Realizácia agroinformačných technológií
1. Zber údajov
1.1 Mapovanie hraníc pozemkov a založenie geografického informačného systému o pôde
Základom presného poľnohospodárstva je vytvorenie hraničných línií obhospodarovaných pozemkov. Na tento účel môže byť použité niekoľko spôsobov a to od zamerania hraníc geodetom, digitalizáciou z rôznych mapových podkladov (papierové mapy podniku, mapy GKÚ) alebo prostredníctvom poľnej techniky vybavenej prijímačom GPS z iných aplikácií napr. navigačného systému paralelných jázd alebo systému sledovania vozidiel (obr.1).
Obr. 1 - Vytvorenie hraníc pozemkov
Pre farmárske účely sa najlepšie osvedčil systém mapovania prejazdom hraníc pozemku terénnym automobilom vybaveným príjmačom GPS signálu s integrovanou anténou pre DGPS.
V prostredí geografického informačného systému sú vymedzené presné hranice pozemkov, ich výmera, nadmorská výška a tvar, čo predstavuje podklad pre geografickú orientáciu údajov vzťahujúce sa ku každému pozemku (obr. 2). K jednotlivým pozemkom je potom možné priradzovať pestované plodiny, použité pracovné operácie a použitý materiál (osivá, hnojivá, chémia...), deliť a zlučovať pozemky podľa aktuálneho osevu, meniť tvar a veľkosť honov ako aj merať veľkosť hraníc a plôch pozemkov.
Obr. 2 - Geografický informačný systém o pozemkoch
1.2 Mapovanie produkčného potenciálu pôdy
1.2.1 Mapovanie úrody obilným kombajnom
Tlak na zvýšenie ekonomickej efektivity a zároveň sprísnenie ekologických kritérií súvisiacich so vstupom do EÚ, vytvára potrebu zisťovať úrodu plodiny nielen v rámci podniku ako priemernej úrody na pozemok, ale aj detailné monitorovanie úrody v rámci jedného pozemku. Princíp získavania údajov z obilných kombajnov spočíva v meraní prietoku zberaného produktu úrodovým snímačom umiestneným v zrnovom dopravníku so súčasným meraním vlhkosti. Tieto údaje sú zaznamenávané v spojení s údajmi o geografickej polohe z antény GPS a tak je vytvorená mapa hektárovej úrody (obr. 3)
Obr.3 - Mapa hektárovej úrody, plodina ozimná pšenica a jarný jačmeň
Na tvorbu úrody sa podieľa celý rad faktorov a niektoré majú sezónny vplyv. Preto je nevyhnutné zbierať údaje z viacerých rokov a následným štatistickým vyhodnotením úrody v časovej rade je možno získať presné vymedzenie úrodnosti jednotlivých častí pozemku.
1.2.2 Meranieelektrickej vodivosti pôdnym skenerom
Elektrická vodivosť pôdy predstavuje vlastnosť pôdneho prostredia viesť elektrický prúd. Táto vlastnosť závisí najme obsahu ílovitých a prachových častí, vlhkosti a obsahu solí v pôdnom roztoku. Tieto vlastnosti pôdy výrazne ovplyvňujú produkčný potenciál pôdy, predovšetkým z hľadiska schopnosti pôdy udržať pôdnu vlahu a živiny. Z výsledkov merania konduktivity pôdy je možné získať presnú mapu častí pozemkov s rovnakými vlastnosťami pôdy. (obr. 4).
Obr. 4: Mapa elektrickej vodivosti pôdy s veľmi presným vymedzením častí pozemkov s rovnakými vlastnosťami pôdy.
1.3 Analýza rozdielnosti produkčného potenciálu pôdy
Vyhodnotením získaných údajov je možno získať vymedzenie jednotlivých častí pozemkov s trvale nadpriemerným, priemerným resp. podpriemerným produkčným potenciálom, ako aj oblasti, kde je produkčný potenciál viac ovplyvňovaný ročníkom ako vlastnosťami pôdy. Na zistenie príčin rozdielnosti produkčného potenciálu pôdy sa vykonávajú ďalšie analýzy pôdy, porastu a pestovateľských podmienok, predovšetkým v častiach pozemkov zo značným kolísaním variability produkčného potenciálu.
