Satelitní technologie pomáhají i růstu pěstování brambor

TLDR: Vliv družic je pro mnohé neviditelný, ale o to významnější. Za všechny to shrnuje belgická studie, která odhalila, že při aplikaci satelitních dat na úpravu pěstování brambor dochází – byť ona úspora je jen frakcí potenciálních možností. Studie tuna.

Plíživá postneolotická revoluce

Je to pták? Je to letadlo? Ne, je to orbitální družice! Tak přesně takhle se asi už dávno nedivíme, když sledujeme lítací hvězdičky. Provoz kosmického vercajku na oběžné dráze se stal tak běžnou záležitostí, že už kolikrát ani nevnímáme, kde všude nachází využití. Na první dobrou nás jistě napadnou telekomunikace, mapování a meteorologie, případně špionáž (ať to máme trochu dobrodružnější).

To ovšem ani zdaleka není všechno, využívání vesmírných technologií má totiž co říci i k oboru zdánlivě přízemnímu – k zemědělství. K čemu tu satelity pomáhají, a k čemu nikoliv, dokazuje i nedávná studie, která si vzala na paškál pěstování brambor v Belgii, domově prapůvodních hranolek!

Když se to totiž vezme kolem a kolem, zemědělství sice nezní atraktivně, v reálu je to však technologie, na níž byla naše civilizace postavena. Pozorní čtenáři už vědí, že neolitická revoluce je špatný pojem – přechod na zemědělství byl pozvolný, nerovnoměrný a rozhodně ne dynamicky revoluční. Ani dlouhá tisíciletí naší zemědělské civilizace nebyla úplně beze změn.

Ano, individuální práce rolníka doby bronzové a 17. století byla v lecčem podobná, měnily se ale struktury širšího organizování půdy, přicházely nové plodiny, pořád šlo ale o změny pozvolné. Skutečnou revoluci představovala ta průmyslová, která mechanizací leccos z tradičního zemědělství postavila na hlavu.

Nyní žijeme v době, kterou bychom mohli označit za další a podobně plíživou agrikulturní revoluci. Kromě nových trendů, typu vertikální farmy či GMO plodiny, spočívá ona plíživá, zásadní změna v tom, jak do kdysi hlínohryzného oboru vtrhly kosmické technologie. Management zemědělství prováděny na globální úrovni, za pomocí bedlivých ok orbitálních družic, může být cestou, jak zažehnat nejednu obavu o obživu lidstva.

SENTINEL-3! Zdroj: ESA, Bizay, OBI, GINOCCHIO,John Deere, vlastní

Velký, ale hodný bratr Sentinel

Kolem Země dnes obíhá asi 50 satelitů, které se věnují mapování a monitoringu pozemského povrchu. Vedle notoricky známého NASA projektu Landsat je to také velevýznamná evropská mise Sentinel-2. Právě ta je pro nás klíčová, neboť poskytuje data, na kterých stojí stávající i potenciální budoucí projekty zemědělského geoinženýrství.

Program ESA se sondami Sentinel je součástí projektu Copernicus zřízeného Evropskou unií. Formálně vzato jde o výsledek smluvního partnerství Evropské komise a ESA, spolu s účastí členských států EU a dílčích unijních agentur. Cílem celého projektu Copernicus je dosáhnout dlouhodobé a nezávislé kapacity ve sledování Země, za účelem ochrany a managementu životního prostředí. Dodejme, že jiné sondy Sentinel se věnují například monitoringu oceánů (Sentinel-3).

Sentinel-2 tvoří dvě sondy s poetickými názvy Sentinel-2A a Sentinel-2B, vypuštěny byly v letech 2015 a 2017. Společně tvoří provázaný tandem, který se věnuje snímání povrchu planety ve velmi vysokém rozlišení, a to jak ve viditelném spektru, tak v infračerveném. Pohybují se na stejné orbitě, v opozici proti sobě, ve výšce 786 km, se 14,3 oběhy za den. Celý projekt Copernicus se drží politiky otevřených, široce dostupných dat.

A ta data pak můžou využívat třebas vidláci v Belgii!

