perfecţonarea mangementului culturii cartofului, la nivel

Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru

Cartof şi Sfeclă de Zahăr (INCDCSZ) Braşov

Perfecţonarea mangementului culturii cartofului,

la nivel de fermă,

prin promovarea unui sistem suport pentru decizie (DSS)

bazat pe monitorizarea continuă a resurselor

Proiect ADER 531 / 2011

Director proiect: S. C. CHIRU; Director ştiinţific: Gh. OLTEANU

Parteneri: P1- SCDC Tg. Secuiesc, Luiza MIKE; P2-SCDC M. Ciuc, N. GALFI;

P3-SCDA Suceava, D. BODEA; P4-CCDCPN Dabuleni, Aurelia DIACONU;

SC HIBRIDUL Harman, I. BENEA

Proiect ADER 531

CUPRINS

INTRODUCERE

Obiective generale, specifice şi măsurabile

Parteneriat, locaţii şi beneficiari (grupuri ţintă)

Etape (faze) parcurse

Materiale şi metode folosite

Rezultate – proiectarea sistemului DSS şi a BD

Rezultate – monitorizarea resurselor

Rezultate – monitorizarea stării de vecetaţie

Rezultate – diseminarea rezultatelor

INTRODUCERE

Necesitatea unui management performant în contextul modificările

complexe climatice, tehnologice şi economice la nivelul agro-

ecosistemelor, impun o cunoaştere continuă şi exactă a resurselor de

creştere şi a stării de vegetaţie a culturilor.

Monitorizarea continuă a acestor parametri semnalează în timp real

modificările şi vulnerabilităţile în agro-ecosistem, permiţând

adoptarea unor strategii eficiente pentru conservarea gradului de

sustenabilitate economică a sistemelor de exploatare agricolă.

Sistemele Suport pentru Decizie (DSS) raspund dezideratelor de mai

sus contribuind la luarea decizilor corecte in managementul

sistemelor agricole.

Puncte tari Puncte slabe

- Existenţa unui colectiv de cercetare şi

dezvoltare cu experienţă;

- Bază logistică relativ adecvată cerinţelor

metodologice ale proiectului;

- Echipamente şi aparatură nouă adecvată

cerinţelor obiectivelor de cercetare ale

proiectului.

- Conjuctura nefavorabilă a cercetări în general

şi a cercetări agricole în mod special;

- Decapitalizarea şi subfinanţarea cercetării;

- Posibilităţi limitate de informare direct din

reviste şi tratate de spcialitete şi posibilităţi

limitate de publicare în reviste ISI cu impact

ridicat.

Oportunităţi Riscuri

- Proiectul ADER 531 se bazează pe existenţa

unor rezultate istorice stocate în baze de date;

- Relaţii bune, constante şi reciproc avantajoase

cu unităţi de producţie cultivatoare de cartof;

- Interesul cultivatorilor de cartof pentru

aplicarea rezultatelor ştiinţifice şi a

tehnologiilor inovative propuse de cercetare.

- Schimbări majore climatice;

- Înrăutăţirea mediului economic şi de afaceri;

- Îmbătrinire personalului de cercetare şi

interesul scăzut al tinerilor absolvenţi pentru

cercetare.

Analiza SWOT a propunerii de proiect

Proiect ADER 531 - Obiective generale, specifice şi măsurabile

Obiectivul general

- Proiectarea, realizarea şi validarea unui Sistem IT – Sistem Suport

pentru Decizie (DSS), instrument în perfecţionarea managementul

culturii cartofului la nivel de fermă

Obiective specifice

- Perfecţionarea şi diversificarea metodelor de monitorizare a

resurselor şi a stării de vegetaţie a culturilor

- Proiectarea, realizarea şi validarea unei Baze de Date (BD) prin

monitorizarea continuă a resurselor (topografice, edafice,

climatice, antropice şi biologice)

- Proiectarea, realizarea, experimentarea unui Sistemul Suport pentru

Decizie specific agro-ecosistemelor culturii cartofului (DSS -

Cartof), aplicabil la nivel de fermă, grup de producători şi

direcţii agricole din principalele judeţe producătoare de

cartof (Braşov, Covasna, Harghita, Suceava şi Dolj)

