Savjeti za bolju poljoprivredu

Što je precizna poljoprivreda i kako se provodi?

Agrovijesti
Precizna poljoprivreda Fotografija: agricorner.com
Precizna poljoprivreda ima za cilj približiti se svakoj biljci i stvoriti joj optimalne uvjete za razvoj i rast. Istovremeno se postiže i učinak smanjenja negativnih utjecaja na okoliš od prekomjerne primjene kemijskih sredstava za poticanje rasta ili suzbijanje štetnih organizama. Konačni efekt je ekonomičnija proizvodnja i značajne uštede repromaterijala, rada ljudi i strojeva te ušteda u potrošnji energije

Općenito se može reći da je precizna poljoprivreda ili precizno gospodarenje koncept poljoprivredne proizvodnje koji se temelji na promatranju i selektivnoj obradi ili tretiranju malih površina unutar nekog polja. Precizna poljoprivreda temelji se na primjeni informatičkih tehnologija, satelitske navigacije, sofisticiranog monitoringa rada i mogućnosti prilagođavanja poljoprivrednih strojeva i kvalitetne analize uzoraka. Pomoću senzora može se utvrditi rastu li usjevi i razvijaju li se maksimalno učinkovito u konkretnim uvjetima, a mogu se i precizno definirati razlozi smanjene učinkovitosti. Prikupljene informacije koriste se za izradu karata koje pokazuju varijacije određenih promatranih elemenata poput prinosa, statusa plodnosti tla, stanja zakorovljenosti, razvoja bolesti itd. Ključni pojmovi su selektivnost, preciznost i točnost. Precizna poljoprivreda ima za cilj približiti se svakoj biljci i stvoriti joj optimalne uvjete za razvoj i rast. Istovremeno se postiže i učinak smanjenja negativnih utjecaja na okoliš od prekomjerne primjene kemijskih sredstava za poticanje rasta ili suzbijanje štetnih organizama. Konačni efekt je ekonomičnija proizvodnja i značajne uštede repromaterijala, rada ljudi i strojeva te uštede u potrošnji energije.

Prikupljanje podataka

Za provedbu postupaka precizne poljoprivrede (precizna gnojidba, prihrana, zaštita itd.) potrebno je prikupiti točne podatke, kvalitetno ih obraditi i na kraju provesti postupke aplikacije potrebnih radnji u polju. Prikupljanje podataka podrazumijeva kartiranje prinosa, uzimanje uzoraka tla i njihovu analizu, mjerenje heterogenosti tla po mehaničkom sastavu tla, kiselosti, elektrokonduktivnosti itd., utvrđivanje prisustva korova, mjerenje broja štetnika, utvrđivanje zdravstvenog stanja usjeva i utvrđivanje stupnja ishranjenosti. Neke od navedenih metoda prikupljanja podataka provode se istovremeno s aplikacijom određenog postupka njege usjeva, a neke metode provode se unaprijed i provedbom plana gospodarenja služe kao podloge za kasnije aplikacije postupaka uzgoja biljaka. 

Precizna poljoprivreda

Kartiranje prinosa

Karte prinosa imaju za cilj pokazati uzgajivaču heterogenost prinosa po proizvodnim tablama kako bi se kasnije lakše mogli utvrditi razlozi smanjenja prinosa i kako bi se plan uzimanja pedoloških uzoraka mogao točnije definirati. Kartiranje prinosa također pokazuje koliki je maksimalni mogući očekivani prinos na nekoj parceli i prema tome koju ciljanu količinu hranjiva treba planirati prilikom gnojidbe. Farmeri neprestano istražuju mogućnosti povećanja prinosa i kvalitete na mikrolokacijama, pa često sve proizvodne površine koriste kao pokušalište. Kartiranje prinosa će im u tom slučaju jako olakšati praćenje pokusa s uzgojem različitih sorata ili hibrida. Kartiranje se provodi istovremeno s procesom žetve tako da se cijelo vrijeme trajanja žetve pomoću jednostavnog GPS uređaja određuje položaj kombajna i u realnom vremenu se mjeri maseni ili volumenski protok proizvoda koji se ubire. Preciznost senzora koji mjere protok mase važnija je od preciznosti definiranja položaja stroja. Najčešće kombajni već imaju ugrađene softvere koji preračunavaju prinos u kg/m2 ili kg/ha i spremaju prikupljene podatke u digitalnom obliku kako bi se kasnije lako mogli upotrijebiti za poslove dokumentiranja, planiranja i odlučivanja. 

