Spodbujanje naprednih strategij za integrirano varstvo rastlin

Izvajanje praks integriranega varstva rastlin pred škodljivci, rastlinskimi boleznimi in pleveli je lahko za kmete in svetovalce precejšen izziv. Sistemi za podporo odločanja (SPO) lahko pomagajo pri sprejemanju odločitev na kmetiji (IVR). Sistemi za podporo odločanju (SPO) so pomemben vir za napredek integriranega varstva rastlin. SPO pomaga pridelovalcem in njihovim svetovalcem izboljšati odločitve, ki temeljijo na informacijah o možnih tveganjih za pridelek. Večina sistemov, zlasti taktičnih in operativnih sistemov, je neločljivo povezana s spremljanjem pridelka, saj so za zagon modela navadno potrebni podatki opazovanja, rezultati pa pogosto zahtevajo bolj ciljno usmerjeno spremljanje za opredelitev končnega rezultata. Spremljanje je že ključni del IVR, vendar je dolgotrajno in je lahko drago. SPO omogoča uporabnikom, da se usmerijo na spremljanje pridelkov ali delov pridelkov, ki so najbolj ranljivi in kjer bi učinkovito varstvo imelo gospodarsko korist. Takšen SPO uporabnikom zagotavlja zaupanje, da vedo, ali je potrebno ciljno spremljanje pridelka in informacije o tem, kako naj se to izvede. Ta dvostopenjski postopek odločanja omogoča uporabo vseh tehnik IVR, ne glede na to, ali so preventivne ali kurativne. Razvoj naprednega SPO za IVR navadno poteka v obliki novih sistemov za specifične škodljivce, zato je njihova uporaba lahko omejena glede na regijo in/ali dostop do virov (npr. podnebnih podatkov). V sklopu projekta IPM Decisions (H2020 št. 817617) raziskovalci razvijajo spletno platformo, ki omogoča širši dostop do sedanjih in prihodnjih sistemov v večnacionalnem merilu. Platforma »IPM Decisions« zagotavlja pridelovalcu podporo pri odločanju pri integriranem zatiranju škodljivcev. To je spletno ogrodje, ki kmetom, svetovalcem in raziskovalcem omogoča dostop do širokega nabora sistemov za podporo odločanju in vremenskih podatkov iz vse Evrope prek niza štirih nadzornih plošč. Platforma omogoča oceno zanesljivosti in primernosti različnih sistemov za podporo odločanju, tako da lahko izberejo tiste, ki najbolj ustrezajo njihovim potrebam.

V okviru projekta »IPMworks - Wide IPM Farm Demo Network« je cilj zgraditi mrežo kmetov po vsej EU, da bi z izmenjavo znanja in medsebojnim učenjem prikazali ter spodbujali sprejemanje strategij IPM. Trenutno je evropsko kmetijstvo zelo odvisno od uporabe fitofarmacevtskih sredstev (FFS). Na večini evropskih kmetij je zaščita pridelkov pred škodljivimi organizmi (žuželkami, boleznimi, plevelom in drugimi), da bi se izognili izgubi pridelka, v glavnem (in včasih izključno) odvisna od uporabe FFS. Tako visok nivo uporabe FFS je povzročilo večjo zaskrbljenost glede njihovega vpliva na okolje in zdravje ljudi. Poleg tega kmetom lahko povzročijo tudi dolgoročne težave, saj večkratna uporaba FFS z enakim načinom delovanja, pogosto povzroči manjšo učinkovitost zaradi nastanka odpornosti. V skladu z evropskim zelenim dogovorom (Green Deal), natančneje s strategijo s kmetij na krožnik, EU načrtuje zmanjšanje uporabe FFS za 50% do leta 2030. To je očitno zelo ambiciozen cilj, ki ga bo izredno težko doseči. Hkrati in v skladu z Direktivo 2009/128 / ES o trajnostni rabi FFS (SUD) so države članice EU oblikovale nacionalne akcijske načrte (NAP), katerih cilj je zmanjšanje odvisnosti od uporabe FFS. V naslednjih letih bo torej zmanjšanje uporabe FFS glavna prednostna naloga kmetijske politike po vsej Evropi, kmetje pa bodo morali biti v ospredju te preobrazbe. Kmetje po vsej Evropi že uspešno preizkušajo in izvajajo napredne strategije IPM, pri čemer jim to dobro uspeva, ob manjši odvisnosti od FFS. Izziv za evropsko kmetijstvo je razširiti to skupino in spodbujati bolj splošno sprejemanje naprednih strategij IPM. Cilj projekta IPMWORKS je doseči ta cilj z izmenjavo "zgodb o uspehu", z organiziranjem aktivnosti izmenjave znanja med vrstniki, spodbujanjem predstavitev kmetij in usposabljanjem kmetov in svetovalcev o IPM. V preteklosti so se te aktivnosti izkazale za izjemna orodja za razširjanje informacij.