Italské zemědělské městečko nedaleko Janova v orbitální perspektivě. Zdroj: Maxar

Belgický brambor v kosmické kvalitě

Jedním z cílů Copernicus je získávat data právě pro využití v lesním hospodářství a v zemědělství. Příkladem aplikace z nedávné doby byla případová studie vzešlá přímo od tvůrců projektu, která se věnuje využití vesmírného snímkování při pěstování brambor v Belgii. Tato hlíza tvoří důležitou součást zdejšího zemědělství a státního hospodářství obecně.

Data získaná ze sond Sentinel-2 vedla k vytvoření systému WatchITgrow (WIG), který byl poskytnut k užívání belgickým farmářům a zemědělským společnostem. Pokud do systému vloží data o pěstovaných odrůdách na těch kterých polích, době sadby, použitých hnojivech a podobně pomáhá jim systém v managementu polností. Zároveň je informuje například o stavu půdní vlhkosti, srážkách, aktuálním stavu polí a podobně.

Sami tvůrci projektu uznávají, že systém teprve „dozrává k technologické dospělosti“. Překonávají se nejen technické problémy, ale i vcelku pochopitelná nedůvěra farmářů k poskytování svých dat. Optimistické odhady ale říkají, že díky kombinaci aktuálních dat ze satelitů a dat poskytovaných farmáři se může zlepšit výnosnost polí až o 20 %, nemluvě o celkové kvalitě produkovaných brambor. Jde hlavně o lepší a kvalitnější management závlahy a hnojiv, vedlejším efektem je i zjemňování vlivu na životní prostředí.

Projekt uvádí, že už nyní se ekonomická hodnota nového přístupu odhaduje na 1–1,8 milionů EUR, technooptimisté pak mají za to, že dlouhodobá a úplná aplikace satelitů Sentinel přinese zisky celému odvětví belgického pěstování brambor (a navázaných provozů) ve výši 70 milionů EUR. Obecně tedy určitý přínos je znát, ale pohybujeme se jenom u 1 až 2 % toho, co by družice mohly zemědělství přinést, kdyby (až?) se s jejich údaji počítalo skutečně plnohodnotně!

Autonomous Electric Tractor - Future of Farming | John Deere - YouTube
Samořízený kombajn je jednou z těch viditelnějších aplikací souvisejících se satelity a navigací. Zdroj: John Deere

Praktická aplikace především

Je tedy rozhodně co zlepšovat. V rámci Czech Space Week proběhne příští týden od pátku do soboty hackaton Act in Space, kde si různé kreativní duše můžou zkusit vytvořit právě appky, které by mohly i farmářům zítřka zlepšit jejich farmaření (lze řešit samože i jiné obory). Když to bude cool a fungovat, lze na tom založt i byznys.

Evropská kosmická agentura provozuje síť podnikatelských inkubátorů (ESA BIC), které si kladou za cíl pomáhat vybraným startupům s rozjezdem podnikání s použitím dat kosmických misí. Od roku 2016 ESA BIC působí i v ČR – zprvu v Praze, v roce 2018 otevřela pobočku i v Brně.

Belgický příklad je tedy jen jednou ilustrací možného. Kýžené je navíc stále větší propojení monitoringu povrchu a polohových dat v rámci evropského systému Global Navigation Satellite Systems (GNSS). Kdybychom měli nějak obecně shrnout, jaké jsou potenciální aplikace služeb družic nejen ESA v zemědělství, mohli bychom postupovat dle následujících bodů:

  • EFEKTIVNÍ MANAGEMENT VODY: Bez vody není zemědělství, přičemž různé plodiny mají různé nároky na intenzitu a četnost zavlažování. Satelitní data mohou napomoci lepší distribuci vody a bránit jejímu plýtvání.
  • EFEKTIVNÍ HNOJENÍ: Zemědělci mohou využívat data GNSS k efektivnější a tím pádem úspornější distribuci hnojiva na místa, která to vyžadují. Technooptimisté mohou jít ještě dál a představit si letku zemědělských dronů, která reaguje na vložená data a takřka úplně tak automatizuje hnojící procesy.
  • AUTONOMNÍ TECHNIKA: Robotraktory a robokombajny jsou už dnes považovány za jeden z nejlepších způsobů využití pokroku v oboru automatizovaných vozidel. Propojení takových strojů se satelitními daty se vyloženě nabízí.
  • PLÁNOVÁNÍ SETBY: Spojení satelitních technologií, spolu s meteorologickými dlouhodobými výhledy a daty o stavu půdy může pomoci k vytváření návrhů plánů setby, vhodných plodin a časových harmonogramů.
  • MONITOROVÁNÍ STAVU PŮDY: Tomuto odvětví se věnují služby systému SolumScire. Klade si za cíl umožnit managementu farmy pomocí vložených dat spojených s monitoringem a pozičními daty přímo s přehledy o stavu půdy pro péči o ni.
Mnozí to neradi slyší, ale i fotovoltaika může být jedním z metod obohacení budoucího zemědělství! Zvláště v tropičtějších oblastech může totiž stín panelů být přínosem. Zdroj: Maxar

Aha. Vo co reálně go?

Příkladem úspěšného startupu v českém prostředí je například společnost World from Space, založená v roce 2018. Ta v současnosti nabízí klientům monitoring relativní vlhkosti povrchu každé 2-3 dny, zónaci polí pro variabilní hnojení, sledování anomálií ve stavu plodin, analýzy dopadů sucha či živelných pohrom, případně analýzy vývoje vegetačních indexů dle různých klíčů. Podílí se také na vědě, momentálně realizuje projekt TAČR GAMA: EO DynaCrop – růst plodin a monitoring sucha založený na AI pro zemědělský software.

Jiným startupem, který se dotýká zemědělství je například společnost Skymaps. Ta se vedle geodézie věnuje i moderním agrotechnologiím, konkrétně využití dronů. Drony vybavené kamerami i termovizí a propojené se satelitními systémy ESA umožňují zhodnotit kvalitu půdy a plodin, případně vyhledávat závady v efektivně krátkém čase. I tato firma spolupracuje na vědeckém výzkumu, konkrétně s Mendelovou univerzitou v Brně a s Jihomoravským inovačním centrem.

Long story short: díky podobným vynálezům se zemědělství skoro proměňuje v cosi, co znáte ze SimCity!

Czech Agriculture from Space
Kombinovaná mapa české zemědělské půdy z družic Sentinel-1 a 2. Zdroj: ESA

Kosmická budoucnost zemědělství?

Někdo se možná ošije nad tím, že se ze zemědělců stanou hráči počítačové hry SimHlína. Na druhou stranu – proč by to mělo být špatně? Tedy, pokud ta „hra“ bude mít reálné aplikace a nepůjde jen o simulaci. Zemědělství se historicky jeví jako konzervativní prostředí, ve skutečnosti se ale nikdy nebránilo pozitivním inovacím.

U nás máme, pravda, špatné zkušenosti z dob kolektivizace, ale to byla otázka spíše politická, než jakákoliv jiná. Konec konců, dnes se za typický, konzervativní nástroj v zemědělství bere traktor – ale jenom 70 let nazpět jeho roli zastal kůň. I zemědělství se tedy může poměrně rychle naučit používat novinky.

Lidí na planetě nevyhnutelně přibývá, a jestli máme něco společného napříč národy a kontinenty, tak je to potřeba jíst. Zároveň asi tušíme, že bychom měli na tu naši planetu už ale vážně začít brát ohled. Agroprůmysl dneška i zítřka tedy musí být co nejefektivnější. Moderní technologie jsou už stejně v zemědělství dávno přítomny a tak otázka pro budoucnost nezní, zda aplikovat možnosti satelitních systémů, ale kde a v jaké míře.

Původně plíživá kosmo-agro-postneolitická revoluce tedy vypukla naplno!

[Petr Zajíček, LL]

A co se týče těch dalších nových zemědělských vynálezů… I ty už se dočkaly *polního testu*!

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Diskuze

Reklama