Kontrola preciznosti rada strojeva 

Senzori koji se nalaze na radnim dijelovima priključnih strojeva prate rad strojeva i registriraju eventualne probleme zbog kojih dolazi do nepreciznosti. Ovi senzori su vrlo korisni na sijaćicama, prskalicama, kombajnima i rasipačima, jer čine dodatnu kontrolu i daju sigurnost rukovoditeljima da je posao odrađen upravo onako kako treba. Danas se koriste senzori u širokom rasponu točnosti i cijena. Naravno da su najbolji oni koji imaju najveću preciznost, ali oni se ugrađuju na strojeve koji slove kao najbolji. Tako su primjerice vrlo precizni senzori koji kontroliraju sjetvu okopavina na preciznim rednim sijaćicama, a točnost im je takva da za svaki red mogu točno prikazati broj posijanih zrna, duljinu puta na kojem su ta zrna posijana, srednji razmak između zrna, broj mjesta na kojima nije posijano zrno odnosno broj preskočenih mjesta itd.

3-D skeniranje parcela 

Ima praktično značenje u niveliranju polja, meliorativnim zahvatima prilikom postavljanja drenaže ili izrade otvorenih kanala za odvodnju i u finoj pripremi tla za sjetvu povrća. Upotreba 3-D funkcije GPS uređaja još je dosta ograničena zbog komunikacijskih veza između uređaja za trodimenzionalno snimanje površine parcela i strojeva koji obavljaju zadani posao.

Skeniranje i uzorkovanje tla

Uzimanje uzoraka tla i njihova analiza još je uvijek najpouzdanija metoda prikupljanja podataka o plodnosti tla i određivanja intenziteta gnojidbe osnovnim hranjivima kao što su fosfor, kalij, kalcij i magnezij. Nažalost ova metoda nije jeftina, posebno kad se uzme u obzir činjenica da je za kvalitetne preporuke gnojidbe potrebno uzimati skupne uzorke s površine ne veće od 1 do 3 ha. Već postupak uzimanja uzoraka traži velik angažman stručnih ljudi, a uzimanje uzoraka s dubine od 0-30, 30-60 cm na nekoliko mjesta unutar jednog ha, predstavlja značajan trošak u kalkulaciji, a nakon toga sve te uzorke treba kemijski analizirati. Stanje u Hrvatskoj je takvo da je trenutna cijena kvalitetne analize uzoraka previsoka i dovodi u pitanje smislenost ovog postupka. 

Vegetacijski indeks


Za skeniranje heterogenosti tla prema vlažnosti, mehaničkom sastavu elektroprovodljivosti itd. postoje skeneri koji se mogu postaviti na terenska vozila i traktore i vožnjom po parceli se elektronički beskontaktno prikupe potrebni podaci. Ovu opremu si mogu priuštiti samo veliki proizvođači i velike farme, dok za manje proizvođače treba organizirati timove na razini državnih institucija koji će za šire regije vršiti uslugu skeniranja i uzorkovanja tla. 
Skeniranje već uspostavljenih usjeva obavlja se u svrhu prihrane dušikom i mikroelementima ili za prskanje korova samo na mjestima gdje je korov prisutan. To se radi na način da se na prednji dio traktora ili na krov kabine traktora postave nosači skenera koji imaju senzore i snimaju usjev. Informacija se odmah obrađuje i šalje se uputa, preciznom (uglavnom pneumatskom) rasipaču mineralnih gnojiva ili prskalici, o dozi koja se treba primijeniti u točno određenom trenutku. Danas je najčešća primjena ove metode u prihrani žitarica i visokorazvijene zemlje je jako koriste. Primjer je Švedska, gdje farmeri koji rade uslužnu prihranu pšenice ili ječma obavezno moraju imati instalirane uređaje, tzv. N-senzore koji očitavaju stanje usjeva i doziraju N2 gnojivo prema potrebi. 
Skeniranje prisutnosti korova na polju ili u usjevu je najnovija metoda koja se koristi za prskanje samo onih dijelova parcele na kojima se nalaze korovi. Uređaji koji prepoznaju korove daju signal pojedinačnoj dizni na prskalici da prska s preciznom količinom aktivne tvari, na taj način se prskaju samo korovi, a ne cijela površina i sustav je vrlo učinkovit kod korova koji se pojavljuju naknadno.

