MTA NÖVÉNYVÉDELMI KUTATÓINTÉZET NYUGAT-MAGYARORSZÁGI EGYETEM MEZŐGAZDASÁGTUDOMÁNYI KAR SZAKTANÁCSADÁSI INTÉZET RÉSZJELENTÉS

MTA NÖVÉNYVÉDELMI KUTATÓINTÉZET NYUGAT-MAGYARORSZÁGI EGYETEM MEZŐGAZDASÁGTUDOMÁNYI KAR SZAKTANÁCSADÁSI INTÉZET

RÉSZJELENTÉS „Preciziós növénytermesztés” c. kutatás-fejlesztési szerződés keretében végzett munkáról

OM szerződés száma:

OM-00307/2001

Nyílvántartási szám:

4/037/2001

Témafelelős:

Dr. Kőmíves Tamás igazgató

Budapest 2002. február 15.

10. Térinformatikai alapokra épülve veszélyes gyomfajok előfordulásának kimutatása, különböző felvételezési és fototechnikai eljárásokkal. Kémiai védekezés adatbázisának kialakítása 10/b. Az őszi búza és az árúkukorica gyomírtó szereiről adatbázis készítése. ACCESS adatbázis létrehozása, max. leválogatási lehetőségekkel, a projekt futamidő alatt rendszeres karbantartással Az alfeladatok között herbológiai jellegű témakörök szerepelnek. A program végrehajtásában a NYME Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kara (Mosonmagyaróvár) részéről Dr. Reisinger Péter egyetemi tanár vállalt koordináló szerepet. Korábbi kutatásaiban ide vonatkozó fejlesztésekkel és jártassággal rendelkezik. Célkitűzés: olyan módszerek kidolgozása, amellyel a gyomnövényeknek táblán belüli faji összetétele korszerű módszerekkel biztonságosan meghatározható és erre az információra precíziós védekezési folyamatirányítás adaptálható. Veszélyes gyomfajokról gyom csíranövény digitális felvételek készítése, csíranövény felismerési modellkísérlet, megfelelő szoftverekkel, laboratóriumi körülmények között. A veszélyes gyomnövény fajok közül az alábbiakkal végeztünk tenyészedényes csíráztatást: Ambrosia artemisiifolia, Amaranthus retroflexus, Chenopodium album, Datura stramonium és Echinochloa crus galli. A szántóföldről begyűjtött magokat csíráztattuk, majd a csíranövény különböző fejlettségi állapotában, több alkalommal digitális felvételeket készítettünk. A képeket CD lemezen archiváltuk. Jelenleg keressük azt a képkiértékelő szoftvert, amellyel a feladatot végre- hajtásában előre tudunk haladni. A kísérlet során úgy döntöttünk, hogy szántóföldi körülmények között is végzünk digitális felvételeket, kis magasságból. Ennek során készültek képek 10, 20 és 30 méter magasságból. Az archivált, további feldolgozásra alkalmas képek száma: 341 db. Az ősz búza és az árukukorica gyomirtó szereiről adatbázis készítése, ACCESS adatbázis létrehozása, maximális leválogatási lehetőségekkel, a projekt futamidő alatt rendszeres karbantartással A különböző forrásanyagokból összegyűjtöttük az engedélyezett herbicidek hatásspektrum- és dózisadatait. Az engedélyokiratokból, a WIN-PESZTI számítógépes adatbázisból és egyéb, a közelmúltban megjelent szakkönyvből adatokat gyűjtöttük össze, majd többszöri kontrollálás után ezekből az adatokból mátrix jellegű feldolgozást készítettünk. A herbicideknek az alkalmazási módtól és a dózistól függő, gyomnövényekre gyakorolt hatásspektruma feldolgozás első lépés a gyomirtástervező szoftver létrehozásához. Az 1-4 mintaterület gyomfelvételezése hagyományos módszerekkel, a kultúrnövény fajától függően, növényállományban és tarlón, a GIS koordinátás figyelembevételével. Az 1-4 mintaterek közül kizárólag Baracskán találtunk gabonatarlót. A többi kísérleti helyszínen kukoricát termesztettek. A kukoricában a gyomfelvételezés optimális ideje júniusban van, amely időpontban még nem indult el a projekt. A baracskai Anna-major gazdaságban a gabona learatása után – kérésünkre – szeptember közepéig műveletlenül hagyták a tarlót. A kedvezően csapadékos nyárutói időjárás hatására a gabonatarló kigyomosodott és ideális terepet biztosított a vizsgálatra.

A tábla 53 hektárnyi területén elvégeztük a Balázs-Újvárosi–féle cönológiai módszerrel a gyomfelvételezést. A táblát előzetesen megszemlélve, a művelési irányt megismerve, megterveztük a 2 x 2 méteres gyomfelvételezési mintaterek helyét. Abból indultunk ki, hogy a gazdaság a gyomirtáshoz 18 méter munkaszélességű permetezőgéppel rendelkezik, emiatt a táblát 18 méter széles fogásokra osztottuk, majd ezeken a sávokon megrajzoltuk a felvételi négyzetek helyeit. A kvadrátokat sorszámmal láttuk el, a hozzájuk tartozó terület 0,5 ha. Összesen 122 mintateret jelöltünk ki. A gyomfelvételezési munka első fázisában a tábla négy sarkát megjelöltük a GPS koordinátákkal. Ezt követően sorra felkerestük ez előzetesen megtervezett gyomfelvételezési négyzeteket és elvégeztük rajtuk gyomfelvételezést. Az adatok pontossága végett léckeretet használtunk a kvadrátok megjelölésére. Majd minden egyes négyzet közepére állva a műszerről leolvastuk a földrajzi szélességi és hosszúsági koordinátákat (fok, szögperc és ívmásodperc, 5 tizedesjegy pontossággal) és rögzítettük a gyomfelvételezési adatokkal együtt. A műszer valós idejű (real time) pontossága 0,5 méter volt. A gyomfelvételezésekkel együtt talajmintákat is vettünk egy későbbi feldolgozás céljára. A gyomfelvételezési adatokat Microsoft Excel táblázatba vittük be, majd ezt a térinformatikai adatbázist (GIS) többszöri konvertálás után az ERDAS Imagine 8.5 Professional program segítségével dolgoztuk fel. A szoftverrel a mintaterek GPS koordinátái alapján a hozzájuk tartozó, fajonkénti gyomborítási értékek felhasználásával modelleket (térképeket) készítettünk. Az egyes gyomfajok elterjedését a táblán domborzat, szintvonalas és kombinált felületmodellek segítségével ábrázoltuk. Kis magasságból történő digitális és infra-digitális fényképezés egy szántóföldi modellterületen a veszélyes gyomok kimutatására. Digitális képelemzés laboratóriumi körülmények között. A feladat végrehajtását időben előre hoztuk, mert rendelkezésre állt az optimális kísérleti tér. Alapos és körültekintő tervezés után mezőgazdasági helikopterről kis magasságból készítettünk fényképfelvételeket. A táblán előzetesen felkutattuk azokat a gyomfoltokat, ahol kb. 10-12 négyzetméternyi területen azonos gyomfaj állomány fordult elő. Ezeket a gyomfoltokat megjelöltük fehér színű műanyag szalaggal, így a fotós a levegőből könnyebben tájékozódhatott a célfelületről. A fotózást 900, majd 600 és végül 40 méter magasságokból végeztük el, kétféle nyílásszögű lencsével. A színes dia felvételek (Linhof kamera 60x75 mm, Hasselblad kamera 60x60mm) méretűek. A különlegesen értékes légi felvételeket az alábbi táblázat tartalmazza. Időpont 09.13. 10-12 h 09.13. 10-12 h 09.13. 10-12 h 09.13. 10-12 h 09.13. 10-12 h 09.13. 10-12 h 09.13. 10-12 h 09.13. 10-12 h összesen:

Téma Tábla közép 5 db.megjelölt terület (1-5 faj) megjelölt területek (1-6 faj) D-i táblarész D-i táblarész kijelölt ter.1-6 faj kijelölt ter.1-6 faj 5 db.megjelölt terület (1-5 faj)

Fényképezőgép Linhof Linhof Linhof Hasselblad Hasselblad Hasselblad Hasselblad Linhof

Optika

Magasság

db

150 150 150 40 50 80 80 150

900 méter 900 méter 900 méter 600 méter 600 méter 15-20 méter 15-20 méter 30 méter

2 3 8 2 3 7 6 5 36

Megjegyzés: A szürke árnyalattal jelzett képanyag különösen értékes és fontos a további feldolgozás végett. A légi fotók feldolgozása folyamatban van. A projekt eddigi végrehajtása során az alábbi publikációs teljesítményt mutattuk fel: 1. Reisinger, P. - Nagy, S.- Lajos, M.- Lajos K.: Gyomfelvételezési adatok felhasználása a precíziós gyomszabályozásban. EWRS Magyarországi Tagozatának Tudományos Tanácskozása. Martonvásár 2001.11.21. (előadás) 2. Reisinger P. – Kőmíves T. - Lajos M. - Lajos K. - Nagy S.: Veszélyes gyomfajok táblán belüli elterjedésének térképi ábrázolása a GPS segítségével. Magyar Gyomkutatás és Technológia 2001. december II. évf. 2. szám. 3. Reisinger, P. – Kőmíves, T.– Pálmai Ottó: Precíziós növényvédelmi módszerek kutatása a Széchenyi programban. Tudományos Növényvédelmi Fórum. Keszthely. 2002. jan. 30-31. (előadás) 4. Reisinger, P. - Nagy, S. - Lajos, M. - Lajos K.: Die Verwendung der Unkrautzönologischen Aufnahmen mit den GPS-Koordinaten. Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz Journal of Plant Diseases and Protection. Sonderheft XVIII, ### (2002), ISSN 0938-9938 © Eugen Ulmer GmbH & Co., Stuttgart. Népszerűsítő cikkek: 1. Reisinger, P.: Tudósítás a tudomány berkeiből. Növényvédelmi Tanácsok. 2001/12. 2. Reisinger, P.: Térinformatika, növényvédelem. Magyar mezőgazdaság. 2001/12.05.

FEJÉR MEGYEI NÖVÉNY- ÉS TALAJVÉDELMI SZOLGÁLAT

RÉSZJELENTÉS „Preciziós növénytermesztés” c. kutatás-fejlesztési szerződés keretében végzett munkáról

OM szerződés száma:

OM-00308/2001

Nyílvántartási szám:

4/037/2001

Témafelelős:

Dr. Pálmai Ottó igazgató

Velence 2002. február 15.

