INTERREG projekt Hrvatska-Srbija: AI rješenja za otporniju i rodniju pšenicu

Na Poljoprivrednom institutu Osijek u srijedu, 10. prosinca, održana je završna radionica projekta NET4DINAR, koja je okupila znanstvenike, istraživače i stručnjake iz Hrvatske i Srbije. Događaj je bio prilika ne samo za predstavljanje rezultata dvogodišnjeg rada, već i za širu raspravu o budućnosti digitalne poljoprivrede i oplemenjivanja biljaka u uvjetima klimatskih promjena.

Radionicu je otvorio dr. sc. Dario Novoselović, voditelj projekta, čiji je opušten, ali sadržajan uvod odmah postavio ton cijelog skupa.

"Ovo nije kirurška sala, opustite se. Ideja je da odete kući s nekim ‘aha momentom’, nečim što će vam pomoći u budućim istraživanjima", poručio je okupljenima.

Tijekom uvodnog izlaganja Novoselović je govorio o razvoju oplemenjivanja pšenice na ovim prostorima, iskustvima stečenima tijekom provedbe projekta, ali i o vrlo konkretnim izazovima, od administrativnih procedura do infrastrukturnih zahvata. Posebno se osvrnuo na izgradnju novog plastenika u Osijeku, koju je, uz dozu humora, opisao kao "dvije godine života", ali i naglasio zadovoljstvo činjenicom da Poljoprivredni institut Osijek i Institut za ratarstvo i povrtarstvo Novi Sad danas raspolažu usporedivom opremom i jednakim istraživačkim kapacitetima.

Projekt koji spaja znanost, tehnologiju i regiju

Projekt New Emerging Technologies For Digitalized INnovative Agricultural Research - NET4DINAR (HR-RS00038) provodi se u okviru programa Interreg IPA Croatia–Serbia, uz sufinanciranje Europske unije. Poljoprivredni institut Osijek nositelj je projekta, dok je Institut za ratarstvo i povrtarstvo Novi Sad glavni partnerski institucijski stup s druge strane granice.

Temeljni cilj projekta jest jačanje istraživačkih i inovacijskih kapaciteta u području oplemenjivanja pšenice, uz snažan naglasak na digitalizaciju znanstveno-istraživačkog rada. U praksi to znači povezivanje klasičnih poljskih pokusa s najmodernijim tehnologijama – od dronova i senzora do algoritama umjetne inteligencije.

Kroz zajednički rad razvijeni su modeli za ranu prognozu prinosa zrna pšenice, provedeno je testiranje i selekcija superiorne germplazme, a istraživački procesi ubrzani su i precizirani do razine koja je prije samo nekoliko godina bila nezamisliva.

Jedna od ključnih tema radionice bila je vizualizacija pokusa dronovima, pri čemu je Novoselović demonstrirao snimanje pokusnog polja u Tovarniku. No, kako je naglasio, tehnologija sama po sebi nije dovoljna.

Rana predikcija prinosa, kako izgleda digitalna budućnost oplemenjivanja pšenice?

"Možete vi snimati dronom sve što želite, ali ako podaci nisu vjerodostojni, nemate koristi. Zato je potreban multidisciplinarni tim i zato je ova suradnja toliko važna", istaknuo je.

Standardizacija digitalnih podataka pokazala se kao jedan od najvećih izazova projekta. Snimke iz zraka, multispektralne analize i senzorska mjerenja moraju biti usporedivi u prostoru i vremenu kako bi imali znanstvenu vrijednost. Upravo je na tom području NET4DINAR napravio značajan iskorak.

Šest lokacija, jedan eksperiment

Podaci su prikupljani tijekom vegetacijske godine 2024./25. na šest lokacija u Hrvatskoj i Srbiji: Kutjevo, Osijek, Tovarnik, Sombor, Novi Sad i Sremska Mitrovica. Svaka od tih lokacija predstavlja specifičnu mikroekološku zonu, od područja sklonih suši do izrazito plodnih tala s povećanim pritiskom bolesti.

Na svakoj lokaciji proveden je identičan pokus s 60 genotipova pšenice u dva ponavljanja, čime je stvorena jedinstvena i iznimno vrijedna baza podataka. Takva razina sinkronizacije i zajedničkog planiranja dosad nije bila uobičajena u regionalnim istraživanjima.

