Z umetno inteligenco do boljšega oljčnega olja

Podobne izzive imajo tudi v oljčnikih in tako na Inštitutu za oljkarstvo v projektu AI-GRAPE razvijajo rešitve za nadzor insektov, ki napadajo oljke. »Kolegi so z daljinsko zaznavo z multispektralno kamero ugotavljali simptome zlate trsne rumenice v vinogradih, s čimer so želeli zgodaj identificirati obolele rastline, mi pa se osredotočamo na oljčno muho,« je poudarila predstojnica inštituta dr. Maja Podgornik. »S termalnimi slikami in multispektralnimi posnetki, ki jih zajamemo z droni, tridimenzionalnimi mapami ter analizo zbranih podatkov (vegetacijski indeksi) pridobimo natančen in celovit pregled nad obdelovalno površino, stanjem rastline (sušni stres, podhranjenost ...), prisotnostjo škodljivih organizmov, kar nam omogoča natančnejši vpogled v aktualne razmere na terenu, hitro identifikacijo morebitnih težav, kot so npr. napadi škodljivcev ali bolezni, ter pravočasno ukrepanje za zmanjšanje izgub pridelka. Posnetki kamer lahko včasih pokažejo več, kot vidijo naše oči. Z uporabo vremenskih meritev in podatkov, ki smo jih zbrali z dolgoletnim spremljanjem oljčne muhe, si želimo razviti podoben sistem, kot je že dobro vzpostavljen v vinogradništvu.«

Dodala je, da zdaj z digitalnim monitoringom, ki temelji na strojnem učenju, zbirajo in obdelujejo podatke o oljčni muhi, da bi lahko na njihovi podlagi razvili napovedni model za boljše spremljanje in upravljanje populacije škodljivke. Kot je pojasnila dr. Podgornik, oljčno muho raziskovalci spremljajo že 20 let. »Na od 15 do 20 lokacijah, odvisno od leta. Škodljivca lovimo s feromonskimi vabami, ki privabljajo spolno zrele samčke. Hkrati pa preverjamo plodove, ki jih oljčne muhe napadajo, predvsem smo pozorni, v kateri fazi so škodljivci: ali gre za odloženo jajčece, ličinko ali že za odraslo muho,« je razložila. S tehnološkim razvojem je spremljanje muhe postalo preprostejše. »Začeli smo z navadnimi rumenimi lepljivimi ploščami, nadgradili smo jih s feromonskimi vabami, zdaj imamo avtomatske vabe, ki so opremljene še s kamerami in lahko od koderkoli spremljamo vabe. Hitro gre razvoj, vendar za izdelavo dobrih napovednih modelov, ki temeljijo na umetni inteligenci, potrebujemo zares veliko podatkov.«

Ta muha je gospodarsko najhujši škodljivec Sredozemlja, proti kateremu se borijo oljkarji pri nas in tujini. »Pojavnost oljčne muhe je zelo odvisna od vlažnosti in temperatur. Njena populacija se poveča, ko je relativna zračna vlaga več kot 50 odstotkov in se dnevna temperatura zniža pod 24 stopinj Celzija.« Zaradi nje lahko propade celoten pridelek. »Muha poškoduje plod. Ličinka se hrani z mesnatim delom ploda. Poškodbe so vstopna mesta za glive in bakterije, ki sprožijo pospešeno propadanje ploda, ki lahko tudi odpade. Iz poškodovanih plodov pridelamo slabše kakovostno olje, ker muha sproži oksidacijske procese.«

Zatirajo jih predvsem s preventivnimi in kurativnimi ukrepi, največkrat s škropljenjem. »V Evropski uniji stremimo k temu, da bi zmanjšali uporabo fitofarmacevtskih sredstev in gnojil. Prav zato so te napredne metode in orodja za zgodnje ugotavljanje populacij škodljivih organizmov tako pomembni, saj so del naših prizadevanj v razvoju alternativnih metod. Trenutno smo v nekem vmesnem obdobju, ko še nimamo pravih nadomestkov za obstoječe metode zatiranja. Raziskovalci v številnih državah se zelo trudijo razviti nove metode za zatiranje škodljivih organizmov, izboljšati trajnostno rabo pesticidov in optimizirati agrotehnološke prakse, da bi zagotovili trajnostno rabo naravnih virov. Na našem inštitutu se zelo veliko ukvarjamo s tem, da optimiziramo namakanje, z namenom povečanja učinkovitosti rabe vode, izboljšanja fiziološkega stanja rastlin, maksimiranja pridelka in kakovosti ter podpore trajnostni rabi naravnih virov,« je pojasnila predstojnica Inštituta za oljkarstvo.

