Výzkum vývoje rostlin v závislosti na podmínkách jejich růstu je základním zdrojem informací pro rozvoj zemědělství, a tedy i výživu lidské populace. Získané informace jsou základem pro volbu správných postupů z hlediska výživy a ochrany rostlin, volby správné odrůdy a postupu šlechtění. Jejich význam ovšem nespočívá pouze v hledisku agronomickém, ale jsou důležité i z hlediska volby správných agrotechnických postupů a umožňují efektivní vývoj zemědělských technologií a techniky.
V souvislosti s vývojem moderních technologií, zejména v oblastech precizního zemědělství a postupů šetrných k životnímu prostředí, je v oblasti výzkumu i praxe potřeba získávat stále větší objemy dat s větší přesností. V souvislosti s tím je nutné zavádět nové metody měření, protože pomocí klasických metod není reálné potřebná data získat. Využití standardních způsobů monitoringu pomocí odběru vzorků má svá úskalí. Zásadním problémem je, že jejich realizace je pracná a časově i finančně náročná. Z toho vyplývají omezené možnosti množství odebíraných vzorků v rámci jednoho honu a s tím spojená nedostatečná vypovídací schopnost o variabilitě sledovaných vlastností a jejich rozložení v rámci monitorované plochy.
Monitoring stavu porostů a půdy je základním předpokladem efektivního pěstování zemědělských plodin. S jeho využitím lze včas odhalit rizika spojená s výskytem škůdců, plevelů a v neposlední řadě vlastností půdy.
Pěstitelé proto stále častěji používají distanční metody založené na pořízení a interpretaci snímků porostů. Ty jsou založeny na poznatcích o souvztažnosti sledovaných vlastností s měřitelnými fyzikálními veličinami (vodivost, kapacita, barva, napětí, teplota, intenzita světla atd). Snímky lze pořizovat několika způsoby, které mají své výhody a nevýhody.
V případě využití družicových snímků je výhodou, že jsou zpravidla dostupné zdarma. Nevýhodou je, že mají relativně malé rozlišení a jejich převod do využitelné formy vyžaduje odborné znalosti a zkušenosti. Další nevýhodou je, že ve většině snímaných pásem spektra vlnění nelze odfiltrovat oblačnost, která může snímkovanou plochu částečně nebo zcela zakrýt.
Další využitelnou metodou je letecké snímkování s využitím klasického letadla. Jeho výhodou je vysoká výkonnost snímkování s poměrně dobrým rozlišením. Nevýhodou je nižší flexibilita a poměrně vysoká cena provozu letadla.
Vysoká cena leteckého snímkování je jedním z aspektů, proč je stále častěji využívána třetí metoda s vyžitím dronů (UAV). To má nevýhodu v nižší výkonnosti snímkování, ale nespornou výhodou je větší flexibilita a nižší provozní náklady. Letová výška je nižší než výskyt oblačnosti, takže snímkování lze úspěšně provádět i při zatažené obloze.
Rozsah snímaných pásem vlnění je u družicových snímků dán vybavením satelitů a jejich poskytnutím ze strany provozovatelů. U snímkování s využitím letadel a dronů lze snímkovat prakticky ve všech pásmech vlnění, která umožňuje použitá snímací technika a technické možnosti letounu. V potaz je ovšem nutné brát, že při pořizování snímků z letadla či dronu je nutné dodržovat platnou legislativu.
V zemědělské praxi je důraz kladem především na jednoduchost a efektivitu použitých metod. Pořizování snímků a následné vyhodnocení dat by mělo být co nejjednodušší a rychle využitelné. Vzhledem k náročným podmínkám zemědělských provozů hrozí vysoké riziko poškození používaných zařízení. Ta by proto měla být pokud možno mechanicky odolná při rozumné výši nákladů na jejich pořízení a provoz.
Jak již bylo zmíněno, nepřímé metody měření jsou založeny na stanovení hodnot snadno měřitelných veličin. Jednou z takových veličin je stanovení barvy pomocí všeobecně rozšířené metody přidělení číselných hodnot jednotlivým barevným odstínům. Tímto způsobem lze stanovit i hodnoty v neviditelných částech světelného spektra (IR, UV) převodem do spektra viditelného. Tyto způsoby ale vyžadují speciální snímací zařízení a prostředky pro zpracování výsledků. Z uživatelského hlediska jsou proto v provozní praxi méně komfortní.
V obecné rovině stále ještě platí, že zemědělské podniky se v současnosti mohou obejít bez měření a snímání vlastností porostů. Tedy alespoň ty, které dosud nevyužívají moderní technologie setí, aplikace hnojiv a pesticidů nebo například metody přesné kultivace porostů. Z celkového vývoje v zemědělském sektoru i na úrovni evropské politiky je ale stále více zřejmé, že tlak na zavádění ,,environmentálně šetrných postupů“ zemědělské produkce sílí a do budoucna bude velmi obtížné (ne-li nemožné) uplatnit na trhu produkty, které budou ,,cejchovány“ jako ,,neekologické“.
Druhý aspekt hovořící ve prospěch využívání monitoringu porostů s využitím distančních metod je ryze technický. Posoudit skutečný stav porostu, včetně jeho variability, a zajistit potřebná agrotechnická opatření pro odstranění zjištěných nedostatků lze u porostů s menší výměrou a nižším vzrůstem. Lapidárně řečeno v období, kdy lze do porostu ,,zajet“ standardní mechanizací. To je u vzrostlých plodin problém.
Typickou plodinou tohoto typu je konopí. To se u většiny zemědělských plodin vyznačuje jak vysokým vzrůstem, tak vysokou rychlostí růstu. Časové období, kdy lze sledovat stav porostu ze země, je tudíž krátké, protože u vysokého porostu je to nemožné. Přitom jeho monitoring je důležitý jak v praxi z hlediska získání informací o aktuální kondici porostu, výskytu škůdců, predikce výnosu, v případě pojišťovnictví třeba odhadu vzniklých škod, tak zejména v oblasti výzkumné činnosti, kdy je nutné navrhnout pěstební postupy včetně založení porostu, hnojení a dalších agrotechnických zásahů.
V rámci parcelkových pokusů s pěstováním technického konopí proběhlo snímkování jednotlivých variant a jeho vyhodnocení. Cílem experimentu bylo ověřit, zda lze s pomocí standardní RGB kamery umístěné na dronu pořídit snímky, které budou vyhodnotitelné a budou mít vypovídací schopnost z hlediska úrovně hnojení dusíkem.
Celý článek Ing. Jiřího Součka, Ph.D., a Ing. Marie Bjelkové, Ph.D., obsahující výsledky měření, najdete v Mechanizaci zemědělství 12/2021.*
