Precíziós mezőgazdaság

A precíziós mezőgazdaság a modern adatvezérelt technológiák használatának gyűjtőfogalma a növénytermesztésben. A hagyományos technikákhoz képest a precíziós mezőgazdaságnak számos előnye van. A precíziós technológiák alkalmazása szerepet játszhat a helyi talajtípusok megértésében, a talajminőség javításában, a reális növényi döntések meghozatalában, az öntözés időzítésének és a betakarítás pillanatainak kezelésében, a betegségek tervezésében és alkalmazásában, a kártevők és gyomok kezelésében, a tápanyagok alkalmazásában, a nyomon követésben és a hozam-előrejelzésben. A precíziós mezőgazdaság lehetővé teszi egy adott mezőgazdasági terület térbeli igényeinek jobb megértését, ami rendkívül pontos döntéstámogató eszközökkel és korai előrejelző rendszerekkel párosulhat. Ezen eszközök alkalmazása megakadályozza a pazarló tevékenységeket, és tájékoztatást nyújt az időben történő irányításhoz. A víz, a vegyi anyagok és az energia felhasználásának optimalizálásával a precíziós mezőgazdaság csökkenti az ágazat éghajlatváltozással szembeni sebezhetőségét, különös tekintettel az aszályokra, a szélsőséges időjárási eseményekre, valamint az éghajlattal kapcsolatos kártevőkre és betegségekre. Döntések arról, hogy mennyi műtrágyát, mikor kell permetezni, mikor kell vizet (és mennyit) lehet hozni a terepen lévő berendezésekhez kapcsolódó döntéstámogató rendszerekkel. Ez lehetővé teszi a mezőgazdasági termelők számára, hogy távolról ellenőrizzék a fontos folyamatokat, időt, energiát és erőforrásokat takarítva meg. Ez nemcsak a hozamot fogja javítani, hanem prediktív előrejelzést is adhat, ami megfelelő és időben történő fellépéshez vezet. Ez nagyobb rugalmasságot tesz lehetővé a teljes termés szélsőséges időjárási eseményekhez való hozzáigazításában is, mivel az előrejelzés és más adatvezérelt környezeti tényezők valós időben fogalmazhatók meg és frissíthetők. 

A precíziós mezőgazdaságban használt technológiák folyamatosan fejlődnek. A dolgok internete (IoT), a nagy adathalmazok elemzése, a mesterséges intelligencia (MI) és a gépi tanulás egyaránt felhasználható, optimalizálható és kombinálható a megalapozott vezetői döntések meghozatalához. Emellett a nagy felbontású (térbeli, spektrális és időbeli) műholdas képek növekvő elérhetősége a mezőgazdaságban is előmozdította a távérzékelés használatát. 

A precíziós mezőgazdasági technikák három különböző térbeli szinten igénylik a szoftver és a hardver integrációját: 

• Talaj: ez az a hely, ahol a fizikai műveleteket helyben, mezőgazdasági gépekkel, öntözőberendezésekkel, illetve aktív vagy passzív érzékelő berendezésekkel hajtják végre. A GPS-t (globális helymeghatározó rendszer) a földi berendezésekkel együtt használják, hogy valós idejű helymeghatározási információkat gyűjtsenek, amelyek lehetővé teszik az öntözőrendszer, a mezők és a környező táj térképét. Segíthet a problémás területek lokalizálásában is (az áradásoktól a kártevők kitöréséig). A GPS kormányozhatja a traktort, vagy speciális vetőmag- vagy műtrágya-alkalmazási térképeket biztosít a megfelelő felszereléssel. 
• Légi : Az öntözésre, permetezésre vagy vetésre már használt pilóta nélküli légi járművek (drónok) vagy terményporolók a termény fényvisszaverő tulajdonságainak megfigyelésére vagy észlelésére használhatók azáltal, hogy egy kamerát multispektrális, hiperspektrális vagy termikus érzékelőkkel csatlakoztatnak. A termésvisszaverő tulajdonságok nagyon gyakori gazdálkodási problémákat jeleznek, például a gyomsűrűséget, a betegségek előfordulását, a tápanyaghiányt stb. 
• Műhold: A fentiekhez hasonlóan a műholdak is figyelhetik a nagyobb tájszintű mintákat. Ez a megfigyelés általában nagyobb térbeli léptékben/alacsonyabb felbontással történik, mint a légi drónok, amelyek képesek megfigyelni a föld tulajdonságait és a regionális időjárási mintákat a vegetációs indexek előrejelzése és észlelése érdekében. A műholdakból származó adatok nyílt forrásokból és szolgáltatásokból, például a Kopernikusz szárazföld-monitoring szolgáltatásából szerezhetők be. 

