MINIATURA 8: cyfrowy bliźniak dla zrównoważonego rolnictwa

Celem projektu dr. Arkadiusza Głogowskiego z Katedry Kształtowania i Ochrony Środowiska UPWr jest stworzenie narzędzia, umożliwiającego zintegrowane modelowanie hydrologiczne i rolnicze obiegu azotu – cyfrowego bliźniaka, który połączy model wzrostu roślin i cyklu azotu z zaawansowanymi modelem hydrologicznymi przepływu wód i transportu zanieczyszczeń.

– Systemy słodkowodne są stale narażone na różnorodne stresory: zmiany klimatyczne, modyfikacje antropogeniczne ekosystemów oraz intensywne nawożenie. Do zanieczyszczenia wód słodkich, zwłaszcza azotem, przyczynia się rolnictwo – mówi naukowiec UPWr. I dodaje, że azot, będący najczęściej stosowanym nawozem, jest wysoce mobilny i podatny na wymywanie, co prowadzi do jego nagromadzenia w ekosystemach wodnych i stanowi zagrożenie dla bioróżnorodności.

– W moich badaniach są trzy kluczowe etapy. Po pierwsze: stworzenie modelu w oprogramowaniu Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT) do zarządzania uprawami. W porównaniu z wcześniejszymi badaniami, prowadzonymi na UPWR w ramach projektu WATERAGRI z programu Horyzont 2020, gdzie głównie skupialiśmy się na ilości i kierunkach przepływu wody w zlewni rolniczej, analizy te muszą zostać rozszerzone o analizy fenologiczne upraw, składy makroskładników w różnych fazach rozwoju, jakość wody oraz analizę składu chemicznego gleby. Wszystkie stanowić będą drugi etap zadania badawczego. Mając model oparty o dane z doświadczeń terenowych będzie można przystąpić do ostatniej fazy zadania badawczego – integracji modelu DSSAT z modelem hydrogeologicznym HydroGeoSphere (HGS). Mam nadzieję, że stworzenie modelu HGS-DSSAT, a więc połączenia dwóch istniejących już w świecie nauki modeli dla rozwoju roślin (DSSAT) oraz dla przepływu wód (HGS), pozwoli nie tylko lepiej oszacować ilości azotu pochodzenia rolniczego w środowisku, ale również pomoże rolnikom lepiej planować  nawożenie upraw – tłumaczy dr Arkadiusz Głogowski.

Realizacja projektu dr. Głogowskiego jest prowadzona przy współpracy z Gospodarstwem Rolnym w Lubnowie i ma przyczynić się do lepszego zrozumienia migracji azotu w środowisku, co ma potencjał do ograniczenia negatywnego wpływu rolnictwa na ekosystemy wodne. Dzięki temu możliwa będzie optymalizacja dawek nawozowych, co przyniesie korzyści ekonomiczne poprzez zmniejszenie wydatków oraz środowiskowe poprzez ochronę bioróżnorodności. Optymalne zarządzanie zasobami nawozowymi zwiększa również odporność rolnictwa na wahania cen nawozów na rynku.

Badania naukowca mają istotne znaczenie w skali międzynarodowej, wypełniając lukę badawczą dotyczącą mobilności azotu w środowisku.

• 

  Od pola do laboratorium – Czy AI i zrównoważony rozwój to przyszłość rolnictwa?

  W ostatnim w tym sezonie odcinku podcastu, dr Wiesław Fiałkiewicz i Józef Puciłowski podzielili się swoimi doświadczeniami i poglądami na temat rolnictwa w obliczu współczesnych wyzwań, takich jak zmiany klimatu. Eksperci dyskutowali na temat związku nauki z praktyką rolniczą, podkreślając, jak innowacje mogą wspierać zrównoważony rozwój upraw.

• 

  Cyfrowy bliźniak pomoże w transformacji energetycznej miast

  Naukowcy z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki UPWr pracują nad projektem DigiTwins4PEDs, który do modelowania aspektów energetycznych miast wykorzysta cyfrowego bliźniaka miasta. To krok w kierunku miast neutralnych pod względem emisji dwutlenku węgla i zrównoważonej przyszłości energetycznej. Badania finansuje Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.