MENÜ

A precíziós gyomszabályozás alapelvei, céljai, gyakorlati alkalmazásának lehetõségei

Oldalszám:
2013.02.19.
A XX. század utolsó évtizedeiben és napjainkban a Föld népességének egyre gyorsuló növekedése figyelhetõ meg. Ezzel szemben viszont a mezõgazdaságilag mûvelt terület nagysága a városiasodás, az iparterületek kialakítása és a közlekedési infrastruktúra fejlõdése miatt lassan csökkenõ tendenciát mutat. A jelen és még inkább a jövõ célja ezért elkerülhetetlenül a hozamok fokozása az egyre növekvõ élelmiszer szükségletek kielégítéséhez. Az integrált növényvédelem a növénytermesztés biztonsága mellett a növényvédõ szer felhasználás racionalizálását tûzte ki fõ céljául, majd késõbb megjelentek újabb rendszerek is, az integrált termesztés, az ökológiai és „bio” gazdálkodás, mint nem „iparszerû” növénytermelési rendszerek alternatívákat nyújtanak a konvencionális, kizárólag csak a kemikáliák nagymértékû felhasználására alapozott technológiákkal szemben.
Az 1990-es években az Amerikai Egyesült Államokból a térinformatika, a mûholdas helymeghatározás, valamint a hardver- és szoftvertechnológia fejlõdése által elinduló precíziós növénytermesztés és növényvédelem irányzata megoldást próbál kínálni a nagyüzemi gazdálkodás egyik régóta felismert problémájára, amely szerint egy táblán a károsítók elõfordulása az általános fertõzések kivételével általában foltszerû, azonban az alkalmazott kezelések a táblán belül homogének. Különösen igaz ez az évelõ gyomokra.

A négy országos gyomfelvételezés (1947-1997) szerint szántóterületeinken a fajok száma fokozatosan csökken, jelentõséggel egy táblán mindössze 10-20 gyomfaj bír. Ez jelentõsen megkönnyíti a precíziós gyomirtási technológiák tervezését. Egyes veszélyes gyomnövények ellen elég lehet a foltszerû védekezés is, így egy drága herbicid kombinációs partnert a foltokban elõforduló gyomok ellen nem szükséges a tábla teljes felületére kijuttatni. A körülhatárolt gyomfoltok egyedi kezelésével jelentõs gyomirtószer-megtakarítás érhetõ el, amelynek üzemgazdasági és környezetvédelmi jelentõsége egyaránt nagy és egyben választ is ad a fent említett problémákra.

Alapvetõ fogalmak

A precíziós gyomszabályozás céljának, lehetõségeinek vizsgálata elõtt célszerû néhány fogalmat tisztázni. Ma a szakirodalomban a régen megszokott gyomirtás szó helyett egyre gyakrabban a gyomszabályozás kifejezést használjuk. A gyomirtás a nevébõl adódóan a teljes gyommentesség biztosítását célozza, ezzel szemben a nemzetközi irodalomból átvett szabályozás szó, nem a teljes gyommentesség elérését, hanem a gyomok „szabályozását”, tehát az adott esetben még megengedhetõ kártétel elfogadását sugallja. Ezzel tökéletesen beilleszkedik a fenntarthatóság fogalomkörébe. Külön meg kell említeni, hogy a precíziós technológia mai fejlettségi szintjén nehezen képzelhetõ el a totális gyommentesség elérése, ezért is helyesebb itt a gyomszabályozás szó használata.

A precíziós gyomszabályozás alatt elsõsorban a kémiai védekezéseket kell értenünk, mert az egyéb módszerek megvalósítása nehéz ilyen eljárásokkal és az eddigi kísérletekben is a vegyszeres védekezés helyspecifikus megvalósítására történtek próbálkozások.

Napjainkban a szakirodalom egyre gyakrabban elõforduló témája a precíziós mezõgazdaság. A kifejezés számos meghatározása ismert, valamennyiben közös, hogy a térben változó, heterogén eloszlású termelést befolyásoló tényezõk (talaj, kórokozók, kártevõk, gyomnövények) helyspecifikus kezelését célozzák. Vagyis az általános gyakorlattal szemben, a táblákat nem homogén egységként tekinti, és az szerint egységesen kezeli, hanem a változó tényezõk kisebb-nagyobb cellái összességének fogja fel, célja ezek egyedi kezelése, amely által mûtrágya, növényvédõ szer takarítható meg, a környezet kisebb terhelésével és alacsonyabb anyagköltségekkel. Ezért az ilyen eljárások összességét kifejezõbb lenne helyspecifikus mezõgazdaság néven említeni. A precíziós (helyspecifikus) gyomirtás során a táblán foltszerûen elõforduló gyomok ellen csak ott védekezünk, ahol azok elõfordulnak.

