Innowacje w optymalizacji produkcji rukoli, sałaty, sadzonek i truskawek na zamkniętych obszarach

Cel główny operacji to wytworzenie ulepszonej innowacji technologicznej j i organizacyjnej, związanych z wykorzystaniem lamp LED o odpowiednim spektrum barw, dostosowanych do uprawy sałaty, rukoli truskawki oraz różnego rodzaju sadzonek w warunkach, w których wymagają one doświetlania. Ogół tych cech ma sprawić, że finalny użytkownik będzie miał możliwość doboru optymalnych warunków oświetlenia do rozwoju rośliny oraz zaprojektowania i zaplanowania systemu oświetlenia w celu ograniczenia zużycia energii, kosztów środowiskowych oraz finansowych.

Potrzeba realizacji operacji jest uzasadniona wynikami badań naukowych w rozumieniu art. 4. Ust. 2 ustawy z dnia 20 lipca 2018 r. Prawo o szkolnictwie wyższym i nauce. Badania naukowe jednoznacznie sugerują potrzebę rozszerzenia przydatności upraw w środowisku kontrolowanym pod względem opłacalności uzyskiwanego z jednostki powierzchni plonu, a także zawartości składników odżywczych w uprawianych roślinach. 

• Planowana operacja bardzo mocno wpisuje się w założenia Wspólnej Polityki Rolnej w zakresie rozwiązań konkurencyjnych, niskoemisyjnych oraz przyjaznych dla klimatu i odpornych na jego zmianę poprzez skupienie się na wytworzeniu innowacji związanych z  wytworzeniem  innowacji technologicznej skupionej wokół optymalizacji zasobów zużywanych w rolnictwie.  
• Wykorzystanie innowacyjnego systemu oświetlania do wspomagania wzrostu roślin oraz systemu do zarządzania oświetleniem w formie aplikacji, pozwoli na kontrolę warunków wzrostu, a dzięki temu osiągnięcie wysokiej jakości produktów, atrakcyjnych dla konsumentów, przy jednoczesnym ograniczeniu  pozostałości chemicznych środków ochrony roślin. Dzięki temu wpłynie na możliwość rozwoju rolnictwa ekologicznego. Przy ekologicznej produkcji rezygnuje się ze stosowania syntetycznych środków produkcji, co umożliwia ochronę środowiska i produkcję zdrowej żywności.
• Certyfikowane uprawy w znaczny sposób zmniejszają negatywny wpływ działalności rolniczej na glebę, wodę i powietrze.

Działania podejmowane w ramach projektu

Zakładana operacja realizowana będzie w 5 etapach. Każdy z członków konsorcjum będzie prowadził szereg działań prowadzących do wytworzenia ulepszonej innowacji na skutek prac badawczo-rozwojowych.

• Mają one na celu wytworzenie innowacji pozwalającej na wykorzystaniu lamp LED o odpowiedniej długości widm.
• W celu realizacji dokonany zostanie zakup odpowiednich urządzeń i maszyn, a także prowadzone będzie pobieranie próbek roślin w celu przeprowadzenia badań.
• Prowadzona będzie analiza zebranych danych, a także ich obróbka statystyczna mająca na celu ocenę efektywności wariantów oświetlenia.
• Równocześnie przeprowadzane będą zabiegi agrotechniczne i spotkania konsorcjalne mające na celu weryfikacje uzyskanych efektów.

Główne korzyści z realizacji projektu

• Finalny użytkownik będzie miał możliwość doboru optymalnych warunków oświetlenia do rozwoju rośliny oraz zaprojektowania i zaplanowania systemu oświetlenia w celu ograniczenia zużycia energii, kosztów środowiskowych oraz finansowych.
• Rozwiązanie w formie aplikacji pozwoli na korzystanie z niego w dowolnym miejscu.
• Ulepszona innowacja organizacyjna ma na celu stworzyć możliwości lepszego planowania, zarządzania oraz egzekwowania aspektu oświetlenia upraw na obszarach zamkniętych. Aplikacja pozwoli na estymację możliwych oszczędności z wprowadzania ulepszonych innowacji, symulację wpływu różnego rodzaju oświetlenia na różnego rodzaju rośliny czy efektywność proponowanego oświetlenia. Proponowane rozwiązanie pozwoli na adaptację wypracowanych doświadczeń pod postacią aplikacji możliwej do wykorzystania przez rolnika.  
• Aplikacja będzie oparta na doświadczeniach empirycznych oraz informacjach zbieranych przy wytwarzaniu ulepszonych technologii w ramach wniosku. Wytworzona ulepszona innowacja organizacyjna pozwoli na różnorodne symulacje pozwalające wielu rolnikom zrozumieć zasady działania wypracowanych ulepszonych innowacji technologicznych, oszacować sposoby ich wdrożenia oraz wyestymować wartość dodaną wynikającą z ich wdrożenia.

Głównymi korzyściami dla końcowych użytkowników będzie zmniejszenie kosztów produkcji, zmniejszenie kosztów zarządzania, zmniejszenie kosztów środowiskowych (zużycia środków ochrony roślin oraz emisji gazów cieplarnianych) oraz zwiększenie swojej pozycji marketingowej.

