Tikslioji žemdirbystė

Tikslioji žemdirbystė – tai bendras terminas, kuriuo remiantis auginant pasėlius naudojamos šiuolaikinės duomenimis grindžiamos technologijos. Palyginti su tradiciniais metodais, tikslusis ūkininkavimas turi daug privalumų. Tiksliųjų technologijų diegimas gali padėti suprasti vietos dirvožemio tipus, pagerinti dirvožemio kokybę, priimti realistiškus pasėlių sprendimus, valdyti drėkinimo laiką, sodinimo ir derliaus nuėmimo momentus, planuoti ir taikyti ligas, kenkėjų ir piktžolių valdymą, maisto medžiagų naudojimą, stebėseną ir derliaus prognozavimą. Tikslusis žemės ūkis padeda geriau suprasti konkrečios žemės ūkio paskirties žemės erdvinius poreikius, o tai gali būti derinama su labai tiksliomis paramos priimant sprendimus priemonėmis ir ankstyvojo perspėjimo sistemomis. Šių priemonių taikymas užkerta kelią nereikalingiems veiksmams ir suteikia informacijos, kad būtų galima laiku valdyti. Optimizuojant vandens, cheminių medžiagų ir energijos naudojimą, tikslusis ūkininkavimas mažina sektoriaus pažeidžiamumą dėl klimato kaitos, ypač atsižvelgiant į sausras, ekstremalius meteorologinius reiškinius ir su klimatu susijusius kenkėjus bei ligas. Sprendimai, kiek trąšų, kada purkšti, kada į vandenį (ir kiek) gali būti priimami naudojant sprendimų palaikymo sistemas, sujungtas su lauko įranga. Tai leidžia ūkininkams nuotoliniu būdu kontroliuoti svarbius procesus, taupyti laiką, energiją ir išteklius. Tai ne tik pagerins derlių, bet ir gali suteikti prognozavimo prognozę, o tai lemia tinkamus ir savalaikius veiksmus. Tai leidžia lanksčiau pritaikyti visą derlių prie ekstremalių meteorologinių reiškinių, nes prognozavimas ir kiti duomenimis grindžiami aplinkos veiksniai gali būti formuluojami ir atnaujinami realiuoju laiku. 

Tiksliajame žemės ūkyje naudojamos technologijos nuolat tobulėja. Daiktų internetas (DI), didžiųjų duomenų analizė, dirbtinis intelektas (DI) ir mašinų mokymasis galėtų būti naudojami, optimizuojami ir derinami siekiant priimti informacija pagrįstus valdymo sprendimus. Be to, didėjantis didelės skiriamosios gebos (erdvinių, spektrinių ir laikinių) palydovinių vaizdų prieinamumas paskatino nuotolinio stebėjimo naudojimą ir žemės ūkyje. 

Taikant tiksliojo ūkininkavimo metodus reikia integruoti programinę ir aparatinę įrangą trimis skirtingais erdviniais lygmenimis: 

• Pagrindas: čia fiziniai veiksmai atliekami vietoje naudojant žemės ūkio mašinas, drėkinimo įrangą arba aktyviąją ar pasyviąją aptikimo įrangą. GPS (pasaulinė padėties nustatymo sistema)  naudojama su antžemine įranga, kad būtų galima rinkti tikralaikę vietos informaciją, leidžiančią drėkinimo sistemos žemėlapius, laukus ir aplinkinį kraštovaizdį. Tai taip pat gali padėti lokalizuoti problemines teritorijas (nuo potvynių iki kenkėjų protrūkių). GPS taip pat gali valdyti traktorių arba pateikti specialius sėklų ar trąšų naudojimo žemėlapius, integruotus su atitinkama įranga. 
• Antena: Nepilotuojami orlaiviai (bepiločiai orlaiviai) arba pasėlių dulkių siurbliai, jau naudojami drėkinimui, purškimui ar sėjai, gali būti naudojami pasėlių atspindinčioms savybėms stebėti arba aptikti, sujungiant kamerą su daugiaspektriais, hiperspektriniais ar šiluminiais jutikliais. Pasėlius atspindinčios savybės rodo labai paplitusias ūkininkavimo problemas, tokias kaip piktžolių tankis, ligų paplitimas, maisto medžiagų trūkumas ir kt. 
• Palydovinė: Panašiai kaip ir aukščiau, palydovai gali stebėti didesnius kraštovaizdžio lygio modelius. Ši stebėsena paprastai vykdoma didesniu erdviniu mastu ir (arba) mažesnės skiriamosios gebos nei bepiločiai orlaiviai iš oro, kurie gali stebėti žemės savybes ir regioninius meteorologinius modelius prognozavimui ir augmenijos indeksų nustatymui. Palydovų duomenis galima gauti iš atvirųjų šaltinių ir naudojantis tokiomis paslaugomis kaip „Copernicus“ žemės paviršiaus stebėsenos paslauga. 