11. Térinformatikai alapokra épülve növénykórtani és állati kártevők felvételezési módszereinek fejlesztése, különböző felvételezési és fototechnikai eljárásokkal. A kidolgozott új technológia folyamatainak dokumentálása, minőségbiztosítás feltételeinek kidolgozása 11/b. A mintaterületek heterogenitásának vizsgálata és értelmezése növényvédelmi szempontból, adatbázis létrehozása Összefoglalás Az utóbbi években bekövetkezett fejlődés a növénytermesztésben, a mezőgazdasági gépgyártásban, az informatikában lehetőséget biztosít arra, hogy a jelenleg alkalmazott növényvédelmi technológiákat is újragondoljuk. A világszerte megindult kutatások eredményei igen jelentősek, de még igen sok a megválaszolatlan kérdés. Az eddig megismert – és a továbbiakban is keresett és alkalmazott – irodalmi adatok adaptálása újabb és újabb problémákat tár fel. A precíziós agrárgazdaságban a gomba- és rovarkártevők elleni védekezés módszerei még kevésbé kimunkáltak. E kutatási program keretében a lehetséges módszerek fejlesztését, okszerűbbé tételét kívánjuk elvégezni a költségek, valamint a környezet peszticid terhelésének csökkentése mellett. A programban résztvevő konzorciumi tagokkal történt egyeztetés után alakult ki az-az álláspont, hogy vizsgálatainkat Fejér megyében, Baracska község határában található őszi búza táblán kezdjük el. Az irodalmi adatok feldolgozása és az adatbázis létrehozása elkezdődött. Az adatbázist nemcsak a kórokozókkal és a kártevőkkel kapcsolatos adatokat, hanem talajtani, tápanyag ellátottsági és agronómiai paramétereket is tartalmaz, amelyek az alapos összefüggés vizsgálatokat teszi lehetővé. A terepi munkánk során a gabona érése előtt légi felvételt készíttettünk a területről, majd a kórtani vizsgálatainkhoz a betakarítással egy menetben mintákat vettünk. Szeptemberben a búza tarlón 0,5 ha-ként mintatereket jelöltünk ki, melyek földrajzi koordinátáit meghatároztuk. Ezeken a felvételezési pontokon talajminta vételezéssel vizsgáltuk meg a kártevők egyedszámát, területi elhelyezkedését. Térinformatikai eszközökkel összevetettük a kórtani és a rovartani felvételezések eredményeit a terület topográfiai térképével, genetikus talajtérképével, a légi felvételekkel. Az őszi búzában és a kukoricában előforduló kórokozók és kártevők ellen a jelenlegi növényvédőszer választékkal különböző időpontban, így megelőzésként (preventív) vagy a megjelenés után gyógyítóként (kuratív) lehet védekezni. Célunk az, hogy a mezőgazdaságban alkalmazott távérzékelés lehetőségeit úgy hasznosítsuk, hogy a különféle károsítók fellépésének hajlamosító tényezőit (domborzati, talajtani, tápanyag, időjárási körülmények, stb.) elemezzük, és a kapott összefüggések alapján az okszerű, heterogenitásokat figyelembe vevő preventív védekezési módokat alkalmazhassuk a területen. Amennyiben az ilyen összefüggések a program zárásakor megállapíthatóak lesznek, jelentősen csökkenhet a növényvédőszer felhasználás. A kutatási programban az ilyen szempontok szerinti növényvédelmi technológiák értékelése elkezdődött. Részletes beszámoló A mai növénytermesztési illetve növényvédelmi gyakorlat nem veszi figyelembe a táblán belül előforduló heterogenitásokat. Ez egyaránt érvényes a talajművelésre, trágyázásra, gyomirtásra, a kórokozók és kártevők elleni védekezésre is. Az informatika, a mezőgazdasági

gépgyártás, a távérzékelés gyors fejlődésével lehetőség nyílt a heterogén területrészek eltérő kezelésére, így javítható a gazdaságosság és csökkenthető a környezet indokolatlan terhelése is. A precíziós agrárgazdaságban a gomba- és rovarkártevők elleni védekezés módszerei még kevésbé kimunkáltak. E kutatási program keretében a lehetséges módszerek fejlesztését, okszerűbbé tételét kívánjuk elvégezni a költségek, valamint a környezet peszticid terhelésének csökkentése mellett. A programban résztvevő konzorciumi tagokkal történt többszöri egyeztetés után több helyen kezdtük el az adatok gyűjtését, a helyszíni bejárásokon megismertük a kiválasztott táblák "előéletét", jelenlegi kultúrállapotát, az ott alkalmazott termesztéstechnológiákat. Felmértük a területek gyomviszonyait, a meglévő növényegészségügyi problémákat, az alkalmazott védekezési módszereket. Úgy döntöttünk, hogy a program keretében először csupán egy területen, egy kultúrában kezdjük el a vizsgálatokat. Az itt kapott pozitív és negatív eredményeket értékelve a mintaterületek számának bővítését - a rendelkezésünkre álló időn belül - fokozatosan kívánjuk elvégezni, a kapott eredményeket összevetni, értékelni, új technológiákat kimunkálni, az őszi búza és a kukorica kultúrákban. A Tolna megyében, a Komárom-Esztergom megyében és a Fejér megyében vizsgálni kívánt területek közül a választásunk először a Fejér megyében, Baracska község határában található őszi búza táblára esett (1.sz. melléklet). A megyében a szántóföldi növénytermesztésnek nagy hagyományai vannak. A talajadottságok, a jelenleg is meglévő nagyüzemi táblák alkalmassá tették a területet arra, hogy ott kezdjük el a részletes vizsgálatainkat. A szántóföldi növénytermesztés során fellépő különböző gombabetegségek, állati kártevők egyedszáma, a károsítás mértéke nagyban függ az adott év időjárásának alakulásától. A vizsgálatba vont területtől nem messze Velencén, a Fejér Megyei Növény- és Talajvédelmi Szolgálatnál egy automata meteorológiai állomás található. A műszer 12 percenként méri a különböző időjárási elemeket. A kapott eredmények számítógépen rögzíthetők. Ez a lehetőség is közrejátszott abban, hogy a precíziós növényvédelmi módszerek kutatását itt kezdjük el. A kutatási program 2001 évi terepi munkáinak indítására az őszi búza tenyészidejének második felében került sor. A hagyományos termesztéstechnológia elemeit alkalmazó mezőgazdasági üzem ekkor már sem a kórokozók, sem az állati kártevők ellen nem védekezett. Ez két okra vezethető vissza, egyrészt a tenyészidőszak korábbi szakaszában került sor az ilyen típusú beavatkozásokra, másrészt a szélsőségesen meleg, kevés csapadékot hozó júniusi időjárás következtében korai levélszáradás következett be. A július 15-től - 25-ig tartó esős periódus, mely időszak alatt közel 100 mm csapadék hullott részben a betakarítást hátráltatta, illetve a gabona beltartalmi értékét csökkentette. A kiválasztott őszi búza tarlóján mátrix-szerű adatgyűjtést végeztünk. A területen 0,5 ha-ként mintatereket jelöltünk ki. A felvételezési pontok földrajzi koordinátáit meghatároztuk (2.sz. melléklet). A gazdaság vezetésével való egyeztetés alapján a terület egyik részén őszi búza, a másik részén kukorica lesz a következő tenyészidőszakban. E döntést figyelembe véve a további, részletes vizsgálatainkat az őszi búza, őszi búza utáni 53 ha-os táblarészre koncentráltuk. Hagyományos felvételezési módszerek 2001. szeptemberében elvégeztük a talajban található kártevők felvételezését. Vizsgálatainkat két módszerrel, két időpontban hajtottuk végre. 2001. szeptember 10-12 között 122 ponton

gépi talajmintavételt végeztünk STIHL BT 106 C típusú gödörfúróval, 2001. szeptember 20án 15 ponton a térfogati kvadrát módszer alkalmazásával vizsgáltuk a területen található talajban lévő kártevőket (3.sz. melléklet). A felvételezés során kapott adatok elemzését elkezdtük. A vizsgálat kiterjed a domborzati, talajtani, tápanyag ellátottsági és agrotechnikai paraméterek, valamint a talajban található kártevők előfordulása közötti összefüggésekre is. A növénykórtani és a növényállományban előforduló állati kártevők vizsgálata a program szerint 2002 tavaszán kezdődik el. Heterogenitás vizsgálata A kijelölt ősz búza terület heterogenitását több alkalommal vizsgáltuk. Az érés előtti fenológiai állapotban légi felvétel segítségével elemeztük a színben eltérő táblarészeket. A vizsgálat alapján a színeltérés részben domborzati, részben pedig technológiai okokra vezethető vissza. A későbbi felvételezésekben figyelembe vesszük a légi felvétel eredményeit is. Betakarításkor a különböző táblarészekről fuzárium vizsgálat céljából a termésből mintát vettünk. Ezeket az adatokat a későbbiekben az egyéb felvételezési eredményekkel összevetjük. A talajban található kártevők vizsgálata is a terület heterogenitására utal. E kártevők előfordulási helyeit meghatároztuk, melyeket a további vizsgálatok során szintén figyelembe veszünk. Térinformatikai információk A térinformatikai rendszerünkben meglévő adatok, térképek (üzemi térkép, EOTR 1:10000 topográfiai térkép, genetikus talajtérkép, a GPS III. plusz készülék mérései alapján készített térkép, a WGS-84, EOV alapján készített térkép) összevetése a területen elvégzett kórtani és rovartani felvételezések eddig meglévő adataival megtörtént, a rendelkezésünkre álló ArcView GIS programmal. A későbbiekben elvégzett felvételezési adatokat is e módszerrel rögzítjük, és az eredményeket a felhasználhatóság szempontjából interpretáljuk. Adatbázis létrehozása 2001-ben az adatbázis létrehozása elkezdődött. A programban kapott adatokat a feldolgozhatóság érdekében rögzítjük. Az adatbázis nemcsak a kórokozókkal és kártevőkkel kapcsolatos adatokat, hanem talajtani, tápanyag ellátottsági és agronómiai paramétereket is tartalmaz, amelyek az alapos összefüggés vizsgálatokat teszi lehetővé. A témával kapcsolatos szakirodalom gyűjtés és feldolgozás folyamatos. Növényvédelmi technológiák A precíziós növényvédelem szempontjából a jelenlegi növényvédelmi technológiákat újra kell gondolni. Az őszi búzában és a kukoricában előforduló kórokozók és kártevők ellen a jelenlegi növényvédőszer választékkal különböző időpontban, így megelőzésként (preventív) vagy a megjelenés után gyógyítóként (kuratív) lehet védekezni. Célunk az, hogy a mezőgazdaságban alkalmazott távérzékelés lehetőségeit úgy hasznosítsuk, hogy a különféle károsítók fellépésének hajlamosító tényezőit (domborzati, talajtani, tápanyag, időjárási körülmények, stb.) elemezzük, és a kapott összefüggések alapján az okszerű, heterogenitásokat figyelembe vevő preventív védekezési módokat alkalmazhassuk a területen. Amennyiben az ilyen összefüggések a program zárásakor megállapíthatóak lesznek jelentősen csökkenhet a növényvédőszer felhasználás. A kutatási programban az ilyen szempontok szerinti növényvédelmi technológiák értékelése elkezdődött.

Légi fotótechnikai módszerek Tapasztalataink és a rendelkezésünkre álló irodalmi adatok ismeretében úgy döntöttünk, hogy a kiválasztott területről a gabona betakarítása előtt légi felvételt készíttetünk, mely felvételek 2001. 06. 30-án el is készültek. A kapott képeket térinformatikai eszközökkel adaptáljuk a rendszerünkbe az ERDAS Imagine szoftverrel (4.sz.melléklet).

SZENT ISTVÁN EGYETEM KTK MATEMATIKA ÉS INFORMATIKA TANSZÉK

RÉSZJELENTÉS „Preciziós növénytermesztés” c. kutatás-fejlesztési szerződés keretében végzett munkáról

OM szerződés száma:

OM-00309/2001

Nyílvántartási szám:

4/037/2001

Témafelelős:

Prof. Dr. Harnos Zsolt tanszékvezető egyetemi tanár

Budapest 2002. február 15.

12. Preciziós agrárgazdaság informatikai rendszerének kidolgozása, a termelési folyamatok monitorozása, döntéstámogató rendszerek kialakítása. Részfeladatok informatikai integrálása 12/a. Informatikai rendszerterv készítése A precíziós növénytermesztés című projekt eredeti pályázati anyagában, a munka első szakaszában az informatikai rendszerterv, majd második szakaszában a módszertani és módszerkidolgozó feladatok elkészítését vállalta tanszékünk. Az informatikai rendszerterv kidolgozása azonban a többi konzorciumi tag munkájának eredményeihez kell kötődjön. Ezért tanszékünk a kutatómunkát közvetlenül a második szakasz teljesítésével kezdte meg, s ért el abban számos kezdeti eredményt. I.

