Precizní zemědělství pro zvyšování kvality rostlinné produkce

Jan Lukáš et al., VÚRV, v.v.i., lukas@vurv.cz

Rostlinná produkce - precizní zemědělství

● Princip - “Provést pěstební zásah v pravý čas na správném místě a se správnou intenzitou“

● Analýza heterogenity pozemku, stanovení management zón, mapy zásobenosti pro jednotlivé prvky

● Monitoring s využitím družicových dat - indexy vs. biofyzika

● Variabilní aplikační mapy pro výsev, hnojení a aplikaci POR

● Výnosové mapy

● Základní technické elementy: GPS, GIS, IoT

● Přínosy: Úspora na materiálu, vyšší výnos, ochrana životního prostředí

Senzory jsou důležité Pokud zajištují zpětnou vazbu

data management

PROČ DISTANČNÍ senzorová DATA?

sensor(y) expertní znalosti

expertní systémy

opatření

• Rozlišení heterogenity a variability (prostorová, časová, faktorová) • Mapy heterogenity jsou podkladem pro cílený management • Včasná detekce stresových faktorů • Aplikační mapy - výstupní nástroj pro konkrétní opatření

Pokusná plocha - výživa rostlin

u pozemek VÚRV 50°05'21.1"N, 14°18'00"E

u data o založení pokusu, výnosy u 1.4 ha, 96 parcel – 10x10m u 24 variant / 4 opakování

hnůj

kompost

kejda+sláma

org. hnojivo

P2O5

K2O

Pokusná plocha

Parcels Hnůj [t/ha]

Kompost

[t/ha]

Kejda+sláma

[t/ha]

N [kg/ha]

P2O5 [kg/ha]

K2O [kg/ha]

111-114 0 0 0 0 0 0

121-124 0 0 0 40 20 30

131-134 0 0 0 70 40 60

171-174 0 0 0 0 40 60

181-184 0 0 0 100 60 90

191-194 0 0 0 130 40 60

211-214 10.5 0 0 0 0 0

221-224 10.5 0 0 40 20 30

231-234 10.5 0 0 70 40 60

271-274 10.5 0 0 0 40 60

281-284 10.5 0 0 100 60 90

291-294 10.5 0 0 130 40 60

311-314 0 10.5 0 0 0 0

321-324 0 10.5 0 40 20 30

331-334 0 10.5 0 70 40 60

371-374 0 10.5 0 0 40 60

381-384 0 10.5 0 100 60 90

391-394 0 10.5 0 130 40 60

611-614 0 0 30 0 0 0

621-624 0 0 30 40 20 30

Multispektrální snímání z UAV

u sledování stavu porostu pomocí DPZ u multispektrální sensor Parrot SEQUOIA

u UAV - AGL 50 m

u Říjen 2016

u Zpracování a ortorektifikace Pix4D

•16 MPIX RGB CAMERA • Rozlišení: 4608x3456 px • HFOV: 63.9° • VFOV: 50.1° • DFOV: 73.5°

•4x 1.2 MPIX GLOBAL SHUTTER SINGLE-BAND CAMERAS • Rozlišení: 1280x960 px • HFOV : 61.9° • VFOV : 48.5° • DFOV : 73.7°

•4 SEPARATE BANDS • Green (550nm BP 40) • Red (660nm BP 40) • Red Edge (735nm BP 10) • Near infrared (790nm BP 40)

Satelitní data z WorldView-3

Statistická analýza (R)

´ data o výnosu

´ korelační analýza

WV-3 r

  chrást bulvy

NDVI 0.851*** 0.779***

SAVI 0.839*** 0.783***

OSAVI 0.832*** 0.784***

SEQUOIA r

  chrást bulvy

NDVI 0.802*** 0.675***

SAVI 0.839*** 0.716***

OSAVI 0.828*** 0.704***

Ruzyně 2016 –K. Křížová, , J.Lukáš, M. Madaaras, J. Kumhélová, E. Kunzová

Termokamera pro zemědělství a voda

Termální stresové indexy

CWSI

Detekce vodního stresu zelí

Kroulík, M., Lukáš, J., Brant, Zábranský, P., 2020

Detekce vodního stresu zelí

Kroulík, M., Lukáš, J., Brant, Zábranský, P., 2020

Detekce vodního stresu zelí

HS snímek – chlorofylový indexHS kostka_500-900nm

bands = 30 fwhm = {5.49, 8.58, 7.53, 7.65, 7.72, 6.8, 6.74, 9.59, 7.97, 8.69, 6.8, 8.17, 7.66, 6.96, 7.79, 5.3, 4.72, 5.39, 4.9, 4.61, 7.16, 6.2, 6.37, 10.57, 9.8, 10.23, 10.02, 9.37, 9.94, 9.68} wavelength = {503.443, 516.084, 529.197, 542.341, 555.284, 568.42, 581.493, 594.293, 606.919, 619.865, 647.491, 659.004, 671.83, 685.311, 698.269, 711.112, 724.384, 737.033, 750.296, 763.16, 776.22, 788.946, 802.108, 815.167, 828.329, 840.607, 853.528, 866.822, 880.334, 893.45} wavelength units = nm

Detekce vodního stresu zelí

termogram HS snímek – chlorofylový index

Detekce vodního zelí

Ruzyně 2016 –2018 J. Haberle, J. Sova, J.Lukáš, Chrpová

Včasná diagnostika

Detekce vodního stresu brambor

Valečov 2018 –J. Zámečník, V. Čepl, J. Lukáš

RGB spektrum TERMOGRAM

Detekce vodního stresu obilnin

Ruzyně 2016 –J. Haberle, J. Sova, J.Lukáš,

ZDRAVÍ ROSTLIN – virózy

Ruzyně 2017 –J. Chrpová, J. Sova, J.Lukáš

ZDRAVÍ ROSTLIN – obilky - fusarium

Ruzyně 2017 –J. Chrpová, J. Sova, J.Lukáš

ZDRAVÍ ROSTLIN – obilky - fusarium

Ruzyně 2017 –J. Chrpová, J. Sova, J.Lukáš

Klimatická změna Šance pro precizní zemědělství

NATURE CLIMATE CHANGE | VOL 5 | FEBRUARY 2015 | www.nature.com/natureclimatechange

ZDRAVÍ ROSTLIN –- teplota

PLOS ONE | https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225433 January 28, 2020

PLOS ONE | https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225433 January 28, 2020

Zemědělci jsou nenahraditelníPrecizní zemědělství je nepostradatelné

Děkuji za pozornost

více na www.cleverfarm.cz