Ki bitet vet, bájtot arat

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Automatizált nyomvonalkövetés, adatvezérelt, célzott műtrágya- és növényvédőszer-kijuttatás, szántóföldi drónok, a talaj fizikai és kémiai tulajdonságait érzékelő szenzorok, autonóm vezetés, felhőbe feltöltött és onnan lehívott adatok – nem sci-fi, csak néhány a mezőgazdaság digitalizációjának már használatban lévő vívmányai közül. 

Az agráriumban manapság használt, még néhány évtizede is elképzelhetetlennek tartott eszközök feltétlen előnye, hogy úgy termelnek hasznot, hogy közben az ökológiai szemléletet sem zárják ki, mivel egyik céljuk épp a hosszú távú fenntarthatóság, írja a németországi Baden-Württemberg tartomány által támogatott gazdálkodói agrárkonzorcium tanulmánya.  

Ennek is köszönhető, hogy az északi féltekén a 2010-es években rendkívüli ütemben felgyorsult az agrárium digitalizálása: az elmúlt öt évben háromszor annyi elektronikai eszköz, szenzor és szoftver került az állattenyésztés és a növénytermesztés területén használt gépekbe és berendezésekbe, mint amennyit az autóipar felhasznált.

Monitoros gazdák

A szenzortechnológia például mostanra része lett az állattartó- és nevelő telepek mindennapjainak: érzékelők mérik az istállók hőmérsékletét, páratartalmát, az állatok egyedi azonosítására szolgáló, fülbevalószerű krotáliákba, bokacsatokba, nyakpántokba szerelt nyomkövetők pedig lehetővé teszik az állatok mozgásának monitorozását is. 

Már Magyarországon is egyre több az olyan tehenészet, ahol a felsorolt eszközök, illetve a kutyásoknak ismerős bőr alá ültetett chipek segítségével számítógépes rendszerek vezénylik a napszakonkénti fejést, pontos statisztikát vezetve arról, hogy melyik tehén mennyi tejet adott, és ehhez milyen mennyiségű és minőségű takarmányt fogyasztott, így pontosan lehet azt is tudni, hogy szükség van-e változtatásra. Sőt akadnak már olyan okoseszközök, amelyek az állatok anyagcseréjét, egészségi állapotát a szervezeten belülről monitorozzák, a kinyert adatokat felhőalapú intelligencia segítségével elemzik, az eredményt pedig mobiltelefonos applikációkon keresztül juttatják el a gazdákhoz. 

Digitális fejőház vezérlőközpontja a németországi HamerslebenbenFotó: STEPHAN SCHULZ/dpa Picture-Alliance via AFP

A mai növénytermesztésben már egyáltalán nem ritka az olyan vetőgép, amely menet közben szenzorokkal soronként méri a talaj nedvességtartalmát, hőmérsékletét és szervesanyag-tartalmát, és ehhez igazítja, hogy milyen mélyre helyezi el az adott vetőmagot. A mindennapok részei a vegyszeres növényvédelmet drónrajokkal környezetkímélőbbé tevő technológiák és a parcellák talajélettani állapotát okosszenzorokkal monitorozó felhőalapú rendszerek is, ráadásul nem csak Nyugat-Európában vagy Észak-Amerikában. 

Műholdas indexálás

Az európai Kopernikusz program nagy felbontású, multispektrális szenzorokkal felszerelt földmegfigyelő műholdjain alapuló, kifejezetten a gazdálkodók céljaihoz igazított Sentinel-2 hálózati szolgáltatását használja a kiskunsági homokhátság 1500 hektáros területén gazdálkodó Bugaci Aranykalász Zrt. is, amelynek tulajdonosa, Börcsök András egyike a precíziós mezőgazdaság hazai úttörőinek. 

A 30, illetve 10 méteres felbontású műholdfelvételek a helyspecifikus növénytermesztésben nemcsak a növényzetről, de a talajfelszínről és a meteorológiai viszonyokról is informálják a gazdákat. A műholdas távérzékelés az aszálymonitoring fő eszköze, a felvételek alapján kalkulált vegetációs index (Normalized Difference Water Index, NDWI) a vízhiányból adódó növényi stressz egyik legjobb mutatója, mert nemcsak a növényi szövet víztartalmát, de a növények levelének belső struktúrájának és szárazanyag-tartalmának változását is méri. Segítségével jól térképezhető egy táblán belül a növényállomány vízhiány okozta stresszének mértéke, az idősoros felvételek elemzésével pedig jól nyomon követhető annak térbeli és időbeli változása.

A Sentinel idősoros felvételei egy spanyolországi mezőgazdasági területrőlFotó: ESA

Dróngazdálkodás

A már idézett német tanulmány szerint a digitalizáció a mezőgazdaságban felmerülő munkaerő-problémákat is orvosolhatja. A szántóföldi nyilvántartási rendszerek, a vetési és betakarítási folyamatokat optimalizáló, valamint az adminisztrációt részben automatizáló programok mellett a dróntechnológia tűnik a legígéretesebbnek. A távvezérelt, de autonóm működésre is képes repülő szerkezetek leginkább a mezőgazdasági területek részletes feltérképezését és az adatgyűjtést végzik.

A Qubit szerkesztőségét az ehhez hasonló cikkek elkészítésében Vodafone támogatja.