Általában véve a mezőgazdasági termelő vagy a földtulajdonos közvetlenül részt vesz az új precíziós technológiák végrehajtásában bármely kapcsolódó technológiai vállalattal. A precíziós mezőgazdaság a harmadik féltől származó adatkészletek, illetve a műholdas vagy időjárási adatfolyamok elérhetőségétől és hozzáférhetőségétől is függ. Ezért szoros együttműködésre van szükség a mezőgazdasági termelők, a mezőgazdasági tanácsadási szolgáltatások (amelyek ismeretekkel és készségekkel látják el a mezőgazdasági termelőket), a kutatók és a politikai döntéshozók között. Ennek a lehetőségnek a megvalósítása gyakran szükségessé teheti egy olyan regionális vagy nemzeti kormányzati programmal vagy szövetséggel való kapcsolatot, amely felszínborítási információkat és erőforrásokat biztosít. A helyi megoldások külső hozzájárulás nélkül is megvalósíthatók, de költségesebbek lehetnek, vagy házon belüli szakértelmet igényelhetnek.  

A precíziós gazdálkodási technológia integrált eszközöket biztosít a jobb mezőgazdasági döntéshozatalhoz. Bár a mezőgazdasági termelők általában olyan precíziós technológiák alkalmazására törekednek, amelyek csökkentik a költségeket, a precíziós gazdálkodás számos előnnyel jár, amelyek elősegíthetik e lehetőség sikerét. A precíziós mezőgazdaság segíthet megalapozott döntéseket hozni az ültetéssel, a gazdálkodással és a betakarítással kapcsolatban, segíthet kezelni a helyi trágyázást és az öntözési mennyiségeket. A megfelelő eszközökkel a precíziós technikák irányíthatják a gépeket, lokalizálhatják és kezelhetik a kártevőket, a betegségeket vagy az aszályt, és megvédhetik a talajt a kimosódástól vagy a kiszáradástól, ezáltal költségeket takaríthatnak meg, csökkenthetik az elpazarolt növényeket és üzemanyagot, és kezelhetik a munkaterhelést. Azok a kezdeményezések, amelyek növelik a mezőgazdasági termelők tudatosságát ezekkel az előnyökkel kapcsolatban, valamint a különböző technikákkal és készségekkel kapcsolatos ismereteket, elősegíthetik e lehetőség tényleges végrehajtását. 

A számos előny és a rendelkezésre álló precíziós eszközök széles választéka ellenére a precíziós mezőgazdaság még mindig nagyon alacsony végrehajtási aránnyal rendelkezik. Megállapítottak néhány magyarázatot az alacsony elfogadási arányra, többek között a beruházások és a tanulás magas költségeit, a többletmunkát, a költség-haszon arányt, a technológiák hitelességével kapcsolatos kétségeket, a mezőgazdasági termelők hasznosságról alkotott képét, a könnyű használatot, a mezőgazdasági termelők életkorát és iskolázottsági szintjét, valamint az erőforrások rendelkezésre állását. A legnagyobb probléma/korlátozás a termelők számára, hogy tudják, hogyan értelmezzék az összes összegyűjtött adatot, és hogyan járjanak el. Az uniós finanszírozású Demeter-projekt (H2020) eredményei feltárták, hogy az adatvédelem releváns aggály lehet a mezőgazdasági termelők számára, aggódva amiatt, hogy harmadik felek tulajdonjogot szereznek személyes adataik felett. A jelentések szerint az erőforrások hiánya és a magas végrehajtási költségek jelentik a fő akadályokat. A kis gazdasági szereplők erőforrások vagy megfelelő ismeretek nélkül is lemaradhatnak erről a lehetőségről, ami hatással lehet az igazságos rezilienciára. 

A precíziós mezőgazdasági infrastruktúra és szolgáltatások beszerzési költsége magas lehet az e technológia egyéni/mezőgazdasági szintű használatához szükséges beruházások és az adott szolgáltatáshoz kapcsolódó díj miatt. Időre és pénzre van szükség a képzéshez és a tudás biztosításához, a drága vagy rendkívül speciális gépekhez vagy technológiákhoz, vagy egy erre a célra kijelölt kiszervezett szolgáltatóhoz. A közös szabványok nélküli jelenlegi helyzetben a mezőgazdasági kistermelők gyakran nem tudják megjavítani vagy beállítani a berendezéseket, ami arra kényszeríti őket, hogy késedelmeket és költségeket kockáztassanak, amikor megfelelő technikai támogatásért visszatérnek a gyártókhoz. A költségek a rendszer telepítésével (pl. hardver és szoftver, képzés, engedélyezés) és üzemeltetésével (javítás, karbantartás) kapcsolatosak. Számos ismert európai ösztönző létezik, például a precíziós mezőgazdaság, amely támogathatja a közös agrárpolitika végrehajtását. 

