Bezárás

A precíziós gazdálkodás fejlesztési eredményei és gyakorlati alkalmazásai

Írta: Szerkesztőség - 2011 szeptember 21.

A precíziós gazdálkodás egyes technológiai elemeinek alkalmazásáról, illetve a mezőgazdasági gyakorlatban a precíziós (helyspecifikus) módszereket alkalmazó gazdálkodók számáról és az ezzel a módszerrel művelt területek nagyságáról nem rendelkezünk pontos adatokkal.

A technológia műszaki- informatikai hátterének kutatása, majd az eredmények alapján a hazai gyakorlati megvalósítás a kilencvenes évek végén – több kutatóintézet együttműködésével – a Nyugat-magyarországi Egyetem Agrárműszaki Intézetében (jelenleg Biológiai Rendszerek Műszaki Intézete) kezdődött el.

A Nyugat-magyarországi Egyetem Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kara jelenleg is a precíziós (helyspecifikus) gazdálkodás egyik kiemelkedő kutatási és fejlesztési központja hazánkban.

A helyspecifikus alkalmazások széleskörű elterjedése annak ellenére sem történt még meg, hogy a hazai gyakorlati tapasztalatok igazolták annak létjogosultságát.

Ez különösen szomorú annak a gondolatnak ismeretében, amit Győrffy Béla fogalmazott meg 2001-ben: „A precíziós agrárgazdaság minél gyorsabb és minél szélesebb körű bevezetése, elindítása ma a hazai agrár- és környezetvédelmi kutatásokban prioritást kell élvezzen, lévén ez az egyetlen olyan megoldás, amely egyidejűleg képes megoldást kínálni ökonómiai és ökológiai problémákra.”

A precíziós mezőgazdaság definíciója műszaki- informatikai szempontból alapvetően a termőhely specifikus, pozicionált (adott helyre vonatkozó) információ gyűjtésére és kezelésre épül.

Nem szabad csupán a precíziós (precíz) fogalom értelmezésére támaszkodni, hiszen lehet egy technológia nagyon pontos, mégse ebbe a fogalomba tartozik akkor, ha egy adott termelési egységen (táblán) belül az eltérő körülményeket nem veszi figyelembe és nem annak megfelelően változtatja a kezelések jellemzőit.

 

A pontos adatgyűjtés illetve kezelés műszaki oldalról olyan vonatkozásban más a precíziós mezőgazdaságban, mint a precíz mezőgazdaságban.

Itt „gyors”, helyhez kötött változtatásokra van szükség úgy, hogy a pontosság (pl. kijuttatási) ne változzon.

Másrészről – miután a gazdasági szempontok nem hagyhatók figyelmen kívül – itt is vizsgálni kell, hogy milyen pontosságra van szükség a termelési célok megvalósítása érdekében.

A tapasztalatok ugyanis azt mutatják, hogy a biológiai rendszerek bizonyos „pontatlanságokat” tolerálni, illetve korrigálni tudnak.

Műszaki oldalról ugyanis „bármi” – vagy szinte bármi – megvalósítható, ugyanakkor a pontosság növelésével ugrásszerűen növekednek a szükséges anyagi ráfordítások, megnőnek a berendezések, illetve azok üzemeltetésének költségei.

A táblán belüli eltéréseket korábban is érzékelték, az egyes generációk a korábbi tapasztalatokat tovább vitték, azonban a helyspecifikus növénytermesztés új távlatokat nyitott a korábban, akkori ismeretek szerint kezelt területek műveléséhez.

Az üzemi gazdálkodás területi alapegysége jelenleg a mezőgazdasági tábla, amelyen a növénykultúra és a technológia is egységes.

A precíziós gazdálkodás ezzel szemben megkívánja a táblán belüli mintázat – elsősorban a talajtulajdonságok – meghatározását és a mintázathoz köthető talajművelési, trágyázási, növényvédelmi stb. feladatok végrehajtását.

A táblán belüli mintázat részben a lokális geográfiai és agroökológiai adottságokhoz, részben a dinamikusan változó fizikai- és kémiai állapothoz köthető.

 

Úgy tűnik, hogy a precíziós növénytermesztés azon jellemzője, hogy eddig „csak” helyspecifikus volt, de kevésbé precíz, megváltozik.

A precíziós (helyspecifikus) gazdálkodás megvalósításának alapvető feltétele, hogy rendelkezzünk pontos helymeghatározó eszközökkel.

A helymeghatározás jelenleg legelterjedtebb és legpontosabb eszköze műholdas technológián alapszik.

A Globális Helymeghatározó Rendszerek (Navstar GPS, Glonass, Galileo) lehetővé teszik, hogy időjárástól, látási viszonyoktól, stb. függetlenül bármikor viszonylag pontosan meg tudjuk mondani az adott pozíciónkat a táblán belül.

A műholdas technológián alapuló helymeghatározás pontossága és megbízhatósága annak függvényében, hogy milyen rendszert alkalmazunk, nagymértékben változhat.

A műholdjelek vétele általános felhasználásra alkalmas, hiszen a helymeghatározás pontossága elérheti akár az egy méteres élességet is, ugyanakkor a mezőgazdasági alkalmazások ennél pontosabb pozicionálást igényelnek, ezért jelkorrekcióra van szükség.

Magyarországon is rendelkezésre áll számos megoldás arra, hogy a jelkorrekciót elvégezzük, azaz a helymeghatározás pontosságát javítsuk.

A márkafüggetlen megoldások közül a legelterjedtebb három lehetőség a globális műholdas alapú jelkorrekció (pl. az OmniSTAR többszintű szolgáltatása), a földi alapú jelkorrekció (GNSSnet), valamint a valós idejű kinematikus mérést alkalmazó (RTK, Real Time Kinematic) alapú jelkorrekció.

