Участие на НИМХ в Националната научна програма „Интелигентно растениевъдство“

Селското стопанство е отраслъл на икономиката, чиято ефективност най-силно и пряко зависи от условията на средата, поради което тенденциите в развитието на агротехнологиите все повече се насочват към максималното оползотворяване на агроклиматичните ресурси. Те са пряко свързани с климатичните промени, които са най-голямото предизвикателство пред световната научна общественост. 

Изкуственият интелект (ИИ) в редица европейски документи се посочва като един от основните двигатели на цифровата трансформация в Европа и важен фактор за осигуряване на конкурентоспособността на европейската икономика и високо качество на живот. ИИ съществено допринася за развиване на модерно, ефективно, базирано на знание, селско стопанство. 

Дигитализацията на земеделието налага провеждането на непрекъснат мониторинг на параметрите на целия комплекс почва-растение-атмосфера. Приложението на роботизирани системи (РС) командвани от изкуствен интелект (ИИ) налага създаването на големи бази данни, съдържащи цялата информация за състоянието на културите от сеитба до узряване, данни за метеорологичните, агрометеорологичните, фитосанитарните и агротехнически условия. Приложението на ИИ в растениевъдството предоставя подходи за управление на експертна информация и познания за природата, процесите в нея и съвременните аграрни технологии, с цел намирането на решения за оптимално и ефективно използване на земята и агроклиматичните ресурси и потенциалната продуктивност на селскостопанските култури. Съвременните технологии позволяват чрез дистанционни и стационарни сензори да се получава информация за състоянието и характеристиките на посевите, влажността на почвата и стойностите на елементите определящи състоянието на атмосферата в непрекъснат режим. 

С цел консолидиране на научноизследователския потенциал в страната за решаване на важни за обществото проблеми в растениевъдството, с решение на МС №866/26.11.2020.г. e утвърдено финансирането изследвания и създаване на Националната научна програма „Интелигентно растениевъдство“( ННП-ИР). За изпълнението на програмата е сформиран консоциум с водещ партньор Аграрен Университет (АУ), Плоедив. Националният институт по метеорология и хидрология (НИМХ) е партньор при изпълнението на ННП ИР, съвместно със Селскостопанска академия (ССА), Тракийски Университет (Тр.У), Стара Загора, Русенски Университет „Ангел Кънчев“ (РУ), БАН и Висшето Военноморско Училище (ВВМУ), Варна. Официално програмата стартира на 19 март. 2021 г. и е с продължителност 3 години. За повече информация относно специфичните цели, структурата и резултатите виж на https://nnp-ir.bg/

Схема на програмата

Националният институт по метеорология и хидрология участва в ННП-ИР в три от четирите компонента:

  • Компонент 1 „Дигитални, IoT и роботизирани технологии при производството на растениевъдна продукция. Изграждане на инфраструктура на интелигентно растениевъдство“ – РП 1.3. Инфраструктура на интелигентно земеделие;
  • Компонент 2. „Диагностика и прогноза чрез изкуствен интелект“ - РП 2.1. Растителна и почвена диагностика и прогноза;
  • Компонент 3. „Интелигентна система за управление на земеделските процеси“ - РП 3.1. Интелигентна система за управление на технологиите при отглеждане на културите;

Изпълнението на дейностите и разработването на научните задачи по ННП-ИР от страна на НИМХ се извършва от учени и специалисти от два департамента –„Метеорология“, секция „Агрометеорoлогия“ и департамент „Прогнози“, секция „Числено моделиране“ и сектор „Технологично развитие и иновации“, както и наблюдатели от метеорологичната и агрометеорологична мрежа.

Дейностите в различните компоненти и работни пакети, свързни с нашето участие включват:

  • Избор на представителни станции за извършване на наземни наблюдения и измервания, с оглед предвидените в програмата наблюдения и измервания;  
  • Организиране на предаването и съхранението на информацията в регионални центрове. Изграждане на многослойната структура на базата на съществуващата наблюдателна мрежа на НИМХ;  
  • Провеждане на наземни - метеорологични, агрометеорологични и фенологични измервания, наблюдения и химични анализи;  
  • Актуализиране на съществуващата методика за комбинирани наземни и дистанционни измервания и наблюдения;  
  • Калибриране на дистанционните цифрови изображения с наземно измерени и моделирани данни, за получаване на информация за състоянието на системата почва-растение-атмосфера;  
  • Създаване на разпределена база данни с информация за състоянието на културите, фази на развитие, плевели и болести;  
  • Дефиниране и създаване на база данни от стандартни метеорологични измервания в точките от опорната мрежа, от числени модели и от метеорологични сателити (MSSG) на температура на повърхността на почвата, валеж и слънчева радиация;
  • Приложение на системата за анализ на текущите метеорологични условия, адаптирана към изчислителна мрежа с разрешаваща способност 1 km чрез реанализ на резултатите от числен модел ALADIN;  
  • Определяне на количествени агроклиматични показатели, лимитиращи растежа, развитието и продуктивността на изследваните земеделски култури в основни фенологични фази и връзката им с дистанционни измервания;  
  • Адаптиране на модели на изкуствен интелект за дългосрочно прогнозиране на икономически значими вредители, в зависимост от метеорологичните условия и фазата на развитие на културата по данни от наземни и дистанционни измервания;  
  • Oценка на агрометеорологичните условия, с оглед извършването на основни работни процеси, основаващи се на резултати от числени прогностични модели за времето.(ALADIN)