Osim terenskih mjerenja, znanstvenici su zajednički razvijali metodologiju obrade podataka, uključujući algoritme za predikciju prinosa i indikatore abiotskih i biotskih stresova.

"Odlična suradnja s Novim Sadom jedan je od ključnih stupova projekta. Ovim projektom izgradili smo temelje za aktivniji doprinos europskim istraživačkim inicijativama u digitalnoj i održivoj poljoprivredi", naglasio je Novoselović.

Za razliku od tradicionalnih pokusa u oplemenjivanju pšenice, koji su se desetljećima oslanjali na vizualna opažanja i ručna mjerenja, NET4DINAR je uveo čitav spektar digitalnih alata. U eksperimentima su korišteni dronovi opremljeni RGB i multispektralnim kamerama, sustav LITERAL za očitavanje vegetacijskih indeksa, visine biljaka i broja klasova, ručni spektrometri, oprema za brzu analizu sjemena te softver za automatske, georeferencirane misije snimanja.

Sve to omogućilo je generiranje preciznih podataka u gotovo realnom vremenu. Prema Novoselovićevim riječima, samo u Hrvatskoj tijekom prvih mjeseci projekta obavljeno je 27 letova dronom i dvadesetak snimanja LITERAL uređajem.

Ubrzano oplemenjivanje i novi infrastrukturni iskoraci

Jedan od najvažnijih infrastrukturnih rezultata projekta je izgradnja naprednog plastenika u Osijeku, opremljenog sustavima za kontrolu vlage, temperature i raspodjele vode. Time je omogućena simulacija abiotskih stresova, prvenstveno suše, u kontroliranim uvjetima.

Uz plastenik, nabavljena je i walk-in komora za speed breeding, tehnologiju kojom se oplemenjivački ciklus pšenice skraćuje s godinu dana na oko 150 dana. U takvim uvjetima moguće je dobiti dvije generacije godišnje, čime se genetski napredak znatno ubrzava.

"Uspjeh oplemenjivanja mjeri se genetskom dobiti po godini. Da smo ovakve komore imali prije pet godina, danas bismo bili daleko ispred", istaknuo je Novoselović.

Obrada ogromnih količina podataka generiranih digitalnim mjerenjima jedan je od najvećih izazova projekta. Multispektralne slike, vegetacijski indeksi, visina biljke i broj klasova moraju se povezati s klasičnim mjerenjima prinosa kako bi se razvili pouzdani modeli predikcije.

Na završnoj radionici svoja su rješenja predstavili i vanjski stručnjaci, među njima dr. Marko Panić s Biosense Instituta Novi Sad, koji je govorio o poboljšanim algoritmima strojnog učenja za automatsku ekstrakciju fenotipskih karakteristika i ranu procjenu prinosa pšenice.

Cilj je razviti modele koji će moći predvidjeti prinos, otpornost na stres i prilagodljivost genotipa još tijekom vegetacije, što otvara potpuno novi pristup selekciji.

Povijest i budućnost oplemenjivanja

Novoselović se osvrnuo i na povijest oplemenjivanja pšenice u regiji, koja započinje još krajem 1920-ih godina. Zlatno doba, prema njegovim riječima, bile su 1960-e i 1970-e, dok su klimatske promjene od 1990-ih nadalje otvorile potpuno nove izazove.

"Današnje tehnologije omogućuju nešto što nije bilo moguće ni u najboljem razdoblju 20. stoljeća - detaljno praćenje biljke tijekom cijele vegetacije i kvantificiranje razlika koje su se donedavno procjenjivale isključivo okom", zaključio je.

Projekt NET4DINAR ostavlja dugoročne koristi: moderniziranu infrastrukturu, jedinstvenu bazu podataka, osposobljene mlade istraživače i snažno regionalno partnerstvo. U svijetu u kojem klimatske promjene i sigurnost hrane postaju ključna pitanja, ovakvi projekti pokazuju kako znanost, tehnologija i suradnja mogu ponuditi konkretna rješenja.

"Cilj projekta NET4DINAR je jačanje istraživačkih i inovacijskih kapaciteta u oplemenjivanju pšenice te primjena suvremenih digitalnih tehnologija u znanstveno-istraživačkom radu. Time doprinosimo zelenoj ekonomiji i prilagodbi poljoprivrede klimatskim promjenama", zaključio je Novoselović.