»Še v 80. letih je bila slovenska Istra opredeljena kot območje z dovolj padavinami za gojenje oljk, kjer namakanje ni potrebno. Danes ni več tako. Nasade pogosto prizadene vročinski stres, visoke temperature so kombinirane s sušo. Podatki sicer kažejo, da je količina padavin na letni ravni dovolj velika, a spremenila se je njihova razporeditev. Premikajo se tudi fenološke faze: zaradi nadpovprečno visokih zgodnjespomladanskih temperatur oljke prezgodaj vstopajo v vegetacijsko obdobje in zgodaj cvetijo, kar jih izpostavlja tveganju poškodb ob vdoru hladnega zraka s severa,« je naštela dr. Podgornik in nadaljevala, da je oljka sicer robustna rastlina, vendar se vsi ti vplivi kažejo v precej manjšem končnem pridelku. »Nekoč so v hektar velikem nasadu pridelali šest ton, zdaj pa v nekaterih oljčnikih le dve toni,« je navedla primer.

Zaradi okoljskih sprememb na naša območja vdirajo tudi invazivne vrste oziroma novi škodljivci. »Vsekakor se ti širijo. Zime niso več tako mrzle, da bi nizke temperature zdesetkale populacije škodljivcev. Porušila se je tudi sinhronizacija med pojavi koristnih in škodljivih organizmov. Na primer, fenološke faze prehitevajo ali zaostajajo, škodljivci se denimo pojavijo, še preden lahko koristni organizmi opravijo svoje delo.«

Znanost z roko v roki s pridelovalci

Raziskovalci Inštituta za oljkarstvo Znanstveno-raziskovalnega središča Koper vseskozi sodelujejo s pridelovalci, da tako skupaj najdejo najustreznejše rešitve. »Pri raziskovanju oljčne muhe smo se povezali s 16 do 20 pridelovalci. Po eni strani jim mi pomagamo, da zaradi naših podatkov ustrezno in pravočasno ukrepajo, po drugi pa nam oni pomagajo, da sploh pridemo do podatkov, s katerimi lahko razvijamo napovedne modele,« je opisala raziskovalka.

»Enaka je bila zgodba pri namakanju. Sistem smo najprej preizkusili pri enem pridelovalcu, potem še v sedmih drugih oljčnikih, da smo lahko pripravili ustrezne smernice, kateri namakalni sistemi so primerni, tehnično ustrezni, ali so ekonomsko upravičeni, ter preizkusili avtomatizirano proženje namakanja,« je navedla. »Edina slabost je bila, da nekaterih znanstvenih eksperimentov v produkcijskih nasadih nismo mogli izvajati, saj si tam celotnega izpada pridelka ne moremo privoščiti. Tako smo zadovoljni, da smo v zadnjih dveh letih vzpostavili lastne poskusne nasade, kjer imamo popolno svobodo, da si lahko dovolimo tudi tiste metodološke pristope, pri katerih je rezultat negotov in tvegamo izpad celotnega pridelka,« je poudarila.

V oljčniku imajo nasajenih šest lokalnih sort oljke: buga, črnica, drobnica, istrska belica, mata in štorta. »V nasadih imamo številne senzorje, ki merijo stanje vode v rastlini, temperature, vsebnost vode v tleh ... torej vse okoljske parametre, letos smo namestili še fertigacijski sistem, ki kombinira namakanje in gnojenje,« je pojasnila. Brez človeške roke pa še vedno ne gre, sodelavci inštituta redno v oljčnikih opravljajo dodatne meritve.

»Področje vsekakor postaja zelo interdisciplinarno. Imamo srečo, da je na inštitutu relativno mlada ekipa, ki ima na eni strani naravoslovno znanje, na drugi pa tudi znanje programiranja in uporabe umetne inteligence, hkrati pa se vseskozi povezujemo z eksperti s tega področja. Vendar strokovnjake za umetno inteligenco potrebujejo povsod in v gospodarstvu lahko najdejo zaposlitve z mnogo višjimi plačami, kot so v kmetijstvu,« je še opozorila.

Maja Podgornik je poudarila, da ima slovensko oljkarstvo velik potencial, saj se nasadi širijo, vendar je priložnosti za izboljšave še ogromno. »Sektorska ureditev ni najboljša. Problem je tudi staranje oljkarjev, kjer ni mladih prevzemnikov. Mlade generacije pa se, kot rečeno, soočajo z vse več okoljskimi izzivi.« Prav zato vidi priložnost za uvajanje naprednih tehnologij in rešitev: »Vsekakor so napovedni modeli umetne inteligence dobrodošla prednost. Pa roboti, ki bi bili daljinsko vodeni, in letalniki, da bi škropili. Torej, da bi bilo manj fizičnega dela. Za druge panoge se že razvijajo pametna očala z različnimi senzorji in kamerami, s katerimi bi lahko uporabnik natančno videl, katere dele rastline porezati, na daljavo bi se lahko pridelovalci povezali tudi z drugimi strokovnjaki. Na inštitutu smo denimo sodelovali pri izdelavi elektronskega nosu, ki bi pomagal pri senzorični analizi olja. To zdaj izvaja devet pokuševalcev, ki določijo kakovost olja.«

Na inštitutu sodelujejo tudi pri drugih inovativnih projektih, ki bi lahko pripomogli k boljši prihodnosti, je še dodala sogovornica: »Dober primer je razvoj izboljševalca tal, pri čemer preučujemo ponovno uporabo oljčnih tropin in drugih odpadkov iz živilske industrije za gnojenje.«