Täppispõllumajandus

Täppispõllumajandus on üldmõiste kaasaegsete andmepõhiste tehnoloogiate kasutamiseks põllukultuuride kasvatamisel. Võrreldes traditsiooniliste meetoditega on täppispõllumajandusel palju eeliseid. Täppistehnoloogiate rakendamine võib aidata mõista kohalikke mullatüüpe, parandada mulla kvaliteeti, teha realistlikke põllukultuuride valikuid, hallata niisutamise ajastust, istutamist ja saagikoristusmomente, kavandada ja rakendada haigusi, kahjuri- ja umbrohutõrjet, toitainete kasutamist, seiret ja saagikuse prognoosimist. Täppispõllumajandus võimaldab paremini mõista konkreetse põllumajanduspiirkonna ruumilisi nõudmisi, millega võivad kaasneda väga täpsed otsustamist toetavad vahendid ja varajase hoiatamise süsteemid. Nende vahendite rakendamine hoiab ära raiskavad tegevused ja annab teavet õigeaegseks haldamiseks. Optimeerides vee, kemikaalide ja energia kasutamist, vähendab täppispõllumajandus sektori haavatavust kliimamuutuste suhtes, võttes eelkõige arvesse põudasid, äärmuslikke ilmastikunähtusi ning kliimaga seotud kahjureid ja haigusi. Otsused selle kohta, kui palju väetist, millal pihustada, millal vette (ja kui palju) saab teha, kasutades valdkonna seadmetega ühendatud otsuste tugisüsteeme. See võimaldab põllumajandustootjatel juhtida olulisi protsesse eemalt, säästes aega, energiat ja ressursse. See mitte ainult ei paranda saagikust, vaid võib anda ka ennustavaid prognoose, mis toob kaasa asjakohased ja õigeaegsed meetmed. See võimaldab suuremat paindlikkust kogu saagi kohandamisel äärmuslike ilmastikunähtustega, kuna prognoose ja muid andmepõhiseid keskkonnategureid saab sõnastada ja ajakohastada reaalajas. 

Täppispõllumajanduses kasutatavad tehnoloogiad arenevad pidevalt. Asjade internetti, suurandmete analüüsi, tehisintellekti ja masinõpet saaks kasutada, optimeerida ja kombineerida, et teha teadlikke juhtimisotsuseid. Lisaks on suure eraldusvõimega (ruumiliste, spektraal- ja ajaliste) satelliidifotode parem kättesaadavus edendanud kaugseire kasutamist ka põllumajanduses. 

Täppispõllumajanduse tehnikad nõuavad tarkvara ja riistvara integreerimist kolmel erineval ruumilisel tasandil: 

• Maapind: see on koht, kus füüsilisi toiminguid tehakse kohapeal põllumajandusmasinate, niisutusseadmete või aktiivsete või passiivsete avastamisseadmetega. GPS-i (Global Positioning System)  kasutatakse koos maapealsete seadmetega, et koguda reaalajas asukohateavet, mis võimaldab kaardistada niisutussüsteemi, põlde ja ümbritsevat maastikku. Samuti võib see aidata lokaliseerida probleemseid piirkondi (üleujutustest kahjuripuhanguteni). GPS võib juhtida ka traktorit või pakkuda spetsiaalseid seemnete või väetiste kasutamise kaarte, mis on integreeritud asjakohaste seadmetega. 
• Õhust: Mehitamata õhusõidukeid (droonid) või põllukultuuride tolmuimejaid, mida juba kasutatakse niisutamiseks, pihustamiseks või külvamiseks, saab kasutada põllukultuuride peegeldavate omaduste jälgimiseks või tuvastamiseks, ühendades kaamera multispektraalsete, hüperspektraalsete või termiliste anduritega. Põllukultuuri peegeldavad omadused viitavad väga levinud põllumajanduslikele probleemidele, nagu umbrohu tihedus, haiguste levimus, toitainete puudus jne. 
• Satelliit: Sarnaselt ülaltoodule saavad satelliidid jälgida suuremaid maastikutasandi mustreid. Selline seire on tavaliselt suurema ruumilise ulatusega / madalama resolutsiooniga kui mehitamata õhusõidukid, mis suudavad jälgida maa omadusi ja piirkondlikke ilmastikuolusid, et prognoosida ja tuvastada taimestiku indekseid. Satelliitidelt saab andmeid avalikest allikatest ja teenustest, nagu Copernicuse maismaaseire teenus. 

