Odborný partner
Jak v úvodu uvedl Ing. Jan Lukáš, Ph.D., z Národního centra zemědělského a potravinářského výzkumu, v. v. i., zemědělství neplní pouze funkci produkce potravin. Zároveň chrání přírodní zdroje a podporuje biodiverzitu a zajišťuje i řadu dalších společensky cenných statků a služeb, jako je například prostor pro odpočinek, s nímž se pojí v ČR jedinečná prostupnost krajiny.
Precizní zemědělství
Zemědělství 4.0 spojené s digitalizací se datuje od roku 2017. Moderní technika už v současnosti umí díky senzorům detekovat choroby, škůdce, plevele i nedostatek výživy v porostu plodin. Roboti dokážou dokonce sklízet měkké ovoce, jako jsou jahody nebo maliny. Klíčové pro budoucnost však bude kromě moderních strojů a technologií také umět je využívat, tj. proškolit personál. Při využití moderní techniky jsou také velmi důležité biologické a agronomické znalosti a zkušenosti. Zkušený agronom umí optimalizovat a správně načasovat opatření při překročení prahu škodlivosti a ušetřit náklady. Principem precizního zemědělství je provádění pěstitelských zásahů ve správný čas, na správném místě a se správnou intenzitou. K tomu potřebujeme co nejpřesnější a nejrelevantnější informace o dění na poli, tj. analýzu heterogenity pozemku, stanovení výnosových map, dostupnost a kvalitu GPS signálu. Výsledkem je úspora materiálu, vyšší výnos a ochrana životního prostředí.
Možnosti využití dat
Pro získávání potřebných dat máme dnes k dispozici širokou škálu nástrojů. Geoinformační systémy (GIS) umožňují prostorovou analýzu a práci s mapovými podklady. Senzorika hraje klíčovou roli a je stále dostupnější. Senzory mohou být umístěny přímo na technice, další jsou ruční nebo dálkové. Ing. Lukáš zmínil RGB kamery, multispektrální kamery a vysoce přesné hyperspektrální kamery, užívané spíše pro vědecké účely. Termokamery měří teplotu povrchu, která je citlivým indikátorem vodního stresu u rostlin. Senzory poskytují kvantitativní data o stavu porostu (zdraví, vitalita, teplota, výška) a půdních vlastnostech (např. půdní vodivost). Satelitní platformy, jako je Sentinel-2, poskytují data vhodná například pro tvorbu aplikačních map pro hnojení. Jejich prostorové rozlišení se liší od dat z dronů, ale pro půdní bloky s velikostí kolem 30 ha mohou poskytnout srovnatelně spolehlivý obraz pro aplikační mapu. Bezpilotní prostředky (drony) umožňují získat velmi detailní snímky konkrétní parcely, kterou je vždy třeba vymezit. S multispektrálními či termálními senzory dokážou detekovat heterogenitu porostu (pomocí vegetačních indexů lze vyčíst např. virovou zakrslost, příp. odrůdové vlastnosti jako poléhání rostlin), problémová místa, ohniska škůdců, chorob či plevelů. Drony umožňují i přímé aplikace (postřik, setí, dosévání), zejména na menších plochách, uplatní se také v sadech či vinohradech. Jejich použití pro aplikace je však stále limitováno legislativou.
Půda má paměť
Díky spektrálním datům, která jsou specifická pro každou rostlinu, dokáží senzory rozklíčovat, co je plevel a co je kulturní plodina. Ing. Lukáš upozornil, že je vždy potřeba vyhodnotit časovou řadu získaných dat (např. vývoj NDVI v průběhu sezóny), nespoléhat jen na bodovou informaci. K časovým řadám je nezbytné přidávat doprovodné informace neboli metadata, jako jsou meteorologické údaje, které pomáhají správně interpretovat stav porostu a půdy. Půda si navíc pamatuje předchozí zásahy a historické souvislosti. Historické snímky ukazují, že strukturování polních bloků nebylo náhodné, ale respektovalo úrodnost jednotlivých částí. Mapy půdní vodivosti dnes opět ukazují tuto heterogenitu půdy a korelaci se stavem porostu nebo výskytem plevelů.
Praktické využití
Jak vysvětlil doc. Ing. Milan Kroulík, Ph.D., z Centra precizního zemědělství České zemědělské univerzity v Praze, získaná a zpracovaná data se promítají do konkrétních pěstitelských zásahů, např. prostřednictvím aplikačních map. Variabilní aplikace umožňuje měnit dávku vstupů (hnojiv, přípravků na ochranu rostlin) v rámci jednoho pole podle zjištěné potřeby. To vede k úsporám a snížení environmentální zátěže. Například spotová aplikace herbicidů ošetřuje plevele jen v přesně vymezených ohniscích. Je důležité rozlišovat mezi variabilní a spotovou aplikací. Spotová aplikace dokáže výrazně snížit množství aplikovaného přípravku. Nicméně i moderní technika má omezení – rychlost reakce postřikovačů může způsobit větší variabilitu dávky na začátku a na konci ohniska, což může vést k místům ošetřeným nedostatečně nebo nadměrně.
Velmi důležitý pro včasnou detekci problémů je monitoring stavu porostů. Termální senzory dokáží včas odhalit vodní stres rostlin, který se projeví rozdíly teplot povrchu půdy v řádu jednotek až desítek stupňů. Obrazová analýza umožňuje kvantifikovat stav porostu – například procento poškození škůdci (hraboši na poli řepky). Detekce plevelů pomocí senzorů může dosahovat spolehlivosti až 97 %. Pomocí páskové aplikace a v kombinaci s mechanickým ošetřením meziporostního prostoru pak lze uspořit 40–70 % herbicidů. Využitím precizního zemědělství lze minimalizovat aplikační překryvy, které na souvratích pozemků mohou vést k opakovanému ošetření až pětiny plochy pozemku. Překryv 15 cm na 100 ha představuje nezanedbatelných 2,5 ha. Kromě úspory přípravků se také sníží riziko vzniku rezistence plevelů.