Obiective masurabile

- realizarea de hărţi de producţie, hărţi de favorabilitate şi hărţi de

risc câte una din fiecare pentru toate zonele vizate (Braşov, Covasna,

Harghita, Suceava şi Dolj) (3 x 6 = 18 hărţi)

- relizare a câte o bază de date (BD) pentru fiecare din zonele vizate

(total 5 BD)

- mărirerea constanţie producţiilor de cartof la cca. 40-50 tone/ha;

- reducerea cu 8-12% a cheltuielilor de producţie prin optimizare

inputurilor

Proiect ADER 531 – Beneficiari (grupuri ţintă)

- Fermierii producători de cartof pentru sămânţă şi consum,

- Asociaţii profesionale şi familiale,

- Federaţia Naţională Cartoful din România

- Unităţile de cercetare care au ca obiectiv perfecţionarea

managementului fermelor,

- Unităţile de invătământ liceal şi universitar.

Faza 1

Consolidarea reţelei de cercetare, Studiul

documentar, Fundamentarea tehnico-ştiinţifică, Plan

dotări şi achiziţii

Termen: 20.12.2011

Faza 2

Proiectarea, Realizarea şi Experimentarea Modelului

Experimental (ME) a sistemului DSS-cartof şi a BD

georeferenţiate

Termen: 30.06.2012

Faza 3

Proiectarea, Realizarea şi Experimentarea

Prototipului (P) sistemului DSS-cartof şi a BD

georeferenţiate şi achiziţii de date specifice

Termen: 15.12.2012

Proiect ADER 531 – Faze de realizare

Proiect ADER 531 – Faze de realizare

Faza 4

Analiza de sensibilitate cu date reale din BD asupra

sistemului DSS-cartof

Termen: 30.06.2013

Faza 5

Corectarea şi definitivarea BD şi a sistemului DSS-

cartof

Termen: 20.12.2013

Faza 6

Validarea sistemului DSS-cartof, Elaborarea

documentaţiei tehnice, Realizarea paginei Web,

Certificarea sistemului, Diseminarea zultatelor

Termen: 15.12.2014

Proiect ADER 531 - Materiale şi metode folosite

Observaţiile şi determinările au fost efectuate în câmpurile de

cercetare şi demonstrative de la unităţile partenere, în locaţii

foarte diferite, în areale climatice specifice şi pe o gamă variată

de tipuri de soluri.

CO - INCDCSZ Braşov (judeţul Braşov), P1 - SCDC Tg. Secuiesc

(judeţul Covasna), P2 – SCDC Mc. Ciuc (judeţul Harghita) P3 –

SCA Suceava (judeţul Suceava), P4 – CCDCPN Dăbuleni (judeţul

Dolj) şi P5 – SC Hibridul Hărman (judeţul Braşov).

Proiect ADER 531 Parteneri şi Locaţii

(schema repartizării spaţiale a câmpurilor experimentale)

Cod PARTENERI Director /

Responsabil

CO INCDCSZ

Braşov

CHIRU Sorin

CS I

P1 SCDC

Tg. Secuiesc

MIKE Gabriela

CS

P2 SCDC

M. Ciuc

ORBAN Szabolcs

CS

P3 SCDA

Suceava

BODEA Dumitru

CS I

P4 CCDCPN

Dabuleni

DIACONU Aurelia

CS I

P5 SC Hibridul

Hărman SA

BENEA Ioan

P4

P1

P2

CO

P3

Proiect ADER 531

Repartizarea spaţiale a câmpurilor experimentale

pe diferite arele climatice

Proiect ADER 531

Repartizarea spaţiale a câmpurilor experimentale

pe diferite tipuri de soluri

P4

P1

P2

CO

P3


Observaţiile şi determinările au cuprins următoarele module:

• Modulul plantă/cultură (soi, sămânţă, organizme concurente, etc.),

• Modulul climă (latitudinea şi longitudinea staţiei meteorologice,

valorile zilnice ale radiaţiei solare incidente – MJ per m2 per zi,

temperature zilnică maximă şi minimă - 0C, suma zilnică a

precipitaţilor – mm),

• Modulul sol - topografic, pedologic şi agrochimic, (adâncimea

stratului de sol, textura – conţinutul procentual de nisip, argilă

şi lut, densitatea aparentă, humus, pH-ul, saturarea în baze,

etc.),

• Modulul de management şi experimental (informaţii legate de datele

fenologice ale culturilor, densitatea, spaţiul şi adâncimea de

plantare, irigarea şi practicile de fertilizare, etc.)