Az eredmények összefoglalása

A módszertani kutatások rendszerét a részleges beszámoló 1. ábrája szemlélteti. Ebből kiindulva kezdtük el kidolgozni a rendszer egyes moduljait. Az eredmények az alábbiakban foglalhatók össze. 1. Elkezdtük felépíteni a Precíziós Növénytermesztés (PN) mezoszintű információs rendszerét, amely − az MTA TAKI felméréseire alapozva tartalmazza a talajtani adatokat, − az OMSz megfigyeléseire épülő meteorológiai idősorokat, − az agroökológiai felmérés szerinti termőhelyi értékeléseket. A rendszert az alábbi irányokba fejlesztjük tovább: − térinformatika, − fajta adatbázis, − a mintaterületek mikroszintű adataival. 2. A korábbi vizsgálatokra alapozva elkezdtük az ország meteorológiai viszonyainak elemzését, ami elsősorban az alábbi kérdésekre terjed ki: − az egyes meteorológiai körzetekben a különböző növények termeszthetősége. A termés várható értékének és eloszlásának meghatározása statisztikai eszközökkel, illetve szimulációval. − a kockázat jellemzése, ami részben az időjárási anomáliák gyakoriságának és intenzitásának a meghatározásait jelenti, valamint a termésveszteség eloszlásának statisztikai jellemzését. Ezek a vizsgálatok mezoszinten folynak. A továbblépés lehetőségére az alábbi területen van lehetőség: − fajtaeloszlással, illetve agrotechnikai eszközökkel hogyan befolyásolható a kockázta táblaszinten, − cost-benefit elemzése végzése a kockázat kezelésére. 3. A növényvédelmi prognosztika fejlesztéséhez kapcsolódóan megkezdtük a kártevő-dinamikai viszonyok részletes elemzését, amelyhez a növényvédelmi fénycsapda hálózat adatait használtuk. 4. Megkezdtük modellezési szempontból a módszertani tisztázását a környezetkímélő és fenntartható mezőgazdaságnak. II.

Részletes beszámoló

1. Informatika a precíziós mezőgazdálkodásban A termőhely alapos ismerete minden mezőgazdasági beavatkozás alapvető feltétele. Régebben és mostanában is a termőhelyeket közel egyforma táblákra osztották és ezeket azonos agrotechnikával művelték, talaj heterogenitását nem figyelembe véve. A magas termésátlagok elérését hatalmas energia bevitellel oldották meg, ez megnyilvánul a műtrágyák használatában is. Ennek ellenére sokszor romló volt a hatékonyság.

A mezőgazdasági termelés eszköztára az utóbbi időkben az elektronika és informatika fejlődésével olyan lehetőségekkel bővült, amelyek révén ma már megvalósítható a termőhelyhez alkalmazkodó termesztés, adott táblán belüli különböző igények kielégítése. A precíziós módszerek alkalmazása egyidőben képes figyelembe venni a növénytermesztés ökológiai igényeit, másrészt a takarékosság, hatékonyság révén az ökonómiai célokat, és képes a felmerülő problémákra megoldást adni. A precíziós gazdálkodás lelke a változékonyság kezelése. A variabilitás három formáját különböztetjük meg: térbeli, időbeli és prediktív. A térbeli változékonyság, a területen való változásokon keresztül nyilvánul meg, az időbeli variabilitás az évről-évre való eltérést jelenti, míg a prediktív változékonyság a jósolt és a valós érték közötti eltérést jelenti. Először a variabilitást kell mérni és megérteni, mielőtt a gyakorlati kezelése lehetővé válna. Továbbá a precíziós gazdálkodáshoz alapvető koherens stratégiák és gyakorlati eljárások fejlesztése és alkalmazása is szükséges. A folyamat megvalósításához pontos és időszerű információk, valamint hozzáférhető szoftverek új generációjára van szükség. A precíziós mezőgazdálkodás figyelembe veszi és használja az alábbiak mindegyikét: - termőhely-specifikus termesztés - táblán belüli változó technológia - integrált növényvédelem - távérzékelés, térinformatika - információs technológia - talajtérképek összevetése a termés-, gyom-, kártevő-, betegség térképekkel A precíziós gazdálkodás nem csak egy újabb termesztési módszer, hanem egy olyan átfogó rendszer, mely integrálni képes a biológiai, műszaki és ökonómiai tényezőket, rugalmasan kapcsolódik a termesztési adottságokhoz. Mivel ez a termesztési módszer viszonylag fiatal, sok részén merülnek fel megoldandó problémák. A rendszer kutatása így nagyon fontos. Pályázatában a konzorcium egy ilyen korszerű rendszer megalkotására vállalkozott. A rendszer kidolgozása, elfogadtatása, széleskörű bevezetése hatékony intézkedés az életminőség javítása érdekében. A matematikai modellezés, a döntéstámogató rendszerek használata, az informatika ma már az agrártudományokban is egyre meghatározóbbá válik. Vannak olyan problémák, melyek a modellezés és szimuláció nélkül kezelhetetlenek. A precíziós mezőgazdálkodás meghatározó elemei az informatikára alapozott módszerek és technikai eszközök. E termesztési mód módszertani kutatása egy jól működő szakértői-, döntéstámogató-, kockázatelemző rendszer kiépítéséhez vezethet, mely a fenntartható, környezetbarát, talajvédő mezőgazdálkodás számára manapság elengedhetetlen. 2. A precíziós növénytermesztés módszertani kutatásának felépítése A tervezett döntéstámogató rendszer a kutatási témacsoportok moduljaiból épül fel, az alábbiak szerint: A kutatómunka során a témák a vizsgálati problémák jellege alapján alkotnak témacsoportokat. Az egyes témacsoportok eredményei azonban egymással ettől esetenként eltérő módon, illetve akár egyszerre több különböző csatornán keresztül is kapcsolódhatnak egymáshoz a döntéstámogató rendszer felépítésekor. A tervezett döntéstámogató rendszer felépítését az 4. ábra mutatja be. Az egyes témacsoportok hozzájárulását és annak logikai helyét sorszámuk feltüntetésével jeleztük.

1. ábra Az ábra alapján jól áttekinthető, hogy a döntéstámogató rendszer 4 fő pillére: 1. a precíziós növénytermesztési folyamatot kézbentartó monitoring-rendszer 2. a termesztési és agroökológiai kapcsolatrendszer komplex agronómiai elemzése 3. az időbeli és térbeli állapotváltozások szimulációs rendszermodellje 4. a költség-haszon megfontolásokat a gazdasági kockázatelemzéssel ötvöző ökonómiai elemzés. A döntéstámogatás során felhasznált információ: 1. magának a termesztési rendszernek folyamatos vizsgálatából (monitoring), 2. a gazdasági-társadalmi környezetről szerzett információból 3. Külső információforrásokból (szakmai adatbázisok, módszertani kutatások szakirodalmi adatok)

eredményei,

2.1. Agroökológiai Információs Rendszer fejlesztése Az agroökológiai információs rendszer a "Magyarország agroökológiai potenciálja az ezredfordulón" elnevezésű tárcaközi program keretében kialakított rendszerre és szakmai háttérre épül, de számos új elemmel egészül ki és alkalmazkodik a megváltozott szakmai lehetőségekhez és igényekhez. Az információs rendszer gerincét: - települési adatbázis - talajtani adatbázis - meteorológiai adatsorok - művelési ágakhoz tartozó termelési adatok - szakértői vizsgálatokon alapuló agroökológiai információ alkotja. Ehhez kapcsolódnak a fejlesztendő fajta-adatbázisok, internetes növénytermesztési információs rendszerek, valamint a térinformatika (GIS) által nyújtott szakmai lehetőségek. A precíziós növénytermesztés lényege az ökológiai viszonyokhoz való minél jobb alkalmazkodás, amelyben szükség esetén helyspecifikus agrotechnikával, és a GPS-GIS rendszerek kínálta tervezési lehetőségekkel is élni lehet. A precíziós gazdálkodásnak a fenntarthatóság és környezetkímélő integrált termesztés szempontjait is szem előtt kell tartania. Mindezekben a termőhelyhez alkalmazkodó fajtaválasztéknak és az ökológiai viszonyok pontos ismeretének a hagyományos termesztési rendszerekben megszokottnál sokkal nagyobb jelentősége van. Az Agroökológiai Információs Rendszernek önmagában is több egymástól részben független modulból épül kell felépülnie, amelyek összességükben a szakmai döntéstámogatás fontos pillérét alkotják.

2.2. Agrometeorológiai és kártevődinamikai viszonyok vizsgálata, klímaváltozás hatáselemzése Ez a kutatási-fejlesztési témacsoport statisztikai adatelemzési, modellezési, valamint módszertanimódszerfejlesztési feladatokat is magába foglal. A növénytermesztés hatékonyságát és sikerességét nagymértékben meghatározza az időjárás aktuális alakulása. A hőmérsékleti és csapadékviszonyok valamint a napfényes órák számának szezonális dinamikája egyfelől a termesztett növény fenológiáját és produkciós viszonyait, másfelől az agroökoszisztéma többi tagját (gyomok, kártevők, kórokozók és azok természetes ellenségei, megporzók stb.) is alapvetően befolyásolja. A kártevő-dinamikai viszonyokat ezen kívül a korábbi évek időjárása is meghatározóan érinti. Hosszú távon a mezőgazdasági termelés és növényvédelmi technológia (termelési tapasztalatok és tudományos eredmények alapján) alkalmazkodni igyekszik a környezeti feltételrendszerhez. Az időjárási-éghajlati változékonyság ezt az alkalmazkodási folyamatot jelentősen megzavarhatja (pl. rendhagyó időjárású évek, aszály, hideg nyár...). Az éghajlati változékonyság elemzésének szükségességét támasztják alá a globális klímaváltozásra utaló nemzetközi megfigyelések, és globális éghajlati modellek predikciói. Az agroökológiai és kártevődinamikai vizsgálatok önmagukban, valamint a klímaváltozással kapcsolatos hatáselemzésekkel egybekötve fontos információt szolgáltathatnak, a különböző termesztési rendszerek kockázati vizsgálataihoz, az agrotechnika optimalizációjához, és döntő jelentőségűek a precíziós mezőgazdaság tervezésében is. 2.3. Adaptív terméselőrejelzés és növényvédelmi prognosztika A precíziós növénytermesztés tervezése, a készletezés és a gazdálkodás optimalizálása, valamint a termelési kockázatok vizsgálata és költség-haszon elemzések szempontjából alapvetően fontos tudni, a gazdasági év minél korábbi fázisában azt, hogy a következő időszakban milyen termés várható. A növényvédelmi prognosztika szempontjából rövid távú (néhány hetes), hosszú távú (hónapok vagy következő vegetációs időszak), valamint táv- és tendencia előrejelzésre (több éves) egyaránt szükség van. A prognózis pontossága általában az idő csökkentésével fokozatosan javul. Az adaptív terméselőrejelzés a korábbi évek adatainak többváltozó statisztikai elemzésével alapozható meg. Az előrejelzés akkor lehet sikeres, ha a vizsgált növény szempontjából minél több hatóképes környezeti tényezőt (köztük meteorológiai paramétereket) vonunk be a vizsgálatba. A növényvédelmi prognosztika egyrészt a terméselőrejelzéshez hasonlóan statisztikai elemzésekre épülhet, másrészt támaszkodhat monitoring-rendszerek (pl. Országos Növényvédelmi és Erdészeti Fénycsapdahálózatok) adatsoraira. A növényvédelmi prognosztikában és a terméselőrejelzésben mindezeken kívül módszertani és modellezési kutatásokra is szükség van. Ennek keretében a prediktív hőösszegmodellek valamint növekedési modellek is alkalmazásra kerülhetnek. 2.4. Kockázatelemzés Számos korábbi tudományos eredmény ellenére, a növénytermesztési (vagy általánosabban mezőgazdasági) rendszerek kockázatelemzési módszertana még nem kielégítően kidolgozott. A nagy ráfordítással dolgozó értékes növénykultúrákban és különösen a precíziós agrotechnika alkalmazásakor a termelési kockázatok feltárásának és valószínűségi jellemzésének kiemelkedő jelentősége van, a kockázatvállalás optimális mértékének meghatározásához, az esetleges károk megelőzéséhez vagy mérsékléséhez, továbbá a gazdálkodás tervezéséhez. A kockázatelemzések során a veszteség és nyereség várható mértékét és bekövetkezési valószínűségüket is fel kell tárni. Számszerű megfogalmazásban tehát ki kell térni: - a kedvezőtlen körülmények együttes előfordulási valószínűségére, - a kedvezőnek tekintett körülmények együttes előfordulási valószínűségére, - a kedvezőtlen körülmények közötti veszteségek várható nagyságára, - a kedvező esetekben felmerülő nyereségek várható nagyságára, és végül az elemzésnek tartalmaznia kell a két oldal számszerű összevetését. A növénytermesztésben az időjárási viszonyokból fakadó kockázatok a legjelentősebbek, e mellett jelentős szerepe van a növényvédelmi jellegű kockázatok elemzésének, valamint szükséges lenne a rendszer működésével kapcsolatos környezeti kockázatok minél pontosabb ismerete. A munka elvégzése során kockázati modellek kidolgozására, statisztikai elemzésekre, valamint kockázatértékelési módszertan kidolgozására egyaránt szükség van.

2.5. Agroökoszisztéma-kutatás, modellezés Ha a precíziós növénytermesztés technológiája a fenntarthatóság, környezet-és egészségvédelem, valamint az optimális alkalmazkodás követelményeit a gazdaságos termeléssel összhangban kívánja megteremteni, akkor nem elegendő a kultúrnövény és abiotikus környezeti igényeinek ismerete, hanem a talaj-növény-időjárás-kártevő rendszert komplex agroökoszisztémaként kell felfogni és az agrotechnikai műveletek tervezésekor a teljes agroökoszisztémára gyakorolt hatásokat kell elemezni. A vizsgált agroökoszisztéma működésének megértéséhez az általunk fontosnak tartott állapotjellemzők alakulásának többváltozós-statisztikai elemzéseire, valamint a komplex kölcsönhatásrendszer szimulációs jellegű modellezésére (pl. táplálékhálózatok) is szükség van. Az agroökoszisztéma folyamatainak megértése, a beavatkozások tervezéséhez, a kockázatok elemzéséhez és a rendelkezésre álló információ értelmezéséhez is elengedhetetlen. A konkrét termelési rendszerre

vonatkozó vizsgálatok során szakirodalmi források és terepi adatsorok segítségével lehet a vizsgált rendszer főbb komponenseit és a közöttük levő kölcsönhatások hálózatát azonosítani, majd a lezajló folyamatokat matematikai eszközökkel közelítően leírni (modellezni). A kutatások során az agroökoszisztéma modellezés általános módszertani kérdéseiben is

előrelépések válnak szükségessé. 2.ábra Agroökoszisztéma 2.6. Fenntarthatóság növénytermesztésben

(sustainability)

és

alkalmazkodás

(adaptivity)

kritériumrendszere

a

Egy rendszer adaptivitását nagy leegyszerűsítéssel úgy határozhatjuk meg, mint azt a képességet, amely biztosítja a rendszer zavartalan működését, az őt befolyásoló változó környezeti feltételek mellett. Az önszabályozást a múltbeli tapasztalat határozza meg (tanuló rendszer). A precíziós növénytermesztés esetén a környezeti feltételrendszert az alábbi fő csoportokba lehet osztani: 1. Időben lassan változó termőhelyi feltételek (talajtani, természetföldrajzi, vízrajzi adottságok, termőképességi feltételek). 2. Erősen változékony környezeti feltételek (időjárás, kártevődinamika, gyomterjedés, kórokozók jelenléte stb.) 3. A termelés társadalmi feltételrendszere (gazdasági, piaci, pénzügyi és jogi feltételek). Az alkalmazkodóképesség a fentiek között fenntartandó működőképességet és összhangot biztosítja. Ha a környezeti és gazdasági feltételek lassan, kiszámítható módon változnak, akkor a rendszer működésének folyamatos módosításával biztosítani lehet a termelés és az azt meghatározó feltételek dinamikus egyensúlyát. Probléma akkor van, ha az összhang felbomlik, azaz hiányzik:

− − − −

a termelés és az ökológiai feltételek között (sikertelen gazdálkodás, veszteségek) a termelés és a termőhely állapotát fenntartó ökológiai folyamatok között (fenntarthatóság megingása) a termelés és a tágabb értelemben vett környezet között (távoli környezetkárosító hatás, tágabb értelmű fenntarthatóság) vagy a termelés és a piac között. (túltermelési válság vagy áruhiány).

Fentiek alapján adaptív (alkalmazkodó) mezőgazdasági rendszer alatt olyan termelési szerkezetet kell értenünk, ami adott fajlagos ráfordítás és kockázat esetén optimálisan használja ki az ökológiai feltételeket, miközben biztosítja a termőképesség és a tágabb értelemben vett környezeti erőforrások megőrzését hosszú távon is. A témacsoport kitűzött célja mindezen összefüggések matematikai kezelésére, számszerűsítésére alkalmas módszerek kifejlesztése és konkrét esettanulmányokban való alkalmazása. Ökológiai marginalitás

Termékszerkezet

Piaci feltételek, gazdasági célok

Üzemi marginalitás

Adaptív gazdálkodás

Makroszintű optimalitás

Közgazdasági szabályozók

3.ábra A mikro és makroszintű rendszer felépítése 2.7. Környezetkímélő mezőgazdaság tervezése A mezőgazdaság fejlesztésére irányuló döntések, tervek megfogalmazásakor legtöbször a termeléstermőhely kölcsönhatásból csak azzal számolnak, hogy a termőhely milyen hozamok elérését teszi lehetővé, és csak sokkal kevésbé azzal, hogy az alkalmazott agrotechnika milyen változásokat idéz elő a termőhely vagy tágabb értelemben vett környezete állapotában, s ennek milyen hatásai lehetnek a termelés hosszabb távú feltételeire. A környezetkímélő mezőgazdaság tervezésekor számos kérdés merül fel, amelyek megoldására még nincs kidolgozva általánosan elfogadott módszertan. Ezen módszertan kialakításához az alábbi elemek szükségesek: 1. komplex környezetértékelési módszertan a termőhely adottságainak jellemzésére 2. a termőhely állapotváltozási monitorozásának módszertana, a változások hosszútávú nyomonkövetésére 3. a termőhelyi állapotváltozás hatásrendszerének szimulációs modelletése 4. a környezetkímélő mezőgazdasági termelés tervezési rendszere Ez a témacsoport a fenti problémakörökben való módszertani és modellezési előrelépést célozza meg. Hidrológiai viszonyok

Termőhely állapot Tápanyagellátás

NÖVÉNY Időjárás

Genetikai

Agrotechnika

4. ábra Termőhely-növény-agrotechnika összefüggései

2.8. Precíziós mezőgazdaság módszertani problémái A fentiekben ismertetett problémákon túlmutatóan a precíziós agrotechnikban további specifikus problémát jelent, a már létező vagy most kidolgozandó értékelési, elemzési, tervezési és döntéselőkészítő módszerek adaptálása a helyspecifikus növénytermesztés megteremtésében. Ez a problémakör természetesen nem kezelhető és különösen nem oldható meg önmagában, hanem csakis a korábban ismertetett módszertani kutatások részeként, illetve azokkal szoros összefüggésben. A mezőgazdasági táblán belüli termőhelyi inhomogenitás (foltosság, mozaikos térszerkezet, térbeli grádiensek stb.) módszertani kezelése újabb megoldandó feladatokat támaszt a tudományos kutatás számára. Ezek közül a legfontosabbakat az alábbi csoportokba oszthatjuk: 1. a szimulációs modellek térbeli kiterjesztése (tér-időbeli szimulációk megvalósítása) 2. monitoring rendszer kifejlesztése a térbeli változók vizsgálatára 3. GPS-GIS rendszerek felépítése a térbeliségben rejlő információ kezelésére 4. Tér-időbeli mintázatok többváltozós statisztikai vizsgálata, pontmintázatok elemzése, a térbeli változók kölcsönhatásának vizsgálata. Mindezek, a korábbi témacsoportok eredményeivel integrálva lehetőséget adhatnak a környezetkímélő és fenntartható precíziós gazdálkodás versenyképességének megteremtésére.

AGRO-21 PROGRAMIRODA

RÉSZJELENTÉS „Preciziós növénytermesztés” c. kutatás-fejlesztési szerződés keretében végzett munkáról

OM szerződés száma:

OM-00311/2001

Nyílvántartási szám:

4/037/2001

Témafelelős:

Prof. Dr. Csete László a Programiroda vezetője

Budapest 2002. február 15.

13. Fenntartható fejlesztés megvalósítása termőhelyi differenciálás függvényében. A fogyasztói igények kielégítése, és az élelmiszerbiztonság agrárgazdasági paramétereinek elemzése, közgazdasági modellek kidolgozása 13/a. A termőhelyi differenciáltság lefedettségének vizsgálata, termőhelyi kataszter és adatigény elkészítése, a szükséges kiegészítések megtervezése

A feladat induló jellegének megfelelően mindenekelőtt az előzményeket tekintettük át • a hazai ráfordítás−föld(termőhely)−hozam törvényszerűségek eddigi ökonóiai értékelését; • a fenntartható fejlesztés és az élelmiszerbiztonság értelmezését; • a precíziós növénytermelés, a GPS alkalmazásának hazai kezdeményezéseit. Ez utóbbiról megállapítható, hogy ezekben • sem a fenntartható fejlesztéssel való összefüggés felismerése; • sem a ráfordítás−föld−hozam összefüggés törvényszerűségeiben való gondolkodás nem merült fel. 1. A fenntarthatóság divatos szóhasználattá vált, amit homályos tartalommal használnak és általában folyamatos növekedésként értelmezik. Ezért vált szükségessé a fenntarthatóság tisztázása. A fenntarthatóság, avagy másképpen és leegyszerűsítve a megismételhetőség, a természet körforgásához igazodó mezőgazdaságban a társadalmi, gazdasági és természeti környezet összefüggésrendszerében valósul meg. Az, hogy a mezőgazdasági termelési folyamatok egyáltalában megismételhetők, illetve, hogy milyen szinten ismétlődhetnek meg az a fenntarthatóság három dimenziójától függ. Ez egyértelműen vonatkozik a precíziós növénytermelésre is, amely nem szűkíthető csupán a természeti környezet és a termelés kölcsönhatásaira. 2. A mezőgazdasági termelési folyamatok összefonódnak a biológiaiakkal és időben elválik egymástól a termelés valamint a munkafolyamat ezért minden más nemzetgazdasági ágtól eltérően nehezen, illetve körülményesen szabályozhatóak a folyamatok. A mezőgazdasági termelés döntően a természeti környezetben zajlik, s lehetőségei, eredményei a felszíni viszonyoktól, a talajadottságoktól, a csapadéktól, a víznyerési lehetőségektől stb. függően alakul. A mezőgazdaságban − a biológiai folyamatok és a természeti körülmények hatására − sztohasztikusak a kapcsolatok, amelyben minden ami a kiszámíthatóságot, a tervezhetőséget elősegíti, illetve a bizonytalanságból eredő kockázatot csökkenti, eleve hasznosnak ígérkezik. 3. Az előzőekből következik, hogy a fenntarthatóság csak akkor valósítható meg, ha megvalósul a gazdasági fejlődés és ez harmonizál a természeti erőforrások regenerálódásával és számol a terhelt környezet asszimilációs készségével. 4. A mezőgazdasági termék-előállításra alapozódik az élelmiszerek gyártása. Erre − ha ez minőségileg kedvező irányba változik − épülhet a hazai élelmiszer-feldolgozás mellett a kereskedelem, a táplálkozáspolitika, sokban a népegészségügy, a minőség-ellenőrzés, a minőségbiztosítás, az élelmiszer-biztonság és a fogyasztóvédelem. A vázoltak alapján zajló vizsgálatok adhatnak választ a vázoltakra. 5. Megállapítható, hogy a precíziós növénytermelés hozzájárul az EU-ban előtérbe került fenntartható fejlesztés (1997) és az élelmiszer-biztonság (2000) részleteinek magyarországi megoldásához. 6. A precíziós növénytermelés elterjesztésének áldozatait sokoldalú haszno-sítással szükséges ellensúlyozni.

