Presné poľnohospodárstvo

Presné poľnohospodárstvo je zastrešujúci pojem pre používanie moderných technológií založených na údajoch na pestovanie plodín. V porovnaní s tradičnými technikami má presné poľnohospodárstvo mnoho výhod. Implementácia presných technológií môže zohrávať úlohu pri pochopení miestnych typov pôdy, zlepšovaní kvality pôdy, realistickom výbere plodín, riadení načasovania výsadby zavlažovania a momentov zberu, plánovaní a aplikácii chorôb, ochrane proti škodcom a burinám, aplikácii živín, monitorovaní a predpovedaní výnosov. Presné poľnohospodárstvo poskytuje lepšie pochopenie priestorových požiadaviek konkrétnej poľnohospodárskej plochy, ktoré možno spojiť s veľmi presnými nástrojmi na podporu rozhodovania a systémami včasného varovania. Uplatňovanie týchto nástrojov zabraňuje plytvaniu akciami a poskytuje informácie pre včasné riadenie. Optimalizáciou využívania vody, chemikálií a energie presné poľnohospodárstvo znižuje zraniteľnosť odvetvia voči zmene klímy, najmä vzhľadom na suchá, extrémne výkyvy počasia a škodcov a choroby súvisiace s klímou. Rozhodnutia o tom, koľko hnojiva, kedy sprejovať, kedy do vody (a koľko) možno urobiť pomocou systémov na podporu rozhodovania pripojených k zariadeniu v teréne. To umožňuje poľnohospodárom kontrolovať dôležité procesy na diaľku, čím sa šetrí čas, energia a zdroje. Zlepší sa tým nielen výnos, ale mohlo by to priniesť aj prediktívne predpovede, čo povedie k primeraným a včasným opatreniam. To umožňuje väčšiu flexibilitu pri prispôsobovaní celej úrody extrémnym poveternostným javom, keďže predpovede a iné environmentálne faktory založené na údajoch možno formulovať a aktualizovať v reálnom čase. 

Technológie používané v precíznom poľnohospodárstve sa neustále vyvíjajú. Internet vecí (IoT), analýza veľkých dát (big data), umelá inteligencia (AI) a strojové učenie by sa mohli využívať, optimalizovať a kombinovať s cieľom prijímať informované rozhodnutia v oblasti riadenia. Okrem toho rastúca dostupnosť satelitných snímok s vysokým rozlíšením (priestorových, spektrálnych a dočasných) podporila aj využívanie diaľkového snímania v poľnohospodárstve.  

Techniky presného poľnohospodárstva si vyžadujú integráciu medzi softvérom a hardvérom na troch rôznych priestorových úrovniach: 

• Dôvod: je to miesto, kde sa fyzické úkony vykonávajú lokálne s poľnohospodárskymi strojmi, zavlažovacími zariadeniami alebo aktívnymi alebo pasívnymi detekčnými zariadeniami. GPS (Global Positioning System)  sa používa s pozemným zariadením na zhromažďovanie informácií o polohe v reálnom čase, čo umožňuje mapy zavlažovacieho systému, polí a okolitej krajiny. Môže tiež pomôcť lokalizovať problémové oblasti (od záplav až po prieniky škodcov). GPS môže tiež riadiť traktor alebo poskytnúť špecifické mapy aplikácie osiva alebo hnojiva integrované s príslušným vybavením. 
• Letecký: Bezpilotné vzdušné prostriedky (drony) alebo oprašovače plodín, ktoré sa už používajú na zavlažovanie, postrek alebo siatie, sa môžu použiť na monitorovanie alebo zisťovanie reflexných vlastností plodín pripojením kamery s multispektrálnymi, hyperspektrálnymi alebo tepelnými snímačmi. Vlastnosti odrážajúce plodiny naznačujú veľmi bežné problémy v poľnohospodárstve, ako je hustota buriny, prevalencia chorôb, nedostatok živín atď. 
• Satelitné: Podobne ako vyššie, satelity môžu monitorovať väčšie vzory na úrovni krajiny. Toto monitorovanie je zvyčajne vo väčšom priestorovom rozsahu/s nižším rozlíšením ako letecké drony, ktoré dokážu pozorovať vlastnosti Zeme a regionálne modely počasia na predpovedanie a zisťovanie indexov vegetácie. Údaje zo satelitov možno získať z otvorených zdrojov a služieb, ako je služba monitorovania krajiny programu Copernicus. 