Paprastai ūkininkas arba žemės savininkas tiesiogiai dalyvauja diegiant naujas tiksliąsias technologijas kartu su bet kuriomis asocijuotosiomis technologijų bendrovėmis. Tikslusis žemės ūkis taip pat priklauso nuo trečiųjų šalių duomenų rinkinių arba palydovų ar meteorologinių duomenų srautų prieinamumo ir pasiekiamumo. Todėl būtinas ūkininkų, ūkių konsultavimo tarnybų (kurios ūkininkams suteikia žinių ir įgūdžių), mokslininkų ir politikos formuotojų bendradarbiavimas. Dažnai įgyvendinant šią galimybę gali prireikti sąsajos su regionine ar nacionaline vyriausybine programa ar asociacija, kuri teikia informaciją apie žemės dangą ir išteklius. Vietos sprendimai taip pat gali būti įgyvendinami be išorės indėlio, tačiau jie gali būti brangesni arba jiems gali prireikti vidaus ekspertinių žinių. 

Tiksliojo ūkininkavimo technologija suteikia integruotas priemones geresniam sprendimų priėmimui žemės ūkyje. Nors ūkininkai paprastai siekia taikyti tiksliąsias technologijas, kuriomis mažinamos sąnaudos, tikslusis ūkininkavimas turi daug privalumų, kurie gali būti palankūs šios galimybės sėkmei. Tikslioji žemdirbystė gali padėti priimti pagrįstus sprendimus dėl sodinimo, valdymo ir derliaus nuėmimo, padėti valdyti vietinį tręšimą ir drėkinimo kiekius. Naudojant tinkamus įrankius, tikslūs metodai gali valdyti mašinas, aptikti ir valdyti kenkėjus, ligas ar sausras ir apsaugoti dirvožemį nuo išplovimo ar išdžiūvimo, taip taupant išlaidas, mažinant iššvaistytus pasėlius ir kurą bei valdant darbo krūvį. Iniciatyvos, kuriomis didinamas ūkininkų informuotumas apie šią naudą ir žinios apie įvairius metodus ir įgūdžius, gali padėti faktiškai įgyvendinti šią galimybę. 

Nepaisant daugybės privalumų ir įvairių turimų tiksliojo ūkininkavimo priemonių, tiksliojo ūkininkavimo įgyvendinimo lygis vis dar yra labai žemas. Nustatyta keletas žemo įvaikinimo lygio paaiškinimų, įskaitant dideles investicijų ir mokymosi išlaidas, papildomą darbą, sąnaudų ir naudos santykį, abejones dėl technologijų patikimumo, ūkininko suvokimą apie naudingumą, naudojimo paprastumą, ūkininko amžių ir išsilavinimo lygį bei išteklių prieinamumą. Didžiausia problema ir (arba) apribojimas augintojams yra žinoti, kaip interpretuoti visus surinktus duomenis ir kaip su jais elgtis. ES finansuojamo projekto „Demeter“(„Horizontas 2020“) rezultatai parodė, kad duomenų privatumas gali kelti didelį susirūpinimą ūkininkams, nerimaujantiems, kad trečiosios šalys įgis nuosavybės teisę į savo privačius duomenis. Kaip pagrindinės kliūtys buvo nurodytos išteklių trūkumas ir didelės įgyvendinimo išlaidos. Pagal šią galimybę smulkieji veiklos vykdytojai gali likti nuošalyje neturėdami išteklių ar tinkamų žinių, o tai gali turėti įtakos teisingam atsparumui. 

Tiksliojo žemės ūkio infrastruktūros ir paslaugų pirkimo išlaidos gali būti didelės dėl investicijų, kurių reikia norint naudoti šią technologiją individualiu ir (arba) ūkio lygmeniu, ir dėl mokesčio, susijusio su konkrečia paslauga. Mokymui ir žinių teikimui, brangioms ar labai specializuotoms mašinoms ar technologijoms arba specialiam užsakomųjų paslaugų teikėjui reikia laiko ir pinigų. Dabartinėje padėtyje atsidūrę smulkūs ūkininkai, neturintys bendrų standartų, dažnai negali pataisyti ar pritaikyti įrangos, todėl grįžę pas gamintojus, kad gautų tinkamą techninę paramą, jie rizikuoja vėluoti ir patirti išlaidų. Išlaidos yra susijusios su sistemos diegimu (pvz., aparatine ir programine įranga, mokymu, licencijavimu) ir eksploatavimu (remontu, technine priežiūra). Yra keletas žinomų Europos paskatų, pvz., tikslusis ūkininkavimas, kurios gali padėti įgyvendinti bendrą žemės ūkio politiką. 

Keletas išlaidų pavyzdžių („Farm-europe“): 

• Meteorologinėms stotims reikia 400-2 000 eurų investicijų. 
• Sprendimų priėmimo pagalbinės priemonės gali būti nemokamos. Tų sistemų, kuriose nurodyti iš jutiklių ir palydovinių pasėlių vaizdų gautini įvesties kiekiai, išlaidos yra ne didesnės kaip 20 EUR už hektarą per metus. 