Obrada podataka i planiranje 

Prikupljeni podaci o stanju parcele i usjeva, ako se ne radi o online skeniranju, trebaju se obraditi i temeljem dobivenih karata obavlja se planiranje daljnjih postupaka. Ovo je potrebno iz razloga što se prikupljeni podaci dobiju u obliku točkastog prikaza, ili su jako raspršeni, pa je potrebno napraviti određene interpolacije i prilagođavanje formi koju strojevi mogu prihvatiti.

ISOBUS terminal

Virtualni terminali i ISOBUS terminali

U posljednjih desetak godina proizvođači programskih aplikacija i uređaja za preciznu poljoprivredu nezavisno su razvijali svoja rješenja, pa se dogodilo da svaki proizvođač ima kontrolere koji mogu raditi samo s nekim priključcima samo neke zahvate. Najčešće su protokoli za razmjenu podataka između kontrolera na stroju i terminala s procesorom na traktoru bili kompatibilni, ali vrlo često uz primjenu nekih međuelemenata koji su trebali uskladiti podatkovne zapise. To je praktično značilo da se skoro svaki stroj koji ima neke senzore ili uređaje koji kontroliraju radni proces može upravljati s nekog kompjuterskog terminala na traktoru, ali je to prilično komplicirano povezati da radi bez poteškoća. Zbog toga su svi proizvođači priključnih strojeva ili virtualnih terminala radije predlagali korisnicima (farmerima) korištenje vlastitih upravljačkih terminala, koje su međusobno povezivali, ili su samo snimali prikupljene podatke. Konačan rezultat bio je taj da su kabine u inače raskošnim traktorima postale premale za sve monitore koji su se istovremeno ugrađivali u traktore. Naravno svaki monitor (koji je zapravo bio neka vrsta industrijskog kompjutera) nije bio nimalo jeftin, pa je i konačna cijena precizne poljoprivrede bila mnogima previsoka. To je jedan od razloga što je precizna poljoprivreda razvijenija u zemljama gdje su farmeri bogati, pa si mogu priuštiti skupu opremu.

Primjena sustava precizne poljoprivrede u oranju

Oranje je najstarija radna operacija obrade tla i vrlo malo se mijenjala kroz povijest. Ipak i uz tu činjenicu danas je nezamjenjiva radna operacija koja se standardno koristi kod većine poljoprivrednih proizvođača širom svijeta, a posebno je važna u regijama koje imaju teška, glinom bogata tla i zime s niskim temperaturama. Moderni plugovi u sustavu precizne poljoprivrede koriste senzoriku za precizno definiranje dubine rada, jer se već s vrlo malim promjenama radne dubine značajno povećavaju troškovi i cijena gotovih proizvoda. Osim precizne kontrole dubine oranja današnja tehnika GPS-a i njegova preciznost omogućuju "ON-LAND" rad, tj. oranje traktorom čiji kotači gaze po nepooranom dijelu tla. Ovakav način rada ima niz prednosti: 

  • traktor ima jednaku težinu na lijevim i desnim kotačima;
  • raspored sila je jednolik, pa je ukupna vučna sila veća;
  • nema gaženja već preoranog tla i struktura je ista po cijeloj parceli;
  • traktori mogu imati široke gume;
  • plugovi mogu biti vario izvedbe i kvalitetno spajaju prohode i kod uskog radnog zahvata prve brazde;
  • nije potrebno koristiti specijalni nož za proširenje zadnje brazde;
  • traktor nije nagnut pa je vozaču udobnije;
  • pogodni su za rad s traktorima s kotačima kao i s traktorima s gusjenicama;
  • mogu se koristiti traktori s udvojenim kotačima pa nije potrebno vrijeme za skidanje i ponovnu montažu kotača;
  • nije potrebno podešavati razmak kotača traktora;
  • okretanje pluga premetnjaka je jednostavnije i plug se lakše podešava.

"ON-LAND" način oranja traži automatsko upravljanje traktora s visokom razinom točnosti pozicioniranja i potrebno je koristiti baznu stanicu za korekciju satelitskog signala, kako bi se dobila velika relativna točnost. GPS sustav kod vario plugova obavlja korekciju radnog zahvata pluga i na taj način se postiže idealna ravna brazda, što je pretpostavka da osjetljive biljne vrste imaju uvijek iste uvjete nicanja i ravnomjeran rast i razvoj, čiji se efekti na kraju vide u postignutim prinosima. Ovo je posebno važno u proizvodnji povrća. Automatsko upravljanje traktora pri oranju omogućuje idealno ravne brazde i perfektni izgled polja bez obzira na to radi li se o malim ili velikim poljima.