Üldiselt on põllumajandustootja või maaomanik otseselt seotud uute täppistehnoloogiate rakendamisega mis tahes sidusettevõttes. Täppispõllumajandus sõltub ka kolmandate isikute andmekogumite või satelliit-või ilmastikuandmete voogude kättesaadavusest ja juurdepääsetavusest. Seetõttu on vaja põllumajandustootjate, põllumajandusettevõtete nõustamisteenuste (mis annavad põllumajandustootjatele teadmisi ja oskusi), teadlaste ja poliitikakujundajate vahelist koostööd. Sageli võib selle võimaluse rakendamine nõuda seost piirkondliku või riikliku valitsusprogrammi või -ühendusega, mis pakub maakatteteavet ja -ressursse. Kohalikke lahendusi saab rakendada ka ilma välise sisendita, kuid need võivad olla kulukamad või nõuda asutusesisest oskusteavet. 

Täppispõllumajanduse tehnoloogia pakub integreeritud vahendeid paremate otsuste tegemiseks põllumajanduses. Kuigi põllumajandustootjad soovivad üldiselt võtta kasutusele täppistehnoloogiaid, mis vähendavad kulusid, on täppispõllumajandusel palju eeliseid, mis võivad selle võimaluse edu soodustada. Täppispõllumajandus võib aidata teha teadlikke otsuseid istutamise, haldamise ja koristamise kohta, aidata hallata kohalikku väetamist ja niisutuskoguseid. Õigete tööriistade abil saab täppistehnika abil juhtida masinaid, leida ja ohjata kahjureid, haigusi või põuda ning kaitsta mulda leostumise või kuivamise eest, säästes seeläbi kulusid, vähendades raisatud põllukultuure ja kütust ning hallates töökoormust. Algatused, mis suurendavad põllumajandustootjate teadlikkust sellest kasust ning teadmisi mitmesugustest tehnikatest ja oskustest, võivad soodustada selle võimaluse tegelikku rakendamist. 

Hoolimata paljudest eelistest ja mitmesugustest täppisvahenditest on täppispõllumajanduse rakendamise määr endiselt väga madal. Kindlaks on tehtud mõned selgitused madala kasutuselevõtu määra kohta, sealhulgas suured investeerimis- ja õppimiskulud, lisatöö, kulude ja tulude suhe, kahtlused tehnoloogiate usaldusväärsuses, põllumajandustootja arusaam kasulikkusest, kasutusmugavus, põllumajandustootja vanus ja haridustase ning ressursside kättesaadavus. Kasvatajate jaoks on suurim probleem/piirang teadmine, kuidas tõlgendada kõiki kogutud andmeid ja kuidas nende põhjal tegutseda. ELi rahastatud projekti „Demeter“(H2020) tulemused näitasid, et andmekaitse võib olla põllumajandustootjate jaoks oluline probleem, kuna nad on mures selle pärast, et kolmandad isikud omandavad nende eraandmete omandiõiguse. Peamiste takistustena nimetati vahendite puudumist ja suuri rakenduskulusid. Väikeettevõtjad võidakse sellest võimalusest ilma ressursside või nõuetekohaste teadmisteta kõrvale jätta, mis võib mõjutada õiglast vastupanuvõimet. 

Täppispõllumajanduse taristu ja teenuste ostukulud võivad olla suured investeeringute tõttu, mis on vajalikud selle tehnoloogia kasutamiseks individuaalsel/põllumajandusettevõtte tasandil, ja konkreetse teenusega seotud tasu tõttu. Koolituse ja teadmiste pakkumise, kallite või väga spetsialiseeritud masinate või tehnoloogiate või spetsiaalse allhanketeenuse osutaja jaoks on vaja aega ja raha. Praeguses olukorras, kus puuduvad ühised standardid, ei suuda väikepõllumajandustootjad sageli seadmeid kinnitada või kohandada, mis sunnib neid riskima viivituste ja kuludega, kui nad pöörduvad tootjate poole asjakohase tehnilise toe saamiseks. Kulud on seotud süsteemi kasutuselevõtuga (nt riist- ja tarkvara, koolitus, litsentsimine) ja käitamisega (remont, hooldus). On mitmeid tuntud Euroopa stiimuleid, nagu täppispõllumajandus, mis võivad toetada ühise põllumajanduspoliitika rakendamist. 

Mõned kulunäited (Farm-europe) hõlmavad järgmist: 

• Ilmajaamad vajavad 400 kuni 2000 euro suurust investeeringut. 
• Otsuseid toetavad vahendid võivad olla tasuta. Nende puhul, millega nähakse ette anduritelt ja põllukultuuride satelliidifotodelt saadavate sisendite kogused, on maksimaalne kulu 20 eurot hektari kohta aastas. 

