V súčasnej dobe práca a podnikanie na poliach čelia veľmi rýchlym zmenám a inováciám. Inovatívne technológie napomáhajú farmárom zabezpečiť ekonomiku a konkurencieschopnosť výroby, ochranu životného prostredia a prispievajú k produkcii zdravých potravín.
Inovatívne technológie, zastrešované pojmom „presné poľnohospodárstvo“, sú pre farmárov dostupné na rôznych úrovniach už niekoľko desaťročí. Využívanie technológií presného poľnohospodárstva znamená najmä získavanie veľkého množstva informácií o pôde a poraste, ich spracovanie, správnu interpretáciu a následný zásah. Pri ich reálnom využívaní v agronomickej praxi však zostávajú práve posledné dva zmienené kroky slabým článkom. Úspešnosť závisí nielen od technickej a technologickej úrovne farmy, ale najmä od znalostí užívateľov, ktoré sú potrebné k správnej interpretácii získaných informácií.
Ako indikátor mnohých agrotechnických zásahov je využívaný porast, jeho stav a prejavy. Vysoko presné metodiky pre hnojenie a chemickú ochranu pomáhajú určiť správnu dávku. Nevýhodou v tradičnom prístupe je však fakt, že nie je rešpektovaná tzv. variabilita v priestore. Znamená to, že agronóm nedokáže reagovať na priestorovú zmenu parametra v rámci parcely. Z tohto dôvodu sa do popredia dostávajú technológie, ktoré umožňujú zachytiť variabilitu, teda premenlivosť sledovaného parametra na pozemku a dávky / zásahy variabilne meniť.
Z pohľadu získavania informácií o porastoch je v ostatných rokoch nepochybne trendom využívanie bezpilotných lietadiel (UAV – Unmanned Areal Vehicle). Ide o zariadenia, ktoré sa využívajú ako nosiče rôznych typov záznamových zariadení / senzorov na palube. Najčastejšie ide o multispektrálne kamery, v tomto prípade senzory reagujú na biologické procesy rastliny a tak je možné určiť poškodenie rastlín chorobami, škodcami, rôznu zásobenosť porastu dusíkom. Uplatnenie nachádzajú aj termokamery, ktorými je možné napr. zisťovanie vodného stresu u plodín a tradičné RGB kamery, ktorými je možné vytvárať presné fotografie parciel, alebo napr. kontrolovať pracovné operácie.
Výhodou používania bezpilotných lietadiel (UAV) je rýchly a okamžitý pohľad na dané pozemky, kontrola dodržiavania agrotechniky, vzchádzania, výskytu burín, chorôb a škodcov. Analýza údajov umožňuje včasné rozhodnutie o ďalších postupoch pri pestovaní plodín počas celého vegetačného obdobia. Následne je možný rýchly a spoľahlivý zásah vytvorením tzv. aplikačných máp a následnou variabilnou aplikáciou.
Samotné snímkovanie bezpilotnými lietadlami sa uskutočňuje vo výške približne 120 m nad povrchom zeme. Doba letu takéhoto lietadla je asi 45 minút a za tento čas nasníma plochu cca 100 hektárov. Dĺžka letu je ovplyvnená aj poveternostnými podmienkami. Prevádzkovanie UAV je prísne sledované a riadi sa Zákonom o civilnom letectve. Lietať s ním môže iba licencovaný pilot, ktorý úspešne absolvoval skúšky na dopravnom úrade. Lietadlo musí byť poistené a registrované na dopravnom úrade a firma musí mať povolenie na vykonávanie leteckých prác, ktoré tiež vydáva dopravný úrad.
Získané dáta je možné okamžite spracovať a v priebehu niekoľkých minút tak mať k dispozícii údaje s celkovým náhľadom na pole a taktiež návrhom na prípravu aplikačnej mapy. Po dohovore s farmárom (agronómom) je možné okamžite vytvoriť aplikačnú mapu, ktorá sa v príslušnom formáte nahrá do riadiaceho počítača aplikačného zariadenia. Zjednodušene povedané, variabilnú aplikáciu na základe snímkovania pomocou UAV je možné realizovať do niekoľkých hodín.
