A helyspecifikus gazdálkodás alapja az információgyűjtés. Ezek hiányában hiába áll rendelkezésünkre a legmodernebb technológia, nem tudjuk okszerűen eldönteni, hogy hol és milyen mértékben avatkozzunk be, mekkora dózist alkalmazzunk a különböző input anyagokból, ezért mielőtt úgy döntünk, hogy gazdálkodásunkban alkalmazni fogjuk ezeket a technológiai elemeket, ki kell alakítanunk termőterületeinkről egy olyan adatbázist, mely alátámasztja, illetve támogatja a döntéshozatalban a termelőt.

Az adatbázis alapját kell, hogy képezze a talajmintagyűjtés. Általában innen tudunk elindulni, mikor úgy döntünk, hogy precíziósan fogunk gazdálkodni. A talajminták általában szisztematikusan, meghatározott metódus alapján, arányosan felosztott részegységekből kerülnek begyűjtésre. Alapgondolatunk ennél a módszernél, hogy minél kisebb részegységekre bontunk egy adott területet, annál pontosabb és részletesebb képet kapunk annak termőképességéről, talajtani heterogenitásáról. Ugyanakkor az indokolatlanul elaprózott mintavételi egységek jelentősen megnövelik a talajvizsgálat költségét. Gondoljunk csak bele, mennyi időbe és energiába kerül ezen minták begyűjtése és kielemzése.

A Nyugat-magyarországi Egyetem Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Karának Tangazdaságában már régóta foglalkoznak a precíziós gazdálkodással. Ennek keretében egy 23 ha-os táblát jelöltek ki erre a célra, melyen azóta is folyamatosan zajlik a kutatás a technológia finomításával kapcsolatosan. A kísérletsorozat kezdetekor kijelölték a vizsgálati területet, mely a tábla közepén helyezkedik el és 15,3 ha nagyságú. Ezt a területet előbb 63, később 67 egyenlő nagyságú részterületre osztották, ahonnan minden negyedik évben begyűjtésre kerültek a talajminták, így a különböző minőségi paraméterek térképen is megjeleníthetővé válhatnak (1. ábra).

1. ábra: humusztartalom térkép. Forrás: saját szerkesztés

A talajminták elemzését követően helyspecifikusan végrehajthatóvá válik a trágyázás, ami a növényter-
mesztés költségszerkezetének közel egynegyedét teszi ki, ezért a folyamat hatékony tervezése indokolt. Annak szakszerű, pontos kialakítása nagy figyelmet igényel, de elvégzésével jelentős költségmegtakarítások érthetők el.

A tápanyaggazdálkodás fogalma nem azonos a műtrágyázással, feladata a talajtermékenység fenntartása, a talaj tápanyag-ellátottságának optimális szinten tartása, a növény táplálása környezetkímélően, figyelembe véve a termék iránti igényeket.

A tápanyagellátás sarkalatos kérdés a mezőgazdasági termelés során. Szakértelem, a talaj- és a gazdasági ismeretek együttes alkalmazása szükséges hozzá, hiszen egy hibás döntés súlyos pénzügyi, gazdasági következményekkel járhat.

A 2. ábrán megfigyelhetjük néhány műtrágyatípus kereskedelmi árának a változását. Míg négy évvel ezelőtt akár 55 000 Ft-ért hozzájuthattunk egy tonna ammónium-nitráthoz addig két évvel később már közel kétszer ennyit kellett érte fizetni. Ilyen mértékű áringadozások mellett nem mindegy, hogy miből mennyit juttatunk ki termőterületeinkre.

2. ábra: a műtrágyaárak változása 2006–2010. Forrás: KSH

A talajtani adatokat elemezve úgy kell meghatároznunk az elérhető termés mennyiségét – akár kisebb kezelési egységek vagy több menedzsmentzónára osztva a területet –, hogy a talaj tápanyagszolgáltató képességének, valamint a tervezett termés tápanyagigényének megfelelően hatékony tápanyag-gazdálkodást tudjunk folytatni. Nem célszerű a gyengébb talajtani adottságokkal rendelkező foltokra a jobb részekkel megegyező szintű hozamot elvárni, mivel ez adott esetben jelentős többletráfordítást igényel.

Miután meghatároztuk az elvárt hozamokat, fajtát kell választani. A 3. ábra két köztermesztésben lévő kukoricahibrid tápanyagreakciós görbéjét szemlélteti. Látható, hogy a különböző hibridek lényeges különbségeket mutatnak potenciális hozamaikban és a hozam eléréséhez szükséges tápanyag mennyiségében. Ezért az eltérő tápanyagreakciókat figyelembe kell venni, hiszen jelentős hatással vannak a termésre és a költségek alakulására, ebből adódóan azt a tényezőt is a tervezési folyamat szerves részévé kell tenni. Az adatok beszerzése azonban nehézkes lehet, de a fajtatulajdonosok, szaktanácsadók, kereskedők szinte kivétel nélkül hozzáférnek ezekhez az információkhoz.

3. ábra: két kukoricahibrid trágyareakciós görbéje. Forrás: saját szerkesztés

A talaj- és az elvárt termésadatokból, továbbá a tápanyagigényből kiindulva megtervezhetjük a növény által igényelt kijuttatandó trágyamennyiségeket a különböző hozamelvárásokhoz. Az így kapott eredményeket tovább korrigáljuk a tápanyagreakcióval, s ezekből az adatokból gazdaságossági számításokat építünk fel, akkor az éppen aktuális piaci környezetbe illeszthetjük a termelésünk és akár ökonómiailag optimalizálhatunk, hogy a lehető legnagyobb nyereséget érhessük el a kultúrával.

Következő lépésként a trágyareakciós görbék segítségével kiszámítjuk a nyereséggörbéket (4. ábra), melyek segítségével képet alkothatunk arról, hogy mely hatóanyagszintek mellett érhetjük el a legnagyobb nyereséget. A trágyareakciós és a nyereséggörbék eltérő szintek mellett érik el szélső értéküket. Az első vizsgált hibrid esetében a potenciális hozammaximum 140–150 kg/ha, míg a nyereségmaximum 100–110 kg/ha hatóanyagszint mellett van, ugyanezen értékek a második hibridnél 100–110 kg/ha a hozam és 90–100 kg/ha nyereség esetében. A példában szereplő értékek alapján belátható, hogy a legnagyobb hozam elérése ugyan magasztos cél lehet, de pénzügyileg semmiképpen sem indokolt.

4. ábra: a trágyareakcióból számított nyereséggörbe. Forrás: saját szerkesztés

Ezekből fakadóan a fajtaválasztásra fordítsunk fokozott figyelmet, érdemes jó tápanyagreakcióval rendelkező, már a kis trágyaadagokra is intenzíven reagáló hibridek mellett dönteni, s kifizetődő gazdaságossági számításokat is végezni a választás során, hiszen jelentős eltérések adódhatnak a hozam és nyereség legmagasabb szintje között, ami befolyással van a gazdálkodásunk sikerére.

A helyspecifikus vetés elvégzése kétségkívül a legnagyobb anyagi ráfordítást igénylő technológiai elem a precíziós növénytermesztésen belül. Kivitelezéséhez számos eszköz megléte nélkülözhetetlen. Gondoljunk itt elsősorban a robotpilóta rendszerekre, illetve a különböző jelkorrekciók mellett a munkaeszközhöz szükséges átalakításokra.

Ha traktorunk készen áll a robotpilóta irányította működésre, akkor következő lépésként el kell döntenünk, hogy vetéskor tőszámot is szeretnénk-e szabályozni menet közben, avagy csak sorelzáró rendszer révén kívánunk szakaszolni. Ha megelégszünk a GPS-vezérelte sorelzárással, akkor szükségünk lesz a szakaszvezérlés kiépítésére mind az erőgép, mind pedig a vetőgép felől. Az erőgép oldalán a sorvezetőnkhöz kapcsolható szakaszoló egységet kell beszerelnünk (5a. ábra), majd a vetőgépünket kisebb átalakítás révén alkalmassá tehetjük a pneumatikus kuplungok fogadására (5b. ábra). Ennek hatására el tudjuk kerülni a rávetéseket, ezzel inputanyag-megtakarítást érhetünk el, mely meggyorsítja rendszerünk megtérülését. Azonban, ha szeretnénk állományunkat helyspecifikusan, az edafikus tényezőkhöz igazítani, akkor a vetőgépünk további kiegészítővel történő felszerelésére lesz szükség.
A tőszámszabályozás végrehajtásához ki kell iktatnunk a talajhajtást és egy speciális GPS-szabályozott hidromotor-meghajtást alkalmazni (5c. ábra), melynek köszönhetően a munkagép haladási sebességétől függetlenül, automatikusan változtathatjuk a meghajtás sebességét. Így már technikailag megvalósítható a helyspecifikus vetés, amelyhez csak el kell készítenünk a speciális vetéstervet, melyet a sorvezetőbe feltöltve a rendszer automatikusan megvalósít.

Mint minden precíz műszert, így a helyspecifikus rendszert is kalibrálni szükséges. A beüzemelést követően célszerű nagy figyelmet fordítani a robotpilóta helyes beállítására, mert ez nélkülözhetetlen a megfelelő pontosság eléréséhez. Ezt ajánlott szakemberre bízni, mert a felhasználónak ez a művelet sok esetben túlzottan hosszadalmasnak, illetve bonyolultnak tűnhet. Ám így elkerülhetünk olyan bosszantó hibákat, mint például a pontatlan csatlakozás, mely adódhat a gép méreteinek hibás megadásából vagy a GPS antenna helytelen elhelyezéséből.

Szintén érdemes odafigyelni az antenna és munkagép távolságának pontos megadására. Ennek a szakaszolás miatt van jelentősége, hiszen a téves méretek miatt előbb, illetve később kapcsolódnak le a vetőkocsik, melyek vetéshibákhoz vezetnek. Ha minden kalibrációt pontosan végeztünk el, akkor nemcsak az arra járók szemlélhetik megelégedéssel az állományunk, hanem jelentős mértékben növelhetjük gépkapacitásunkat, hiszen szinte bármilyen körülmény között, maximális pontosság mellett végezhetjük el a beavatkozást, továbbá lényegesen megkönnyíthetjük a sorközművelést, melyet tőszámveszteség nélkül hajthatunk végre.

Az év során a következő művelet, melyet helyspecifikusan hajthatunk végre, az a növényvédelem. A napjainkban vásárolható növényvédelmi berendezések szinte mindegyikére adaptálható a precíziós növényvédelem eszközrendszere, melyek alkalmazásával csökkenthetjük környezetünk terheltségét, illetve ökonómiai előnyökhöz juthatunk.

Ha kezünkbe veszünk egy növényvédelemmel foglalkozó katalógust, akkor bizony elcsodálkozva szemlélhetjük, hogy a gyártók milyen sok opcióval, illetve kiegészítővel szerelik fel gépeiket. Napjainkban már több gyártónál alapfelszereltségnek számít a revolver szórófejtartó, az elektromos szakaszolás vagy akár a sebességarányos kijuttatás vezérlése, melyeknek még néhány évvel ezelőtt is komoly költségvonzata volt.

Joggal felmerülhet azonban a kérdés, hogy egy precíziós növényvédelemre képes kijuttató mivel „tud” többet, mint konkurensei? A kérdés megválaszolása sokrétű, ugyanis a modern permetezők némi átalakítással alkalmassá tehetők ugyan a helyspecifikus kijuttatásra, ám rendelkezniük kell néhány alapfunkcióval, mint a sebességarányos kijuttatás vezérlése és az elektromos szakaszolás.

Az átalakítás megkezdése előtt el kell döntenünk, hogy mire szeretnénk használni permetezőnket, milyen többletképességekkel szeretnénk felruházni azt. A legegyszerűbben a műholdas helyzetmeghatározó rendszeren alapuló automatikus szakaszolás és permetlétartályba előre bekevert vegyszer területarányos kijuttatása valósítható meg. Ezen funkciók segítségével már elkerülhetjük a terület többszöri felülkezelését, mellyel akár jelentős mennyiségű vegyszert is megtakaríthatunk. További előny lehet, hogy a kijuttatandó dózisokat a terület eltérő tulajdonságaihoz optimalizálhatjuk.