Néhány költségpélda (Farm-europe) a következő: 

• A meteorológiai állomások 400 és 2000 euró közötti beruházást igényelnek. 
• A döntéstámogató eszközök ingyenesek lehetnek. Azok, amelyek előírják az érzékelőkből és a növények műholdas képeiből származó bemeneti mennyiségeket, legfeljebb 20 EUR/ha/év költséget jelentenek. 

• A precíziós permetezők 3000 és 40 000 euró között változhatnak. 
• Gépi irányítás (MG) és ellenőrzött forgalmú gazdálkodás (CTF) a pontosság növelése érdekében a telephelyen belüli skálán:  a költségek körülbelül 1300 EUR és 50 000 EUR között változnak  
• A gyomláló robotok ára 25 000 és 80 000 euró között mozog. 
• A pivot öntözőrendszerek áramlásszabályozói a legmegfizethetőbbek 1300 eurótól kezdve, és a pivot vezérlő öntözőrendszerek akár 35 000 euróba is kerülhetnek. A csepegtető öntözés költsége kb. 40 EUR/ha. 
• Bármi legyen is az eszköz és annak költsége, képzésre van szükség, amely 420 és 1400 euró között változhat. 

Figyelembe kell venni a gépek és technológiák karbantartásának többletköltségeit, bár ezekről nem számoltak be külön. 

A precíziós technológiák alkalmazása csökkenti a környezetkárosodást és növeli az üzemanyag-hatékonyságot, ami csökkenti a szénlábnyomot (szinergia a mérséklési szempontokkal). Példaként említhető a nitrát kimosódásának csökkentése a növénytermesztési rendszerekben, a talajvíz szennyeződésének csökkentése a permetezési rendszerek kinyerésével, valamint az erózió csökkentése a pontos talajművelés során. A mezőgazdasági termelők számára az előnyök közé tartozik a költségek (gépek, inputanyagok) megtakarítása, valamint a mezőgazdasági üzemek termelékenysége és jövedelme. Várhatóan csökkenni fog az elpazarolt vetőmagok és termékek mennyisége is. A környezeti előnyök közé tartozik a csökkentett eutrofizáció (a tápanyagok alacsonyabb felhasználása miatt) és a szennyezés (a peszticidek alacsonyabb használata miatt). 

Ezenkívül a precíziós mezőgazdaság víz- és energiamegtakarítást tesz lehetővé. Például a nagy értékű gyümölcs- és zöldségnövények precíziós öntözési módszerekkel történő vízmegtakarítása körülbelül 30 EUR/ha/év megtakarítást eredményezett (Balafoutis et al., 2017). A legnagyobb potenciál az aszályra hajlamos területeken, például a Földközi-tenger térségében várható. 

Az Európai Bizottság a precíziós mezőgazdaságot az európai ökológiai paktum, az úgynevezett „európai zöld megállapodás” és „a termelőtől a fogyasztóig” stratégia céljainak elérése érdekében említi. Az EU C ommon A gricultural P olicy (KAP) végrehajtása új „ökorendszereket” foglal magában, amelyek jelentős finanszírozási forrást kínálnak a fenntartható gyakorlatok, többek között a precíziós mezőgazdaság fellendítéséhez. Az e programokból származó finanszírozást annak biztosítására is felhasználják, hogy a kisebb gazdaságok mindegyike hozzáférjen a mezőgazdasági parcellák azonosítására szolgáló számítógépes földrajzi információs rendszer (GIS) technikáihoz és a precíziósabb mezőgazdasági technikák bevezetéséhez szükséges gyors széles sávú internethez. Emellett a p recissziós mezőgazdaság a talajjellemzőkre, az időjárással kapcsolatos indexekre és a termény állapotára vonatkozó georeferencia-adatoknak a parcella szintjén történő gyűjtése révén javíthatja a  C AP hatékony végrehajtását.

A legtöbb technológia megvalósításához egy évre van szükség, de a technológiai szolgáltatók vagy szolgáltatások közötti időigényes képzés és partnerségek hosszabb időt is igénybe vehetnek. A megvalósítási idő a rendelkezésre álló technológiától és költségvetéstől függ. Egyes technológiai lehetőségek több képzést vagy finanszírozást igényelnek, mint mások, de mindegyikhez szükség van egy bizonyos képzési vagy beindítási időszakra, mielőtt teljes mértékben működőképessé válnának. Az alapos kutatás, képzés és előkészítés jelentősen csökkentheti a megvalósítási időt és a tapasztalt felhasználókkal való együttműködést. 

Ez az opció a különböző élettartamú lehetséges technikák széles skáláját tartalmazza. A precíziós gazdálkodási eszközök annyira változatosak, hogy ez a használt hardver / szoftver típusától függ. Helyes végrehajtás esetén a szoftver valós időben adaptálható, és mindaddig releváns marad, amíg az adatgyűjtéshez szükséges hardver működőképes marad. Ebben az esetben az élettartam szinte teljes mértékben a megvalósítás során használt hardver tartósságától függ.