Au fost notate datele fenologice: plantatul, răsăritul, încheierea

rândurilor, încheierea culturii, înflotitul. De asemenea au fost notate

observaţiile şi măsurătorile în dinamică privind creşterea plantelor şi

acumularea producţiei.

La Braşov au fost efectuate măsurători privind starea fiziologică a

plantelor de cartof şi anume conţinutul în clorofilă (ClorofilMeter SPAD

502), indicele de vegetaţie (FieldScount NDVI), reflectanţa (CropScan),

indicele foliar (AreaMeter).

Toate datele au fost achiziţionate georeferenţiat utilizându-se

măsurători GPS.

Harta K

Harta Pedologica

Amplasarea câmpurilor experimentale

la INCDCSZ Brasov, 2013

P4

P1

P2

CO

P3

Harta pH

Ortofotoplan

Harta P

Ampasarea campurilor de cercetare si

demonstrare la partenerii P1 – P4, 2013

P4

P1

P2

CO

P3

PRINCIPALII FACTORI DE PRODUCŢIE

1. Factorii biologici legaţi de:

A = planta de cultură cu cele două componente:

• soiul; calitatea materialului de plantat.

B = organismele concurente din mediul de cultură:

• buruieni, agenţi patogeni (viruşi, bacterii, ciuperci);

• dăunători animali (nematozi, insecte, etc.).

2. Factori de creştere – mediul în care plantele cresc şi se dezvoltă:

A = factori climatici:

• radiaţia solară; temperatura; precipitaţiile.

B = factori de sol:

• structura; umiditatea; fertilitatea solului

3. Factori socio-economici şi tehnologici legaţi de:

A = sistemul de producţie:

• Forma de organizare; Motivaţia pe care o avem pentru

producţie,

B = starea economică:

• posibilităţile materiale de investiţii; profitabilitatea culturii.

C = cunoaşterea şi posibilităţile de aplicare a tehnologiilor

FACTORII LIMITATIVI AI PRODUCŢIEI (Resursele climatice, edafice, biologice, nutriţionale,

bolile, dăunătorii, buruieniele etc.)

AU O DISTRIBUŢIE (VARIABILITATE) SPAŢIALĂ

MANAGEMENTUL DE PRECIZIE IMPUNE:

- Cunoaşterea

- Monitorizarea

- Modelarea

-Conducerea

VARIABILITĂŢII SPAŢIALE A RESURSELOR

CONSECINŢĂ

Tipuri de senzori

Din punct de vedere al modului de măsurare:

- Senzori de contact

- Senzori de distanţă

Din punct de vedere al ţintei de măsurare:

- Senzori pentru monitorizarea stării

culturilor

- Senzori de climă

- Senzori pentru monitorizarea solului

Porozitatea

Temperatura Capacitatea

de schimb

cationic

Nivelul

de salinitate

Conţinutul

în apă

Conductibilitate

electrică

Proiect ADER 531 Monitorizarea resurselor de sol

prin Conductibilitatea Electrică (CE)

Veris® 3100

Măsurarea conductivităţii electrice a solului în vederea trasării hărţilor CE

prin utilizarea sistemului GPS, de achiziţie şi prelucrare a datelor

s — distanţa dintre barele dispuse sub

pământ;

h — adâncimea sondelor îngropate;

I — curentul introdus între barele 1 şi 4;

U — tensiunea între barele 2 şi 3.