A precíziós mezõgazdaság feltételrendszere

A precíziós mezõgazdaság feltételrendszerét a következõ három elem jelenti: a folyamatos, nagy pontosságú helymeghatározás, a térinformatikai eszközök és az automatizált terepi munkavégzés. A táblák egyes pontjain mérni kell a változó tényezõket, így esetünkben a gyomborítást vagy gyom darabszámot. Ahhoz, hogy a kezeléskor késõbb ezekre a pontokra visszataláljunk szükséges a pontos helymeghatározás. Ma ezt a GPS rendszer segítségével valósíthatjuk meg.

A GPS (Global Positioning System, Globális helymeghatározó rendszer) ma már gyakorlatilag mindenki által hozzáférhetõ mûholdas navigációs rendszer. A GPS-t az USA védelmi minisztériuma megrendelésére eredetileg katonai felhasználásra tervezték, azonban felismerve a polgári alkalmazás lehetõségét, egy egész iparág alakult ki a vevõkészülékek fejlesztésére és gyártására, ezért ma már a polgári felhasználók köre egyre gyorsabban növekszik. Olyan rendszert szándékoztak megvalósítani amely a mûholdak ismert pozícióiból távolságokat határoz meg ismeretlen helyzetû földi, légi és tengeri pontokra. A GPS rendszer 24 aktív és 5 tartalék mûholdból áll, amelyek 6 síkban, négyesével, 20200 km magason keringenek. A Föld bármely pontjáról egyszerre 4-8 mûhold észlelhetõ 15o-ot meghaladó magassági szög alatt. A pontos mérés feltétele, hogy a lehetõ legtöbb mûhold legyen a horizonton legalább 15o felett, és azok egyenletes elrendezésben, egymástól a lehetõ legtávolabb legyenek. A GPS mûholdak folyamatosan két vivõfrekvencián kódokat sugároznak. Ezt mérik a Föld felszínén a vevõ mûszerek és az ismert pozíciójú mûholdaktól való távolságát a hullám futásidejébõl számítják ki. Három mûholdtól mért távolság már meghatározza a vevõ helyét a Föld felszínén, a többi mûhold jele tovább növeli a helymeghatározás biztonságát. A GPS abszolút pontossága ma már 15-20 m, ami navigációs célokra alkalmas, de a precíziós mezõgazdaság ennél nagyobb, min. 3-5 m pontosságot követel, ami a differenciális méréssel növelhetõ, amely során ismert ponthoz képest határozzuk meg az ismeretlen ponton álló vevõ pozícióját. Ez a differenciális GPS (DGPS) technológia, amelynek pontossága drága geodéziai mûszereknél akár cm-es is lehet.

A táblán rögzített adatokat térinformatikai szoftverekkel dolgozzuk fel. Az egyes mintázott pontokhoz tartozó gyomborítottsági értékekbõl a feldolgozás során gyomtérkép készíthetõ, amely pontosan mutatja egyes gyomfajok vagy fajcsoportok elterjedését a táblán, ezzel a kezelés tervezését és végrehajtását segíti.

Az automatizált kezelés során a permetezõgépet üzemeltetõ traktor GPS vevõvel folyamatosan méri pozícióját a táblán és szenzorok vagy irodában elkészített térkép alapján csak azokon a területeken, esetleg csak olyan permetlé mennyiséggel vagy gyomirtó szer dózissal permetez, amelyet a kezelést tervezõ személy elõre meghatározott.

Precíziós gyomszabályozás

A precíziós gyomszabályozás célja tehát a foltszerûen elõforduló gyomfajok, gyomnövény-együttesek elleni helyspecifikus védekezés. Ha a gyomosodás egy területen általános, ott nem tekinthetünk el a teljes tábla kezelésétõl. A fentiekbõl következik, hogy ha egy táblán bizonyos gyomok minél inkább foltszerû elõfordulást mutatnak, és a foltok összes területe minél kisebb a tábla területéhez képest, annál inkább célszerû precíziós kezelést végrehajtani, hiszen ekkor legnagyobb a gyomirtószer-megtakarítás. A védekezés akkor gazdaságos, ha a megtakarítás nagyobb, mint a helyspecifikus kezelés tervezésének és megvalósításának ráfordításai. Ezek a táblabejárás, az irodai tervezés és az automatizált kijuttatás személyi, anyag és egyéb költségei.

A precíziós gyomszabályozás megvalósítására, a kezelések tervezéséhez és végrehajtásához a gyomok felvételezése és a védekezés idõpontja szerint alapvetõen kétféle lehetõség van.

