Presné poľnohospodárstvo a 4. priemyselná revolúcia

Termín „precision farming“ (presné poľnohospodárstvo) bol zavedený na nový systém hospodárenia na pôde umožňujúci prispôsobiť vykonávané pracovné operácie pri pestovaní poľných plodín v tzv. priestorovej variabilite. S týmto systémom hospodárenia bola a je spojená snaha dosiahnuť čo najlepšie úrody poľnohospodárskych plodín a zlepšiť odolnosť rastlín voči chorobám a škodcom, pritom čo najmenej zaťažiť životné prostredie a zároveň vziať do úvahy premenlivé vlastnosti porastu a pôdy: inými slovami používať hnojivá, alebo pesticídy len tam, kde je to skutočne potrebné a len v nevyhnutnom množstve. To všetko malo viesť k zmene zaužívaných spôsobov hospodárenia z predchádzajúcich rokov a k využívaniu najmodernejšej techniky a technológií v nastávajúcej poľnohospodárskej praxi.

Moderný systém hospodárenia na pôde v súčasnosti zahŕňa celý rad technológií, ktoré sa snažia zlepšiť presnosť a efektívnosť poľnohospodárskych procesov. Všetky technológie, ktoré prispievajú k tomuto prístupu, sú navrhované tak, aby poskytovali údaje, ktoré sa následne premieňajú na poznatky, ktoré potom (teoreticky) vedú k lepšie informovanému rozhodovaniu. Tieto rozhodnutia sa môžu robiť v prítomnosti alebo neprítomnosti človeka, v závislosti od charakteru úlohy. A to je základ automatizácie vychádzajúci z využívania prvkov umelej inteligencie.

Vo svojej podstate ide o systém, ktorý je schopný neustále zlepšovať presnosť alebo efektívnosť úlohy na základe prijatých údajov. Údaje, na základe ktorých sa prijímajú rozhodnutia, sa zbierajú pomocou celého radu snímacích technológií vrátane environmentálnych senzorov, snímačov plodín, zobrazovacej technológie (vrátane pokročilého zobrazovania viacnásobným – hyperspektrálnym zobrazovaním), snímačov zariadení (napríklad tých, ktoré sú pripojené k poľnohospodárskym strojovým zariadeniam), GIS a súvisiacich sietí. Inteligentné snímače plodín analyzujú veľké množstvo premenných týkajúcich sa zdravia rastlín, ako sú napríklad potreba vody, elektrická vodivosť pôdy, zhutnenie pôdy, obsah organických látok v pôde, prístupnosť dusíka pre rastliny a pod. Napríklad optické senzory merajú odrazivosť svetla od plodiny, ktorá sa potom môže využiť pri stanovení hladiny dusíka. V minulosti mohol napr. poľnohospodár stratiť veľkú časť úrody jahôd v prípade objavenia sa neočakávaných mrazov. Avšak so senzormi, ktoré merajú pôdnu vlhkosť, teplotu vzduchu a vlhkosť, a upozorneniami odosielanými do smartfónu, je možné včas prijať preventívne opatrenia.

Viaceré riešenia uvedeného systému už prinášajú prvé výsledky. Napr. pestovatelia špargle v Kalifornii využili inteligentné senzory v spojení s IoT (internet vecí) a LoRa (bezdrôtová dátová komunikačná služba s dlhým dosahom) na zvýšenie hektárových úrod a konečných výnosov pri súčasnom znížení spotreby vody o 6% a súčasnom zdvojnásobení úrod.

Získavané informácie, okrem hospodárenia na pôde, môžu byť použité aj v rôznych iných oblastiach. Napríklad v poľnohospodárskom podniku sa dajú použiť na plánovanie premávky (pohybu) na farme tak, aby jednotlivé trate mohlo používať väčšie množstvo poľnohospodárskych vozidiel, čím by sa znížili problémy spojené so zhutnením pôdy a došlo by aj k zvýšeniu efektívnosti procesu, alebo sa môžu automatizovať procesy, ako je prekladanie úrody pomocou synchronizácie pohybov (polohovania) viacerých vozidiel. Už v súčasnosti sa využívajú podrobné informácie o zmenách okolitých podmienok, ktoré sú interpretované strojovým zariadením aplikujúcim hnojivo, čo umožňuje jeho použitie v rôznych kvalitách vzhľadom na existujúcu chémiu pôdy, s tým sú spojené finančné a environmentálne úspory.

Všetky tieto technológie snímania sa stávajú menšími, robustnejšími, lacnejšími a presnejšími, čo vedie k dátovej revolúcii, ktorá zmení spôsob prijímania rozhodnutí. V spojení s vývojom automatizácie by táto revolúcia údajov mohla viesť k poľnohospodárstvu s relatívne malou potrebou ľudskej práce. Prvé pozitívne výsledky v tejto oblasti už boli dosiahnuté v rámci experimentálnych pokusov na farmách nielen v zahraničí, ale už aj u nás.