A műholdas technológiát alkalmazóknak azt kell figyelembe venni az egyes jelkorrekciós szolgáltatók esetében, hogy milyen mértékű befektetést kíván egy adott technológia, illetve azok alkalmazásának milyen további anyagi vonzata van.

Míg az első két lehetőség kisebb ráfordítást igényel, ugyanakkor éves fenntartási költségekkel jár, a harmadik (RTK) technológia magasabb bekerülési költséget követően nem kíván éves fenntartási költséget.

Manapság a helymeghatározás pontossága eléri a ±2-2,5 cm-t, ami lehetővé teszi az automatikus kormányzást az erőgépekben.

Ez annyit jelent, hogy mind a vetés, mind a mechanikus növényápolás előre beprogramozott automatikus rendszerrel történhet.

Ennek egyik nagy előnye például az, hogy az erőgép azonos nyomvonalon történő haladása éves ismétlésekben elkerülhető.

Nem beszélve arról, hogy természetesen ennek a pontosságnak ökonómiai és környezetvédelmi előnyei is vannak (pl. a szilárd műtrágyát kijuttató röpítőtárcsás gépeknél a háromszög alakú szórásképnél a szükséges átfedések pontosan megvalósíthatók, és ezzel a kijuttatás egyenletessége és pontossága fokozható.)

Az automatikus kormányzásra több műszaki megoldás is született.

Az egyik megvalósítási lehetőség a kormányműre szerelt változat, ami lehet dörzskerekes vagy fogaskerekes megoldás (ez mobilabb, azaz a rendszer az egyik munkagépről a másikra áthelyezhető), a másik a hidraulikus rendszer, ami stabilabb, azaz az adott gépbe beszerelt változat.

Az automatikus kormányzást kiegészítve egy olyan vetőgéppel, ami a vetőtengelyeket a pozíció függvényében képes elzárni, megvalósítható a precíziós vetés.

Ezzel kiküszöbölhető a keresztsorok átfedése, valamint meggyorsítható és kényelmesebbé tehető a vetési munka (1. ábra).

A nagy pontosságú helymeghatározó rendszernek, valamint a talaj eltérő (fizikai- és kémiai) tulajdonságait mérő szenzoroknak köszönhetően a táblán belüli változatosság meghatározása ma már megoldott.

A talajtulajdonságokban rejlő különbségek térképi szemléltetése (2. ábra) sokat segíthet abban, hogy a gazdálkodók az adott táblán belüli különbségeket az ismeretek függvényében megfelelően kezeljék, azaz helyhez köthető döntéseket hozzanak.

A helyspecifikus növényvédelem gyakorlati megvalósítása elvben a műtrágyaszórás folyamatához hasonlít.

Már a preemergens gyomirtás során is lehetőség van arra, hogy változó mennyiségű vizet (oldószert) és gyomirtó szert (törzsoldatot) juttassunk ki – elsősorban a humusztartalom és az Arany-féle kötöttség változásának figyelembevételével –, ezzel jelentősen csökkentve a gyomirtószer költségeket, illetve a környezetterhelést.

A postemergens gyomirtás során szakmailag jól felkészült szaktanácsadó, vagy megfelelően alkalmazott szenzorok lehetnek segítségre abban, hogy a térképi alapú, vagy a valósidejű helyspecifikus gyomirtás megtörténhessen.

Ezen a területen már számos jelentős előrelépést elővetítő kutatási eredmény áll rendelkezésre.

A betakarítás során gyűjtött adatok alapján, a táblán belüli teljesítmény (hozam) különbségek jól jelzik egy adott gazdálkodási év sikerességét.

A hozamadatok alapján a következő évek precíziós gazdálkodási stratégiája változhat.

A legkorszerűbb növénytermesztési eljárások és döntéselőkészítő rendszerek ma már magukba foglalják a gazdálkodás sikerességét hosszú távon is meghatározó energetikai szemléletű megközelítést is, ami egyenesen arányos a jövedelem legmagasabb szintű elérésével.

 

A jövő a helyspecifikus gazdálkodás esetén is a térinformatikáé (GIS, Geographical Information System) és a távérzékelésé (Remote Sensing).

Ugyanakkor ennek a jövőnek a megteremtését a földi érzékelők, monitoring rendszerek, illetve különböző paraméterek változásának bemutatásával a táblatérképek alapozzák meg.

Vagyis a már meglévő folyamatos hozam-, nitrogén-, szemnedvesség-, olaj-, stb. tartalommérést betakarításkor tovább kell bővíteni, ugyancsak fejleszteni kell, illetve ki kell dolgozni a talajjellemzők (kémiai, fizikai és biológiai) folyamatos (online, real-time) szenzorálását, a növény növekedését és fejlődését bemutató paraméterek mérését, a betegségek, kórokozók, illetve kártevők detektálását.

A Nyugat-magyarországi Egyetem precíziós gazdálkodáshoz köthető kutatási infrastruktúra-fejlesztést a TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KONV-2010-0006 projekt támogatásával valósítottuk meg, a kutatási munkát a Magyar Tudományos Akadémia Bolyai János Kutatási Ösztöndíja támogatta.

 

Dr. Milics Gábor

egyetemi adjunktus

Nyugat-magyarországi Egyetem,

Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar

Biológiai Rendszerek Műszaki Intézete

Mosonmagyaróvár, 9200, Vár 2.

 

Prof. Dr. Neményi Miklós

Az MTA levelező tagja, egyetemi tanár

Nyugat-magyarországi Egyetem,

Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar

Biológiai Rendszerek Műszaki Intézete

Mosonmagyaróvár, 9200, Vár 2.