IPMWORKS bo usklajeval obstoječa omrežja, ki že obstajajo na terenu in promovirajo napredne strategije IPM, in tudi ustanovil nova vozlišča (hub) kmetij v regijah ali sektorjih, kjer pionirji IPM še niso vključeni v ustrezno mrežo. V projekt bodo vključeni kmetje, svetovalci, politični odločevalci, potrošniki in drugi ključni akterji v Evropi, ki bodo pokazali, da strategije, ki temeljijo na IPM, sprejete na resničnih kmetijah v različnih proizvodnih sistemih, zmanjšujejo odvisnost od sredstev za varstvo rastlin in zmanjšujejo izpostavljenost ljudi. Projekt bo pokazal, da lahko IPM ohrani ali izboljša gospodarsko donosnost na kmetiji in zmanjša okoljske vplive kmetijstva. Dokaz, da "IPM deluje", bo potekal tako na kmetiji - z različnimi proizvodnimi pogoji, možnostmi IPM in komunikacijskimi orodji ter na regionalni, nacionalni in ravni EU. IPMWORKS bo sodeloval s kmeti, svetovalci in drugimi inovativnimi akterji, v ospredju bodo pobude, ki bodo uresničile evropsko zeleno ponudbo in strategijo kmetovanja.

Nove tehnologije in digitalizacija v kmetijstvu

Sistem digitalizacije se uvaja postopno in na različnih področjih. Na področju kmetijstva se v zadnjih letih vse bolj uporablja sodobna informacijska in komunikacijska tehnologija (IKT), kot so natančna merilna oprema, senzorji, tipala, sistemi geo-pozicioniranja, brezpilotna letala, robotika, pa tudi Big Data (velike podatkovne zbirke), internet stvari in umetna inteligenca. »Pametno kmetijstvo« ima velik potencial za doseganje bolj produktivne in trajnostne kmetijske proizvodnje, saj temelji na bolj natančnem in učinkovitejšem pristopu. Najpomembnejši razlog za uvajanje digitalizacije je ekonomski, uvaja pa se tudi iz drugih potreb. Lahko prinese velike koristi v zvezi z okoljskimi vprašanji, kot so učinkovitejša uporaba vode, manjša uporaba gnojil in fitofarmacevtskih sredstev, manjša poraba goriva, optimizacija obdelave…

Kmetijskim gospodarstvom so na voljo grafični podatki o kmetijskih parcelah in rabi zemljišč, ki jih lahko uporabijo pri vodenju kmetijske mehanizacije na podlagi globalnega sistema za pozicioniranje GNSS, ali pri načrtovanju zasaditve in kolobarja. Nekatere kmetije uporabljajo tudi nadzor iz zraka – analiza satelitskih posnetkov ali posnetkov, pridobljeni z manjšimi droni – za hitrejše ugotavljanje bolezenskih znakov rastlin, za pomanjkljivo oskrbo s hranili ali za pomanjkanje vode v rastlinah. Kmetije lahko uporabljajo tudi natančne lokalne vremenske podatke za namen namakanja s ciljem manjše porabe vode v kmetijstvu in pravočasne zaščite pred škodljivci in boleznimi. S pravočasnim ukrepanjem lahko zmanjšajo ali celo odpravijo posledice suše. Za učinkovito digitalizacijo v kmetijstvu so potrebne osnovne digitalne evidence prostora, dobro razvita mreža agrometeoroloških postaj, učinkovita javna služba zdravstvenega varstva rastlin, ki s pomočjo različnih prognostičnih modelov ter neposrednega spremljanja napoveduje razvoj bolezni in škodljivcev ter svetuje najprimernejšo strategijo varstva rastlin. Daljinsko zaznavanje (satelitsko snemanje in snemanje iz zraka z droni) predstavlja enega od osrednjih pristopov za zajemanje podatkov o stanju pridelave. Obseg kmetijske mehanizacije, ki lahko beleži in/ali uporablja podatke za izvajanje preciznega kmetijstva (kombajni, trosilci mineralnih gnojil, škropilnice, sejalnice…) postopoma povečuje in ta omogoča hitrejšo uvajanje digitalizacije v kmetijstvu.

Uporaba daljinskega zaznavanja pri varstvu rastlin

Načini zatiranja rastlinskih bolezni in škodljivcev predpostavljajo njihovo enakomerno prostorsko razporeditev v posevku ali v nasadu, vendar so v praksi najpogosteje razporejeni neenakomerno. Nekateri škodljivci in bolezni, se najprej pojavijo točkovno in se šele pozneje razširijo na večjem delu nasada ali njive. Učinkovito varstvo rastlin je v praksi povezano s čim bolj sprotnim in pravočasnim spremljanjem vidnih znakov pojava bolezni in škodljivcev, za kar je potrebno redno pregledovanje rastlin. To spremljanje oz. pregledovanje je zamudno in drago, učinkovitost zatiranja pa je povezana z izkušenostjo preglednika in pravočasnostjo prepoznavanja prvih znakov pojava. Metode daljinskega zaznavanja omogočajo zaznavo prisotnosti bolezni ali škodljivcev na večjih površinah in v različnih fazah pojava. Pri daljinskem zaznavanju se uporabljajo različni senzorji, ki so nameščeni na različnih nosilcih in omogočajo pravočasno in prostorsko natančnost.

Najpogostejše skupine senzorjev so: RGB, hiperspektralni, multispektralni, termalni in flourescenčni senzorji. Čeprav je zaznavanje bolezni in škodljivcev možno s senzorji vseh petih skupin, je izbira senzorja odvisna od platforme (rastlinjak, brezpilotni letalniki, satelit..) in željene natančnosti. RGB senzorji omogočajo določanje prisotnosti povzročiteljev bolezni, ki povzročajo spremembe na listih, njihova uporabnost za določanje okužb pred razvojem vidnih simptomov pa je omejena. Slednje omogočajo multi in hiperspektralni ter toplotni senzorji. Te štiri skupine senzorjev lahko tudi uporabljamo na večjih razdaljah (na primer na letalu), z naravno osvetlitvijo. Senzorji fluorescence omogočajo natančno določanje bolezni, zato so primerni za uporabo na omejenih površinah, na primer v rastlinjakih in laboratorijih.

Nosilci senzorjev daljinskega zaznavanja, ki se uporabljajo v kmetijstvu

Najpogostejši nosilci senzorjev daljinskega zaznavanja, ki se uporabljajo v kmetijstvu so sateliti, brezpilotni letalniki (»droni«), letala, teren, laboratoriji in rastlinjaki. Zaradi heterogene prostorske razporeditve škodljivcev in bolezni, je za zagotavljanje informacij o žariščih ter obsegu okužb najprimernejša tehnologija - daljinsko zaznavanje z optičnimi senzorji. Napredne metode za analizo podatkov so ključne za učinkovito uporabo podatkov daljinskega zaznavanja za odkrivanje rastlinskih škodljivcev in bolezni.

Precizno kmetijstvo in digitalizacija v poljedelstvu

Za najboljšo izkoriščenost praks za precizno kmetijstvo potrebujemo primerno mehanizacijo in opremo, katera je tehnično podprta, da nam omogoča samo izvajanje. Pametni stroji (trosilec mineralnih gnojil, sejalnica, škropilnica, žitni kombajn, silokombajn…) se od klasičnih strojev razlikujejo po dodatnih funkcionalnostih kot je »Section Control«, kateri nam samodejno vklaplja in izklaplja »sekcije« in s tem prepreči prekrivanja na prehodih na poljih in pri zavojih na robu polja ob enem pa zagotavlja enakomerne presledke med pridelkom in dosledne pogoje za rast, še posebej na robu polja, ter »Variable rate Control«, kateri nam omogoča, da gnojimo in škropimo točno tam in točno toliko, kot je potrebno. Vsi stroji potrebujejo povezavo z računalnikom, ki ga lahko upravlja, so pa ponavadi povezani preko ISOBUS krmila, kateri se navadno nahaja na traktorju in se na njega uvozijo podatki, ki so potrebni za kontroliranje gnojilnih in škropilnih kart. Preko ISOBUS krmila se upravlja z mehanizacijo. Za uspešno delovanje potrebujemo še podatek o točni lokaciji, katerega lahko pridobimo od različnih sistemov za lokacijo, eden izmed najbolj znanih je GPS sistem, s katerim dobimo natančnost od 3 do 4 metre, kar je dovolj za apliciranje trošenja umetnih gnojil. Za škropljenje in setev so potrebne večje natančnosti katere lahko pridobimo preko RTK in nam nudi natančnost do 1 cm. Za določanje koliko česa bomo na določenem območju dozirali, najprej potrebujemo podatke o zahtevah in stanju na njivi. Potrebne podatke lahko pridobimo z dronom ali satelitom, kjer s pomočjo multispektralnih senzorjev lahko zaznamo stanje rastlin, ter produciramo posebne vegetacijske indekse, kateri nam pokažejo depresivna in zdrava stanja parcele. Ker na podlagi same slike ne moremo določiti točnega vzroka, se je potrebno odpraviti na teren in določiti vzroke ter na podlagi ugotovitev prilagoditi nadaljnje ukrepe.

Preko namenskega GIS spletnega pregledovalnika se lahko dostopa do podatkov in informacij o tleh in okolju. Vsebina podatkov in informacij se dinamično spreminja. V tem času so na voljo interpretirani in nadgrajeni javni podatki Pedološke karte Slovenije 1:25.000, nekaterih pedoloških kart natančnejšega merila, pedoloških profilov ter nekaterih podatkov raziskovalnih projektov s tematiko tal KIS. Dodatno je omogočen dostop do različnih informacij v rastrski obliki, ki so pomembne za usmerjanje v trajnostno kmetijsko pridelavo, za varovanje okolja ter naravnih virov.

Napoved namakanja kmetijskih rastlin s pomočjo daljinskega zaznavanja

Pravilna rast in razvoj rastlin je odvisna od ustrezne količine vode. Nizka raven kmetijske pridelave je med drugim tudi posledica majhne produktivnosti rabe vode. Ko se odločimo za namakanje je pomembno, da ne namakamo preveč ali premalo ter da je namakanje izvedeno v pravilnem časovnem obdobju.

Posledice nestrokovnega namakanja negativno vplivajo na:

- zdravstveno stanje rastlin, kar poveča obseg rastlinskih bolezni in zahteva večjo porabo sredstev za varstvo rastlin,

- količino pridelka,

- kakovost in obstojnost pridelka,

- tržno vrednost pridelka in s tem na konkurenčnost pridelave,

- zmanjšan sprejem hranil v rastlino in povečano možnost izpiranja hranil iz območja korenin,

- učinkovitost in razgradnjo sredstev za varstvo rastlin ter poveča možnosti njihovega izpiranja iz tal,

- učinkovitost rabe vode ter ekonomsko in okoljsko trajnost kmetijske pridelave, saj povzroča prekomerno porabo vode za namakanje.

Daljinsko zaznavanje škodljivcev

V zadnjih letih se je na področju spremljanja škodljivih organizmov začel uporabljati tudi pristop tako imenovanega »daljinskega zaznavanja škodljivih organizmov« – elektronske pasti. S pomočjo elektronskih pasti Trapview je mogoče daljinsko spremljanje pojava škodljivcev iz reda Lepidoptera, seveda tistih, za katere obstaja feromon. Naprava je sestavljena iz solarnega panela, zunanjega ohišja in notranjosti, v kateri je elektronika za zajem slike in prenos podatkov in lepljiva plošča s feromonom, ki ga doda uporabnik sam. Naprava posreduje podatke (sliko lepljive plošče z ulovi) po GPRS protokolu na strežnik proizvajalca, ki omogoča uporabniku vpogled v ulove s spletno ali mobilno aplikacijo. Uvajanje teh novih tehnologij v prognostični službi omogoča racionalizacijo postopkov, saj dosedanja uporaba feromonskih vab zahteva terenske vizualne preglede in s tem se povečajo materialni stroški. Naprava je opremljena s video kamero visoke ločljivosti, prenos podatkov je preko mobilnega omrežja, zato je mogoče spremljanje ulovov v aplikaciji na mobilnem telefonu ali na računalniku. Slike ulovljenih metuljev je možno spremljati prek aplikacije Trapview, ki hkrati uporabniku omogoča pregled zadnjih in zgodovinskih posnetkov v celotni sezoni.