Ennek érdekében mérlegelni kell • a közvetlen üzemi gazdasági és más előnyöket; • a közvetett üzemi előnyöket; • a közvetlen társadalmi előnyöket; • a közvetett társadalmi előnyöket. 7. A ráfordítás−föld−hozam összefüggések és arányok tudatos befolyá-solása, részben alakítása a megoldás egyik kulcsa. A lényeg ugyanis a ráfordítás−föld−hozam alakulásában rejlik, a fenntarthatóságnak alárendelve. Tartósan nem járhat eredménnyel olyan fejlődés amely rombolja a természeti erőforrásokat, terheli a környezetet, visszafordíthatatlan káros folyamatokat eredményez. A ráfordítás−föld−hozam összefüggések, továbbá feltárják a mozgatórugót, az érdekeket, pontosabban a nyereségszerzés esélyét. Nagy kérdés, hogy a precíziós növénytermeléshez képest, vagy azzal együtt, mit jelenthetnek • az újabb genetikai tulajdonságokkal rendelkező fajták; • az egyes költségesebb ráfordítások olcsóbbal való helyettesítése; • az ár-arányok befolyása; • az anyag- és energiatakarékosság más tartalékai; • az innovációs eredmények, találmányok stb. A vizsgálatok felölelik a mintaterületek adatait. A termőhely minősítésére pedig egyszerűbb és bonyolultabb rendszer alkalmazása került kidolgozzásra. 8. A technikai feltételek beszerezhetősége, ára és alkalmazhatósága a precíziós növénytermelés eredményességének, így a fenntarthatóságnak is a másik kulcsa. Ezért kidolgoztunk a mintaterületeken alkalmazott technikai megoldások összehasonlító értékelésének, valamint az eredményekre gyakorolt vizsgálatoknak a rendszerét. 9. Előzetes vizsgálódásaink alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy a fenntarthatóság és a precíziós növénytermelés összefüggéseiben és kölcsön-atásaiban különféle korlátokra, korlátozó körülményekre is célszerű kiterjeszteni a kutatásokat. Ezért ezekre is program készült.

IKR TERMELÉSFEJLESZTÉSI ÉS KERESKEDELMI RT.

RÉSZJELENTÉS „Preciziós növénytermesztés” c. kutatás-fejlesztési szerződés keretében végzett munkáról

OM szerződés száma:

OM-00332/2001

Nyílvántartási szám:

4/037/2001

Témafelelős:

Nagy Lajos Vezérigazgató-helyettes

Bábolna 2002. február 15.

14. A preciziós növénytermesztési modell szántóföldi alkalmazásához mintaterületek kialakítása, művelése, gépi eszközök biztosítása, kis- és nagyüzemi fejlesztő munka 14/a. Kísérleti helyekkel kapcsolattartás, agrokemikáliák beszerzése, gépi háttér biztosítása, talajmintavételezésben közreműködés Eredmények összefoglalása Hosszas előkészítő munka után a következő gazdaságokat vontuk be a programba: Vitáris és Társai Kft., Ács; Annamajori Mezőgazdasági és Kereskedelmi Kft, Baracska; Barcs Dráva Coop– Rt., Barcs; Bicsérd „B” Aranykorona Kft.,Bicsérd; Bóly Rt., Bóly; Dalmand Rt., Dalmand; Naki szövetkezet, Nak; Pécs – Reménypuszta Rt., Pécs; Sásd Agro Rt., Sásd. A kiválasztott gazdaságokban megítélésünk szerint elértük azt, hogy a munkában részt vevők nagy felelősséggel átérezzék a feladat súlyát, bonyolultságát és azonosuljanak a kitűzött célokkal. Meggyőződésünk szerint az IKR Rt. országos hálózati rendszere, a termelőkkel kialakított korrekt kapcsolata nagyban segítette a zökkenőmentes munka lebonyolítását. Annak ellenére, hogy a pályázat előkészítésére, véglegesítésére időben elhúzódott a munkák már 2001. tavaszán megkezdődtek. A programba eddig összesen 1075 ha-t vontunk be. Az együttműködő kiválasztott partnereink ragaszkodtak e technológia fejlesztéséhez és a kijelölt területeken a technológia tervezése során már arra készültek, hogy a legjobb tudásuk szerint kerüljön földbe a megfelelő vetőmag, okszerű legyen a tápanyag visszapótlás és a növényvédelem. A felhasznált inputok beszerzése ennek megfelelően történt. A műszaki feltételrendszer kialakításánál arra törekedtünk, hogy egy egységes rendszerre adaptáljuk a technológiát, annak ellenére, hogy fejlesztő munkák során megoldottuk a rendszerek közötti átjárhatósági, kompatibilitási problémákat. A betakarítógépet, a traktort és a talajmintavételhez használt terepjáróra az RDS PF rendszer berendezéseit és szoftvereit vásároltuk meg. A térinformatikai rendszer kiépítéséhez egy nagy kapacitású személyi számítógépet, ArcView térinformatikai programot vásároltunk egyéb modulokkal kiegészítve.

RÉSZLETES BESZÁMOLÓ Kísérleti területek kijelölése Hosszas előkészítés után a technikailag és technológiailag is felkészült, fegyelmezett gazdaságok kiválasztására, kijelölésére került sor. A gazdaságok a következők: Vitáris és Társai Kft., Ács Annamajori Mezőgazdasági és Kereskedelmi Kft., Baracska Barcs Dráva-Coop Rt., Barcs Bicsérd „B” Aranykorona Kft., Bicsérd Bóly Rt., Bóly Dalmand Rt., Dalmand Naki Szövetkezet, Nak Pécs-Reménypuszta Rt., Pécs Sásd Agro Rt., Sásd

A gazdaságokon belül részben a már meglévő, korábbi talajvizsgálati adatokra, később a friss talajvizsgálati eredményekre támaszkodva a gazdaság szakembereivel konzultálva kerültek kijelölésre a kísérleti táblák. A területkiválasztás tekintetében Dr. Horváth József (Talajerő Kkt., Kaposvár) korábbi és a tárggyal kapcsolatos jelenlegi eredményei nagyban segítették munkánkat. Annak ellenére, hogy a fejlesztés jövőbe mutató gazdasági előnyökkel járhat komoly ellenállást tapasztaltunk, ugyanis a munkák előkészítése, kivitelezése rengeteg időt, gépkihasználás csökkenést, jóval nagyobb körültekintést, az üzemi gyakorlattól jelentősen eltérő input anyag felhasználást igényel, mint a már jól bevált technológia végrehajtása (költségmegtakarítási okokból általában jellemző, hogy az input anyagokkal takarékoskodnak a termelők a mezőgazdasági termelés alacsony jövedelmezősége miatt). Az ezzel kapcsolatos terhek átvállalásában egyezségre jutottunk Kapcsolattartás az üzemekkel A teljes siker érdekében jelenleg is és a jövőben is meghatározó szempont lesz mind a termelést irányító szakember, mind a gépeket üzemeltető személyek kiválasztása, hiszen a legprecízebben előkészített, megtervezett technológiai folyamat nagyban múlik a végrehajtó személyzet hozzáállásán. Fontos, hogy a munkában részt vevők nagy felelősséggel átérezzék a munka célját, bonyolultságát és azonosuljanak a kitűzött céllal. A kiválasztott gazdaságokban megítélésünk szerint ezt a célt részben elértük, másrészt bizonyos munkákat külső szakember bevonásával kell elvégeztetnünk, aki az adott témában begyakorolta magát. Meggyőződésünk szerint az IKR Rt. országos hálózati rendszere, a termelőkkel kialakított korrekt kapcsolata nagyban segítette a fenti elképzelések megvalósítását. A fejlesztő munka gyakorlati kivitelezése során tudatosult bennünk, hogy milyen komplex feladat a munkafolyamatok, munkafázisok, gépi kapacitások és a különböző rendszerek adatbázisainak összehangolása. Nem véletlen féltek ettől kiválasztott partnereink. E cél érdekében mind a központi fejlesztési ágazat dolgozói, mind a területen tevékenykedő régió vezetőjét és agronómusait, szakembereit mozgósítani kellett. A feladatok nagyságrendje újabb státuszok kialakítását is szükségessé tette. Agrokemikáliák beszerzése, kis- és nagyüzemi fejlesztő munka Annak ellenére, hogy a pályázat előkészítésére, véglegesítésére időben elhúzódott a munkák már 2001. tavaszán megkezdődtek. A programba eddig összesen 1075 ha-t vontunk be. Az együttműködő kiválasztott partnereinket rábírtuk arra, hogy a technológia végrehajtása során a kijelölt területeken a legjobb tudásunk szerint kerüljön földbe a megfelelő vetőmag, okszerű legyen a tápanyag visszapótlás és a növényvédelem. A felhasznált inputok beszerzése ennek megfelelően történt. Gépi háttér biztosítása Vállalatunk már 4 éve folytat vizsgálatokat a precíziós gazdálkodás területén. Korábban már vásároltunk hozammérő berendezést, talajmintavevő- és szilárd műtrágya kijuttató rendszert. Az ácsi kísérleti területről már 3 éves adatbázis áll rendelkezésünkre. Az ácson végzett fejlesztő munka során számos gyakorlati tapasztalatra is szert tettünk. Megtapasztalhattuk, hogy a precíziós gazdálkodás megvalósításához piacon kínált rendszerek működtetése és működése koránt sem kiforrott. Itt főként a differenciált alkalmazásokra gondolunk, mivel a precíziós gazdálkodás első, egyben bázisnak számító hozammérési-

hozamtérképezési fázisa egy- két fejlesztő munkától eltekintve megoldottnak tekinthető. Korábbi tapasztalatainkat kamatoztattuk a megfelelő rendszer kiválasztásánál. A műszaki háttér kialakításánál kiemelt feladatként kezeltük részben a gépi kapacitások összehangolását, másrészt a mérőeszközök kiválasztását, és a különböző mérési technológiák átjárhatóságának (kompatibilitásának) megteremtését. Hozammérési munkálatainkat az RDS rendszerrel kezdtük meg. Az ácsi RDS PF hozammérő rendszerhez képest annak, az RDS cég által továbbfejlesztett változatát vásároltuk meg. Részeit ábrákkal illusztrálva az 1. sz. mellékletben ismertetjük. Kezdetben a talajmintavételhez a már korábbi munkáinkhoz használt agrocom rendszert használtuk. Terepjáróba szerelve könnyedén navigálhattunk az egyes mintavételi pontokhoz. Elvetett és kikelt állományban nem lehetett gépkocsival közlekedni, így a rendszer háton hordozható változatát alkalmazzuk (2. sz. melléklet) ezeken a területeken. Közben megvásároltuk az RDS talajmintavevő rendszert, mely az Omnistar vevő mellett antennából és a ProSeries 8000 fedélzeti számítógépből áll, természetesen a megfelelő számítógépes programmal. A Huniper 3000 típusú permetezőgépet szintén az RDS rendszerrel tettük alkalmassá a folyékony műtrágyák és peszticidek differenciált kijuttatására. A rendszer az erőgépen és a célgépen kívül a ProSeries 8000 fedélzeti számítógépből, Omnistar DGPS vevőből, antennából (1. sz. melléklet), sebességérzékelőből, kábelekből, nyomás- vagy átfolyás mérőből, szivattyúból, motoros szabályozó szelepből, sebességmérő szenzorból és főelzáróból áll (3.sz. melléklet). A leírtakból kitűnik, hogy ugyan megoldottuk a már korábban tapasztalt agrocom és RDS rendszerek közötti kompatibilitási problémákat azonban egy rendszernek a technológiához való illesztését tűztük ki célul. A precíziós gazdálkodáskor koordinátákhoz kapcsolt mért értékek (hozam, talajelemzés, magasság, szemnedvesség stb.) keletkeznek. A kapott adatbázis kezeléséhez, megfelelő koordinátarendszerbe való illesztéséhez az eredmények közötti összefüggések vizsgálatához, az eredmények vizuális megjelenítéséhez (gridek készítése, eredmények különböző térképekbe való illesztése), modellezéshez elengedhetetlen a térinformatika eszköztárának alkalmazása. A megfelelő számítógépes háttér megteremtése után megvásároltuk az ArcView térinformatikai program 3.2 verzióját a Spatial Analyst és a koordináta transzformációs modullal. A térinformatikai rendszert a 4. sz. mellékletben ismertetjük. Továbbá konvertáló programot vásároltunk, mely segítségével az RDS hozammérő rendszer által szolgáltatott adatbázis könnyedén importálható az agrocom rendszer AGRO-MAP Basic programjába, valamint az ArcView szoftverbe is. A program továbbá lehetővé teszi a hektáronként keletkező több ezer adatpont sűrítését és a rossz adatok kiszűrését. Igy a leginkább értékelhető hozamtérképek készíthetők el. Az 5.sz. mellékletben ismertetett „Talajparamétereket értékelő program” lehetővé teszi olyan táblák térinformatikai adatbázisba való illesztését, melyről korábbi talajszelvény vizsgálatok állnak rendelkezésre.

1. sz. melléklet Az RDS hozammérő rendszer részei Omnistar DGPS vevő

ProSeries 8000 fedélzeti számítógép

Antenna

Szemnedvesség érzékelő

Ceres-2 hozammérő

Dőlésszög érzékelő

Sebességérzékelő

2. sz. melléklet Az ACT navigáló rendszer háton hordozható változata

3. sz. melléklet

A Huniper 3000 – RDS tápanyag kijuttató és permetező rendszer Huniper 3000 típusú permetező gép

Sebesség jeladó

Motoros szabályozó szelep

Nyomásmérő

Átfolyás mérő

4. sz. melléklet A meglévő térinformatikai rendszer ismertetése Hardver Az irodai számítógép paraméterei: ASUS P4T P4 1,7GB Socket 423 Sony 21” F520 Monitor 512 MB RD-RAM Mivel az Agrocom rendszer fedélzeti számítógépe (ACT) és az irodai számítógép között az adatcsere PCMCIA kártyával történik, ezért a kártyaolvasót, mint különleges perifériát szükségesnek tartjuk megemlíteni. Megjegyezzük, hogy az RDS rendszer újonnan kifejlesztett fedélzeti számítógépénél (ProSeries 8000) szintén kártyával történi az adatcsere. Szoftver Az RDS PF szoftver ismertetése Az RDS PF szoftvert hozamadatok feldolgozására, illetve hozamtérképek készítésére, mintavételi terv készítésére és a terv exportálására, valamint kezelési terv készítésére és annak exportálására fejlesztették ki. Tehát a szoftverrel feldolgozhatók az RDS PF hozammérési rendszerrel gyűjtött hozamfájlok, mintavételi és kijuttatási terv készíthető, valamint a talajmintavételi eredmények analízise után tápanyagtérképek készíthetőek. A program ASCII fájl formátumot használ. Importálási lehetőségek: • Agleader/ASCII hozam adatok • Claas data/Claas hozam adatok • Talajmintavételi eredmények • Greenstar/ASCII adatok (*.BLA) • MF data/ MF hozam adatok • SOYL data/ SOYL kezelési terv SOYL tábla határvonal Exportálási lehetőségek: Az adatbázist (hozamadat, talajmintavételi pontok) megfelelő átalakításával (*.txt., *.dbf) a hozam, szemnedvességi értékek, valamint a szélességi és magassági koordináták exportálhatók AGRO-MAP Basic-be, illetve ArcView- ba. Az interpolációhoz az inverz távolság módszert használja a program. A változók száma adott, a térbeli felbontás állítható. Az AGRO-MAP Basic szoftver ismertetése Az AGRO-MAP Basic mérési érték lapok (hozamtérkép, tápanyagtérkép) és alkalmazási lapok (mintavételi terv, műtrágyaszórási terv) készítésére szolgáló alapprogram. Az alapprogramhoz kiegészítő modulok tartoznak, amelyek a rendszer teljesítőképességét tovább növelik: AGRO-SOIL, AGRO-LINE és AGRO-FLAG.

A program valamennyi CLAAS kombájnon használt hozamtérképezési rendszerrel optimálisan működik. Az AGRO-MAP (megbízás) kezelési program segítségével a kombájnnal adatcsere történik. A kombájn által mért hozamértékek feldolgozása során az AGRO-MAP Basic mérési értéklapot készít elő. A mért hozamértékek előkészítésekor, valamint az idetartozó összes információ kezelése során az AGRO-MAP Basic egyszerű és világos felhasználói tájékoztatással segíti a kezelőjét. A táblán belüli eltérő viszonyok kezelhetősége érdekében az AGRO-MAP Basic az AGROCOM Terminál (ACT) felé kínál fel egy portot, amely a legkülönfélébb munkagépeket „részterület-specifikusan) irányítani tud. Az AGRO-MAP Basic program segítségével a részterület-specifikus tevékenységek (trágyázás, vetés vagy növényvédelem) PC segítségével tervezhetők és az ACT- vel kivitelezhetők. A talajelemzés tervezéséhez és értékeléséhez szükséges az AGRO-SOIL kiegészítő modul. Az ún. mintavételi terv alapján pontosan meghatározhatók a mintavételi pontok. A tervet a program végül átviszi az AGROCOM Terminál- ra, és mint vezérlőrendszer biztosítja a terv pontos leképezését. A labor által közölt elemzési eredmények átvétele után az adatok összegéből mérési érték lap készíthető. Elsőként alapadatokkal kell feltölteni az adatbankot, amely minden AGROCOM program alapja (kivéve az AGRO-MET online). Az alapadatokhoz tartozik minden olyan információ, ami a betakarítási megbízások végrehajtásához, Mérési érték lapokhoz és Alkalmazási lapokhoz szükségesek. Az alapadatok első része az AGRO-MAP (Megbízás) részben adható meg. A legfontosabb adatok között az üzletfelek és az általuk művelt táblák szerepelnek. Az AGRO-MAP Basic minden adatot tábla specifikusan kezel, azaz minden információt, egy adott táblához ment el, mint mérési érték lapot, a táblák pedig mindig annak az üzletfélnek a nevéhez tartoznak, aki az adott táblát műveli. Az alapadatok bevitelekor az AGRO-MAP Basic programot be kell fejezni és az AGROMAP (Megbízás) programot kell elindítani. Az AGRO-MAP (Megbízás) program belső súgója segít az alapadatok megadásánál. Az alapadatok második része az AGRO-MAP Basic programban adható meg: az Információs rovat meghatározza, hogy egy Objektumot milyen módon mentsen a program egy meghatározott táblához. Tipikus információs rovatok a mérési érték lapok esetén: „Búza“, „Kukorica“ vagy „Rozs“ stb. Az alkalmazási lapoknál, mint pl. a trágyázási lap „Kálium“, „Nitrogén“ stb. Az információs rovat kitöltéséhez és megváltoztatásához szükséges dialógus ablak az „ Extrák | Információs rovat...“ menüponton keresztül hívható le. A Helyhivatkozás képezi a mérési érték lap vagy alkalmazási lap földrajzi ábrázolási alapját. Két alapvető információt tartalmaz: 1. A táblához tartozó mérési érték vagy alkalmazási lap milyen földrajzi területen fekszik (a lap sarokkoordinátái)? - Ezeket az adatokat a mérési érték lap készítésénél a program automatikusan meghatározza! 2. A táblához tartozó mérési érték vagy alkalmazási lapot milyen területi felbontásban (rácsméretben) mentse a program - Ezeket az adatokat Önnek kell megadnia vagy választhat a rendszer által javasolt értékek közül. A helyhivatkozás kitöltéséhez és megváltoztatásához szükséges dialógus ablak az „Extrák | Helyhivatkozás“ menüponton keresztül hívható le.

AGRO - MAP Basic fájlformátuma: Minden egyes fájltípus az AGRO-MAP Basic program adott objektumát jelöli, mely az Objektumkatalógus illetve a Nyersadat katalógus segítségével megnyitható és feldolgozható. A nyersadat katalógus („GPS- adatok) egy könyvtár fájljait listázza ki. A könyvtárat és a fájlok jellegzetességeit az Objektum menü, valamint a katalógus Kontextus menüjének segítségével lehet beállítani. • AFT: Az AFT a megbízási fájl rövidítése. A megbízási fájl földrajzi pozíció értékeket tartalmaz, amelyek a hozammal, valamint a szántóterülethez, a gazdálkodóhoz és a munkagép vezetőhöz tartozó kiegészítő információkkal vannak összefüggésben. • ASC: ASCII- fájl. Az AFT- fájlokhoz hasonlóan hozamértékeket tartalmaz. Az előzővel ellentétben azonban itt nincsenek kiegészítő információk. Ezt a formátumot az AFTformátum kitörli. Kezelésére azonban kompatibilitási okokból képes a program. • GRN: Határvonal fájl. A határvonal fájl vagy körüljárás egy Határvonal földrajzi pozícióit, valamint a szántóterülethez és a gazdálkodóhoz tartozó kiegészítő információkat tartalmaz. Körüljárás úgy készíthető, hogy a tábla határvonalán DGPS- vevőkészülékkel végig haladunk. • AGRO-SOIL: ANL: Elemzési fájl. Az elemzési fájl talajmintavételi pozíciókat és a hozzájuk tartozó mintavételi számokat tartalmazza. Továbbá kiegészítő információk kezelésére is alkalmas. • AGRO-FLAG: FLG: A minősítési fájl információit a betakarítási folyamat során rögzítik. A „Raktár”, „Gyomnövény”, „Betegség” és „Akadály” tulajdonságok kezelésére szolgál. Bevihető adatok: Összes hozamadat AGRO-MAP Hozamadatok (*.aft) AgLeader/Case AFS/LH Agro (*.yld) Deutz-Fahr TCW Hozamadatok (*.log) Fieldstar Hozamadatok (*.fsy) JD Map/AgLeader Advanced (*txt) MF Hozamadatok (*.raa) Minősítési nyersadatok (*.flg) Pont mintavételi tervek (*.ppl) Exportálási lehetőségek: Nem enged a szoftver exportálni, egy exp. kiterjesztésű fájlt készít, ez a megbízás PCMCIA kártyára való exportálását szolgálja. Adatcsere az irodai számítógép és a terepi számítógép között: Az AGRO-MAP Basic és az AGROCOM Terminál (ACT) szoros együttműködésben dolgoznak. Az ACT által rögzített adatokat az AGRO-MAP Basic jeleníti meg és ez a program végzi a további feldolgozást. A másik irányba is mozognak adatok, az AGRO-MAP Basic által létrehozott adatokat az ACT használja.

Az AGRO-MAP Basic program által tervezett tevékenységeket, mint pl. trágyázás, vetés, növényvédelem az ACT különböző munkagépek irányítására használja fel.