Az egyik az real-time vagy online (valós idejû) technológia, amikor a területen található gyomnövények észlelése és a kezelés egy idõben történik. A táblán haladó gépcsoport kamerái által készített felvétel szín- és/vagy alakparamétereinek számítógépes értékelése alapján vezérelt permetezõgép a megfelelõ foltokat kezeli. Legfontosabb elõnyei, hogy a folyamat során emberi beavatkozásra általában nincsen szükség, és a kezelés azonnal megtörténik. Hátránya, hogy igen költséges és bonyolult, viszonylag kis területteljesítményû.

A másik eljárás során a gyomfelvételezés és a védekezés idõben elkülönül. Elõször a gyomnövény-borítottság értékelése történik meg, amely alapján a kapott adatokat földrajzi pozíciókhoz (DGPS) rendelve utófeldolgozással gyomtérkép (egy térinformatikai adatbázis) készíthetõ. Legnagyobb hátránya az, hogy általában a gyomfelvételezés és a védekezés között kevés idõ (állománykezeléseknél csak néhány nap) áll rendelkezésre, amelyet az idõjárási kockázat is terhel. Ezért a gyomtérképek gyors elkészítésére és a védekezés elõtt a felvételezés (táblabejárás, távérzékelés) gyors szervezésére van szükség. Ha a felvételezés alapkezelés tervezéséhez történik, akkor viszonylag hosszú idõ állhat rendelkezésre a gyomfelvételezés és a kezelés között.

A precíziós gyomszabályozás gyakorlati alkalmazási lehetõségei

Az USA-ban, Ausztráliában és Nyugat-Európában is évek óta folynak valós idejû precíziós gyomszabályozási kísérletek, azonban az alacsony haladási sebesség és a kis munkaszélesség miatt a területteljesítmény kicsi, ezért ez az eljárás ma inkább kertészeti kultúrákban tûnik alkalmazhatónak.

Jóval nagyobb teljesítményû és gazdaságosabb lehet a térkép alapján vezérelt kezelés. A gyomtérkép elkészíthetõ táblabejárással és a gyomfoltok körbejárásával, vagy valamilyen elv szerinti mintatér kijelöléssel. Igen nagy területteljesítményû a távérzékelés felhasználása a térképezésben, amely során a gyomnövényzet eloszlását légi vagy ûrfelvételek feldolgozásával állapítjuk meg. Azonban ezek az eljárások ma még nagyrészt költségesek, nem megfelelõ térbeli vagy spektrális felbontásúak és nagy az idõjárási kockázat is, ugyanis felhõs idõben megfelelõ felvételek nem készíthetõk.

A precíziós gyomszabályozással szemben támasztott maximális követelmény az egyes gyomfajok egyedi térképezését és kezelését célozza. Ez azonban a technológia mai szintjén irreális elvárás és nincs is szükség az ilyen részletességû feldolgozásra, mert a napi gyakorlatban is általában fajcsoportok, illetve egyes veszélyes fajok ellen védekezünk. Ezért elegendõ egy táblán a magról kelõ kétszikûek, évelõ kétszikûek stb. elterjedésének megállapítása, illetve egyes problémás fajok, pl. a galaj, a vadzab, a parlagfû stb. egyedi kezelése.

Legegyszerûbb esetben állandó összetételû gyomirtószer-kombinációval és állandó dózissal, a permetezõkeret szakaszolása nélkül dolgozhatunk. Nagyon alkalmas a precíziós eljárás az alapkezelések után maradt évelõ gyomok foltjainak kezelésére, például az acat ellen kukoricában. A genetikailag módosított, totális gyomirtó szereknek ellenálló kukoricában igen perspektivikus lehet a helyspecifikus kezelés, mivel csak az összes gyomborítás megállapítására van szükség, hiszen a totális gyomirtó szer (glifozát) valamennyi gyomfaj ellen hatásos.

Természetesen a gyakorló szakembereket elrettenti a precíziós technológia nagy beruházás és szakértelem igénye. Nem is lehet követelmény az, hogy a precíziós kezeléseket mindenki maga tervezze és hajtsa végre. A precíziós eljárások gyors térhódításának kulcsszereplõi a rendszerintegrátorok, akik rendelkeznek a szükséges szakértelemmel, gépi és informatikai háttérrel, ezért a precíziós kezeléseket a partner gazdaságoknak szolgáltatás formájában tudják majd elvégezni. A termelõ feladata csupán az lesz, hogy döntsön, hogy amennyiben az költség-megtakarítással jár, alkalmazza-e a technológiát.