Agro Napló (A.N.): A térinformatikát és a távérzékelést, azaz ezeket a korszerű módszereket, eszközöket miként lehet alkalmazni a mezőgazdaságban, a precíziós gazdálkodásban?

László Péter, a talajtérképezési és környezetinformatikai osztály tudományos főmunkatársa (L.P.): A mezőgazdaságban a múlt század 90-es évei óta folyamatosan fejlődő precíziós gazdálkodás csak néhány éve terjed gyorsabb ütemben Magyarországon. Jelenleg hazánkban azonban még csak mintegy 50 ezer hektáron – a szántóterületek alig 1 százalékán – folyik minden munkafolyamatra kiterjedő precíziós gazdálkodás. A kifejezés azokat a műszaki, informatikai, technológiai megoldásokat takarja, amelyek révén hatékonyabbá, gazdaságosabbá és környezetkímélőbbé válhat a termelés.

A precíziós gazdálkodásra történő átállásnak azonban elengedhetetlen technikai és technológiai feltételei vannak. A technikai háttér biztosítása beruházásigényes. A modern géppark megléte mellett szükség van a precíziós gazdálkodást hatékonyan megvalósító technológiára is.

Napjainkban már kiváló növényvédő szerek és termésnövelő anyagok állnak rendelkezésre, amelyeket csúcstechnikával felszerelt gépek és eszközök környezetkímélő módon, hatékonyan ki tudnak juttatni a szántóföldekre. Ugyanez a helyzet a talajművelés terén is. Ahhoz azonban, hogy a technika és a technológia hatékony és precíz legyen, megfelelő mennyiségű és minőségű információra van szükség. Alapfeltétel, hogy jól georeferált adatok álljanak rendelkezésre akár a talajtulajdonságokról, akár a gyomborítottságról, a betegségek, károkozók megjelenéséről legyen szó. Itt kell előrelépni, hogy ez az információ rendelkezésre álljon.

Az információigény kielégítése a távérzékelés és a térinformatika feladata. A digitális mezőgazdaságra történő átállás nemcsak a precíziós gazdálkodás miatt szükséges, hanem a fenntartható gazdálkodás alapvető feltétele is.

A.N.: A térinformatikát mely területeken lehet gazdaságosan használni a versenyképesség és a hatékonyság növelése érdekében az agráriumban?

Pásztor László, a talajtérképezési és környezetinformatikai osztály vezetője (P.L.): Az agrárium szinte minden területén megjelenik a térinformatika, mivel a legtöbb információnak térbeli és időbeli vonatkozása is van. A mi esetünkben a térinformatika a talajtani és egyéb környezeti információk feldolgozásának eszközrendszere.

Hazánkban a talajtérképezés nagy hagyományokra tekint vissza. A papíralapú talajtérképek igazodtak a készítésük időszakában felmerülő igényekhez és lehetőségekhez, a talajt szinte kizárólag termelőközegként kezelték. Az archív adatok nagy részének digitalizálása, térinformatikai adatbázisokba rendezése megtörtént. Napjainkra azonban egyre nagyobb az igény a talaj, mint multifunkciós, feltételesen megújuló erőforrás minél részletesebb jellemzésére. Ehhez jó, azonban nem elegendő alapot nyújthatnak az archív talajtérképek és az ezeken alapuló térinformatikai adatbázisok.

A technika, ezen belül is kiemelten a térinformatika és távérzékelés fejlődésének köszönhetően a digitális térképezésben felhasználható adatok köre folyamatosan és jelentősen bővül. A talajjal, azok kialakulásában szerepet játszó talajképző tényezőkkel összefüggésben álló környezeti információk (domborzatmodellek, multispektrális űrfelvételek) egyre nagyobb felbontásban és egyre olcsóbban válnak elérhetővé.

A digitális talajtérképezés lehetőséget biztosít, hogy pontszerű mintavételi helyek (talajszelvények) adatai alapján a teljes mintaterületre vonatkozóan, vagy akár országosan meg lehet becsülni az adott talajtulajdonság térbeli eloszlását. Ehhez olyan térbeli kiterjesztési (geostatisztikai, adatbányászati) modelleket dolgoztak ki és alkalmaznak, amelyek a talajképző tényezőkre vonatkozó környezeti információkat is figyelembe veszik. Így lehetséges eddig még nem létező tematikájú, felbontású, különböző mélységre vonatkozó talajtérképek létrehozása.