A Kárpát Agri nevű, a Kárpát-medence digitális mezőgazdasági ökoszisztémájának létrehozását felvállaló ernyőszervezet honlapján publikált egyik esettanulmány tanúsága szerint a drónokkal készített ortofotók úgy mutatják meg egy adott parcella növényállományának állapotát, ahogy azt a felszínen a legtapasztaltabb agronómus sem képes felfedezni. A 2900 hektáron a déli határszélen gazdálkodó Harmati István szerint a 75-120 méter magasból készült felvételeken jól láthatók azok a szakmai hibák – rávetések, vetéshiányok, kapcsolódósor-problémák –, amelyek nagyban befolyásolják a termelési volumeneket. A drónfotókból az is kiderült, hogy mennyire heterogén egy alulról egységesnek tetsző állomány: „hiába sétáltak be az embereim a táblákba keresztül-kasul, ezt nem látták, mert ezt lentről nem lehet látni”.

A GPS-vezérlésű drónokkal készített légi felvételek értékes információkat szolgáltatnak a talaj minőségéről, a gyomfertőzöttségről és a növénybetegségekről is. Az adatok viszonylag gyorsan rendelkezésre állnak, és segítségükkel megfelelő intézkedéseket lehet hozni. A nagy pontosságú GPS-el szerelt drónokkal, ugyanazon koordinátákon végighaladva pontosan ugyanazt a területet lehet lefotózni akár óránként is, ráadásul a drónok önállóan is képesek végigrepülni az afott útvonalon, nem szükséges manuálisan irányítani őket. Sisák István, a Szegedi Tudományegyetem Növénytudományi és Környezetvédelmi Intézetének tudományos főmunkatársa, az agrárinformatikai képzés hazai úttörője egy májusi interjúban elmondta, hogy a drónok segítségével ma már „meg lehet állapítani – ezáltal pedig gyorsan kezelni – a tápanyag-ellátottsági zavarokat, a korai gyomproblémát, és a kártevők és betegségek okozta hirtelen fellépő fenyegetést is. Elvégezhető velük a talajnedvesség feltérképezése, a vadkárok felmérése és lokalizálása, valamint, modellek révén, a folyamatos termésbecslés.”

Automatizált műtrágyaszórás dróntámogatássalFotó: JAN WOITAS/dpa Picture-Alliance via AFP

A legújabb trend, hogy a drónokat nemcsak felvételek készítésére kezdték el használni, hanem permetezésre is, méghozzá jellemzően olyan területeken, ahol a munkagépek csak nehézkesen tudnák ellátni a feladatukat. A tartályokkal felszerelt nagyobb méretű szállító drónokkal a permetezési feladat messziről távirányítható és  automatizálható; a célnövények részleteit is azonosítani képes optikai szenzorok révén a drónok csak a kívánt részekre juttatják el a permetezőszert. (Gondot jelent ugyanakkor, hogy a vegyszergyártók még a traktoros, nagygépes kijuttatáshoz igazított kiszerelésben árulják termékeiket.)

Adatpiac

A geoinformatikai, meteorológiai és a precíziós eszközök szenzorai által begyűjtött hatalmas adatmennyiség menedzsmentje nem egyszerű dolog. Ahogy a már idézett esettanulmányban Harmati fogalmaz: 

„Odáig már eljutottunk, hogy rengeteg adatunk van. Rá kellett döbbennünk azonban, hogy az információ nem egyenlő az adattal. Több ezer adatból az emberi agy már nem képes száz százalékosan működő következtetéseket levonni”. 

A szélessávú adattovábbítás mellett szükség van az adatok megfelelő feldolgozására. A gazdálkodók tapasztalata szerint a „dataprocesszing” elviheti a munkaidő 15-20 százalékát is; igaz, ezután már programozhatók a traktorok és kombájnok fedélzeti számítógépei, amely révén a hagyományosnál nagyságrendekkel hatékonyabbá válik szinte valamennyi termelési fázis. Gondot jelenleg az okoz, hogy a platformok gépgyártóként és márkánként is változnak, így az összehangolást külön célszoftverekkel kell megoldani.    

Az adatmegosztás szintén jelentős problémát jelent a mezőgazdaság digitalizációja során. Bár világszerte arra törekszenek, hogy egységes agráriformatikai rendszerekbe integrálják az egyes gazdálkodók adatait, a közös boldogulást szolgáló, bárki által elérhető adatbázis létrehozásához mindenekelőtt azt kellene tisztázni, hogy kit illet a magántulajdonú termőföldekről szinte mindent eláruló, naprakész információk tulajdonjoga, és hogy mennyit, kinek, mikor és hogyan kellene fizetnie értük. 

A bugaci Börcsök a Budapesten megrendezett 13. Európai Precíziós Mezőgazdasági Konferencia (ECPA 2021) egyik workshopján kifejtette: tévhit, hogy a precíziós gazdálkodásnak az átlagosnál jelentősebb volna a beruházási igénye. Az agrármérnök szerint kétségtelen, hogy egy komplett új eszköz eurószázezrekbe kerülhet, de a szenzortechnológia ma már ott tart, hogy egy nagyságrenddel olcsóbb használt berendezés is okossá tehető némi hozzáértő átalakítással az „internet of things”, vagyis a világhálóhoz kapcsolódó eszközök modelljének mintájára. Márpedig az elmúlt években elérhető árúvá vált az a technológia, amelynek révén már a szó szoros értelmében megéri az agrárökológia elvei mentén termelni. 

A precíziós gazdálkodás elméletét és gyakorlatát is oktató Sisák szerint ha „az adatgyűjtő-adatelemző rendszer teljesen kiépül egy gazdaságban, és folyamatosan adatokat szolgáltat majd minden termelési mozzanatról, akkor a gazda mindenről pontosan tudni fogja, hogy hozott valamit a konyhára, vagy inkább elvett a haszonból”.

Korábbi kapcsolódó cikkeink: