Uplatnění technologií precizního zemědělství v systémech rostlinné výroby

Ing. Josef Egert

Bachelor's thesis

Application of precision farming technologies in crop production systems

Abstract:

Zemědělství se v současné době potýká s mnoha problémy. Mezi nejzávažnější patří růst nákladů bez kompenzace v podobě růstu výkupních cen komodit, probíhající klimatická změna spojená s riziky náhodných výpadků produkce a negativní pohled veřejnosti na zemědělství spojený s tlakem na omezení či zákaz používání pesticidů. Všechny tyto faktory vedou k nutnosti zvyšování efektivity práce zemědělců. Jednou z cest k jejímu zvýšení mohou být technologie souhrnně označované jako precizní zemědělství, o kterých pojednává tato práce.Pojem precizní zemědělství označuje souhrn mnoha různých technologií, které využívají rozvoje vědy a techniky v posledních dekádách. Obecným cílem těchto technologií je provádět správnou činnost o správné intenzitě ve správný čas na správném místě. S tímto cílem úzce souvisí variabilita vlastností půdy, porostu či škodlivých organismů v rámci každého pozemku a velká skupina technologií precizního zemědělství cílí právě na respektování této variability.Základem technologií precizního zemědělství jsou navigační systémy, jejichž rozvoj umožnil určovat polohu až s centimetrovou přesností. Pro potřeby precizního zemědělství je využíváno mnoho různých strojů sloužících jako platformy pro nesení senzorů či pracovních orgánů. Senzory používané v precizním zemědělství měří mnoho různých fyzikálních či chemických veličin pro přímé i nepřímé určení požadovaných vlastností půdy, porostu nebo škodlivých organismů. Naměřená data jsou buď dále zpracovávána a vyhodnocována v různých specializovaných programech, nebo ihned využita pro úpravu prováděné pracovní operace.Z pohledu ekonomiky i provozu lze technologie precizního zemědělství rozdělit do dvou skupin na technologie, které provádějí automatizaci (například automatické vypínání a zapínání pracovních orgánů nebo automatické navádění strojů) a technologie, které se věnují problematice variability a s tím souvisejících změn pracovních operací (například variabilní příprava půdy, setí, hnojení či aplikace pesticidů). Technologie provádějící automatizaci mají jasně definovatelný ekonomický přínos a jejich činnost probíhá téměř bez zásahu obsluhy. V současné době je v praxi tato skupina technologií již poměrně rozšířená. Technologie, které jsou zaměřeny na variabilitu, vyžadují odborné znalosti, velké množství času a práce pro vyhodnocení dat a jejich ekonomický přínos nemusí být vždy jednoznačný. Tato negativa se projevují v podobě jejich velmi pozvolného zavádění do praxe i přes to, že mnohé jsou již desítky let dostupné. Významným faktorem, který ovlivňuje úspěšné zavádění technologií precizního zemědělství do praxe je jejich spolehlivost a vzájemná kompatibilita. Z ekonomického hlediska je také nutné na tyto technologie pohlížet jako na celek a veškerá jejich pozitiva i negativa hodnotit společně v rámci celého zemědělského podniku.Závěrem je vhodné zdůraznit, že tyto technologie nemají nahrazovat odborné znalosti a zkušenosti zemědělců, ale mají jim poskytnout nástroje, s jejichž pomocí se mohou rychleji, lépe a efektivněji rozhodovat a pečovat o své pozemky a plodiny.

Abstract:

Nowadays, agriculture is facing many problems. Among the most important are the cost increase without compensation in the form of rising commodity price, the ongoing climate change associated with the risks of random production outages and the negative public view on agriculture linked with pressure to reduce or ban pesticide use. All these factors make it necessary to increase farmer's work efficiency. One way to increase it could be technologies in summary referred as precision agriculture, which is discussed in this thesis.Precision agriculture refers to many different technologies which have been developed as an outcome with the development of science and technology in recent decades. The goal of these technologies is to perform the right activity at the right intensity in the right place at the right time. This objective is closely related to the variability of soil, vegetation or pests properties within each field and a large group of these technologies aims to respect this variability.The basis of precision farming technologies are navigation systems, the development of which has enabled positioning up to centimeter accuracy. For the needs of precision farming, many different machines are used as platforms for carrying sensors or working organs. Sensors used in precision agriculture measure many different physical or chemical variables for the direct and indirect determination of the managed soil, crop or pests properties. The measured data are either further processed and evaluated in various specialized programs, or immediately used for modification of the performed work operation.From the economic and operational point of view, precision farming technologies can be divided into two groups. First group are technologies that perform automation (for instance, automatic turning off/on of work organs or automatic machine guidance). The second group consist of technologies that address variability and related changes in work operations (for example, variable soil preparation, sowing, fertilizing or pesticide application). Automation technologies have clearly defined economic benefits and operate almost without the operator's intervention. Currently, these technologies are already relatively widespread. Technologies that focus on variability require expertise, a large amount of time and effort to evaluate data and their economic benefits may not always be clear. These negatives are manifested in the form of their very gradual implementation despite the fact that many have been available for decades. An important factor that influences the successful implementation of precision farming technologies in practice is their reliability and mutual compatibility. From an economic point of view, it is also necessary to view these technologies as a whole and assess all their positive and negative aspects together across the farm.Finally, it should be highlighted that these technologies are not intended to replace farmer's expertise and experience, but to provide them with the tools to help them make faster, better and more efficient decisions while caring for their fields and crops.

Keywords

rostlinná výroba, precizní zemědělství, variabilní aplikace, vegetační index, ekonomika

Keywords

crop production, precision agriculture, variable rate application, vegetation index, economics

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Pavel Hamouz, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Crop Science / Crop Science