A precíziós mezőgazdasági technológia magasabb követelményeket támaszt a gyomfelvételezéssel szemben, elsősorban a nagyobb mintasűrűség igénye miatt. A tábla heterogenitását jól követő precíziós gyomszabályozás végrehajtásához nagy pontossággal kell ismernünk az egyes táblarészek esetlegesen eltérő gyomviszonyait.

Amíg a hagyományos gyomfelvételezéseknél cél a tábla gyomnövényzetének általános megismerése volt, a precíziós eljárásoknál alapvető a gyomok térképezése, amit elektronikus adatbázisban tárolunk vagy esetleg térképszerűen meg is jelenítünk.

A valós idejű precíziós kezelések vezérléséhez gyomtérképre nincs szükség, mivel a gyomok észlelése és a kezelés egy menetben történik. A nem valós idejű helyspecifikus gyomszabályozás végrehajtásához azonban gyomtérképek szükségesek. Ezek előállításához a gyomfelvételezési mintatereket valamilyen módszer szerint ki kell jelölni, majd a kapott adatok felhasználásával készíthető el a gyomtérkép az egyes fajokról, fajcsoportokról vagy az összes gyomosodásról.

Egy táblán a gyomok térképezése alapvetően kétféle módon történhet: pontszerű mintaterek felvételezési adatainak felhasználásával vagy az egész területet reprezentáló felvétel (távérzékelés) felhasználásával.

Alapelvek

- A precíziós gyomszabályozáshoz a tábla gyomnövényzetének heterogenitása függvényében a lehető legnagyobb mintasűrűséget kell alkalmazni.

- A mintatereket olyan módon kell kijelölni, hogy azok a tábla gyomnövényzetét a lehető legjobban reprezentálják.

A mintaszám növelése fokozza a pontosságot, de munka- és időigényes, növeli a költségeket, rontja a munka hatékonyságát és gazdaságosságát.

- A táblán szórványosan előforduló fajokat a kis mintasűrűségű felvételezés sok esetben nem mutatja ki.

- A kisebb foltokban elterjedt, nehezen irtható évelő fajok a pontszerű mintavétellel nehezen lokalizálhatók.

A mintaterek kijelölésének lehetséges módszerei:

Véletlenszerű kijelölés

A hagyományos gyomfelvételezés során elterjedten ezt a módszert alkalmazták. A táblán a felvételező személy a kívánt sűrűségben véletlenszerűen jelöl ki a mintatereket. Előnye, hogy a kijelölés tervezéséhez nem szükséges külön munkaidő ráfordítás. Hátránya, hogy szubjektív és nem kellően reprezentálja a terület minden pontját, ezért a precíziós gyomszabályozás tervezéséhez nem ajánlható.

Szisztematikus kijelölés

Az ilyen típusú mintatér elrendezés során a területen egy rendszer szerint, szabályszerűen jelöljük ki a felvételezési helyeket. A kijelölés történhet négyzethálószerű vagy háromszögeléses eljárással. A precíziós mezőgazdasági alkalmazásoknál legelterjedtebben a négyzetes rácsháló kijelölést alkalmazzák. Előnye, hogy objektív, és viszonylag állandó a mintasűrűség. Hátránya, hogy a mintavételi helyek felkeresése és kijelölése munkaigényes, nagy szintkülönbségeknél a kijelölés pontatlan, nem a heterogenitás függvényében mintáz.

A pontok kitűzése legegyszerűbb esetben geodéziai úton: mérőszalaggal vagy optikai távolság- illetve szögméréssel hajtható végre. Ekkor a mintaterek pozíció adatai általában nem ismertek, földrajzi adatbázisba (GIS) nem rendezhetők. A precíziós alkalmazásokhoz a mintaterek pozíciójának GPS eszközzel történő bemérésére, vagy a mintavételi helyek GPS-el végzett felkeresésére van szükség.

A mintavétel tervezése történhet kézi úton. Ekkor a táblát előzetesen bejárjuk, megismerjük a méreteit, a mûvelési irányt, majd döntünk a mintaterek kijelölési módjáról és sûrûségéről. Kézzel vagy számítógép segítségével vázlatrajzot készíthetünk, amely alapján a kitûzés végrehajtható

Pontosabb és hatékonyabb eljárás a szoftveres mintavétel tervezés. Az egyes precíziós mezőgazdasági rendszereket gyártó cégek technológiájának részét képező térinformatikai szoftverek általában alkalmasak arra, hogy az ismert határvonalú táblán tetszőleges rendszerben (egyéni döntés alapján vagy szisztematikusan) a mintavételt tervezzék.

A szisztematikus mintavétel ellen szól, ha a táblán nagyobb kiterjedésű homogén foltok vannak, ugyanis ott felesleges több mintát venni. Célszerű azok nagy részét a heterogén területekre koncentrálni. Az ilyen kijelölés a tábláról előzetes információkat igényel, például a területen az előző években tapasztalt gyomelterjedés, szintvonalas térkép, egyes talajtulajdonságok (talajtípus, vízgazdálkodás, tápanyagtartalom stb.) táblán belüli változékonyságának ismerete. A mintavétel tervezése során a fent említett adatbázis összességéből határozzuk meg a táblán a minták helyét.

