Podpora pokročilých strategií IPM

Zavádění integrovaných postupů ochrany proti škůdcům, chorobám rostlin a plevelům může být pro zemědělce a poradce docela výzvou. Systémy podpory rozhodování (DSS) mohou pomoci při rozhodování na farmě (IOR). Systémy na podporu rozhodování (DSS) jsou důležitým zdrojem pro rozvoj integrované ochrany rostlin. SPO pomáhá pěstitelům a jejich poradcům zlepšit rozhodování na základě informací o potenciálních rizicích plodin. Většina systémů, zejména taktických a operačních systémů, je neodmyslitelně spojena s monitorováním plodin, protože ke spuštění modelu jsou obvykle vyžadována data z pozorování a výsledky často vyžadují cílenější monitorování k definování konečného výsledku. Monitorování je již klíčovou součástí IOR, ale je časově náročné a může být drahé. SPO umožňuje uživatelům zaměřit se na sledování plodin nebo částí plodin, které jsou nejzranitelnější a kde by účinná ochrana měla ekonomický přínos. Taková SPO poskytuje uživatelům jistotu, že vědí, zda je nutné cílené monitorování plodin, a informace, jak to udělat. Tento dvoustupňový rozhodovací proces umožňuje použití všech technik IOR, ať už preventivních nebo léčebných. Vývoj pokročilých SPO pro IPM má obvykle podobu nových systémů specifických pro škůdce, takže jejich použití může být omezeno regionem anebo přístupem ke zdrojům (např. klimatická data). V rámci projektu IPM Decisions (H2020 č. 817617) výzkumníci vyvíjejí online platformu, která umožňuje širší přístup k současným i budoucím systémům v nadnárodním měřítku. Platforma „IPM Decisions“ poskytuje pěstiteli podporu při rozhodování v integrované ochraně proti škůdcům. Jedná se o webový rámec, který umožňuje zemědělcům, poradcům a výzkumníkům přístup k široké škále systémů na podporu rozhodování a údajům o počasí z celé Evropy prostřednictvím sady čtyř řídicích panelů. Platforma umožňuje vyhodnotit spolehlivost a vhodnost různých systémů pro podporu rozhodování tak, aby si mohli vybrat ty, které nejlépe vyhovují jejich potřebám.

Cílem projektu „ IPM works – Wide IPM Farm Demo Network“ je vybudovat síť farmářů v celé EU, aby demonstrovali a podporovali přijetí strategií IOR prostřednictvím sdílení znalostí a vzájemného učení. V současné době je evropské zemědělství vysoce závislé na používání přípravků na ochranu rostlin (FPS). Ve většině evropských farem závisí ochrana plodin proti škodlivým organismům (hmyz, choroby, plevel a další), aby se zabránilo ztrátě výnosu, hlavně (a někdy výhradně) na použití FFS. Tak vysoká úroveň používání FFS vedla ke zvýšeným obavám o jejich dopad na životní prostředí a lidské zdraví. Navíc mohou farmářům způsobit i dlouhodobé problémy, protože opakované použití FFS se stejným způsobem účinku často vede ke snížení účinnosti v důsledku rozvoje rezistence. Podle European Green Deal, přesněji strategie farm-to-plate, plánuje EU snížit používání FFS o 50 % do roku 2030. To je zjevně velmi ambiciózní cíl, jehož dosažení bude extrémně obtížné. Zároveň a v souladu se Směrnicí 2009/128 / ES o udržitelném využívání PPS (SUD) členské státy EU zformulovaly národní akční plány (NAP) zaměřené na snížení závislosti na využívání PPS. V nadcházejících letech proto bude snížení používání PPS hlavní prioritou zemědělské politiky v celé Evropě a zemědělci budou muset stát v čele této transformace. Zemědělci v celé Evropě již úspěšně zkoušejí a implementují pokročilé IOR strategie s menší závislostí na FFS. Výzvou pro evropské zemědělství je rozšířit tuto skupinu a podporovat širší přijetí pokročilých strategií integrované ochrany proti škodám. Projekt IPMWORKS si klade za cíl dosáhnout tohoto cíle sdílením „příběhů o úspěchu“, organizováním aktivit vzájemného sdílení znalostí, propagací ukázek farem a školením farmářů a poradců o IOR. V minulosti se tyto aktivity ukázaly jako vynikající nástroje pro šíření informací.

IPMWORKS bude koordinovat stávající sítě, které již v této oblasti existují, propagující pokročilé strategie IOR a také založí nová farma centra v regionech nebo sektorech, kde průkopníci IOR ještě nejsou zapojeni do relevantní sítě. Projekt zapojí zemědělce, poradce, tvůrce politik, spotřebitele a další klíčové aktéry v Evropě, aby prokázal, že strategie založené na IOR přijaté na skutečných farmách v různých výrobních systémech snižují závislost na přípravcích na ochranu rostlin a snižují expozici lidí. Projekt ukáže, že IOR může udržet nebo zlepšit ekonomickou ziskovost na farmě a snížit dopady zemědělství na životní prostředí. Ukázka, že „IPM funguje“, se bude konat jak na farmě – s různými výrobními podmínkami, možnostmi integrované ochrany a komunikačními nástroji – tak na regionální, národní a evropské úrovni. IPMWORKS bude spolupracovat s farmáři, konzultanty a dalšími inovativními aktéry a zaměří se na iniciativy, které budou realizovat evropskou zelenou nabídku a zemědělskou strategii.

Nové technologie a digitalizace v zemědělství

Systém digitalizace se zavádí postupně a v různých oblastech. V posledních letech se stále více využívají moderní informační a komunikační technologie (ICT), jako jsou přesná měřící zařízení, senzory, sondy, geopoziční systémy, drony, robotika, ale i Big Data (velké databáze), internet. oblasti zemědělství. věci a umělá inteligence. „Inteligentní zemědělství“ má velký potenciál k dosažení produktivnější a udržitelnější zemědělské produkce, protože je založeno na přesnějším a efektivnějším přístupu. Nejdůležitější důvod pro zavedení digitalizace je ekonomický, ale zavádí se i kvůli jiným potřebám. Může přinést velké výhody ve vztahu k ekologickým otázkám, jako je efektivnější využívání vody, menší používání hnojiv a pesticidů, menší spotřeba paliva, optimalizace zpracování...

Zemědělské podniky mají k dispozici grafická data o zemědělských pozemcích a využití půdy, která mohou využít k navádění zemědělské techniky na základě globálního polohovacího systému GNSS nebo k plánování výsadby a střídání plodin. Některé farmy také využívají letecké sledování – analýzu satelitních snímků nebo snímků pořízených menšími drony – k rychlejší identifikaci příznaků chorob rostlin, nedostatku živin nebo nedostatku vody v rostlinách. Farmy mohou také používat přesné místní údaje o počasí pro účely zavlažování s cílem snížit spotřebu vody v zemědělství a včasnou ochranu proti škůdcům a chorobám. Včasným zásahem dokážou snížit nebo dokonce odstranit následky sucha. Efektivní digitalizace v zemědělství vyžaduje základní digitální evidenci území, rozvinutou síť agrometeorologických stanic, výkonnou veřejnou rostlinolékařskou službu, která pomocí různých prognostických modelů a přímého monitoringu předpovídá vývoj chorob a škůdců a radí nejvhodnější strategii ochrany rostlin. Dálkový průzkum Země (satelitní a letecké snímkování pomocí dronů) představuje jeden z centrálních přístupů pro zachycování dat o stavu plodin. Nabídka zemědělské techniky, která dokáže zaznamenávat a/nebo využívat data pro realizaci precizního zemědělství (kombajny, rozmetadla minerálních hnojiv, postřikovače, secí stroje...) se postupně rozrůstá a to umožňuje rychlejší zavádění digitalizace v zemědělství.