1.3.1 Agronomická detekcia variability pozemku
Prvotné vysvetlenie príčin variability produkčného potenciálu pôdy sa využívajú informácie z bežnej agrotechniky. Jedná sa o údaje o spôsobe hospodárenia, osevnom postupe, manažmentu pozberových zvyškov, termínoch, podmienkach a kvality vykonania agrotechnických opatrení, priebeh počasia, vplyv chorôb a škodcov.
Presná agronomická detekcia z väčšieho plošného rozsahu si vyžaduje rozsiahle informácie vznikajúce v priestore, v čase a s rôznym určením. Zvládnutie procesu presnej dokumentácie podmienok a vykonávania agrotechnických zásahov je vhodné realizovať vzhľadom na informačnú náročnosť prostredníctvom manažérskeho informačného systému (obr. 6). Uvedený informačný systém umožňuje viesť prvotnú evidenciu o použitých vstupov (druhy a množstvá aplikovaných pesticídov, hnojív, použité odrody, hybridy a p.), o použitých pracovných operácií, o vynaložených nákladov, stavu a pohybu zásob skladovaných materiálov a produktov.
klikni na obrázok
Obr. 5: Agronomická detekcia variability produkčného potenciálu, pozemok "Zástera házi" 122 ha.
V súvislosti zo zavádzaním povinnosti registrovať pôvod a podmienky výroby agroproduktov (nariadenie EÚ č.178/2002 o bezpečnosti potravín a vysledovateľnosti agroproduktov) manažérsky informačný systém spoločne s geografickým informačným systémom o pôde vytvára "komplexný informačný a pestovateľský systém".
klikni na obrázok
klikni na obrázok
Obr. 6: Manažérsky informačný systém pre prvotnú evidenciu a vysledovateľnosť výroby agroproduktov.
1.3.2. Analýza variability chemických a biologických vlastností pôd.
Aby bolo možné odpovedať na otázku, čo spôsobuje variabilitu úrodnosti je potrebné odobrať pôdne vzorky na stanovenie obsahu živín (obr. 7). Miesta pre pôdnych vzoriek sú rozmiestnené podľa veľkosti, tvaru a variability pozemku. Hustota vzorkovania sa pohybuje v rozmedzí 3-5 ha na jednu vzorku. Analýzu variability chemických a biologických vlastností pôdy je možné vykonať aj bez predchádzajúceho stanovenia zón produkčnej schopnosti pôdy. Pôdne vzorky sa v tomto prípade odoberajú z pravidelného štvorcového rastru (obr.8). Vypovedacia hodnota tohto spôsobu odberu je nižšia. Geografická poloha odberových miest ako aj trajektória pohybu odberného vozidla presne zaznamenávaná a preto pri následnom odbere po určitom časovou odstupe (2-4 roky) je možné porovnávať výsledky rozborov z rovnakých miest.
Obr. 7: Odberové miesta v inteligentnom rastri na základe analýzy produkčného potenciálu pôdy.
Obr. 8: Odberové miesta v pravidelnom rastri bez analýzy produkčného potenciálu pôd
Kvôli potrebe vysokej výkonnosti a kvality odberu pôdnych vzoriek, t.j. dodržanie konštantnej odberovej hĺbky aj ťažkých pôdnych podmienkach, je najlepšie realizovať odber pomocou automatizovaného zariadenia (obr. 9).
Obr. 9: Zariadenie na automatizovaný odber pôdnych vzoriek
Laboratórnym spracovaním pôdnych vzoriek sa vytvorí mapa zásob živín. Porovnaním mapy zásoby fosforu (obr. 10) a mapy zásoby draslíka (obr. 11) vyplýva, že jednotlivé mapy zásoby živín sa navzájom neprekrývajú. Z toho vyplýva, že hnojiť takéto nevyrovnané pozemky uniformnou dávkou nie je optimálne.
Obr. 10: Mapa zásoby fosforu rozdelená do piatich tried obsahu živín (Mehlich III)
Obr. 11: Mapa zásoby draslíka rozdelená do piatich tried obsahu živín (Mehlich III)