Moderné poľnohospodárstvo, pre označenie ktorého bol na začiatku 90. rokov minulého storočia zavedený termín „presné poľnohospodárstvo“ sa v súčasnosti čoraz viac transformuje do ucelenejšieho systému, pre ktorý sa v niektorých literárnych zdrojoch zavádza označenie „Poľnohospodárstvo 4.0“. Ide o prístup, ktorý zohľadňuje nielen priestorovú variabilitu pri pestovaní poľných plodín, ale kombinuje ju s opatreniami, ktoré vedú k lepšiemu, efektívnejšiemu a múdrejšiemu prevádzkovaniu celej farmy. Vďaka podrobnejším znalostiam o vlastných pozemkoch a v kombinácii so správnym systémom využívajúcim automatizáciu činností, sa stáva riadenie poľnohospodárskeho podniku oveľa jednoduchšie a hospodárnejšie.

 

Priemyselné revolúcie a poľnohospodárstvo

 

Podľa dostupných literárnych zdrojov sa súčasná poľnohospodárska prax blíži k prahovému okamihu, keď nová vlna technológií založených na princípoch presného poľnohospodárstva prispeje v praxi k revolúcii, ktorá je porovnateľná s revolúciou vyvolanou rozšírenou mechanizáciou. Spomenuté literárne zdroje zároveň uvádzajú, že prvú priemyselnú revolúciu charakterizovali nové vynálezy, medzi inými aj prvé mobilné parné stroje, ako napr. aj parné lokomotívy, ale aj parné oračky. V poľnohospodárstve sa používal mobilný parný stroj aj na rezanie dreva, čerpanie vody, pohon mláťačky…

Takéto stroje však boli cenovo dostupné len pre vyššie triedy, čo sa zmenilo až začiatkom 20. storočia nástupom druhej priemyselnej revolúcie. K významným vynálezom tohto obdobia patrili využitie elektrickej energie, spaľovací motor, telefón, žiarovka a pod. V tomto období sa začala do popredia dostávať elektrifikácia výrobných procesov a masová (pásová) výroba, ktorej najznámejším priekopníkom bol Henry Ford. Pre poľnohospodárstvo znamenalo toto obdobie predovšetkým nástup traktorov do pracovných procesov a začiatok postupného nahrádzania ťažnej sily zvierat prácou samohybných strojov.

Tretia priemyselná revolúcia sa datuje do druhej polovice 20. storočia, keď sa do prípravy výrobných procesov začali zapájať počítače, priemyselné roboty a obecne informačné a komunikačné technológie. Veľké množstvo elektroniky preniklo aj do konštrukcie mobilných poľnohospodárskych strojov (strojov tzv. druhej generácie), predovšetkým v podobe rôznych palubných a informačných systémov. To takisto viedlo k významnému nárastu produktivity práce.

Tieto tri „priemyselné revolúcie“ boli síce postavené na rozdielnych princípoch, no ich spoločným znakom bolo prudké inovovanie výrobného procesu, čo umožnilo omnoho rýchlejšiu a jednoduchšiu výrobu. Z dlhého obdobia prioritného postavenia poľnohospodárstva sa tak civilizácia dostala do veku priemyslu, ktorý v jednotlivých ekonomikách zohrával čoraz významnejšiu úlohu.

 

  1. priemyselná revolúcia a poľnohospodárstvo

 

Všetky priemyselné revolúcie v doterajšej histórii významným spôsobom zasiahli aj do poľnohospodárstva. Nie inak je tomu aj v súčasnosti. U aktuálne vyrábanej techniky ​​je zreteľné rozširovanie inteligentných technológií, ktoré ponúkajú nové možnosti, ako šetriť náklady, ako zvýšiť efektivitu práce a ako čo najmenej zaťažiť životné prostredie. Tak, ako už dlhšie hovorí o 4. priemyselnej revolúcii (INDUSTRY 4.0 – Priemysel 4.0), preberajú túto rétoriku aj niektorí výrobcovia techniky pre oblasť poľnohospodárstva a začínajú hovoriť o AGRICULTURE 4.0 (Poľnohospodárstvo 4.0) – teda o zapojení jednotlivých strojov a techniky do inteligentnej, dátovo prepojenej siete. Problém s týmto spojený je však spracovanie dát – sme schopní získať veľké množstvo dát, ale z nich len obmedzené množstvo podstatných informácií. Vzhľadom k veľkému objemu dát vzniká aj problém s ich spracovaním. Fenomén BIG DATA tak postupne prenikol aj do oblasti poľnohospodárstva.

S použitím dostupných zdrojov spracoval:

doc. Ing. Jozef Ďuďák, CSc.

Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra

Viac sa dočítate v týždenníku Roľnícke noviny.

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *