Chemap Agro s.r.o.

První zkušenosti se systémem ISARIA

30. 04. 2017 Ing. Vítězslav Krček; Česká zemědělská univerzita v Praze Mechanizace Zobrazeno 779x

Precizní zemědělství je hitem posledních let jak v rostlinné, tak i živočišné výrobě. Tedy alespoň v zemědělsky vyspělém světě, zaměřeném na intenzivní produkci.

Agronutrition

Po polích se pohybují automatické sondy, měřící vše od zásoby živin až po vodivost půdy. Drony s širokospektrálními kamerami snímají a vyhodnocují každý kousek půdy a na vše z orbity dohlížejí komunikační družice, které online odesílají informace traktorům bez řidiče. Ty následně mění dávku osiva, hnojiva nebo na centimetr přesně aplikují herbicid. Zní vám to jako za vlasy přitažená scéna z levného sci-fi filmu? Za pár let však nejspíš bude skutečností.

Precizní zemědělství

Moderní technologie, které přináší dnešní doba spojená s rychlým rozvojem výpočetní a komunikační techniky, přináší do zemědělské prvovýroby možná největší revoluci od vynálezu umělých hnojiv a prvních pesticidů. Precizní zemědělství nabízí cestu pro další rozvoj odvětví. Nemůžeme od něj čekat skokové zvýšení výnosové úrovně, které přinesly výše zmíněné objevy, ale spíše stabilizaci, udržení výnosů při současném snížení vstupů nebo větší důraz na ekologičnost a ekonomiku produkce. Proces postupných změn probíhá v běžné zemědělské praxi již několik let a počátky můžeme spojovat s prvním nasazením GPS navigací na traktorech nebo senzorů průběžně monitorujících výnos při sklizni sklízecí mlátičkou. Tyto technologie dnes již považujeme za samozřejmost a nikoho příliš neudivují. Další technické prostředky jsou právě teď zaváděny do výroby nebo probíhá jejich vývoj a testování ve výzkumných institucích.

Precizní zemědělství Moderní technologie, které přináší dnešní doba spojená s rychlým rozvojem výpočetní a komunikační techniky, přináší do zemědělské prvovýroby možná největší revoluci od vynálezu umělých hnojiv a prvních pesticidů. Precizní zemědělství nabízí cestu pro další rozvoj odvětví. Nemůžeme od něj čekat skokové zvýšení výnosové úrovně, které přinesly výše zmíněné objevy, ale spíše stabilizaci, udržení výnosů při současném snížení vstupů nebo větší důraz na ekologičnost a ekonomiku produkce. Proces postupných změn probíhá v běžné zemědělské praxi již několik let a počátky můžeme spojovat s prvním nasazením GPS navigací na traktorech nebo senzorů průběžně monitorujících výnos při sklizni sklízecí mlátičkou. Tyto technologie dnes již považujeme za samozřejmost a nikoho příliš neudivují. Další technické prostředky jsou právě teď zaváděny do výroby nebo probíhá jejich vývoj a testování ve výzkumných institucích.  N-senzory Již delší dobu jsou dostupné i takzvané N-senzory. Tato zařízení při umístění na traktor, umožňují na základě rozdílné odrazivosti porostu vyhodnotit zásobenost porostu dusíkem a následně dle potřeby rostliny změnit aplikační dávku dusíkatého hnojiva. Ač je tato technologie zemědělcům k dispozici již déle než deset let, jejímu širšímu využití bránila vysoká cena i technická nespolehlivost a případně menší robustnost predikčních modelů.  Od loňského roku je v ČR prostřednictvím společnosti AGROTEC dostupná nová generace plodinových senzorů od německé společnosti Fritzmeier s názvem ISARIA. ISARIA nabízí nový komfort práce s možností pracovat po celý den díky aktivnímu přisvětlování snímané plochy. Princip měření je založen na snímání spektrálních vlastností porostu v předem definovaných vlnových délkách. Na základě toho je pak stanoven vegetační index a stupeň pokryvnosti půdy.  U starších typů plodinových senzorů, závislých na denním světle, docházelo k problémům při přechodu ze světla do stínu a použití v noci bylo nemožné. Navíc je obsluha musela při každém příjezdu na pozemek kalibrovat na základě ručního měření obsahu chlorofylu v listech plodiny, což bylo značně zdlouhavé a v konečném výsledku to vedlo k odstavení senzoru na farmě v garáži.   Systém ISARIA ISARIA naproti tomu má instalovány světelné diody, které přisvěcují snímaný porost. Tím je nezávislá na aktuální světelné situaci. Společnost Fritzmeier navíc ve spojení s Technickou univerzitou v Mnichově vyvinula režim nazývaný jako „absolutní mód“. V daném režimu je možné kombinovat online snímaná data s vloženými mapovými podklady. Do terminálu zařízení je možné vkládat mapy výnosového potenciálu, které rozčleňují každý pozemek na několik zón s různou výnosovou úrovní. Tyto mapy jsou vytvořeny za pomoci družicových snímků vyhodnocujících pokryvnost porostu za několik předchozích let. Po jejich instalaci terminál porovnává údaje ze senzorů s mapou a určuje aplikovanou dávku. Tím se eliminuje zbytečné vyhnojování neproduktivních míst pozemků. Naopak nejúrodnější části pole mohou dostat vyšší dávku hnojiva, ale pouze v případě, že senzor vyhodnotí nedostatek dusíku v porostu. Živiny se tak dostanou především do míst, kde mohou být efektivněji využity rostlinami a neunikají zbytečně do vzduchu nebo podzemních vod.  Pokusy s variabilním hnojením Od roku 2015 je ISARIA testována v ČR na několika zemědělských podnicích za účasti České zemědělské univerzity v Praze a Mendelovy univerzity v Brně. Pokusy s variabilním hnojením ozimé pšenice probíhají například na pozemcích Zemědělského družstva Křečhoř, kde bylo měření vedeno týmem Doc. Milana Kroulíka z ČZU. Dle jejich výsledků byl zaznamenán nárůst výnosu oproti kontrole (hnojené jednotnou dávkou) o 0,16 t/ha pro jednobodovou kalibraci a 0,12 t/ha pro absolutní kalibraci. Tento růst výnosu je dle výnosové mapy tvořen především místy s vyšším výnosovým potenciálem, které na variabilní aplikaci reagují logicky lépe. V konečném hodnocení byly rozdíly v aplikovaném množství hnojiva zanedbatelné a ekonomický přínos nové technologie tedy byl v úrovni okolo 500,- Kč/ha. Ve sklizňovém roce 2016 byla ISARIA zkoušena také na pozemcích společnosti AGRA Řisuty s.r.o. na Slánsku. Byl vybrán jeden testovací pozemek, pro který byly vytvořeny mapy výnosového potenciálu, aby bylo možné vyzkoušet Absolutní mód, tedy již výše zmíněné spojení senzoru s mapovým podkladem. Porost na pokusném pozemku byl však bohužel značně poškozen divokými prasaty a v konečném výsledku byl tedy pokus posouzen jako nevyhodnotitelný.  