A Kriging- eljárás: Ez a geostatisztikából származó eljárás nyersadatokat interpolál, hogy egy szabályos rácsstruktúrát hozzon létre egy adott területen rendszertelenül elosztott mérési értékek összességéből. Mérési érték lap esetén ez a rácsstruktúra feltétlenül szükséges az izovonalak megjelenítéséhez. Az izovonalak ábrázolása a nyersadatok alapján nem lehetséges. Az alap paraméterekkel végzett Kriging- eljárás általában jó eredményre vezet. Ha az eredmény (pl. hozam térkép) nem megfelelő formájú, akkor a bővített paraméterek megváltoztathatók. Valószínű, hogy több próbálkozás szükséges az optimális paraméterek megállapításához. A rácscsomópontok számításához a bővített paraméterek irányadóak. Sugár: Egy rács-csomópont körül a megadott sugárral kört képez a program - ez a keresési sugár. A körön belüli nyersadatokat a rács-csomópont kiszámításához használja a program. A keresési sugár nagyítása akkor célszerű, ha a mérési értékek között nagy a távolság, vagy ha a gépen a DGPS készülék átmenetileg nem regisztrált adatot (olyan mérési értéket nem tartalmazó nagyobb területek esetén, amelyekhez mégis szükséges rácscsomópontok számítása. Mérési értékek minimális száma sugárban: A keresési sugárban található minimális szám azt adja meg, hogy hány nyers adatot kell találni ahhoz, hogy egy rácscsomópont kiszámítható legyen. Ha a nyers adatok száma ezt az értéket nem éri el, akkor a rácscsomópontokat kiszámító funkció nem működik! Mérési értékek maximális száma szektoronként: A mérési értékek maximális száma szektoronként azt a felső határt jelentik, ahol a rácscsomópont számításába még bevonhatók az értékek. A csomóponttól kiindulva a program mindig a csomóponthoz területileg legközelebb eső mérési pontot használja fel a számításhoz, míg a megadott határt el nem éri. Az ennél távolabb fekvő pontot akkor sem veszi számításba, ha az a keresési sugáron belül található. Érvénytelen szektorok maximális száma rácspontonként: A rácscsomópont kiszámításához további döntési feltételt jelent az az adat, amely megadja, hogy a keresési sugárnak hány olyan szektora lehet, amely nem tartalmaz mérési értékeket. Alapbeállításként ehhez az értékhez 4 szektor tartozik (tehát az összes). Alapesetben tehát ezt a döntési feltételt a program nem veszi figyelembe. A szabad szektorok számának csökkentése ésszerű lehet, ha a mérési értékeket tartalmazó területen kívül nem hoz létre a program újabb rácspontokat. Az eljárás egyéb esetben a területhatárokból kiindulva addig képez rácscsomópontokat, amíg a minimálisan szükséges mérési érték a keresősugárban a megadott határérték alá csökken. Az ArcView szoftver ismertetése Az ArcView az amerikai ESRI cég asztali számítógépekre szánt térinformatikai programja. A szoftver a következő feladatok elvégzésére képes: Földrajzi információs rendszerek geográfiai és szöveges adatainak megjelenítése, lekérdezése, kezelése, összefűzése. Kartográfiai minőségű és tematikus térképek készítése.

-

-

Pontokat, vonalakat, poligonokat tartalmazó digitális térképek létrehozása. Vektoros és raszteres képek együttes megjelenítése. Grafikus és logikai lekérdezések elvégzése. Cím szerinti visszakeresés úthálózat alapján. Térképek közötti halmazműveletek (egyesítés, metszet, közös rész) elvégzése. A grafikus elemekből, táblázatokból, diagramokból összeállított térképek tárolása. Adatbázis táblázatok létrehozása, karbantartása, összekapcsolása, rendezése, adatbázis mezők és grafikus elemek szerinti indexek létrehozása, felhasználása. AutoCAD- del és MapInfo- val készített rajzok megjelenítése. Pont, vonal és területdiagramok létrehozása. Saját felhasználói felületek kialakítása. Más alkalmazásokkal való kommunikáció, adatcsere és együttműködés. Felhasználói programok illetve rendszerek készítése. (Stocker, 1999.) Az ArcView alá a telepítő CD- ről feltelepíthető néhány fontosabb kiterjesztés: CAD Reader: Az ArcView képes lesz olvasni és megjeleníteni a CAD alapú (DXF, DGN) állományokat. Database Access: Az SDE- ben tárolt adatokhoz férhetünk hozzá. Dialog Designer: Lehetőségünk nyílik saját dialógusablakok készítésére. Digitizer: Digitalizáló táblákhoz kisegítő bővítés. Geoprocessing: Néhány hasznos eszközt tartalmaz a témák szerkesztésére. JPEG Image Support: Képessé teszi az ArcView- t JPEG típusú képi állományok olvasására és megjelenítésére. dBASE (*.dbf), INFO, Delimited Text (*.txt) formátumú táblázatok, gridek, *tif kiterjesztésű képek és shape formátumú fájlok importja lehetséges.

5. sz. melléklet Ez a dokumentum segítséget kíván adni a talajtani adatok, laboratóriumi vizsgálati eredmények használóinak, hogy a rendelkezésre álló adatait értékelje, valamint automatikus feldolgozással adattáblába gyűjtse. A feldolgozások alapja az ún. „ÚTMUTATÓ a nagyméretarányú talajtérképezés végrehajtásához 1988.” kiadvány, amely kódszámokkal jelöli az egyes talajtulajdonságokból nyert információkat. Lehetőség van a talajtani adatok szöveges értékelésére, amelyeket szintén adatbázisban tárolhatunk. Az adatgyűjtés a „Feldolgozás” munkalapon történik talajszelvényenként, így a munkát végzőnek csak ezt a munkalapot kell kitölteni. A feldolgozás automatikus és az adatbázisok építését szintén makro parancs végzi. (Menkó Mihály, 2001.)

TALAJERŐGAZDÁLKODÁSI KKT.

RÉSZJELENTÉS „Preciziós növénytermesztés” c. kutatás-fejlesztési szerződés keretében végzett munkáról

OM szerződés száma:

OM-00319/2001

Nyílvántartási szám:

4/037/2001

Témafelelős:

Dr. Horváth József igazgató

Kaposvár 2002. február 15.

15. Preciziós tápanyagellátás talajmintavételezés

szaktanácsadási

rendszerének

fejlesztése,

15/a. GPS technika alkalmazása az 1. mintaterületen (verifikálás) Az eredmények összefoglalása A konzorcium által első mintavételi területként kiválasztott (Anna-majori Mezőgazdasági és Kereskedelmi Kft. Baracska) tábla térinformatikai felmérésében történt a részvétel. A táblán a rendelkezésre álló, különböző gyártmányú GPS készülékek bemérése megtörtént. A mintavételi pontok kijelölésében, valamint a talajminta-vételben történt részvétel. A homogén táblarészekre alkalmazandó szaktanácsadási rendszer alapelemeinek adaptálása, a táblára vonatkozó adatbázis összeállítása. Részletes beszámoló A konzorcium döntése értelmében a kísérletbe mintaterületként Anna-major tábla került kiválasztásra. A kísérletbe vont tábla térinformatikai rendszerének kialakítása megtörtént, a különböző gyártmányú GPS készülékek használhatóságát ellenőríztük. A térinformatikai alapokra szervezett munkák (talajmintavétel, talajvizsgálat, gyomfelvételezés) beindultak. A homogén táblarészekre vonatkozó szaktanácsadási rendszer adaptálása megkezdődött. Az alkalmazott agrokémiai szaktanácsadás módszere A szaktanácsolt területen előforduló talajok trágya-reakció vizsgálata, elemzése, melynek alapja a helyi viszonyokra 23 év alatt adaptált „kék füzet” és a (legjobb esetben) 22 év adatait tartalmazó táblaszintű talajvizsgálati és táblatörzskönyvi adatbázis. A szaktanácsadás felépítése • •

•

Optimális és elfogadható kockázatú minimum N-dózisok javaslata A növény éves műtrágya igényének közlése mellett az egy 3-4 éves forgóban történő alaptrágyázási technológia, melyben a műtrágyát a táblák között meghatározott fontossági sorrendben juttatják ki, elsősorban a friss műtrágyára jól reagáló növények alá. Feltétel azonban, hogy a javasolt P, K adagok (és ne töredéke) kerüljön ki azokra a táblákra, melyek kapnak alaptrágyát. A javaslat tehát az optimális trágyázási szint mellett elkülönít egy még hosszú távon biztonsággal működtethető minimum technológiát, illetve szűkös anyagiak esetén ennél alacsonyabb szinten is használható, hiszen a táblák trágyázásának szükségessége (fontossága) szerint kijuttatott bármilyen műtrágya ráfordítás a leghatékonyabban történik.

A szaktanácsadói munka előzményeként feltétlenül szükség volt egy agrokémiai adatbázis és szaktanácsadási program elkészítésére, mert a trágyázás fontosságának adott táblán illetve homogén táblarészen való megítéléséhez, valamint a táblák közötti fontossági sorrend megállapításához szükséges talajvizsgálati ellátottsági adatok, különböző mérleg adatok, trágya-felhasználási információk, illetve a talajvizsgálati eredmények időbeni változásának

egy képernyőn való megjelenítésével a szaktanácsadás is precizebb, hibátlanabb. Alkalmas elemzésre is, ami segít a következtetések levonásában, illetve a szükséges szaktanácsadási módszerfejlesztésben is. Használatával jelentősen csökken az az idő is, amit az adatbázis karbantartására kell fordítani. A műtrágyázásra fordítható összeg adott termelőnél jelenleg nem elegendő a talajellátottság növeléséhez (sokszor még a jelenlegi szint fenntartásához sem), így a tápanyag-gazdálkodásra rendelkezésre álló pénznek a lehető leghatékonyabb felhasználása mindenki számára alapvető. Ehhez az alapvető és nélkülözhetetlen információk: •

• •

Friss (öt éven belüli) talajvizsgálat, amely nélkül bármilyen szaktudás és tapasztalat is csak sötétben való tapogatózás. Azt vizsgáljuk, hogy jelenleg milyen szintű a feltöltöttség, mennyi maradt korábbról, mert ezt megítélni csak talajvizsgálatokkal lehetséges. Nagyon fontos információ még a korábbi évek termése, szerves és műtrágyafelhasználási adatsora (mérleg). A régi, ma már közvetlenül szaktanácsadásra nem alkalmazható talajvizsgálati eredmények: a változás irányának és mértékének értékelése, elemzések, trágya reakció vizsgálat, stb.

A fenti információk alapján (minél teljesebb, annál pontosabb) trágyázási javaslatot lehet készíteni: • • •

Mekkora, milyen összetételű alaptrágya adagot kell kijuttatni adott évben a termesztett növény alá Melyík táblán, illetve homogén táblarészen a leghatékonyabb a műtrágyázás. (A táblák között eszerint sorrendet lehet felállítani, s így ha a teljes területre nem is jut P, K tápanyag, azok a táblák, ahol ez a leginkább fontos, azért kapnak.) Figyelembe kell venni továbbá azt is, hogy adott növény trágyázása esetén számíthatunk-e a friss alaptrágyázás esetén trágya-reakcióra (melyík tápelemre igényes?)

E három válasz lehetőséget biztosít bármely anyagi szinten a lehető legszakszerűbb, forgóban történő alaptrágyázáshoz. A N-felhasználás más kérdés. Nélküle néhány kultúra kivételével eredményesen szinte nem is lehet termelni. Ha kevés a pénz, akkor persze a N-trágyázásban is lehet (és kell is) kockázatot vállalni, de nem mindegy, hogy mekkorát! A fenti információk alapján ez is megadható. Ez úgy jelentkezik a szaktanácsadásban, hogy a terméshez szükséges optimális N adagok és megosztás mellett egy elfogadható kockázatú N-dózist és megosztást is megadunk. Meggyőződésünk, hogy ma a trágyázási szaktanácsadás legfontosabb feladata éppen ez, hogy arra adjon választ, miként lehet a tápanyag-gazdálkodásra rendelkezésre álló anyagi erőt a leghatékonyabban (legtakarékosabban, s a lehető legeredményesebben) felhasználni.

HUNIPER KERESKEDELMI ÉS SZOLGÁLTATÓ KFT.

RÉSZJELENTÉS „Preciziós növénytermesztés” c. kutatás-fejlesztési szerződés keretében végzett munkáról

OM szerződés száma:

OM-00333/2001

Nyílvántartási szám:

4/037/2001

Témafelelős:

Kókai Miklós ügyvezető

Herceghalom 2002. február 15.

16. Folyékony vegyszert kijuttató gép és a helyspecifikus kijuttatást megvalósító fedélzeti automatika illesztése a géphez, valamint a gép kísérleti üzemeltetése a mintaterületen 16/a. Folyékony vegyszert hely-specifikusan kijuttató gép kialakítása A szuszpenziós szórókeret főbb jellemzői: szórásszélesség: szórófejekosztása: szórófejek száma: szórófejeket összekötő cső: szakaszolás: betápláló csővezeték:

18 méter 1500 mm 12 db D 25x2 PP (polipropilén) 4 db (3 szórófej / szakasz) Dn 25 csigatömlő

Az 1500 mm-s szórófejtávolság és a szokásosnál nagyobb átmérőjű betápláló csővezetékek miatt pótlólagos tartókat kellett felhegeszteni az eredetileg permetezéshez készítettek mellé. A szórókeret szélső tagjának eredeti sodronyköteles-dobos mozgató mechanizmusát megszüntetve sikerült jónéhány korróziós szempontból kritikus horganyzott alkatrészt kiiktatni ( feszítőlakatok, sodronykötelek, kötélbilincsek és rugók ). A szélső tagokat a szórókeret második nyíló eleméhez hegesztve, csökkent a gép szélessége szállítási helyzetben.

