Jak Rolnictwo 4.0 wspomaga rolnictwo zrównoważone?

RPzaja

Sukces dotychczasowo funkcjonującego rolnictwa, który umożliwił zapewnienie stabilnych dostaw możliwie najtańszej żywności został okupiony znacznymi kosztami środowiskowymi.

W dobie postępujących zmian klimatycznych koniecznością stają się działania ograniczające wpływ rolnictwa na środowisko, umożliwiające bardziej efektywne i przyjazne dla środowiska wykorzystanie takich zasobów jak gleba, woda, środki ochrony roślin, nasiona, nawozy, energia maszyny przy zachowaniu opłacalności produkcji rolniczej i jej społecznej akceptacji.  Odpowiedzią na skutki zmian klimatycznych i próbą zapewnienia stabilności finansowej gospodarstw rolnych jest koncepcja rolnictwa zrównoważonego, która została wpisana w opracowaną i wdrożoną przez kraje Unii Europejskiej strategię Europejskiego Zielonego Ładu.

Przestawienie gospodarstw rolnych na produkcję zrównoważoną postawi rolników przed wieloma wyzwaniami. Będą oni musieli wdrożyć szereg praktyk, na które też mogą dostać dofinansowanie z unijnych i krajowych środków. Niemniej rolnicy będą potrzebowali narzędzi, które z jednej strony będą dostarczały szeregu informacji o przebiegu produkcji z drugiej zaś pozwolą wykonać zabiegi agrotechniczne z dużą precyzją. Takich rozwiązań dostarcza koncepcja Rolnictwa 4.0.

Cele zrównoważonej produkcji żywności

 Koncepcja zrównoważonego rolnictwa uwzględnia stosowanie odpowiednich praktyk w uprawie roślin i chowie zwierząt mających na efektywną produkcję bezpiecznej żywności o wysokiej jakości w sposób chroniący środowisko naturalne. W tej koncepcji rolnictwa istotne znaczenie odgrywają również socjalne i ekonomiczne warunki bytowe rolników. Zrównoważone technologie produkcji muszą okazać się ekonomicznie opłacalne, aby zapewnić producentom rolnym stosowanie ich w praktyce przez długi czas.

Produkcja w systemie zrównoważonym jest odpowiedzią na wyzwania jakie stawia przed rolnikami Europejski Zielony Ład, który nakazuje znaczną redukcję zużycia nawozów mineralnych, pestycydów i antybiotyków. Spełnienie tych wymagań i jednoczesne zapewnienie stosunkowo wysokiego poziomu produkcji oraz jej opłacalności jest możliwe dzięki znajomości bieżących potrzeb pokarmowych i kondycji zdrowotnej roślin oraz zwierząt. Niezbędne w tym celu okazują się aktualne informacje o parametrach gleby oraz warunkach pogodowych panujących nad plantacją jak i mikroklimatycznych w szklarniach, tunelach foliowych i w budynkach inwentarskich.

Ograniczenie zużycie pestycydów i nawozów mineralnych odbywa się również poprzez ich precyzyjne dawkowanie w dozach odpowiadających potrzebom roślin w danych strefach pola, co umożliwiają rozwiązania z zakresu rolnictwa precyzyjnego. Precyzyjna aplikacja nawozów czy środków ochrony roślin to jednak nie tylko korzyści dla środowiska, ale i dla portfela rolnika w postaci wymiernych oszczędności w zużyciu bardzo drogich środków produkcji.

Połączenie rolnictwa zrównoważonego i nowoczesnych technologii daje efekt synergii umożliwiający realizację założeń Europejskiego Zielonego Ładu i strategii „Od pola do stołu”.

Rolnictwo precyzyjne w służbie zrównoważonej produkcji rolnej

Od nowoczesnych technologii w rolnictwie nie ma odwrotu, stąd też rozwiązania z zakresu rolnictwa precyzyjnego będą odgrywały coraz to większe znaczenie, tym bardziej że użycie technologii rolnictwa precyzyjnego wpisuje się w założenia polskiego Planu Strategicznego dla Wspólnej Polityki Rolnej na lata 2023-2027. Rolnictwo precyzyjne, które wg niektórych ekspertów zapoczątkowało trzecią rewolucję technologiczną w rolnictwie (Rolnictwo 3.0), wykorzystuje techniki satelitarne i inne rozwiązania techniczne oraz technologiczne umożliwiające efektywne wykorzystanie potencjału gleby, zasobów wody oraz optymalne zużycie paliwa, nawozów, nasion i pestycydów.

Jedną z technologii rolnictwa precyzyjnego pozwalającą spełnić cele zrównoważonego rolnictwa jest precyzyjne aplikowanie zmiennych dawek nawozów mineralnych (VRA – Variable Rate Aplikation) zgodnie z potrzebami roślin i siedliska. Ten sposób aplikacji nawozów pozwala zredukować ich zużycie, co przekłada się również na koszty, a jednocześnie nie obniża plonów roślin.

W technologii VRA mogą być również wysiewane nasiona oraz aplikowane pestycydy. Jednakże w przypadku zabiegów ochrony roślin wykorzystywane są dodatkowo rozwiązania cyfrowe wpisujące się w koncepcję Rolnictwa 4.0. wykorzystujące techniki umożliwiające identyfikację agrofagów.

Technologia VRA wymaga pozyskania informacji dotyczącej przestrzennego zróżnicowania plonów, właściwości fizyko-chemicznych gleby i jej zasobności w składniki pokarmowe. W pozyskiwaniu tych danych również wykorzystuje się techniki satelitarne. Ten zasób danych pozwala określić zapotrzebowanie poszczególnych roślin na składniki pokarmowe, jak również określić optymalną obsadę roślin w danej strefie pola.

Dzięki technikom satelitarnym w nowoczesnych opryskiwaczach, rozsiewaczach do nawozów i siewnikach dostępna jest funkcja automatycznej kontroli sekcji (Section Control), która bez udziału operatora wyłącza sekcje maszyny, kiedy te wjeżdżają już w obrobione obszary pola lub poza granicę pola. Funkcja ta ma szczególne znaczenie w przypadku siewu nawozów mineralnych i aplikacji pestycydów, gdyż zapobiega ona przenawożeniu i przedawkowaniu w danych obszarach pola wspomnianych środków produkcji, co jest korzystne dla środowiska i jednocześnie oferuje korzyści finansowe. Section Control generuje również oszczędności podczas siewu nasion.

Wymierne korzyści również w aspekcie zrównoważonej produkcji rolnej oferują wykorzystujące techniki satelitarne systemy monitoringu pracy parku maszynowego zwane systemami telemetrycznymi lub telematycznymi, czy też systemami zarządzania flotą pojazdów. Umożliwiają one monitoring pracy sprzętu rolniczego w czasie rzeczywistym w tym śledzenie lokalizacji maszyny i parametrów pracy.  Systemy te pozwalają poznać koszty pracy maszyn w tym zużycie paliwa, co pozwala podejmować lepsze decyzje dotyczące ich długoterminowego użytkowania i odkrywać nieefektywności, które można skorygować a to skutkuje lepszą ich wydajnością i efektywnością pracy.

Technologie 4.0 – istotny aspekt zrównoważonego rolnictwa

 Obecne rolnictwo stawia na analitykę danych i technologię bardziej niż kiedykolwiek wcześniej. Stąd też technologie rolnictwa precyzyjnego uzupełniane są kolejnymi rozwiązaniami jakie oferuje czwarta rewolucja technologiczna (Rolnictwo 4.0). Przede wszystkim zastosowanie w praktyce rolniczej znajdują technologie cyfrowe, takie jak sztuczna inteligencja (AI), duże zbiory danych jak i Internet Rzeczy.

Dzięki analityce danych pozyskanych z czujników naziemnych, kamer montowanych na maszynach, dronach lub z satelitów następuje postęp w mapowaniu upraw, zrozumieniu procesów zachodzących na danych plantacjach jak i modelowaniu i prognozowaniu owych procesów. Dzięki cyfrowym technologiom możliwe jest szybkie identyfikowanie obszarów na polu z zainfekowanymi, uszkodzonymi lub słabo rozwiniętymi uprawami. To zaś jest podstawą do stosowania lokalnych (miejscowych) oprysków i zmiennego nawożenia mineralnego.

Algorytmy sztucznej inteligencji mogą integrować ze sobą wiele danych pochodzących z różnych lat dotyczących lokalizacji plantacji, parametrów gleby, genetyki roślin i korelować je z takimi zmiennymi jak pogoda, nawożenie mineralne, chemiczna ochrony roślin, aby uzyskać porady dotyczące zarządzania zrównoważoną produkcją w gospodarstwie.

Cyfrowe rozwiązania w połączeniu z technologiami rolnictwa precyzyjnego stają się przyczynkiem do autonomizacji pracy parku maszynowego. Autonomicznie pracujące roboty latające jak i naziemne mogą przyspieszyć wykrywanie chorych upraw w celu szybkiego ich leczenia. Ponadto autonomiczne roboty są odpowiedzią na niedobór siły roboczej, który doskwiera wielu gospodarstwom.

Autor: dr inż. Jacek Skudlarski, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ekspert projektu Energia Dla Wsi (www.energiadlawsi.pl)

Fot.: Darek Golik

Facebook
Twitter
Email

Newsletter

Co miesiąc najlepsze teksty WW w Twojej skrzynce!

Newsletter

Co miesiąc najlepsze teksty WW w Twojej skrzynce!