Praktické zkušenosti Kromě testovacího pozemku bylo na podniku s pomocí systému ISARIA vyhnojeno 280 ha při produkčním hnojení pšenice. Senzor byl připojen k soupravě traktoru New Holland T7.260 s rozmetadlem Amazone ZA-TS Profis Hydro 4200. Obsluhou této soupravy je zkušený řidič Petr Dragoun, který se v podniku specializuje na aplikaci minerálních a statkových hnojiv. Ten se podělil o své zkušenosti s používáním technologie ISARIA.  Jak se s Isarií pracovalo? Pracovalo se s ní velmi dobře. Ve chvíli, kdy je vše nastavené, tak je to velmi snadné. Stačí přijet na pole, rozložit „tykadla“ a jezdit. Naaplikoval jsem s ní v průběhu několika dní asi 160 ha v jednobodovém módu (bez mapového podkladu), 30 ha v absolutním módu na pokusném pozemku a pak v rámci služby asi 90 ha u sousedního soukromého zemědělce pana Křečka. Ten chtěl Isarii také vyzkoušet a připravil si vlastní podkladové mapy, které vytvořil na základě výnosových dat ze sklízecí mlátičky.  Jak náročná byla příprava zařízení? Celá Isarie přišla na paletě rozebraná v dřevěné bedně. Složení a zapojení nebylo nijak složité, i s nasazením konzole na přední závaží trvalo asi 40 min, a to jsme to dělali poprvé v životě. Myslím, že teď už bychom to mohli mít hotové tak za 20 min. Prvotní nastavení bylo pro mne docela složitější, ale když jsem si nevěděl rady, zavolal jsem Ing. Trávníčkovi z Agrotecu a ten mne po telefonu navedl a společnými silami jsme to zvládli. Komunikace mezi traktorem, senzorem a rozmetadlem fungovala dobře, jenom první spárování bylo trochu složitější. Samozřejmě zase jsme to dělali poprvé v životě, a když jsem s tím teď už nějakou dobu pracoval, tak je to mnohem snazší. Kalibrace se provádí během jízdy zcela sama automaticky, takže po sestavení a připojení jsme mohli ihned vyrazit aplikovat.  Byly nějaké problémy při aplikaci, například na krajích pozemku, změnách světla a stínu nebo změnách porostu? I na okrajích pozemku funguje senzor stejně jako kdekoliv jinde, stejně tak nebyl problém ani při změnách světla nebo s fungováním v noci. Isarie prý dělá dva tisíce snímků za vteřinu, proto ani není nijak omezena pracovní rychlostí a jezdil jsem s ní asi 25 km/h, stejně jako při normální aplikaci. I rychlost s jakou se mění dávka je prakticky okamžitá, alespoň podle údajů na terminálu, který během jízdy zobrazuje všechny důležité informace od dávky až po vykreslení aplikační mapy. Co trochu zlobilo, byl signál GPS. Ten se občas v blízkosti lesa ztrácel. Párkrát se také stalo, že se celé zařízení zaseklo a musel jsem ho restartovat. Tento problém byl prý způsobený prototypem terminálu, který jsme měli k dispozici, a na běžně dodávaném by se to stávat nemělo. Závady jsme řešili přímo s vývojářem z Fritzmeieru, který osobně přijel z Německa pomoci s vyladěním.  Jaká byla manipulace se zařízením při přejezdech a při aplikaci? Manipulace při přejezdech byla bezproblémová, ale člověk si musí víc dávat pozor, aby to někde neutrhnul o větve. Přece jenom je zařízení sbalené pro přepravu docela vysoko. Sbalení a rozbalení trvá jenom pár vteřin a ovládá se přímo na ovládacím tabletu, takže člověk nemusí ani vylézt z traktoru. Při aplikaci bylo v naší soupravě trochu nešťastné, že když jsem seděl opřený v sedačce, tak byly konce konzole se senzory skryté za sloupky. Z toho důvodu byl docela problém při těsném projíždění okolo sloupů a stromů, kde jsem si musel dávat větší pozor.  Co zadávání dávky? To nás na začátku trochu zmátlo, protože na rozdíl od standardního terminálu rozmetadla se dávka zadává v požadované dávce čisté živiny na hektar. Respektive se nastaví maximální a minimální dávku čistého dusíku a terminál pak v tomto rozmezí dávkuje hnojivo podle dat, která aktuálně dostává ze senzorů. My jsme házeli UreaStabil při nastavených limitech dávky min. 78,2 kg N/ha a max. 115 kg N/ha. To přepočítávání nebylo úplně komfortní.  Závěr Celkový dojem ze systému ISARIA je tedy v podniku AGRA Řisuty s.r.o. určitě kladný a vliv variabilního hnojení bude hodnocen ve spolupráci s ČZU i v dalších letech.  V současné době se přemýšlí o dalších možnostech využití senzoru, jako je nasazení na postřikovači a následná přesná aplikace růstových regulátorů nebo desikantů. Samozřejmě je ISARIA pouze dílčím prvkem celého komplexu opatření, které posouvají standardní plošnou zemědělskou prvovýrobu směrem k precizním postupům, a tím k lepším ekonomickým výsledkům i příznivějšímu vlivu na životní prostředí.
Aplikační mapa pro rozdílné režimy při přihnojení - Křečhoř