A DOSoReMI.hu elnevezésű kezdeményezés célja a hazai talaj téradat infrastruktúra megújítása az országos szintű talaj téradatok előállítási és szolgáltatási kereteinek újragondolásával. Az MTA ATK TAKI munkatársai az egyes talajtulajdonságok térképezését különböző digitális térképezési eljárások sorával végzi, melyek közül az eredmény térképekre elvégzett pontossági vizsgálatok alapján választják ki a legjobban teljesítőt. Az eddig elkészült termőréteg-vastagság, szemcsefrakció és textúraosztály, szervesanyag-, mésztartalom, kémhatás, valamint genetikai talajtípus térképek mellett összetett talajjellemzőkről (például: a maximális pH-érték a talaj felső 150 centiméterében) is készültek térképek.

A.N.: A térinformatikát hogyan lehet hasznosítani a talajművelésben?

L.P.: A talajművelési rendszer kiválasztásához, az okszerű talajműveléshez szükség van a talajtani tulajdonságok ismeretére. Ilyen tulajdonságok a talaj textúrája, más néven a talaj fizikai félesége, a termőréteg-vastagság és a vízgazdálkodási paraméterek. A talajművelésben a térinformatika ott kap szerepet, amikor a meglévő talajtani és egyéb környezeti információkat, amiket felvételezéssel és/vagy távérzékelési módszerekkel gyűjtöttünk térbeli objektumra akarunk kiterjeszteni. Így a térinformatika segítségével úgynevezett gazdálkodási egységeket tudunk lehatárolni, ahol közel homogénnek tekinthető talajművelés szempontjából a talaj.

A.N.: A magyar mezőgazdaság felkészült-e a távérzékelés és a térinformatika használatára? Ha igen, akkor milyen eszközökkel?

L.P.: Az elmúlt időszakban történt drasztikus változás a magyar mezőgazdasági gépparkban lehetővé teszi az új eszközök és technológiák használatát. Jelenleg is rengeteg szolgáltatás van a piacon, amelyek távérzékelésen alapuló térinformatikai rendszerek.

Jól érzékelhető, hogy a generációváltásnak nagy szerepe van a modern eszközökre és technológiákra történő átállásban. Fontos, hogy a gazdálkodók meg tudjanak ismerkedni az újdonságokkal.

A távérzékeléses technológia segítségével nagy terület felszíni tulajdonságait vizsgálhatjuk roncsolásmentesen. Az egyik legjobb, sok évtizede jelenlévő adatforrás az ingyenesen hozzáférhető műholdképek.

A precíziós mezőgazdálkodás számára azonban a legnagyobb előnyökkel az úgynevezett földközeli távérzékelés járhat. Leghétköznapibb eszköze a drón, vagyis pontosabban UAV (angol mozaikszó: Unmanned Aerial Vehicle). A drónok nagy előnye, hogy relatív olcsó bekerülési költségek mellett, gyorsan lehetséges több hektáros területről az adatgyűjtés. Számos szenzortípussal kaphatóak, de arra is van lehetőség, hogy a felméréshez legjobban illeszkedő szenzort, illetve kameratípust szereljék a hordozó eszközre, így maximalizálva a gyűjtött adatok relevanciáját. Legjellemzőbb kameratípus az RGB, ami nagyjából megegyezik egy fényképezőgéppel, de természetesen számos tematikus felvételezésre kifejlesztett speciális típus is beszerezhető, például: hőkamera, multi- vagy éppenséggel hiperspektrális szenzor.

Másik távérzékelési eszköz a GPR (Ground Penetrating Radar), a hagyományos eljárásoknál egyszerűbb és gyorsabb, a mérési adatok kiértékelése is kevesebb időt igényel. A talajradarral való mérés nagyfrekvenciás (25 MHz-től 1 GHz-ig) hullámok kibocsátásán és visszaverődésén alapuló roncsolásmentes technológia, mely a nem egyforma dielektromos állandójú anyagok határfelületéről visszaverődnek. A dielektromos állandót többnyire a talaj nedvességtartalma (minél magasabb a nedvességtartalom, annál magasabb a dielektromos állandó) és kisebb mértékben a talaj sűrűsége és szerkezete határozzák meg. A talajradar segítségével akár 10 méteres mélységig (a felbontás minősége a mélység növekedésével fordítottan arányosan csökken) meghatározható a talaj különböző rétegeinek elhelyezkedése és vastagsága (köztük a termőréteg vastagsága), tagoltsága vagy a hiánya.

A.N.: A precíziós gazdálkodás mely mezőgazdasági területeken jelenthet magasabb szintű gazdálkodási lehetőséget a hagyományos gazdálkodáshoz képest?