Évelő gyomfajok foltjainak felvételezése

Könnyű belátni, hogy alacsony mintasűrűség alkalmazásánál főleg kis méretű (legfeljebb néhány 10 m2) gyomfoltok előfordulása esetén kicsi a valószínűsége annak, hogy a foltok a mintaterekre fognak esni. Ezért azok nem szerepelnek a felvételezési adatok között, akár így egyes fajok ki is maradhatnak. Tehát a pontszerû mintavétel általában nem képes jól reprezentálni a nehezen irtható évelő fajok táblán belüli elterjedését.

Ezen fajok esetében célszerűbb a foltokat térinformatikai DGPS vevővel körüljárni, így azok mérete, területe és pozíciója az eszköz térinformatikai szoftvere segítségével rögzíthető. Kiszámolható, hogy a foltok területe az összes terület mekkora hányadát teszi ki, amiből következtetni lehet a precíziós kezelés által elérhető herbicid megtakarításra, ezzel a kezelés gazdaságosságára.

A felvételezés során a munka hatékonyságának növelése céljából az alábbiak javasolhatók:

- A táblabejárást kelés után, kis állománymagasságnál ajánlott elvégezni, ekkor még a gyomfoltok messziről is jól láthatók.

- A munka megkezdése előtt a GPS pozíciórögzítés gyakoriságát a várható foltmérethez kell igazítani. Kis foltokat akkor tudunk gyorsan és pontosan megmérni, ha a pozíciórögzítési időintervallumot kicsire (5 másodperc alá) vagy távolság esetén legfeljebb 2-3 m-re állítjuk be.

- A teljesítményt nagymértékben növeli, ha a munkát motorkerékpárral, esetleg terepjáró gépkocsival végezzük el.

- Üzemi technológia tervezéséhez - a nagyobb területteljesítmény érdekében - nem célszerû a kis méretû (néhány m2) gyomfoltokat rögzíteni. Ha ezek nagy számban találhatók a táblán, a felvételezés a továbbiakban nem szükséges, teljes felületi kezelést célszerû alkalmazni.

- Egy felvételező személy esetén célszerû még belátható (max. 30-40 m széles sávok mentén bejárni a táblát. Ha több személy áll rendelkezésre, jóval szélesebb sáv is rögzíthető egy menetben. Észlelés esetén a többiek is megállnak, a GPS-t kezelő személy felveszi a foltot, majd tovább indulnak.

- A növényállomány eltérő színárnyalata vagy fejlettsége a gyomfoltok felismerését sokszor már messziről lehetővé teszik.

- Annak érdekében, hogy a már körüljárt folt még egyszer ne legyen felvételezve, célszerû a bejárt gyomfoltokat karóval vagy más módon megjelölni. Nedvesebb talajon jobban láthatók a bejárás nyomai, így ugyanazt a foltot nem vesszük fel újra.

Amennyiben a vizsgálandó területről légi fotóval rendelkezünk, háttértérképként alkalmazva a táblabejárás és a foltok felkeresése megkönnyíthető.

A mintasûrûség kérdése

A hagyományos gyomfelvételezések során alkalmazott 4-6 ha-os mintasûrûség a precíziós gyomszabályozás céljaira általában nem elegendő. Kisebb területû táblákon ez csak néhány mintateret jelent, és nagyobb területeken a gyomok előfordulásának esetleges heterogenitását nem képes kellően reprezentálni. Természetesen, ha tudjuk, hogy a tábla gyomflórája, illetve annak eloszlása viszonylag homogén, a kisebb mintasûrûség is elegendő lehet. Javasolható, főleg kisebb (10-20 ha alatti) területeken, hogy mintasûrûség mindenképpen 1 ha alatti legyen.

A mintaterek kijelölési módja és sûrûsége nagymértékben befolyásolja az elkészített gyomtérkép pontosságát és ezáltal a precíziós kezelés hatékonyságát. Ezért annak körültekintő tervezésére van szükség.

A gyomtérképezés célja:

A nem valós idejû precíziós kezelések tervezése és végrehajtása során a permetező automatikák vezérléséhez gyomtérképre van szükség, amelyek alapján elkészített kijuttatási terv szerint a rendszer utasítást ad, hogy az éppen aktuális ponton szükséges-e a kezelés, illetve annak milyen dózisával.

Gyomtérképezés mintavétel alapján

A fent említettek alapján történt mintavétel után a kapott adatbázisból térkép állítható elő. Az egyes precíziós mezőgazdaságot támogató rendszereket gyártó cégek szoftverei általában alkalmasak valamilyen gyomtérkép készítésére. Térinformatikai programokkal is előállíthatunk gyomtérképeket, de ezek felhasználása korlátozottabb, mivel nem speciálisan mezőgazdasági, növényvédelmi célokra készültek. Azonban hangsúlyozni kell, hogy a térinformatikai programokkal készült térképekkel precíziós kezeléseket vezérelni csak komoly hardveres és szoftveres illesztési, fejlesztési munkával lehet. Ezért ajánlott a kifejezetten mezőgazdasági célra fejlesztett rendszerek használata (Agrocom, John Deer Green Star, RDS, Trimble AgGPS stb.). Sajnos azonban az egyes rendszerek általában zárt technológiát képeznek, közöttük komoly kompatibilitási problémák lehetnek, egységes, legalább kvázi szabvány kialakulása sajnos még nem tapasztalható. Ez azt jelenti, hogy ha egy üzem több milliós beruházással megvásárolta egy gyártó rendszerét, célszerû utána a kompatibilitási problémák elkerülése miatt a fejlesztéseket, kiegészítéseket is ugyanattól a gyártótól vásárolni.

Gyomtérképezés teljes felület reprezentálással

A mintavételen alapuló gyomtérképezés legfőbb hátránya az, hogy mivel a tábla bizonyos pontjain felvett gyom egyedsûrûségi vagy borítottsági adatokból következtet valamilyen interpolációs eljárással azok környezetének gyomnövényzetére, nem mindig kielégítően pontos. A gyomfolt körüljárás során a kis foltok, amennyiben azokat nem felvételezzük, nem kerülnek a térképre.

Igazán pontos, egzakt gyomtérképezés nemcsak a mintaterületeket, hanem a teljes felületet reprezentáló távérzékelés felhasználásával végezhető el.

A felvétel készülhet kis (néhány 10 m) közepes (néhány 100 m) és nagy magasságból (több km). Egyszerû légifotóból is lehet számos értékes információt nyerni, de az precíziós kezelés automatizálásához nem alkalmas Mérőkamerás légi felvételek felhasználásával készült ortofotók viszont torzításmentes, a domborzathoz illesztett felvételt adnak, amelyek minden pontjának pozíciója földrajzilag korrekt, a kezelendő területek kijelöléséhez, ezáltal permetezés automatizáláshoz is felhasználhatók. Az értékelhető felvételek fontos ismérve a megfelelő terepi (kívánatos a méter alatti) és spektrális (fény hullámhossz szerinti) felbontóképesség. A spektrális felbontásnak az egyes gyomfajok, gyomcsoportok talajtól, illetve egymástól szín alapján történő elkülönítéséhez (klasszifikáció) van jelentősége, amely akkor lehet eredményes, ha a felvételen az egyes gyomok között megbízható színbeli eltérések vannak. A felvételek készülhetnek kézi fényképezőgéppel (filmre, diára, digitális) vagy mérőkamerával (repülőgép, mûhold), amelyeknél a képhez pontos pozíció adatokat is hozzárendelnek.

Színes fotókból is nyerhetünk adatokat például egy gabona tarló gyomosodását illetően, főleg, ha kisszámú gyomfaj van jelen. Lényegesen több információt ad a közeli infra (NIR) felvétel. A gyomtérképezéshez leginkább a multi- illetve hiperspektrális felvételek tûnnek perspektivikusnak. Az előbbiek az elektromágneses spektrum több sávjában, az utóbbiak akár több száz, néhány nm nagyságú hullámhossz-tartományban készülnek.

A távérzékeléssel nyert, GPS-el pozícionált felvételeken (ortofotó készítése után) megfelelő szoftveres feldolgozás során a gyomfoltok a szükséges puffer zónákkal kijelölhetők és utasítás írható a permetező komputer számára a precíziós kezelés végrehajtásához.

A nagy teljesítményû gyomtérképezéshez olyan napi visszatérésû hiperspektrális mûholdfelvételek lennének ideálisak, amelyek az Interneten kedvező fajlagos áron megvásárolhatók és méter alatti felbontásúak.

A technika gyors fejlődése miatt remélhetően ilyen felvételek néhány éven belül rendelkezésre fognak állni, amelyek segítségével lehetőség nyílhat a nagy teljesítményû, gazdaságos gyomtérképezésre. Azonban az üzemi táblák valamilyen szintû gyomfelvételezése és a fontosabb gyomfajok előfordulásának megismerése akkor is fontos egy gazdálkodó számára, ha a közeljövőben nem kíván automatizált helyspecifikus kezeléseket végrehajtani. Egyes évelő fajok (acat, nád stb.) posztemergensen vagy tarlón történő kezelése gyakran egyszerûen megoldható automatizálás nélkül is, a folt permetezésével, de ehhez tisztában kell lennünk a tábla gyomviszonyaival, a gyomfajok várható és tényleges előfordulásával.

Nagy Sándor

Nyugat-Magyarországi Egyetem

Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar

Mosonmagyaróvár