N-senzory

Již delší dobu jsou dostupné i takzvané N-senzory. Tato zařízení při umístění na traktor, umožňují na základě rozdílné odrazivosti porostu vyhodnotit zásobenost porostu dusíkem a následně dle potřeby rostliny změnit aplikační dávku dusíkatého hnojiva. Ač je tato technologie zemědělcům k dispozici již déle než deset let, jejímu širšímu využití bránila vysoká cena i technická nespolehlivost a případně menší robustnost predikčních modelů.

Od loňského roku je v ČR prostřednictvím společnosti AGROTEC dostupná nová generace plodinových senzorů od německé společnosti Fritzmeier s názvem ISARIA.

ISARIA nabízí nový komfort práce s možností pracovat po celý den díky aktivnímu přisvětlování snímané plochy. Princip měření je založen na snímání spektrálních vlastností porostu v předem definovaných vlnových délkách. Na základě toho je pak stanoven vegetační index a stupeň pokryvnosti půdy.

U starších typů plodinových senzorů, závislých na denním světle, docházelo k problémům při přechodu ze světla do stínu a použití v noci bylo nemožné. Navíc je obsluha musela při každém příjezdu na pozemek kalibrovat na základě ručního měření obsahu chlorofylu v listech plodiny, což bylo značně zdlouhavé a v konečném výsledku to vedlo k odstavení senzoru na farmě v garáži.

Systém ISARIA

ISARIA naproti tomu má instalovány světelné diody, které přisvěcují snímaný porost. Tím je nezávislá na aktuální světelné situaci. Společnost Fritzmeier navíc ve spojení s Technickou univerzitou v Mnichově vyvinula režim nazývaný jako „absolutní mód“. V daném režimu je možné kombinovat online snímaná data s vloženými mapovými podklady. Do terminálu zařízení je možné vkládat mapy výnosového potenciálu, které rozčleňují každý pozemek na několik zón s různou výnosovou úrovní. Tyto mapy jsou vytvořeny za pomoci družicových snímků vyhodnocujících pokryvnost porostu za několik předchozích let. Po jejich instalaci terminál porovnává údaje ze senzorů s mapou a určuje aplikovanou dávku. Tím se eliminuje zbytečné vyhnojování neproduktivních míst pozemků. Naopak nejúrodnější části pole mohou dostat vyšší dávku hnojiva, ale pouze v případě, že senzor vyhodnotí nedostatek dusíku v porostu. Živiny se tak dostanou především do míst, kde mohou být efektivněji využity rostlinami a neunikají zbytečně do vzduchu nebo podzemních vod.