Aplikace dálkového průzkumu v ochraně rostlin

Metody hubení chorob a škůdců rostlin předpokládají jejich rovnoměrné prostorové rozložení v plodině nebo na plantáži, v praxi jsou však nejčastěji rozmístěny nerovnoměrně. Někteří škůdci a choroby se nejprve objevují lokálně a teprve později se rozšíří na větší část plantáže nebo pole. V praxi je účinná ochrana rostlin spojena s nejaktuálnějším a včasným sledováním viditelných známek výskytu chorob a škůdců, což vyžaduje pravidelnou kontrolu rostlin. Toto sledování nebo kontrola je časově náročná a nákladná a účinnost potlačení souvisí se zkušenostmi inspektora a včasností rozpoznání prvních příznaků jevu. Metody dálkového průzkumu Země umožňují detekovat přítomnost chorob nebo škůdců na větších plochách a v různých fázích jevu. Při dálkovém průzkumu Země se používají různé senzory, které jsou namontovány na různých podpěrách a umožňují časovou a prostorovou přesnost.

Nejběžnější skupiny senzorů jsou: RGB, hyperspektrální, multispektrální, tepelné a fluorescenční senzory. Přestože je detekce chorob a škůdců možná pomocí senzorů všech pěti skupin, výběr senzoru závisí na platformě (skleník, drony, satelit...) a požadované přesnosti. RGB senzory umožňují určit přítomnost choroboplodných zárodků, které způsobují změny na listech, ale jejich užitečnost pro stanovení infekcí před rozvojem viditelných příznaků je omezená. To druhé umožňují multispektrální a hyperspektrální a tepelné senzory. Tyto čtyři skupiny senzorů lze použít i na větší vzdálenosti (například v letadle), při přirozeném osvětlení. Fluorescenční senzory umožňují přesnou detekci onemocnění a jsou proto vhodné pro použití v omezených prostorách, jako jsou skleníky a laboratoře.

Držáky snímačů dálkového průzkumu používané v zemědělství

Nejčastějšími nosiči senzorů dálkového průzkumu Země používaných v zemědělství jsou satelity, bezpilotní letouny ("drony"), letadla, terén, laboratoře a skleníky. Vzhledem k heterogennímu prostorovému rozšíření škůdců a chorob je dálkový průzkum Země s optickými senzory nejvhodnější technologií pro poskytování informací o ohniscích a rozsahu infekcí. Pokročilé metody analýzy dat jsou nezbytné pro efektivní využití dat dálkového průzkumu k detekci škůdců a chorob rostlin.

Precizní zemědělství a digitalizace v zemědělství

Pro co nejlepší využití precizních zemědělských postupů potřebujeme vhodné stroje a zařízení, které je technicky zajištěno, abychom to mohli realizovat. Chytré stroje (rozmetač minerálních hnojiv, secí stroj, postřikovač, obilní kombajn, silokombajn...) se od klasických strojů liší doplňkovými funkcionalitami jako je „Section Control“, která automaticky zapíná a vypíná „sekce“ a zabraňuje tak překrývání přechody na polích a při odbočování vedle sebe, poskytuje rovnoměrné rozestupy plodin a konzistentní podmínky pěstování, zejména na okraji pole, a "Variable rate Control", která nám umožňuje hnojit a postřikovat přesně tam, kde je potřeba. Všechny stroje potřebují připojení k počítači, který je umí ovládat, ale většinou se připojují přes ISOBUS ovladač, který bývá umístěn na traktoru a do něj jsou importována data potřebná pro ovládání hnojiva a postřikových map. Strojní zařízení je ovládáno pomocí ovladače ISOBUS. Pro úspěšnou činnost potřebujeme také informace o přesné poloze, které lze získat z různých lokalizačních systémů, jedním z nejznámějších je systém GPS, se kterým získáme přesnost 3 až 4 metry, což stačí aplikovat umělá hnojiva. Pro postřik a setí je vyžadována větší přesnost, kterou lze získat prostřednictvím RTK a poskytuje nám přesnost až 1 cm. Abychom určili, jaké množství něčeho dávkovat v určité oblasti, potřebujeme nejprve údaje o požadavcích a stavu pole. Potřebná data lze získat pomocí dronu nebo satelitu, kde pomocí multispektrálních senzorů zjistíme stav rostlin a vytvoříme speciální vegetační indexy, které nám ukazují depresivní a zdravý stav pozemku. Vzhledem k tomu, že na základě samotného snímku nedokážeme určit přesnou příčinu, je nutné vyrazit do terénu a určit příčiny a na základě zjištěných poznatků upravit další opatření.