• Tikslieji purkštuvai gali būti nuo 3 000 iki 40 000 EUR. 
• Mašininis orientavimas (MG) ir kontroliuojamo eismo ūkininkavimas (CTF), kad būtų užtikrintas tikslumas sklypo viduje:  kaina svyruoja nuo maždaug 1 300 € iki 50 000 €  
• Piktžolių šalinimo robotai kainuoja 25 000–80 000 EUR. 
• Sukamųjų drėkinimo sistemų srauto reguliatoriai yra prieinamiausi nuo 1 300 EUR, o sukamųjų drėkinimo valdymo sistemos gali kainuoti iki 35 000 EUR. Lašelinis drėkinimas kainuoja apie 40 EUR/ha. 
• Nepriklausomai nuo įrankio ir jo kainos, mokymas yra būtinas ir gali svyruoti nuo 420 iki 1 400 eurų. 

Reikia atsižvelgti į papildomas mašinų ir technologijų priežiūros išlaidas, nors apie jas konkrečiai nepranešta. 

Naudojant tiksliąsias technologijas mažinamas aplinkos būklės blogėjimas ir didinamas degalų naudojimo efektyvumas, todėl mažėja anglies pėdsakas (sinergija su švelninimo aspektais). Pavyzdžiui, mažesnis nitratų išplovimas pasėlių auginimo sistemose, mažesnis požeminio vandens užterštumas išgaunant purškimo režimus ir mažesnė erozija, kai atliekamas tikslus žemės dirbimas. Ūkininkams naudinga taupyti išlaidas (mašinas, sąnaudas) ir ūkių našumą bei pajamas. Taip pat tikimasi sumažinti iššvaistytų sėklų ir produktų kiekį. Nauda aplinkai apima mažesnę eutrofikaciją (dėl mažesnio maistinių medžiagų naudojimo) ir taršą (dėl mažesnio pesticidų naudojimo). 

Be to, tikslusis ūkininkavimas leidžia taupyti vandenį ir energiją. Pavyzdžiui, nustatyta, kad taupant vandenį didelės vertės vaisiuose ir daržovėse, taikant tikslius drėkinimo metodus, sutaupoma apie 30 EUR/ha per metus (Balafoutis et al., 2017). Tikimasi, kad didžiausias potencialas bus sausrų apimtose teritorijose, pvz., Viduržemio jūros regione. 

Europos Komisija nurodo, kad tikslusis žemės ūkis yra būdas pasiekti Europos ekologinio pakto, žinomo kaip Europos žaliasis kursas ir strategija „Nuo ūkio iki stalo“, tikslus. ES žemės ūkio politikos (BŽŪP) įgyvendinimas apima naujas ekologines sistemas, pagal kurias teikiamas didelis finansavimas tvariai praktikai, įskaitant tikslųjį ūkininkavimą, skatinti. Lėšos pagal šias programas taip pat naudojamos siekiant užtikrinti, kad visi mažesni ūkiai turėtų prieigą prie spartaus plačiajuosčio interneto, kurio reikia kompiuterizuotos geografinės informacinės sistemos (GIS) metodams, skirtiems žemės ūkio paskirties sklypų identifikavimo sistemai, ir tikslesnių žemės ūkio metodų diegimui. Be to, rekreacinis žemės ūkis galėtų pagerinti veiksmingą C VP įgyvendinimą renkant georeferencinius duomenis apie dirvožemio savybes, su oro sąlygomis susijusius indeksus ir pasėlių būklę žemės sklypų lygmeniu. 

Daugumai technologijų įgyvendinti reikia vienų metų, tačiau ometimes mokymas ir technologijų tiekėjų ar paslaugų teikėjų partnerystė gali užtrukti ilgiau. Įgyvendinimo laikas priklauso nuo turimų technologijų ir biudžeto. Kai kurioms technologijų galimybėms reikia daugiau mokymo ar finansavimo nei kitoms, tačiau visoms joms reikia tam tikro mokymo ar pradinio laikotarpio, kad jos galėtų pradėti veikti visu pajėgumu. Kruopščiai tiriant, mokant ir rengiant galima gerokai sutrumpinti įgyvendinimo laiką ir dirbti kartu su patyrusiais naudotojais. 

Ši galimybė apima platų galimų metodų, kurių naudojimo trukmė skiriasi, spektrą. Tiksliojo ūkininkavimo įrankiai yra tokie įvairūs, kad tai priklauso nuo naudojamos aparatinės ir (arba) programinės įrangos tipo. Tinkamai įdiegta programinė įranga gali būti pritaikyta realiuoju laiku ir išlieka aktuali tol, kol veikia duomenims rinkti reikalinga aparatinė įranga. Šiuo atveju gyvavimo trukmė beveik visiškai priklauso nuo įgyvendinimo metu naudojamos aparatinės įrangos patvarumo.