Mapa výnosového potenciálu + aplikační mapa - Řisuty
Mapa výnosového potenciálu + aplikační mapa - Řisuty

Pokusy s variabilním hnojením

Od roku 2015 je ISARIA testována v ČR na několika zemědělských podnicích za účasti České zemědělské univerzity v Praze a Mendelovy univerzity v Brně. Pokusy s variabilním hnojením ozimé pšenice probíhají například na pozemcích Zemědělského družstva Křečhoř, kde bylo měření vedeno týmem Doc. Milana Kroulíka z ČZU. Dle jejich výsledků byl zaznamenán nárůst výnosu oproti kontrole (hnojené jednotnou dávkou) o 0,16 t/ha pro jednobodovou kalibraci a 0,12 t/ha pro absolutní kalibraci. Tento růst výnosu je dle výnosové mapy tvořen především místy s vyšším výnosovým potenciálem, které na variabilní aplikaci reagují logicky lépe. V konečném hodnocení byly rozdíly v aplikovaném množství hnojiva zanedbatelné a ekonomický přínos nové technologie tedy byl v úrovni okolo 500,- Kč/ha.

Ve sklizňovém roce 2016 byla ISARIA zkoušena také na pozemcích společnosti AGRA Řisuty s.r.o. na Slánsku. Byl vybrán jeden testovací pozemek, pro který byly vytvořeny mapy výnosového potenciálu, aby bylo možné vyzkoušet Absolutní mód, tedy již výše zmíněné spojení senzoru s mapovým podkladem. Porost na pokusném pozemku byl však bohužel značně poškozen divokými prasaty a v konečném výsledku byl tedy pokus posouzen jako nevyhodnotitelný.

Praktické zkušenosti

Kromě testovacího pozemku bylo na podniku s pomocí systému ISARIA vyhnojeno 280 ha při produkčním hnojení pšenice. Senzor byl připojen k soupravě traktoru New Holland T7.260 s rozmetadlem Amazone ZA-TS Profis Hydro 4200. Obsluhou této soupravy je zkušený řidič Petr Dragoun, který se v podniku specializuje na aplikaci minerálních a statkových hnojiv. Ten se podělil o své zkušenosti s používáním technologie ISARIA.

Jak se s Isarií pracovalo?

Pracovalo se s ní velmi dobře. Ve chvíli, kdy je vše nastavené, tak je to velmi snadné. Stačí přijet na pole, rozložit „tykadla“ a jezdit. Naaplikoval jsem s ní v průběhu několika dní asi 160 ha v jednobodovém módu (bez mapového podkladu), 30 ha v absolutním módu na pokusném pozemku a pak v rámci služby asi 90 ha u sousedního soukromého zemědělce pana Křečka. Ten chtěl Isarii také vyzkoušet a připravil si vlastní podkladové mapy, které vytvořil na základě výnosových dat ze sklízecí mlátičky.

Jak náročná byla příprava zařízení?

Celá Isarie přišla na paletě rozebraná v dřevěné bedně. Složení a zapojení nebylo nijak složité, i s nasazením konzole na přední závaží trvalo asi 40 min, a to jsme to dělali poprvé v životě. Myslím, že teď už bychom to mohli mít hotové tak za 20 min. Prvotní nastavení bylo pro mne docela složitější, ale když jsem si nevěděl rady, zavolal jsem Ing. Trávníčkovi z Agrotecu a ten mne po telefonu navedl a společnými silami jsme to zvládli. Komunikace mezi traktorem, senzorem a rozmetadlem fungovala dobře, jenom první spárování bylo trochu složitější. Samozřejmě zase jsme to dělali poprvé v životě, a když jsem s tím teď už nějakou dobu pracoval, tak je to mnohem snazší. Kalibrace se provádí během jízdy zcela sama automaticky, takže po sestavení a připojení jsme mohli ihned vyrazit aplikovat.

Aplikační souprava - Křečhoř
Aplikační souprava - Křečhoř

Aplikační souprava - Řisuty
Aplikační souprava - Řisuty

Byly nějaké problémy při aplikaci, například na krajích pozemku, změnách světla a stínu nebo změnách porostu?