Vo všeobecnosti je poľnohospodár alebo vlastník pôdy priamo zapojený do zavádzania nových presných technológií s akýmikoľvek pridruženými technologickými spoločnosťami. Presné poľnohospodárstvo závisí aj od dostupnosti a prístupnosti súborov údajov tretích strán alebo satelitných alebo meteorologických dátových tokov. Preto je potrebná dlhodobá spolupráca medzi poľnohospodármi, poľnohospodárskymi poradenskými službami (ktoré poľnohospodárom poskytujú znalosti a zručnosti), výskumnými pracovníkmi a tvorcami politík. Implementácia tejto možnosti si často môže vyžadovať spojenie s regionálnym alebo národným vládnym programom alebo združením, ktoré poskytuje informácie a zdroje o krajinnej pokrývke. Miestne riešenia sa môžu realizovať aj bez externého vstupu, ale môžu byť nákladnejšie alebo si vyžadovať interné odborné znalosti. 

Technológia presného poľnohospodárstva poskytuje integrované nástroje na lepšie rozhodovanie v poľnohospodárstve. Hoci sa poľnohospodári vo všeobecnosti snažia prijať presné technológie, ktoré znižujú náklady, presné poľnohospodárstvo má mnoho výhod, ktoré môžu podporiť úspech tejto možnosti. Presné poľnohospodárstvo môže pomôcť prijímať informované rozhodnutia o výsadbe, riadení a zbere úrody, pomôcť riadiť miestne hnojenie a množstvo zavlažovania. Pomocou správnych nástrojov môžu presné techniky riadiť stroje, lokalizovať a zvládať škodcov, choroby alebo sucho a chrániť pôdu pred vyplavovaním alebo vysychaním, čím sa šetria náklady, znižuje sa plytvanie plodinami a palivom a zvláda sa pracovná záťaž. Iniciatívy, ktoré zvyšujú informovanosť poľnohospodárov o týchto prínosoch, a poznatky o rôznych technikách a zručnostiach môžu podporiť skutočné vykonávanie tejto možnosti. 

Napriek mnohým výhodám a širokej škále dostupných presných nástrojov má presné poľnohospodárstvo stále veľmi nízku mieru vykonávania. Zistili sa niektoré vysvetlenia nízkej miery osvojenia vrátane vysokých nákladov na investície a vzdelávanie, dodatočnej práce, pomeru nákladov a prínosov, pochybností o dôveryhodnosti technológií, vnímania užitočnosti poľnohospodármi, jednoduchosti používania, veku a úrovne vzdelania poľnohospodárov a dostupnosti zdrojov. Najväčším problémom/obmedzením pre pestovateľov je, ako interpretovať všetky zozbierané údaje a ako na ne reagovať. Z výsledkov projektu Demeter financovaného EÚ (H2020) vyplynulo, že ochrana údajov by mohla byť pre poľnohospodárov relevantnou obavou, keďže sa obávajú, že tretie strany získajú vlastníctvo ich súkromných údajov. Nedostatok zdrojov a vysoké náklady na vykonávanie boli uvedené ako hlavné prekážky. Malí prevádzkovatelia môžu z tejto možnosti vynechať bez zdrojov alebo náležitých znalostí, čo môže mať vplyv na spravodlivú odolnosť. 

Nákupné náklady na infraštruktúru a služby presného poľnohospodárstva môžu byť vysoké v dôsledku investícií potrebných na používanie tejto technológie na individuálnej/poľnohospodárskej úrovni a poplatku spojeného s konkrétnou službou. Čas a peniaze sú potrebné na odbornú prípravu a poskytovanie znalostí, drahé alebo vysoko špecializované stroje alebo technológie alebo špecializovaného externého poskytovateľa služieb. Malí poľnohospodári v súčasnej situácii bez spoločných noriem často nie sú schopní opraviť alebo upraviť vybavenie, čo ich núti riskovať oneskorenia a výdavky pri návrate k výrobcom na primeranú technickú podporu. Náklady sú spojené so zavádzaním systému (napr. hardvér a softvér, odborná príprava, udeľovanie licencií) a prevádzkou (oprava, údržba). Existuje niekoľko známych európskych stimulov ako presné poľnohospodárstvo, ktoré môžu podporiť vykonávanie spoločnej poľnohospodárskej politiky. 

Niektoré príklady nákladov (poľnohospodárska Európa) zahŕňajú: 

• Meteorologické stanice si vyžadujú investíciu od 400 do 2 000 EUR. 
• Nástroje na podporu rozhodovania môžu byť bezplatné. Tie, ktoré predpisujú množstvá vstupov, ktoré sa majú použiť zo snímačov a satelitných snímok plodín, majú maximálne náklady 20 EUR/ha/rok. 