L.P.: A digitális technológiák és adatalapú döntések nélkül ma már elképzelhetetlen a modern mezőgazdaság. Precíziós gazdálkodás a növénytermesztést tekintve elsősorban a talaj tápanyag-utánpótlásban, talajművelésben és talajjavításban és a vetésben játszik fontos szerepet. A gazdálkodók hatékonyabban, költségkímélő módon, az input anyagokkal (vetőmag, műtrágya, növényvédő szer) takarékosan gazdálkodva, környezetkímélően termelhetnek. A precíziós technikák segítségével a műtrágya-kijuttatás optimalizálható, előrejelzésre alapozva célzottan, biztonságosabban és hatékonyabban elvégezhetők a növényvédelmi kezelések. A növényvédő szeres kezelések tér- és időbeli finomítása révén lehetőség van a növényvédő szerek területegységre kijuttatott mennyiségének csökkentésére.

A.N.: A távérzékelést mire lehet használni és miért ajánlható a távérzékelés által megszerzett információk használata a gazdák számára? Ezzel hogyan segíthető a versenyképesség és a hatékonyság növelése?

L.P.: A távérzékelést a mezőgazdaságban megfigyelésre, felmérésre használják. Látható hullámhosszakon működő szenzorokkal gyűjtött információkra jellemző példát képviselnek a foltszerű kártételek: lombkoronavesztés (gyümölcsösök), betegségek, kártevők (mezei pocok, vadkár). Ha átlépünk az emberi szem számára már láthatatlan tartományba, az infravörösbe például, már lehetőségünk nyílik szofisztikáltabb vizsgálatokra is, ahol akár faj szinten is megkülönböztethetünk növényzetet, így detektálva például a gyomok elterjedését (mezei acat) a vizsgált területen. Ilyen típusú szenzorok lehetnek multi- vagy hiperspektrálisak. A hiperspektrális szenzor egyértelmű előnye a multispektrálissal szemben a nagyságrendileg nagyobb felbontású spektrális adat. A hiperspektrális szenzorok földközeli távérzékeléses vizsgálatokban még unikálisnak mondhatók. Egy megfelelő hordozó drón segítségével, akár egy centis térbeli felbontás mellett, több mint száz spektrális sávban gyűjthetünk adatot a felszínről. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy egy 1 négyzetméteres területről 2500 mérési pontunk lesz, akár egy ezred másodperc alatt! Ilyen mértékű adatgyűjtést lehetetlenség lenne kivitelezni távérzékelés nélkül. A hagyományos helyszíni felvételezésre alapuló felmérések költségigényesek, ezért a távérzékeléssel kombinált felmérés hatékony és versenyképes módszer.

A.N.: A távérzékelés adatai használhatók-e összekapcsolva más adatbázisokkal?

P.L.: Természetesen, mindenféle adatbázissal összekapcsolhatók a távérzékelési technikával gyűjtött információk. Sőt, igazából csak ilyen módon hasznosulnak igazán. Ehhez szükséges a térbeli adatok integrálására alkalmas térinformatikai környezet. A mezőgazdaságban leggyakrabban különböző környezeti információkkal kapcsolják össze a távérzékelési adatokat, pontosabban a távérzékeléssel gyűjtött információk feldolgozásának eredményeit. Ilyen adatbázisok pl. a talajtani és a gazdálkodással összefüggő adatbázisok (például: talajtérképek, gazdálkodási napló, hozamtérképek).

A.N.: A távérzékelés adatait megrendelheti-e egyéni gazdálkodó vagy cég, és ez megfizethető-e számukra?

P.L.: A távérzékelési adatok több forrásból is elérhetőek, megvásárolhatók. A műholdas felvételek egy része ingyenesen is elérhető. A műholdak által készített felvételek azonban önmagukban még nem sok használható információt jelentenek a gazdálkodóknak. Nem adatokat kell venni, hanem információt tartalmazó szolgáltatást! A műholdfelvételek adatai feldolgozás után jelentenek információt.

A.N.: Mennyire elterjedt Magyarországon a távérzékelési adatok használata?

P.L.: A mezőgazdaságban gyorsan terjed a távérzékelési adatok használata. A lehetőségek szinte korlátlanok. Ahhoz, hogy a távérzékelési adatok használata elterjedjen hazánkban, alkalmazható tudást kell a gazdálkodók számára átadni. Ehhez azonban szemléletváltásra és folyamatos tanulásra van szükség.