• Täppispihustid võivad olla vahemikus 3000 - 40 000 eurot. 
• Masinajuhtimine (MG) ja kontrollitud liiklusega põllumajandustootmine (CTF), et saada täpsust proovitükisisesel skaalal:  kulud varieeruvad umbes 1300 eurost 50 000 euroni  
• Umbrohutõrjerobotid maksavad 25 000 kuni 80 000 eurot. 
• Pöördniisutussüsteemide vooluregulaatorid on kõige taskukohasemad alates 1300 eurost ja pöördniisutussüsteemide juhtimissüsteemid võivad maksta kuni 35 000 eurot. Tilkkastmine maksab umbes 40 eurot hektari kohta. 
• Olenemata vahendist ja selle maksumusest on koolitus vajalik ning võib ulatuda 420 eurost kuni 1400 euroni. 

Arvesse tuleb võtta masinate ja tehnoloogiate hooldamisega seotud lisakulusid, kuigi neist ei ole eraldi teatatud. 

Täppistehnoloogiate kasutamine vähendab keskkonnaseisundi halvenemist ja suurendab kütusesäästlikkust, mille tulemuseks on CO2 jalajälje vähenemine (sünergia koos leevendusaspektidega). Näiteks võib tuua nitraatide leostumise vähenemise viljelussüsteemides, põhjavee saastumise vähenemise pihustamisrežiimide abil ja erosiooni vähenemise täpsel maaharimisel. Põllumajandustootjate kasu seisneb kulude (masinad, sisendid) ning põllumajandusettevõtte tootlikkuse ja sissetulekute kokkuhoius. Samuti on oodata raisatud seemnete ja toodete vähenemist. Keskkonnakasu hõlmab eutrofeerumise vähendamist (toitainete väiksema kasutamise tõttu) ja reostuse vähendamist (pestitsiidide väiksema kasutamise tõttu). 

Lisaks võimaldab täppispõllumajandus säästa vett ja energiat. Näiteks leiti, et vee säästmine väärtuslike puu- ja köögiviljakultuuride puhul tänu täppisniisutusmeetoditele säästab ligikaudu 30 eurot hektari kohta aastas (Balafoutis et al., 2017). Suurimat potentsiaali oodatakse põuaaldistes piirkondades, nagu Vahemere piirkond. 

Euroopa Komisjon nimetab täppispõllumajandust Euroopa rohelise kokkuleppe ja strateegia „Talust taldrikule“eesmärkide saavutamise viisiks. EL C ommon A gricultural P olicy (ÜPP) rakendamine hõlmab uusi ökokavasid, mis pakuvad suurt rahastamisvoogu, et edendada kestlikke tavasid, sealhulgas täppispõllumajandust. Nende programmide rahalisi vahendeid kasutatakse ka selleks, et tagada väiksematele põllumajandusettevõtetele juurdepääs kiirele lairibainternetiühendusele, mida on vaja põllumajanduslike maatükkide identifitseerimise süsteemi jaoks vajalike arvutipõhise geograafilise teabe süsteemi (GIS) meetodite jaoks ja täpsemate põllumajandusmeetodite rakendamiseks. Lisaks võiks täppispõllumajandus tõhustada ühise tegevuskava tõhusat rakendamist, kogudes georefereeritud andmeid mulla omaduste, ilmastikuga seotud indeksite ja põllukultuuride seisundi kohta põldude  tasandil.

Enamiku tehnoloogiate rakendamiseks on vaja ühte aastat, kuid koolitus ja partnerlus tehnoloogia pakkujate või teenuste vahel võib kesta kauem. Rakendamise aeg sõltub kasutatavast tehnoloogiast ja eelarvest. Mõne tehnoloogiavaliku puhul on vaja rohkem koolitust või rahastamist kui teiste puhul, kuid kõigi puhul on vaja teatavat koolitus- või käivitusperioodi, enne kui need täielikult toimima hakkavad. Põhjalik uurimine, koolitus ja ettevalmistus võivad oluliselt lühendada rakendusaega ja teha koostööd kogenud kasutajatega. 

See valik hõlmab laia valikut võimalikke tehnikaid, millel on erinev eluiga. Täppispõllumajanduse tööriistad on nii mitmekesised, et see sõltub kasutatava riistvara/tarkvara tüübist. Kui tarkvara rakendatakse õigesti, saab seda reaalajas kohandada ja see jääb asjakohaseks seni, kuni andmete kogumiseks vajalik riistvara on töökorras. Sellisel juhul sõltub eluiga peaaegu täielikult rakendamisel kasutatava riistvara vastupidavusest.