Predsjetvena priprema tla u sustavu precizne poljoprivrede

Upravljanje radnim procesima obrade tla u poljoprivrednoj proizvodnji na prvi se pogled čini jednostavnim i većina ljudi misli da tu nije potrebna primjena sofisticiranih metoda rada. Međutim, ako se detaljno uđe u problematiku obrade tla i predsjetvene pripreme, ili kako je još zovu dopunske obrade tla, tada se uočavaju pogreške koje rezultiraju neobrađenim trakama između dva prohoda stroja ili u preklapanju prohoda. Velikim strojevima radnog zahvata 6 m i više teško se upravlja bez pogrešaka. Tanjurače, gruberi, sjetvospremači i slični strojevi za pripremu tla u pravilu su širokog radnog zahvata i prilikom spajanja prohoda najčešći je slučaj da se dva prohoda preklapaju. Ovo preklapanje u pravilu iznosi 50-80 cm po danu, odnosno 60-100 cm noću. Zbog preklapanja se nepotrebno smanjuje učinak za 10-15%, a u istom odnosu se povećava trošak predsjetvene pripreme tla. Drugi problem kod strojeva za predsjetvenu pripremu tla jest slaba vidljivost između tretiranog i netretiranog tla u drugom prolazu, pa se vozač mora značajno naprezati i umarati kako bi bio siguran da kvalitetno spaja prohode. Ovaj problem je posebno izražen u noćnom radu. Primjenom preciznih GPS-a izravno se postiže ušteda 10-15% ukupnih troškova za predsjetvenu pripremu tla. Dodatni efekti su još veći ako se radi noću, jer GPS i automatsko upravljanje traktora značajno olakšavaju rad vozačima traktora, oni su zadovoljniji, bolje raspoloženi i efikasnije koriste ukupno raspoloživo radno vrijeme.

Primjena sustava precizne poljoprivrede u sjetvi

Sjetva je jedan od najvažnijih poslova u poljoprivredi. Stara narodna izreka kaže "kako siješ, tako ćeš i žeti". O kvaliteti sjetve značajno ovisi očekivani prinos i profitabilnost cijelog posla. Greške koje se učine tijekom sjetve najčešće kasnije nije moguće kompenzirati nekim drugim zahvatima. Razlozi leže u relativno kratkim i važnim agrotehničkim rokovima za većinu kultura koje se proizvode u RH. Iz svih navedenih razloga nameće se gotovo kao nužnost primjena kontrole i praćenja brojnih elemenata u procesu sjetve, što je sastavni dio precizne poljoprivrede. Moglo bi se čak reći da su prvi koraci precizne poljoprivrede bili u preciznoj sjetvi okopavina odnosno kultura koje se siju u redove na točno određeni razmak. Prve takve sijaćice su se zvale precizne sijaćice. Naravno, razvojem tehnologije sjetve i pojam precizne sjetve značajno je proširen tako da se danas može raspravljati o vrlo širokom području primjene metoda precizne poljoprivrede za sjetvu. Kod sjetve je važno da svaka biljka ima osiguran dovoljan životni prostor a da istovremeno ne ugrožava drugu biljku. Iz tog razloga je važno posijati točno određenu količinu sjemena na odgovarajuća mjesta. Tehnologijom precizne poljoprivrede za taj posao je potrebno primijeniti automatsko upravljanje traktora, automatsku kontrolu sekcija, tehnologiju promjenjive količine sjemena i nadzor protoka sjemena. Današnje moderne sijaćice za sjetvu okopavina imaju za svaki red nezavisni pogonski elektromotor koji može prema nalogu centralnog procesora u bilo kojem trenutku sijati sjeme na željeni razmak. Takvi strojevi imaju i optičke senzore koji detektiraju svaku posijanu sjemenku i informaciju šalju u bazu podataka pa je moguće kasnije točno vidjeti koliko je sjemenki u kojem redu i na kojem mjestu posijano. Za sjetvu se unaprijed pripreme karte sjetve i sijaćica izvršava nalog prema tim podacima. Ukoliko je parcela koja se sije nepravilnog oblika, sijaćica će posijati sjeme bez preklapanja uvijek na točno definirani razmak. Na taj se način štedi sjeme i osiguravaju se optimalni uvjeti za daljnji rast i razvoj biljaka. Kod sjetve u redove može se postići individualno podešavanja razmaka sjemena neovisno za svaki red, kontrola stvarno izbačenog sjemena (ukoliko neko zrno ne bude izbačeno, to se detektira i zabilježi), uspostavljanje stalnih tragova (kod sjetve šećerne repe ili soje stalni tragovi se ostavljaju jer široke gume traktora ne mogu ući u međured od 45-50 cm, pa je bolje ne sijati redove koje će traktor kasnije pogaziti), satelitska kontrola početka i kraja sjetve (sekcijska kontrola), precizno spajanje prohoda i vođenje uz pomoć GPS-RTK sustava i vrlo precizna regulacija dubine sjetve.

Precizna poljoprivreda

Primjena sustava precizne poljoprivrede u gnojidbi

Osnovna gnojidba primjenom varijabilne doze gnojidbe - ovo je metoda koja se već primjenjuje i na nekim većim farmama u Hrvatskoj, a sastoji se od izrade varijabilnog plana gnojidbe i karata gnojidbe koje unaprijed definiraju količinu pojedinačnih gnojiva na svakom dijelu neke parcele. Računalo u traktoru očitava poziciju rasipača i s karte očitava dozu gnojiva koju u tom trenutku rasipač treba izbaciti te šalje informaciju rasipaču da namjesti uređaj za doziranje u točno definirani položaj. Sama tehnika je vrlo jednostavna, ali postoje određene teškoće u operativnoj primjeni ove metode. Prvi problem je što nacionalni proizvođač mineralnog gnojiva nerado prodaje pojedinačna gnojiva (MAP-P2O5, KCl- K2O) pa ih je na tržištu teže pronaći u slobodnoj prodaji. Drugi problem je visoka cijena analize uzoraka tla, pa korisnici reduciraju broj uzoraka tako što analize rade na površinama od 3 do 10 ha, što ima za posljedicu veliku vjerojatnost da će se napraviti pogreška kod preporuka gnojidbe i interpolacije podataka, odnosno karta koja se izrađuje za definiranje doze gnojidbe neće biti točna. Nadalje ova oprema za manje farme je još uvijek nedostupna jer je visina investicije visoka pa treba razmišljati o nekom od vidova udruživanja, a strojni prsteni koji postoje još uvijek ne primjenjuju ovu tehnologiju, iako se vrlo brzo isplaćuje i ima velike jednokratne efekte.

Online gnojidba 

Ovdje se radi o sustavu prihrane usjeva prema potrebama biljke i potencijalima tla. Senzori koji se nalaze na traktoru ili na posebnim nosačima ispred stroja očitavaju reflektirajući signal od biljke i šalju ga na obradu u računalo. Već prema tome koji se sustav obrade podataka primjenjuje, softver obrađuje podatke, pri čemu uvažava kriterije maksimalnog potencijala tla i šalje informaciju stroju koju količinu dušičnog gnojiva treba aplicirati. Na taj se način povezuju proizvodni potencijali tla i biljke i postiže se maksimalni mogući prinos uz optimalnu potrošnju dušičnog gnojiva. U prosjeku primjena ovih sustava prihrane ima rezultat u povećanju prinosa od cca 10% a da se pritom ne troši više gnojiva. U skandinavskim zemljama tzv. kontraktori, tj. vlasnici strojnih prstena koji rade uslužno poslove strojne obrade manjim farmerima, ne mogu (nitko ih ne želi angažirati) raditi posao prihrane pšenice i drugih žitarica ako nemaju sustav varijabilne gnojidbe prema potrebama biljaka. Oni koriste najsofisticiranije senzore za snimanje stanja ishranjenosti biljke i tu informaciju uzimaju za izračunavanje trenutne gnojidbene doze. Danas postoji više proizvođača senzora i kompjuterskih programa za rad s rasipačima, a isplativost investicije je vrlo brza. GPS sustavi i tehnologija varijabilne doze gnojidbe može se primijeniti na svim tipovima rasipača mineralnih gnojiva, ali i tu se mogu postići dodatna poboljšanja primjenom rasipača s mogućnošću sekcijske kontrole. To su pneumatski rasipači koji imaju princip rada sličan principu rada prskalica. Gnojivo se iz spremnika izuzima preciznim dozatorima i pneumatskim putem se transportira do sapnice koja u obliku uske lepeze prema gore razbacuje granule mineralnog gnojiva. Širina svake lepeze je oko 1 m i pomoću ON/OFF ventila ili zasuna svaka sapnica se pojedinačno može zatvoriti i otvoriti, što omogućuje vrlo preciznu sekcijsku kontrolu. Manje precizni pneumatski rasipači mogu upravljati sekcijama širine 6 do 8 cm.

Samo registrirani korisnici mogu komentirati
Prijavi se ovdje