Hátránya azonban ennek az összeállításnak, hogy csak a tartályban előre bekevert anyagot tudjuk vele kijuttatni.

Ennél már jóval modernebb az a rendszer, mely a növényvédő szert különböző tartályokból injektálja a keverőágba, így a dózisokat már nem a vivőanyag mennyiségén keresztül, hanem önmagában is képesek vagyunk változtatni. Ilyen rendszer például a Raven Sidekick Pro (6. ábra).

A Sidekick Pro egy rendkívül egyszerű berendezés, mindössze négy alapegységből áll, melyek a peszticidtartály, a nagy precizitású adagolószivattyú, az ellenőrző szelep és a permetlékeverő.

Ez egy olyan speciális adagoló berendezés, melynek a tartályában található kemikáliát saját szivattyújával közvetlenül a nyomó oldali vezetékbe juttatja, és ott végzi el a növényvédő szer és a víz keverését.
A permetezőgép tartályában tulajdonképpen csak tiszta, vagy szárszilárdítóval kevert vizet kell szállítani.

A vezérlő képes akár négy különböző egység irányítására és akár hét szakasz vezérlésére, így lehetőség nyílik egy menetben négy hatóanyag (inszekticid, fungicid, egy- és kétszikűek elleni herbicid) egyidejű kijuttatására. Mivel a vizes tartályban nincs növényvédő szer, ezért a munkamenet után nem szükséges ennek elmosása, nincs káros szermaradvány s a helyspecifikus vezérlésnek köszönhetően jelentékeny megtakarítások érhetőek el táblaszinten.

A zárt rendszer miatt a személyzet nem érintkezik közvetlenül a szerekkel, ezzel növekszik a munkabiztonság. Az eszköz kalibrálása automatikus, mely csak néhány percet vesz igénybe, így gyorsabbá téve az indulást.

A kijuttatási terveket egy nagyfelbontású kódoló berendezés értelmezi, mely nagyon finom szivattyúvezérlést tesz lehetővé. Ezt egészíti ki egy valós idejű ún. „real time” ellenőrző jel, mely folyamatos tájékoztatást biztosít a működésről.

A rendszer kompatibilis a nagyobb teljesítményű kijuttatókkal, hiszen a szivattyú képes nagy mennyiségű („high-volume”) vezérlésre, mely 140 és 5900 ml/percet jelent, továbbá alkalmazható a kisebb permetezőkkel, mert kis mennyiségű („low-volume”) üzemmódban 30 és 1200 ml/perc között is nagy pontossággal adagolja a peszticidet.

A fentiekben bemutatott két lehetőséget összefoglaló néven utófeldolgozásos vagy ún. „off-line” rendszereknek nevezzük, mivel még nem rendelkeznek speciális érzékelő szenzorokkal.

Napjaink csúcstechnológiáját a különböző szenzorokkal ellátott érzékelésen alapuló ún. „on-line” kijuttatási berendezések képviselik. Ezek közül talán a legismertebb a hazánkban is kapható gyomvadász vagy angol nevén Weed Seeker (7. ábra).

7. ábra: a WeedSeeker szenzo működési vázlata.
Forrás: a NTECH Industries képe alapján saját szerkesztés

A szenzor tulajdonképpen egy olyan zöldszenzor, mely kombinálva lett egy speciális mágnesszelep irányította szórófejjel. Az eszköz kiválóan alkalmazható tarlókezelések során, ahol a gyomokon kívül nem található más kultúrnövény. Kutatások igazolták, hogy alkalmazásával akár 80% herbicid-megtakarítás is elérhető. Sajnos ez a készülék még nem képes a növények fajok szerinti elkülönítésére, így alkalmazhatósága lényegesen leszűkül. A faj alapján történő elkülönítés napjaink egyik legkutatottabb területe ugyan, azonban ezen eszközök még csak kísérleti fázisban érhetőek el.

Végül munkánk eredményét a betakarítás során realizálható hozamokon keresztül tudjuk majd értékelni. A hozam- vagy más szóval terménytérképezés a precíziós mezőgazdaság egyik legismertebb technológiai eleme. A helyspecifikus adatgyűjtési eljárások között a hazai gyakorlatban is számos műszaki megoldással találkozhatunk, amellyel egy adott területi egységre vonatkoztatva határozható meg az adott gazdasági növény hozama.

A hozamtérképezés a helyspecifikus növénytermesztés megvalósításakor kettős funkcióval rendelkezik. A hozamtérkép egyrészt szemléletessé teszi, hogy egy adott táblán belül hol jelentkeznek termésmennyiség különbségek, másrészt bemeneti adatot szolgáltat a következő gazdasági év tápanyagszükségletének meghatározásához.

Ahhoz, hogy a valós adatokat megjelenítő hozamtérkép elkészüljön, számos műszaki-informatikai alkalmazást kell – legalább felhasználói szinten – ismerni.

A hozamadatok gyűjtéséhez az arató-cséplő gépet számos szenzorral fel kell szerelni. A hozammérő szenzor, amely eltérő mérési elven alapulva határozza meg a termés mennyiségét, önmagában nem elegendő, hiszen a hozamot csak területegységre vonatkoztatva lehet értelmezni, tehát szükség van a sebesség mérésére, illetve a megtett út rögzítésére is. Mivel az adatgyűjtés célja, hogy helyhez kötött információt gyűjtsünk, elengedhetetlen egy műholdas helymeghatározó eszköz (GPS) használata. A szenzorok által mért adatok egy adatgyűjtőn keresztül a központi számítógépbe kerülnek, ahol a rendszer további feldolgozásra alkalmas formában tárolja azokat. Az adatok GPS-koordinátákkal rendelkező pontokként jelennek meg a térképező-térinformatikai szoftverekben. A pontok megjelenítése a mérési értékeket szemléltetve helyhez kötötten történik, ám ez még nem jelenti azt, hogy a hozamtérkép elkészült. Számos esetben van szükség ugyanis az adatsorok szűrésére. Ennek oka lehet például az, hogy a mérési adatnaplózás a vágóasztal leengedésekor azonnal elindul, azonban a termény ekkorra még nem érkezett meg a hozammérő szenzorhoz, így a rögzített adatsorban nulla érték jelenik meg. Ezeket az adatokat el kell távolítani, hiszen a térképezés során helytelen értékeket eredményeznének. Nem szabad azonban automatikusan minden nulla értéket kiszűrni az adatsorból, hiszen lehetnek olyan foltok a táblán, ahol valóban nulla hozamértékek vannak. További indok a szűrésre, hogy a szenzorok – bármilyen pontosak is legyenek – sokszor irreálisan magas értékeket rögzítenek. Többféle statisztikai megoldás is alkalmazható a kiugró értékek eltávolítására, azonban a hozamok maximális értékének meghatározása sokszor tapasztalati úton történik.

A különböző szűrési eljárásokat követően rendelkezésre áll egy ponthalmaz, ami a művelt táblán térben még hiányosan jeleníti meg a hozam-
adatokat. A két mérési pont közötti területre vonatkozó hozamértékeket, ha az adatrögzítés megfelelő sűrűséggel történt, interpolálással lehet meghatározni.

Az interpolálás segítségével úgynevezett raszteres formátumú térképet kapunk, ami lefedi a tábla teljes területét. A megfelelő képpontméret megválasztása esetén a táblán meglévő foltok – akár az átlagtól magasabb, akár alacsonyabb hozamú területről legyen szó – szemléletesen rajzolódnak ki.

A hazai gyakorlatban a hozamtérkép-készítés rutinszerűen történik azokban a gazdaságokban, ahol a precíziós (helyspecifikus) növénytermesztési technológiát alkalmazzák, ugyanakkor számos olyan eset is előfordul, hogy a kombájn fel van szerelve hozamtérképező rendszerrel, de azt vagy érdektelenség, vagy szaktudás hiányában nem használják.
A korszerű gazdálkodás megvalósításához, az eredményesség nyilvántartásához azonban javasolt a hozamtérképezés, még akkor is, ha a hozamtérképet csak szemléltetésre használják fel.

Smuk Norbert

A cikk szerzője: Smuk Norbert