissa innostusta. Pellolla ajavan traktorin kyntöauraan oli kiinnitetty anturi, joka mittasi reaaliaikaisesti kynnettävän maan kosteutta, tiheyttä ja lämpötilaa. Traktorin perässä kulki tutkijoita näytteenottovälineiden kanssa keräämässä vertailuaineistoa.
Testattavana ollut anturi käyttää mikroaaltotekniikkaa peltomaan mittaamiseen. Anturi- ja mittaustekniikan kehittämisessä pelkkä mittausdata ei riitä, vaan mittaustulokset täytyy myös varmentaa. Siksi pellolta kerättiin maanäytteitä anturin kulkureitin varrelta. Näytteet otettiin kyntöuran vierestä vielä kyntämättömästä maasta samalta syvyydeltä, jossa auraan kiinnitetty anturi oli kulkenut.
Koska eri maalajit ja orgaanisen aineksen määrä voivat vaikuttaa mittaustuloksiin, koepaikaksi valittiin pelto, jonka maaperä vaihtelee luonnostaan. Näin anturin toimintaa voidaan arvioida mahdollisimman monenlaisissa olosuhteissa. Jokainen näytteenottopiste tallennettiin GPS-paikannuksen avulla, jotta laboratoriossa maanäytteistä määritettyjä tuloksia voidaan verrata samasta kohdasta saatuihin anturimittauksiin. Näiden vertailujen avulla anturin mittaustarkkuutta voidaan kalibroida ja jatkokehittää.
Pienten vertailunäytteiden lisäksi pellosta nostettiin myös suuremmat maaperänäytteet, joiden avulla selvitetään peltomaan vedenpidätyskykyä ja huokoskokojakaumaa. Moni pelto kärsii nykyään liiallisesta maan tiivistymisestä, joka haittaa kasvien kasvamista ja maaperän eliöiden toimintaa. Maaperän huokoset eli pienet tyhjät tilat säätelevät veden ja ilman liikkumista maassa. Hyvässä viljelymaassa erikokoisia huokosia on sopivassa suhteessa.
Maaperän rakenne vaikuttaa suoraan siihen, miten hyvin viljelymaa kestää rankkasateita tai kuivia jaksoja. Sään ääri-ilmiöiden yleistyessä on yhä tärkeämpää huolehtia maaperän kyvystä sekä vastaanottaa suuria vesimääriä että varastoida vettä. Suuret huokoset päästävät veden valumaan lävitseen, joten ne huolehtivat veden suodattamisesta ja maaperän ilmavuudesta. Keskikokoiset huokoset taas ovat tärkeä maaperän vesivarasto, josta kasvit pystyvät imemään vettä juurillaan. Pienimmät huokoset puolestaan ylläpitävät maaperän mikrobitoimintaa ja pidättävät tehokkaasti kosteutta, mikä auttaa hidastamaan maan kuivumista.
Tämän vuoksi tutkijat ympäri maailmaa etsivät uusia keinoja maaperän kosteuden ja rakenteen mittaamiseen ja seurantaan. Mitä paremmin maan ominaisuuksia voidaan mitata, sitä paremmin voidaan ymmärtää viljelytoimenpiteiden vaikutuksia satoon sekä viljelyn kestävyyteen pitkällä aikavälillä. Seuraavaksi peltokokeista vastaavat Luken tutkijat analysoivat kentältä kerätyt näytteet laboratoriossa ja tuloksia verrataan anturin mittausdataan. Tulosten perusteella päästään suunnittelemaan ensi kesän peltotestejä. Tavoitteena on kehittää luotettava menetelmä, jonka avulla maaperän ominaisuuksia voidaan mitata entistä tehokkaammin suoraan peltotöiden yhteydessä. Tulevaisuudessa saatua dataa voitaisiin hyödyntää esimerkiksi automatisoidussa ratkaisuissa, kuten kosteuden mukaan kylvösyvyyttä säätävässä kylvökoneessa.
Yrityskumppanina tutkimuksessa mukana oleva Solmust Oy kehittää ja pilotoi kestävän maatalouden ratkaisuja, jotka tukevat viljelijöiden päätöksentekoa ja maaperän kestävää käyttöä. Solmust Oy on tunnistanut mahdollisuuden hyödyntää reaaliaikaista mittausdataa tuottavaa anturiteknologiaa peltomittauksissa. Kehitystyötä tehdään yhdessä mikroaaltomittauksiin ja anturiteknologiaan erikoistuneen Senfit Oy:n kanssa, jonka osaaminen mahdollistaa alkujaan paperiteollisuudelle suunniteltujen mittausratkaisujen jatkokehittämisen maatalouden tarpeisiin.
Peltokokeiden toteutuksesta ja niihin liittyvistä laboratoriomittauksista vastaa Luonnonvarakeskus (Luke), jonka Jokioisten tutkimusympäristö tukee erinomaisesti älymaatalouden kehittämistä. Samassa hankkeessa toimiva Hämeen ammattikorkeakoulu (HAMK) puolestaan vastaa antureiden tuottaman mittausdatan käsittelystä, jatkojalostamisesta sekä visualisointi- ja tulkintatyökalujen kehittämisestä. Jotta mittauksista saatavasta datasta on käytännön hyötyä, se tulee saada viljelijälle käyttöön helposti ymmärrettävässä muodossa.
GroundTruth – Dataohjautuvat menetelmät maaperän kunnon ja kosteuden hallintaan maatalousmailla
HAMKin, Luken ja yhdeksän kumppaniyrityksen yhteishanke, joka pyrkii tuottamaan tietoa ja uusia menetelmiä kasvavaan peltomaan tiivistymisongelmaan sekä vedenhallintaan muuttuvissa ilmasto-olosuhteissa.
Hanke on Business Finlandin ja mukana olevien yritysten rahoittama Co-Research-hanke, jonka tarkoituksena on vauhdittaa tutkimustiedon hyödyntämistä pk-yritysten tutkimus- ja kehitystoiminnassa.
Lisätietoja