Ogół tych działań przekłada się na zwiększenie poziomu innowacyjności w branży rolnej na terenie Polski oraz zwiększenie poziomu ochrony środowiska, oraz łagodzenia efektów zmian klimatu.

Rezultatem operacji ma być stworzenie innowacji w zakresie systemu oświetlania do wspomagania wzrostu sałaty, rukoli, truskawki oraz sadzonek w uprawach w środowisku kontrolowanym. Innowacje te obejmują zarówno dziedzinę technologii jak i dziedzinę metod organizacji. Główną korzyścią operacji jest możliwość korzystania z rozwiązania przez producentów rolnych. Producenci będą mogli kompleksowo zarządzać systemem oświetlenia w sposób cyfrowy przy jednoczesnym wykorzystywaniu informacji o optymalizacji zasobów.

Streszczenie praktyki

Realizacja operacji będzie zakończona opracowaniem rozwiązania cyfrowego, które będzie mogło zostać wykorzystane przez rolnika. Dzięki cyfryzacji procesów w rolnictwie staje się możliwe zwiększenie wydajności gospodarstw rolnych, przy jednoczesnym wpływie na zrównoważony rozwój sektora rolnego zarówno pod kątem ekonomicznym i ekologicznym.

• W ramach operacji zostanie opracowana aplikacja, która pozwoli na dokonanie analiz i symulacji optymalnego oświetlenia oraz odpowiedniego spektrum barw zapewniającego prawidłowy wzrost i rozwój roślin uprawianych w warunkach kontrolowanych. Dzięki zastosowaniu rozwiązania możliwe będzie osiągnięcie możliwie wysokich plonów. Opracowane rozwiązanie zostanie udostępnione do użytku w formie rozwiązania cyfrowego. Ze względu na stosunkowo niskie koszty dystrybucji rozwiązań cyfrowych, produkt w postaci aplikacji, będzie konkurencyjną ofertą na rynku cyfrowych usług rolniczych.
• Rolnicy należą do grupy użytkowników oczekujących interfejsów takich, które nie odbiegają od powszechnych rozwiązań, natomiast nowe funkcje prezentują za pomocą prostych w obsłudze, znajomych elementów. Z tego względu szczególna uwaga poświęcona będzie dziedzinie user experience (UX). Poprzez wykorzystanie formy cyfrowej dane będą mobilne, a koszty wdrożenia technologii w gospodarstwie niewielkie. Wykorzystanie rozwiązania cyfrowego pozwoli na najbardziej efektywne w przypadku danej uprawy zaplanowanie systemu oświetlenia w oparciu o wprowadzone przez użytkownika dane.  
• Aplikacja po przetworzeniu wprowadzonych danych pokaże między innymi informacje o oszczędnościach w zużyciu energii, jakie powstaną w przypadku zastosowania wskazanego rozwiązania. Rolnik będzie mógł dzięki temu ocenić czy dane rozwiązanie jest w przypadku jego uprawy opłacalne. Dane przedstawione zostaną w prosty i czytelny sposób, przede wszystkim na wykresach. Możliwość doboru optymalnych warunków oświetlenia do rozwoju rośliny oraz zaprojektowania systemu oświetlenia z uwzględnieniem różnego widma, umożliwi ograniczenie zużycia energii, kosztów środowiskowych oraz finansowych.

Dodatkowe informacje

Potencjalny obszar oddziaływania rezultatu operacji wykracza poza terytorium Rzeczypospolitej Polskiej.

• Obecnie stosowane w rolnictwie rozwiązania związane z doświetlaniem upraw obejmują wykorzystanie technologii LED oraz odpowiedniego spektrum światła przy uprawie roślin wymagających doświetlania. Z uwagi na różnorodność reakcji fotomorfogenetycznych, zakres spektralny emitowanego światła powinien być dopasowany nie tylko do konkretnego gatunku, ale także odmiany roślin i sposobu uprawny. Z tego względu na rynku brakuje rozwiązań, które byłby optymalne dla danego gatunki lub odmiany.

Rezultatem operacji będzie ulepszona innowacja związana z wykorzystaniem lamp LED o odpowiednim spektrum barw, dostosowanych do uprawy sałaty, rukoli, truskawki oraz ich sadzonek.

• Połączenie tej innowacji wraz z wytworzeniem odpowiednich innowacji organizacyjnych może zagwarantować obszar oddziaływania rezultatu operacji w gospodarstwach zajmujących się produkcją sałaty, rukoli, truskawek oraz sadzonek na terenie całej Unii Europejskiej.
• W szczególności Holandia jest krajem o wysokim rozwoju upraw w warunkach kontrolowanych. Szklarnie z warzywami zajmują w tym kraju 4400 hektarów.
• Dobra praktyka, jaką jest wykorzystanie światła o optymalnym spektrum barw przy doświetlaniu upraw za pomocą innowacyjnych technologii może rozprzestrzenić się wraz ze sprzedażą produktu, w którego produkcji wykorzystano ten innowacyjny sposób. Ogół tych faktów sprawia, że rezultaty operacji mogą oddziaływać poza terytorium Rzeczypospolitej Polskiej, w szczególności na terenie wspólnego rynku Unii Europejskiej.