• Presné postrekovače sa môžu pohybovať od 3 000 EUR do 40 000 EUR. 
• Strojové vedenie (MG) a poľnohospodárstvo s riadenou premávkou (CTF) s cieľom zvýšiť presnosť na stupnici v rámci pozemku:  náklady sa pohybujú od približne 1 300 EUR do 50 000 EUR  
• Roboty na odstraňovanie buriny stoja 25 000 až 80 000 EUR. 
• Regulátory prietoku pre čapové zavlažovacie systémy sú najdostupnejšie od 1 300 EUR a riadiace systémy čapového riadenia zavlažovania môžu stáť až 35 000 EUR. Náklady na kvapkové zavlažovanie sú približne 40 EUR/ha. 
• Bez ohľadu na nástroj a jeho náklady je potrebná odborná príprava, ktorá sa môže pohybovať od 420 EUR do 1 400 EUR. 

Musia sa zvážiť dodatočné náklady na údržbu strojov a technológií, hoci nie sú osobitne vykázané. 

Používanie presných technológií znižuje zhoršovanie životného prostredia a zvyšuje palivovú účinnosť, čo vedie k zníženiu uhlíkovej stopy (synergia s aspektmi zmierňovania). Medzi príklady patrí znížené vylúhovanie dusičnanov v systémoch pestovania plodín, znížená kontaminácia podzemných vôd extrahovaním postrekovacích režimov a znížená erózia pri presnom obrábaní pôdy. Prínosom pre poľnohospodárov sú úspory nákladov (stroje, vstupy) a produktivita a príjmy poľnohospodárskych podnikov. Očakáva sa aj zníženie množstva vyhodených semien a produktov. Medzi environmentálne prínosy patrí znížená eutrofizácia (v dôsledku nižšieho používania živín) a znečistenie (v dôsledku nižšieho používania pesticídov). 

Precízne poľnohospodárstvo navyše umožňuje šetriť vodu a energiu. Zistilo sa napríklad, že úspora vody v ovocných a zeleninových plodinách s vysokou hodnotou pomocou presných metód zavlažovania ušetrila približne 30 EUR/ha/rok (Balafoutis a kol., 2017). Najväčší potenciál sa očakáva v oblastiach náchylných na sucho, ako je stredomorský región. 

Európska komisia uvádza presné poľnohospodárstvo ako spôsob dosiahnutia cieľov Európskeho ekologického paktu, známeho ako „Európska zelená dohoda“ a „stratégia Z farmy na stôl“. Vykonávanie politiky EÚ C ommon A gricultural P olicy (CAP) zahŕňa nové „ekoschémy“, ktoré ponúkajú významný tok financovania na podporu udržateľných postupov vrátane presného poľnohospodárstva. Finančné prostriedky z týchto programov sa používajú aj na zabezpečenie toho, aby všetky menšie poľnohospodárske podniky mali prístup k rýchlemu širokopásmovému internetu, ktorý sa vyžaduje v prípade techník počítačového geografického informačného systému (GIS) na účely systému identifikácie poľnohospodárskych pozemkov a zavedenia techník precíznejšieho poľnohospodárstva. Okrem toho by recisionové poľnohospodárstvo mohlo zlepšiť účinné vykonávanie akčného plánu C prostredníctvom zberu georeferenčných údajov o vlastnostiach pôdy, indexoch súvisiacich s počasím a stave plodín na úrovni poľnohospodárskych pozemkov. 

Na zavedenie väčšiny technológií je potrebný jeden rok, ale niekedy by odborná príprava a partnerstvá medzi poskytovateľmi alebo službami v oblasti technológií mohli trvať dlhšie. Čas realizácie závisí od dostupnej technológie a rozpočtu. Niektoré technologické možnosti si vyžadujú viac odbornej prípravy alebo financovania ako iné, ale všetky si vyžadujú určitú odbornú prípravu alebo počiatočné obdobie pred tým, ako sa stanú plne funkčnými. Dôkladný výskum, odborná príprava a príprava môžu výrazne skrátiť čas implementácie a spolupracovať so skúsenými používateľmi. 

Táto možnosť zahŕňa širokú škálu možných techník s rôznou životnosťou. Presné poľnohospodárske nástroje sú také rozmanité, že to závisí od typu použitého hardvéru/softvéru. Vždy, keď je softvér správne implementovaný, môže byť prispôsobený v reálnom čase a zostáva relevantný, pokiaľ hardvér potrebný na zber údajov zostáva funkčný. V tomto prípade je životnosť takmer úplne závislá od životnosti hardvéru použitého pri implementácii.