I na okrajích pozemku funguje senzor stejně jako kdekoliv jinde, stejně tak nebyl problém ani při změnách světla nebo s fungováním v noci. Isarie prý dělá dva tisíce snímků za vteřinu, proto ani není nijak omezena pracovní rychlostí a jezdil jsem s ní asi 25 km/h, stejně jako při normální aplikaci. I rychlost s jakou se mění dávka je prakticky okamžitá, alespoň podle údajů na terminálu, který během jízdy zobrazuje všechny důležité informace od dávky až po vykreslení aplikační mapy. Co trochu zlobilo, byl signál GPS. Ten se občas v blízkosti lesa ztrácel. Párkrát se také stalo, že se celé zařízení zaseklo a musel jsem ho restartovat. Tento problém byl prý způsobený prototypem terminálu, který jsme měli k dispozici, a na běžně dodávaném by se to stávat nemělo. Závady jsme řešili přímo s vývojářem z Fritzmeieru, který osobně přijel z Německa pomoci s vyladěním.

Jaká byla manipulace se zařízením při přejezdech a při aplikaci?

Manipulace při přejezdech byla bezproblémová, ale člověk si musí víc dávat pozor, aby to někde neutrhnul o větve. Přece jenom je zařízení sbalené pro přepravu docela vysoko. Sbalení a rozbalení trvá jenom pár vteřin a ovládá se přímo na ovládacím tabletu, takže člověk nemusí ani vylézt z traktoru. Při aplikaci bylo v naší soupravě trochu nešťastné, že když jsem seděl opřený v sedačce, tak byly konce konzole se senzory skryté za sloupky. Z toho důvodu byl docela problém při těsném projíždění okolo sloupů a stromů, kde jsem si musel dávat větší pozor.

Co zadávání dávky?

To nás na začátku trochu zmátlo, protože na rozdíl od standardního terminálu rozmetadla se dávka zadává v požadované dávce čisté živiny na hektar. Respektive se nastaví maximální a minimální dávku čistého dusíku a terminál pak v tomto rozmezí dávkuje hnojivo podle dat, která aktuálně dostává ze senzorů. My jsme házeli UreaStabil při nastavených limitech dávky min. 78,2 kg N/ha a max. 115 kg N/ha. To přepočítávání nebylo úplně komfortní.

Detail měřící hlavy systému ISARIA
Detail měřící hlavy systému ISARIA

Závěr

Celkový dojem ze systému ISARIA je tedy v podniku AGRA Řisuty s.r.o. určitě kladný a vliv variabilního hnojení bude hodnocen ve spolupráci s ČZU i v dalších letech.

V současné době se přemýšlí o dalších možnostech využití senzoru, jako je nasazení na postřikovači a následná přesná aplikace růstových regulátorů nebo desikantů. Samozřejmě je ISARIA pouze dílčím prvkem celého komplexu opatření, které posouvají standardní plošnou zemědělskou prvovýrobu směrem k precizním postupům, a tím k lepším ekonomickým výsledkům i příznivějšímu vlivu na životní prostředí.

foto: M. Kroulík

První zkušenosti se systémem ISARIA

Aplikační souprava - Křečhoř
Aplikační souprava - Řisuty
Detail měřící hlavy systému ISARIA

Související články

Po ošetření porostu přípravkem práce s postřikovačem pokračuje

07. 06. 2017 Ing. Petr Harašta, Ph.D.; Brno Mechanizace Zobrazeno 433x

Úlet postřikové kapaliny při aplikaci přípravků

05. 06. 2017 Ing. Petr Harašta, Ph.D.; Brno Mechanizace Zobrazeno 396x

Správné trysky zajistí správnou aplikaci

12. 04. 2017 Ing. Petr Harašta, Ph.D.; Brno Mechanizace Zobrazeno 507x

Inovace pěstební technologie u brambor s ohledem na ochranu vod

07. 02. 2017 Ing. Pavel Růžek, CSc. a kol Mechanizace Zobrazeno 829x

Další články v kategorii Mechanizace

detail