Pellon kosteudenhallinta säätösalaojilla voi sadekesänä olla työlästä, jos peltoalaa on paljon. Oulun yliopisto kehittää yhdessä Tyrnävän alueen perunanviljelijöiden ja Luonnonvarakeskuksen kanssa järjestelmää, joka säätää vedenpinnan tasoa salaojakaivossa joko automaattisesti tai viljelijän etäohjaamana.
Salaojakaivon veden pintaa ja samalla pellon kosteutta säädetään säätösalaojastossa silloin, kun se oman kokemuksen mukaan on tarpeen.
Tyrnävällä, siemenperunan viljelyalueella, säätösalaojitettua peltoa on paljon. Säätösalaojakaivoja on noin tuhat.
”Yhden kaivon valuma-alue on noin 2–5 hehtaaria. Jokaisen kaivon pohjaluukun avaaminen ja sulkeminen sateiden mukaan on iso urakka. Siinä voi myös vahingossa joku kaivo jäädä avaamatta tai sulkematta”, hankejohtaja Toni Liedes Oulun yliopistosta sanoo.
Salaojakaivojen säätämisen automatisoinnilla pyritään paitsi helpottamaan työtä, myös tekemään säätämisestä tietopohjaista, mittauksiin perustuvaa. Se näkyy viljeltävän kasvin sadossa ja sadon laadussa.
Esineiden internet pellolle
Kaivojen oikea-aikaista säätämistä varten Tyrnävän perunapelloilta on kerätty dataa maaperästä, kaivon vedenkorkeudesta ja säästä erilaisilla antureilla ja mittalaitteilla, jotka hyödyntävät IoT:tä (Internet of Things), eli esineiden internetiä.
Kehitetty sovellus kokoaa tiedot graafiseen muotoon, ja tietoja voi lukea reaaliaikaisesti vaikkapa kännykästä.
”Mikään anturi ei mittaa maaperän kosteutta suoraan, vaan volymetrinen kosteusprosentti eli montako prosenttia maan tilavuudesta on vettä, lasketaan esimerkiksi sähkönjohtavuuden kautta”, Liedes kertoo.
Iso osa antureista vaatii langallisen osan, joka lähettää tietoa, mutta tarjolla on myös langaton lähetin. Langallinen lähetinpaketti maan pinnalla voi haitata viljelytoimia.
Suomessa on noin 70 000 hehtaaria säätösalaojitettua peltoa, perunalla siitä on noin 20 000 hehtaaria.
Tekniikka on iskussa
”Teknologiset harppaukset tuovat mahdollisuuksia maatalouteen. Pienen tietomäärän siirtäminen IoT:n tietoverkossa, yksittäiseltä anturilta esimerkiksi kerran puolessa tunnissa, toimii yllättävän mukavasti. Tiedonsiirtokustannukset eivät karkaa käsistä.”
Jos vettä tulee taivaalta kaatamalla tunnin ajan, peruna hukkuu. Kosteudensäätöjärjestelmän reagointiajaksi voi asettaa esimerkiksi 15 minuuttia, sen jälkeen kaivo avataan.
Viimeiset kaksi kasvukautta ovat olleet kuivia. Vedestä on ollut pula, säätökaivojen pohjaluukkuja ei ole tarvinnut availla. Siinä mielessä automaattisen järjestelmän testaaminen on ollut hankalaa.
”Niiden säätöä ei ole voinut tehdä, mutta mittausjärjestelmän olemme saaneet hyvään iskuun. Tavoitteena on laitetekniikka, josta voisi tulla uutta liiketoimintaa. Kustannukset ovat kurissa ja tekniikka on käytettävää, se ei haittaa esimerkiksi ruiskutuksia.”
Tieto kännykässä helpottaa
Automaattisesti säädettäviä salaojakaivoja ei pellolla vielä ole, mutta prototyyppi laboratoriossa toimii. Sitä säädetään sujuvasti etänä esimerkiksi kännykällä.
Vaikka tavoitteena on automaattisesti toimiva kosteudensäätö, jo pelkällä mittaustiedollakin on käyttöä. Pelkästään se, että näkee salaojakaivon vedenpinnan korkeuden kotona tietokoneelta tai puhelimesta, helpottaa työtä.
Kun luvassa on rankat sateet, on tiedettävä, mitkä pellot ensimmäisenä tulvivat, ja avattava pohjaluukkuja siinä järjestyksessä. Mittaustieto salaojakaivon vedenkorkeudesta auttaa.
Tulevaisuus on vielä enemmän
Lukema maan kosteuspitoisuudesta ei kerro monellekaan mitään. Liedes toteaa, että jo vuosikymmeniä sitten on määritelty perunalajikkeille ohjearvoja sopivasta kosteudesta. Optimi riippuu monesta asiasta: kasvuvaiheen ja lajikkeen lisäksi myös siitä, halutaanko optimoida mukulakokoa, mukulamäärää tai kenties kiusata kasvitauteja luomalla niille epämukavat olot.
”Tarvitaan lisää tutkimusta siitä, miten optimoida kokonaisuutta. Tietoa on kerättävä systemaattisesti ja tallennettava digitaaliseen muotoon. Tiedon louhinta ja analyysimenetelmien käyttökelpoisuus kehittyvät koko ajan, laskentaresurssit nopeutuvat ja halpenevat. Kerätty data säilyy jemmassa ja toimii syötteenä uusille menetelmille muutaman vuoden kuluttua”, Liedes sanoo.
Kasvinviljelyssä on kyse repullisesta muuttujia: on lannoitusta, kasvinsuojelua ja muita asioita, joita tehdään itse, on asioita, jotka vain otetaan vastaan, kuten sää. Niiden lisäksi tarjolla on myös yllätyksiä, joita ei voi edes arvata.
”Kun on niin paljon riippuvuuksia, ihmisen kapasiteetti ei riitä mieltämään kokonaisuutta. Ei vain pysty käsittelemään miljardia eri datariviä. Tulevaisuuden tekoälyjärjestelmät pystyvät, jos niille on kerätty riittävästi dataa”, Liedes uskoo.
Pellon tietopohjainen kosteudenhallinta on tärkeä ja mahdollinen asia, mutta vain osa kokonaisvaltaista systeemiä, jonka infraa rakennetaan jo nyt tietoa keräämällä.