Stav vegetácie a predovšetkým jej variabilita umožňujú detekovať rôzne problémy, ktoré môžu následne spôsobiť zníženie úrody. Variabilitu úrody na konci pestovateľského obdobia je možné zachytiť predovšetkým pomocou monitorovania a mapovania úrody počas zberu obilným kombajnom. Príklad multispektrálnej snímky parcely získanej počas vegetácie a variability úrody na parcele je uvedený na obr. 1. Snímkovanie umožňuje odhaliť aj rôzne formy poškodenia porastu, napr. poškodenie divou zverou (obr. 2).
Obr. 1: Multispektrálna snímka parcely počas vegetácie (vľavo) a úrodová mapa získaná počas zberu plodiny obilným kombajnom (vpravo).
Obr. 2: Monitorovanie porastu kukurice a jeho poškodenie divou zverou.
Úlohou presného poľnohospodárstva však nie je len konštatovanie variability porastu, jeho poškodenia resp. variability úrody. Cieľom by malo byť hľadanie príčin, ktoré zníženie úrody na daných miestach parcely spôsobili a ich následné odstránenie alebo zmiernenie. Uvádzame preto niekoľko úspešných príkladov z praxe na Slovensku.
Snímkovanie bezpilotnými lietadlami je možné využiť takmer počas celého vegetačného obdobia plodiny, ale aj mimo neho. Pokiaľ snímkujeme parcelu bez vegetačného krytu, je možné identifikovať napr. problémy s vodnou eróziou pôdy, zamokrené časti – nefunkčné drenážne systémy a pod. Príkladom je fotografia na obr. 3, kde na poraste cukrovej repy cca 3 týždne po sejbe je viditeľný smer a miesta vodnej erózie.
Obr. 3: RGB snímka vybranej lokality.
Príklad ďalšej úspešnej aplikácie je multispektrálna snímka (obr. 4) a RGB snímka (obr. 5) tej istej parcely po vzídení plodiny. Pomocou nich bolo možné identifikovať a lokalizovať problém pri vzchádzaní už v čase, kedy sa ešte nedá rozpoznať voľným okom jeho rozsah, čo umožnilo realizovať podsev plodiny (obr. 6).
Obr. 4: Multispektrálna snímka parcely po vzídení porastu, pričom žlté odtiene naznačujú problémy pri vzchádzaní.
Obr. 5: RGB snímka parcely.
Obr. 6: Zapojenie porastu po približne 3 týždňoch po podseve plodiny.
Ďalšou úspešnou aplikáciou UAV v agronomickej praxi je monitorovanie variabillity deficitu dusíka v poraste a jeho následná variabilná aplikácia, prípadne identifikovanie problému s deficitom iných živín, pH pôdy a pod. Tu ako príklad uvádzame snímky pozemku s pšenicou ozimnou, úrodovú mapu a navrhnutú aplikačnú mapu pre variabilnú úpravu pH (obr. 7). Snímka parcely po realizácii variabilného vápnenia je uvedená na obr. 8.
Obr. 7: Monitorovanie pšenice ozimnej (multispektrálny a RGB snímok) – úrodová mapa a navrhnutá mapa pre úpravu pH.
Obr. 8: Snímka parcely po aplikácii jemne mletého vápanca na základe navrhnutej aplikačnej mapy.
Ďalším príkladom je napr. monitorovanie porastu kukurice a poškodenie porastu divou zverou, ako je uvedené na obr. 2.
Ako vyplýva z doterajších skúseností, využívanie UAV v poľnohospodárskej praxi poskytuje množstvo výhod najmä v podobe okamžitej dostupnosti údajov farmárovi. V kombinácii so správnym a nezastupiteľným rozhodnutím agronóma umožňuje pomocou technológie variabilnej aplikácie realizovať ekonomicky a environmentálne efektívnejšie vstupy do výroby. Zostáva už len ochota a vôľa užívateľov využiť potenciál týchto technológií, a tým rešpektovať variabilitu svojho výrobného prostredia.
Autor: Bc. Svetlana Košánová, Fakulta Agrobiológie a potravinových zdrojov SPU v Nitre, doc. Ing. Jana Galambošová, PhD., Katedra strojov a výrobných biosystémov, Technická fakulta, SPU v Nitre