K datům a informacím o půdě a životním prostředí lze přistupovat prostřednictvím vyhrazeného webového prohlížeče GIS. Obsah dat a informací se dynamicky mění. V současné době jsou k dispozici interpretovaná a aktualizovaná veřejná data Pedologické mapy Slovinska 1:25 000, některé pedologické mapy přesnějšího měřítka, pedologické profily a některá data z výzkumných projektů na téma KIS půdy. Navíc je umožněn přístup k různým informacím v rastrovém formátu, což je důležité pro řízení udržitelné zemědělské výroby, pro ochranu životního prostředí a přírodních zdrojů.

Predikce zavlažování plodin pomocí dálkového průzkumu

Správný růst a vývoj rostlin závisí na dostatečném množství vody. Nízká úroveň zemědělské produkce je mimo jiné důsledkem nízké produktivity využívání vody. Když se rozhodneme zavlažovat, je důležité nezavlažovat příliš mnoho ani příliš málo a provádět zavlažování ve správném časovém úseku.

Důsledky neodborného zavlažování mají negativní dopad na:

- zdravotní stav rostlin, který zvyšuje rozsah chorob rostlin a vyžaduje větší spotřebu prostředků na ochranu rostlin,

- množství úrody,

- kvalita a trvanlivost plodiny,

- tržní hodnotu plodiny a tím i konkurenceschopnost produkce,

- snížený příjem živin rostlinou a zvýšená možnost vyplavování živin z kořenové zóny,

- účinnost a degradace přípravků na ochranu rostlin a zvyšuje pravděpodobnost jejich vyplavení z půdy,

- účinnost využívání vody a ekonomická a environmentální udržitelnost zemědělské výroby, protože způsobuje nadměrnou spotřebu vody na zavlažování.

Dálkový průzkum škůdců

V posledních letech se v oblasti monitoringu škodlivých organismů začíná uplatňovat i přístup tzv. „detekce škodlivých organismů na dálku“ – elektronické pasti. Pomocí elektronických pastí Trapview je možné na dálku sledovat výskyt škůdců z řádu Lepidoptera, samozřejmě těch, na které existuje feromon. Zařízení se skládá ze solárního panelu, vnějšího pláště a vnitřku obsahujícího elektroniku pro snímání obrazu a přenos dat a nalepovacího panelu s feromonem přidaným samotným uživatelem. Zařízení přenáší data (obrázek nalepovací desky s úlovky) protokolem GPRS na server výrobce, který umožňuje uživateli prohlížet úlovky prostřednictvím webové nebo mobilní aplikace. Zavedení těchto nových technologií do prognostické služby umožňuje racionalizaci postupů, neboť současné používání feromonových nástrah vyžaduje terénní vizuální kontroly a tím se zvyšují materiálové náklady. Zařízení je vybaveno videokamerou s vysokým rozlišením, data jsou přenášena přes mobilní síť, takže je možné sledovat úlovky v aplikaci na mobilním telefonu nebo počítači. Snímky zachycených motýlů lze sledovat prostřednictvím aplikace Trapview , která také umožňuje uživateli prohlížet nedávné i historické snímky v průběhu celé sezóny.