Satelliter och sensorer förstärker lantbrukarens vallodling
Ingen känner sina fält bättre än lantbrukaren som odlar dem, men inte ens den mest erfarna odlaren ser och förstår allt. Vid SLU i Umeå arbetar forskarna Julianne de Castro Oliveira och Sanna Bergqvist med att låta satelliter och sensorer komplettera lantbrukarens blick vid odling av vall. Målet är att förstå varför vissa delar av fälten ger lägre skörd än andra. Tekniken kallas för precisionsodling och kan förbättra kvävegödsling med positiva effekter för både ekonomi och miljö.
Vall är ryggraden i svenskt mjölk- och köttproducerande lantbruk. Men ett fält med vall är sällan homogent. Vissa zoner ger alltid höga skördar, andra ligger envist lågt och samma gödselgiva kan ge olika resultat beroende på var i fältet den hamnar. Det är just den variationen som man i forskningsprojektet, finansierat av Lantmännens Forskningsstiftelse, vill komma åt.
Julianne de Castro Oliveira är forskare vid institutionen för växtproduktionsekologi och leder arbetet. Sanna Bergqvist är doktorand i samma forskargrupp. Tillsammans använder de fjärranalys för att kartlägga hur grödans biomassa varierar i tid och rum, och för att hitta orsakerna bakom variationen.
– Lantbrukarna har enormt mycket kunskap om sina fält, de behöver inte oss för att säga vad som händer. Men vi kan stötta dem med en överblick som är svår att få på egen hand, säger Julianne de Castro Oliveira.
– Vi arbetar med växternas respons på ljus. En stor del av den informationen ligger i våglängder vi inte kan se. Det betyder att vi kan upptäcka saker innan de blir synliga – och det ger lantbrukaren tid att agera, berättar Julianne.
Sensorerna ser det ögat inte ser
I projektet kombineras tre typer av fjärranalys: fria satellitbilder från Sentinel-2, handhållna kvävesensorer och traktormonterade sensorer av samma slag som flera lantbrukare redan använder. Satellitbilderna används för att gå tillbaka i tiden och identifiera områden i fältet som konsekvent presterat högt eller lågt under flera år. På marken samlar forskarna sedan in referensdata och mäter det ljus som reflekteras från växterna med hjälp av sensorer. Tekniken tillför på så sätt något nytt. Det mänskliga ögat ser om vegetationen är grön eller gul och kan ana att något är fel. Sensorerna registrerar våglängder som ögat inte uppfattar, och kan därför fånga upp tidiga tecken på exempelvis näringsbrist eller sjukdom innan det är synligt.
– Vi arbetar med växternas respons på ljus. En stor del av den informationen ligger i våglängder vi inte kan se. Det betyder att vi kan upptäcka saker innan de blir synliga – och det ger lantbrukaren tid att agera, berättar Julianne.
För Sanna Bergqvist ligger värdet också i skalan. Idag tas ofta manuella prover på små provytor som ska representera hela fält på flera hektar.
– Att översätta några små stickprov till en hel åker är svårt. Med fjärranalys kan vi skala upp informationen och få en överblick som enskilda prover aldrig kan ge, säger Sanna Bergqvist.
Frågan kommer från lantbrukarna själva
Projektet växte fram från observationer som lantbrukare gjort i sina egna fält. Vissa zoner svarar inte på kvävetillförsel som de borde. Hur mycket gödsel som än läggs på, växer vallen inte som förväntat.
Forskarnas arbete är upplagt i tre steg. Först användes satellitbilder från Sentinel-2 för att kartlägga historiska skillnader på fyra gårdar – en försöksgård vid SLU i Umeå samt tre gårdar i mellersta och västra delarna av Sverige. Sentinel-2 är ett europeiskt satellitprogram vars bilder är fritt tillgängliga, något som gjort fjärranalys tillgänglig för betydligt fler forskningsprojekt än tidigare.
I steg två har forskarna under två säsonger samlat in markprover och sensordata i de identifierade hög- respektive lågavkastande zonerna. I ett sista steg läggs praktiska fältförsök ut, där olika gödslingsnivåer testas i båda typerna av zoner.
Vad de tidigare resultaten visar är att variationen sällan har en enda förklaring. Mark, höjdläge, väder och skötsel samverkar. Vissa lågavkastande områden förblir lågavkastande oavsett vad man gör. Då kan det vara klokare att använda gödseln där den faktiskt ger effekt.
– En av lantbrukarna i projektet hade redan börjat sänka kvävegivan i de lägre områdena och flytta den till de högavkastande. Det fungerade bra. Om vi kan förklara varför det fungerar, kan vi också visa andra lantbrukare att samma strategi kan vara värd att pröva, berättar Sanna.
Samverkan gör forskningen användbar
Projektet är ett samarbete mellan Lantmännens Forskningsstiftelse, SLU, Yara och Dataväxt. De handhållna och traktormonterade sensorerna kommer från Yara och Lantmännens Forskningsstiftelse har bidragit både med finansiering och med kontakten ut till lantbrukarna som ingår i projektet.
– Det här är ett tydligt exempel på forskning sprunget ur ett faktiskt behov. Frågan kom från lantbrukarna, finansieringen från stiftelsen och teknikkompetensen från flera håll. Det är när flera aktörer deltar som forskningen blir användbar på riktigt, säger Julianne.
Att flera aktörer är inblandade ökar också chansen att resultaten faktiskt når ut. Yara kan integrera nya insikter i sina befintliga beslutsstöd. Lantmännen planerar att lyfta projektet på kunskapsdagar för sina medlemmar. En pågående masteruppsats inom ramen för projektet, gjord i samarbete med BOKU-universitetet i Wien, bidrar till att vetenskapen kring nordiska vallsystem också får en internationell publik.
Tekniken ersätter inte – den förstärker
För Julianne de Castro Oliveira och Sanna Bergqvist handlar visionen inte om att tekniken ska ta över. Lantbrukarens egen kunskap om gården är fortsatt utgångspunkten. Sensorerna ger ett extra par ögon som har större överblick och som ser sådant som annars förblir osynligt tills skörden visar resultatet.
– Vårt mål är att svara på ett verkligt behov hos lantbrukarna. Att de ska kunna fatta snabbare och mer träffsäkra beslut, spara pengar och samtidigt sköta marken mer hållbart, avslutar Julianne.
Under året som är kvar av projektet återstår fältförsök och analyser. På sikt kan forskningen ge svensk vallodling något värdefullt, nämligen möjligheten till precisionsodling där rätt mängd gödsel hamnar på rätt plats. Det betyder högre och jämnare skördar, lägre insatskostnader och mindre belastning på miljön, samtidigt som lantbrukarens egen erfarenhet förblir utgångspunkten.