Proiect ADER 531

Electro conductibilitate sol

(CE de suprafata: 0-30 cm)

Proiect ADER 531

Electro conductibilitate sol

(CE de adancime: 0-90 cm)

15,014,013,012,011,010,09,08,07,06,05,04,03,02,0

Electric conductibility (EC) [mS]

Fre

quency

14

12

10

8

6

4

2

0

Indici statistici şi interpolările Spline şi Kriging pentru

Conductibilitatea electrică (CE)

Min=1.49

Max=14.5

Med=9.73

DS=2.25

CV=28.6

Indici statistici şi interpolările Spline şi Kriging pentru

Producţie

Proiect ADER 531 – Monitorizarea stării de vegetaţie

Clorofil Metru SPAD 502


CropScan


LCi Portable Photosynthesis System

Aplasarea câmpulrilor

experimentale şi/sau

demonstrative

INCDCSZ Brasov, 2012

(imagine avio)

Proiect ADER 531

Aplasarea câmpulrilor

experimentale şi/sau

demonstrative


(imagine elicopter)

Proiect ADER 531

Observatii privind aparitia

fenomenelor de seceta in

câmpul experimental


Proiect ADER 531

Proiect ADER 531

Suma precipitatiilor lunii iunie 2012

comparativ cu suma lunara din ultimii 52 ani si MMA.

Proiect ADER 531

Temperatura medie a lunii iunie 2012

comparativ cu media lunara din ultimii 52 ani si MMA.

Proiect ADER 531

Evolutia indicelui hidrotermic in ultimii 100 ani

Proiect ADER 531

SSIISSTTEEMMEE SSUUPPOORRTT

PPEENNTTRRUU DDEECCIIZZIIEE ((DDSSSS)) PPrroodduuccţţiiee,, UUttiill.. NNPPKK

FFaaccttoorrii ddee ffaavvoorraabbiilliittaattee

FFaaccttoorriiii ddee rriisscc

HHăărrţţii aaggrroocchhiimmiiccee

HHăărrţţii ppooddoo..

HHăărrţţii uuttiilliizzaarree tteerreenn

HHăărrţţii

ttooppoo..

Date pedo

Date Topo

Date utilizare

Date agroch.

AAEEGGIISS

GG II SS

HHAARRTTAA CCUU SSCCHHEEMMAA DDEE

FFEERRTTIILLIIZZAARREE

Structura sistemului DSS - cartof

Proiect ADER 531

Fluxul informaţional

şi

structura bazelor de date

(BD)

Observaţii /

Măsurători

Date

Topografice

Date

Pedologice

Date

Agrochimice

Date

Climatice

Date

Tehnologice

BD

Interfaţă încărcare date

(Starea fizică şi chimică a solului)

Proiect ADER 531 - Diseminare Pagina web a INCDCSZ Brasov (www.potato.ro) / Proiecte

Proiect ADER 531 - Diseminare Simpozionul National “Ziua Verde a Cartofului”

Proiect ADER 531 - Diseminare Revista “Cartoful in Romania”

Proiect ADER 531 - Diseminare Reviste Indexate B+

Print ISSN 1843-5246;

Electronic ISSN 1843-5386

POTATO CROP MONITORING USING VERIS MOBILE SENSOR PLATFORM

Puiu M.I.1, Morar G.

1, Olteanu Gh.

2, and Ianoşi M.

2

1University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine, Cluj Napoca.

2 National Institute of Research and Development for Potato and Sugar Beet

* Corresponding author, e-mail: [email protected]

Keywords: Precision agriculture, electrical conductibility

Introduction: The changes and vulnerabilities in plant crop agroecosystems who are generated

by continuous damage of the climatic and economic environment require the development of

methodologies for continuous monitoring of parameters involved in plant growth.

Paper presents experimental results of measurements of soil electrical conductivity performed at the

National Institute of Research and Development for Potato and Sugar Beet of Brasov. The Veris 3100

cart, an on-the-go sensor that records soil electrical conductivity (EC), has been successfully used to

identify spatial patterns in soil within fields. We used the cart to identify spatial variation in soil EC

and thus, on a full moisture profile. The Veris 3100 cart (http://www.veristech.com/) is a direct sensor

capable of measuring variation in soil electrical conductivity (EC) to 30 and 90-cm depth. The device

is made up of pairs of coulter electrodes that penetrate the soil surface.

MULTUMIM!

perfecţonarea mangementului culturii cartofului, la nivel

Documents