FVM MŰSZAKI INTÉZET

RÉSZJELENTÉS „Preciziós növénytermesztés” c. kutatás-fejlesztési szerződés keretében végzett munkáról

OM szerződés száma:

OM-00334/2001

Nyílvántartási szám:

4/037/2001

Témafelelős:

Dr. Földesi István

Gödöllő 2002. február 15.

17. Automatikus irányítási rendszerek vizsgálata, preciziós talajmintavételi rendszer fejlesztése és vizsgálata, folyékony vegyszer szabályozó fejlesztése és vizsgálata 17/a. Fedélzeti számítógépes dGPS és GPS műholdas rendszerek összehasonlító vizsgálata

Eredmények összefoglalása A precíziós növénytermesztés során hely-meghatározásra dGPS berendezések jöhetnek számításba, mert csak ezek a készülékek érik el a megfelelő pontosságot (1 m alatt). A differenciál jel vételére legalkalmasabbnak látszik a két műholdas jelszolgáltató cég (Fugro, Racal) valamelyikétől a jel megvétele. A differenciál jel egész Magyarországon rendelkezésre áll. Adatgyűjtés esetén alkalmas lehet az utólagos pontosítási eljárás is, de figyelembe kell venni azt, hogy Magyarországon egy helyen történik állandó jelrögzítés. Nagyobb távolságra Penctől, a megfelelő pontosság eléréséhez, magunknak kell gondoskodnunk saját bázis állomás működtetéséről. Saját, gazdaságosan üzemeltethető bázis állomás létesítése akkor jöhet számításba, ha egyszerre több (legalább 5-6) gépet kell kiszolgálni differenciál jellel és a gazdaság területe 20 km-es sugarú körön belül terül el. Folyamatos hely-meghatározás esetén a hiba csak kis mértékben változik, nem ugrál. Ugrásszerű hiba eltérés két egymást követő mérés során csak akkor tapasztalható, ha valamilyen okból a vevőkészülék elveszti a differenciál vagy a GPS jelet is. Amikor újra megtalálja a készülék a holdakat, esetleg másokat mint amiket előzőleg követett, a hiba nagyobb mértékben is változhat. Jelvesztés előfordulhat akár akkor is, ha pl. távvezeték húzódik a táblán keresztül. Ilyen esetben általában a differenciál jel tűnik el, mert a differenciál jelet sugárzó geostacioner műhold Magyarországról lapos szögben látszik, és a távvezeték átmenetileg takarhat. A magassági koordináták pontossága fele a szélességi és hosszúsági adatok pontosságának.

Részletes beszámoló A részfeladat kidolgozásával az a célunk, hogy a GPS és dGPS hely-meghatározó rendszereket elemezzük és összehasonlítsuk abból a célból, hogy melyek alkalmasak a precíziós növénytermesztés számára. 1. Hely-meghatározó rendszerek rendeltetése A mezőgazdasági termelés célja, amióta növényt termesztenek, a hatékonyság növelése. A gazdálkodásnak egyaránt hasznára vált a szelektív vetőmag felhasználás, a kemikáliák alkalmazása, az öntözés, a vízrendezés, de különösképpen a gépesítés. A mezőgép-gyártók évről-évre milliárd dollárokat költenek a gépek fejlesztésére, melyek segítségével az élelmiszerek gazdaságosabban állíthatók elő. A gépesítés fejlesztése során egyre újabb technikák kerülnek előtérbe. A közelmúlt fejlesztésének eredménye a precíziós gazdálkodás, amely már terjedőben van az egész világon. A precíziós gazdálkodás lényege, hogy a növénytermesztés ne táblaszinten történjen, hanem az adottságokhoz igazodva, így elérhető a termelés hatékonyságának a növelése. Ennek megvalósításához nagyon sok földrajzi

koordinátához kötött információra van szükség, így a gazdálkodás egyik sarkköve a helymeghatározás. Intézetünkben 1991-ben nemzetközi szimpóziumot rendeztünk „Mezőgazdasági gépek helymeghatározása” címmel. Az Európa különböző részeiről érkezett kutatók elmondták legújabb kutatási eredményeiket és a várható fejlődés irányait is. Akkor még nem volt egyértelmű, ami ma már evidens, hogy a GPS (Global Positioning System) alkalmazása oldja meg a helymeghatározás kérdését a mezőgazdaságban. 1991-ben még egyenrangú alternatívát jelentett a rádió-navigációs, a lézer-optikai és GPS rendszerek alkalmazása. 2. Hely-meghatározás GPS rendszerekkel A hely-meghatározó készülék, a GPS (Global Positioning System) vevőkészülék feladata a szántóföldön a táblán belüli hely-meghatározás. A vevőkészülék a NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranging) műholdrendszer jeleit veszi, ennek eredményeként alkalmas a háromdimenziós hely-meghatározásra, valamint a sebesség és az idő mérésére. A helymeghatározás pontossága függ a mérési módszertől. Ez lehet abszolút, vagy differenciál módszer. A hely-meghatározás abszolút módszere azt jelenti, hogy a mozgó GPS vevőkészülék a NAVSTAR műholdak jelét veszi és hibakorrekció nem történik. Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma 2000. májusában megszüntette a NAVSTAR műholdakról származó jelek szisztematikus rontását, tehát már differenciál jel nélkül is lehet 10 m alatti hely-meghatározást végezni. Differenciális hely-meghatározás esetén, a mozgó vevőn kívül egy másik, egy ismert koordinátájú ponton elhelyezett vevő is dolgozik azonos időben. Az ismert koordinátájú ponton elhelyezett, úgynevezett bázis vevő pontossága a mozgó vevőhöz viszonyítva legalább egy nagyságrenddel jobb, a deciméteres, de még inkább a centiméteres sávba tartozik. A bázis vevő meghatározza a GPS hibájának nagyságát és irányát és az erre vonatkozó információt közli a mozgó vevővel. A mozgó vevő a hibajel nagyságának és irányának ismeretében korrigálja saját hely-meghatározását. Differenciális hely-meghatározással az abszolút módszerrel elkövetett 10 m alatti hibát egy nagyságrenddel lehet javítani, 1 m alá lehet szorítani. A hely-meghatározás pontosságának 1-3 m-en belülinek kell lenni, ez felel meg a mezőgazdaság igényeinek. A differenciál jel elérésének több módja alakult ki. A legjobb lehet, de a beruházási költséget is tekintve egyben a legdrágább is, ha saját bázisállomást létesítünk egy ismert koordinátájú ponton és rádión sugározzuk a mozgó géphez a differenciál jelet. A rendszer hatótávolsága maximum 20 km lehet az adóteljesítmény korlátozottsága miatt. Differenciál jelhez juthatunk úgy is, hogy az e célból felbocsátott geostacioner műhold jeleit fogjuk az arra alkalmas antennával illetve készülékkel. A geostacioner műhold a korrekciós jeleket a Földön ismert helyre telepített bázis állomás hálózatról kapja és sugározza tovább a mozgó vevőknek. Európában két rendszer működik, a Fugro cég OmniSTAR és a Racal cég LandStar rendszere. Magyarországon mindkét rendszer jeleit fogni lehet.

Differenciál jel elérhető úgy is, hogy országos rádióhálózat jelére ültetik rá a differenciál jelet és azt venni lehet a rádió vételkörzetében. Magyarországon 1999 szeptemberétől körülbelül egy évig működött az országos differenciál jel-sugárzás a Sláger rádió hullámhosszán. Jelenleg a szolgáltatás nem elérhető. Más országokban hosszúhullámú adók is működnek a differenciál jel sugárzására. Tengerpart menti országok a hajó-navigációs rádiós rendszerüket (Beacon) használják differenciál jel továbbítására. Ez utóbbi két szolgáltatás Magyarországról nem érhető el. Differenciál jel vételét lehet biztosítani rádiótelefon-modem segítségével is. A módszer mezőgazdasági alkalmazása nem terjedt el költséges volta miatt. Ha csak adatgyűjtésről van szó, elégséges lehet a helykoordináták utólagos pontosítása is. Magyarországon erre is van lehetőség. A FÖMI (Földmérési és Távérzékelési Intézet) Kozmikus Geodéziai Obszervatóriuma Pencen folyamatosan gyűjt adatokat, melyeket meg lehet vásárolni és az utólagos korrekcióval is el lehet érni az 1-3 m-es pontosságot. A fedélzeti számítógépes rendszerek egyik alapeleme a GPS. A Magyarországon működő precíziós növénytermesztést segítő fedélzeti számítógépes rendszerek általában műholdas jelkorrekciót alkalmaznak. Egyetlen gazdaságban működik Fieldstar rendszer, melynek saját bázis állomása van. Méréseket végeztünk Gödöllőn Trimble és Rockwell gyártmányú GPS vevőkkel, abszolút és differenciál üzemmódban. Abszolút üzemmódban a hiba 2.9 és 5.4 m között változott. Differenciál üzemmódban műholdas és utó-feldolgozásos korrekciót alkalmazva is elvégeztük a méréseket. A hiba 0.7 és 1.1 m közötti sávban mozgott, függetlenül a korrekció módjától. Az utólagos korrekció alkalmazásánál figyelembe kell venni azt, hogy a bázis állomás Pencen helyezkedik el és a távolság függvényében a hely-meghatározás pontossága romlik (100 menként 1 m-t). Magassági adatok gyűjtésére is szükség lehet az elemzések elvégzéséhez vagy a háromdimenziós terep modell elkészítéséhez. Általánosságban elmondható, hogy a magassági adatok pontossága fele a szélességi és hosszúsági adatok pontosságának. 3. Értékelés A precíziós növénytermesztés során hely-meghatározásra dGPS berendezések jöhetnek számításba, mert csak ezek a készülékek produkálják a megfelelő pontosságot (1 m alatt). A differenciál jel vételére legalkalmasabbnak látszik a két műholdas jelszolgáltató cég (Fugro, Racal) valamelyikétől a jel megvétele. A differenciál jel egész Magyarországon rendelkezésre áll. Adatgyűjtés esetén alkalmas lehet az utólagos pontosítási eljárás is, de figyelembe kell venni azt, hogy Magyarországon egy helyen történik állandó jelrögzítés. Nagyobb távolságra Penctől, a megfelelő pontosság eléréséhez, magunknak kell gondoskodnunk saját bázis állomás működtetéséről.

Saját, gazdaságosan üzemeltethető bázis állomás létesítése akkor jöhet számításba, ha egyszerre több (legalább 5-6) gépet kell kiszolgálni differenciál jellel és a gazdaság területe 20 km-es sugarú körön belül terül el. Folyamatos hely-meghatározás esetén a hiba csak kis mértékben változik, nem ugrál. Ugrásszerű hiba eltérés két egymást követő mérés során csak akkor tapasztalható, ha valamilyen okból a vevőkészülék elveszti a differenciál vagy a GPS jelet is. Amikor újra megtalálja a készülék a holdakat, esetleg másokat mint amiket előzőleg követett, a hiba nagyobb mértékben is változhat. Jelvesztés előfordulhat akár akkor is, ha pl. távvezeték húzódik a táblán keresztül. Ilyen esetben általában a differenciál jel tűnik el, mert a differenciál jelet sugárzó geostacioner műhold Magyarországról lapos szögben látszik, és a távvezeték átmenetileg takarhat. A magassági koordináták pontossága fele a szélességi és hosszúsági adatok pontosságának. A munkát az eredeti terv szerint folytatjuk.