Data z vesmíru šetří přírodu i náklady zemědělců

Aplikace české firmy Varistar dokáže zemědělcům poradit, kolik osiva, hnojiv či pesticidů použít na daný úsek pole. Postup, kdy jsou získaná data využívána ke spektrální analýze porostu, byl ještě ve druhé polovině 20. století určen ke špionážním účelům. Nyní odhaluje výnosový potenciál půdy. Nejenže zemědělcům uspoří čas a finance, ale výrazně přispívá k ochraně životního prostředí. „Díky neustálému posouvání technologických možností se navíc během několika let rozlišení i přesnost dat zvýší natolik, že budeme schopni detekovat ohniska plevele a v daných místech proti nim cíleně zasáhnout,“ říká spoluzakladatel firmy Jan Semrád.

Společnost, která si v loňském roce vysloužila ocenění IBM Firma roku Středočeského kraje, vznikla u vína jako rodinný podnik. „Před sedmi lety jsme dali dohromady IT a agronomické dovednosti a zjistili jsme, že existuje velký potenciál, kam zemědělství posunout. Věděli jsme, že z hlediska růstu cen, dostupnosti surovin i vztahu k životnímu prostředí bude nutné změnit zažitý způsob, kdy zemědělci hnojí či osévají půdu, aniž by řešili výnosnost jejích různých částí,“ popisuje Jan Semrád, který vystudoval IT na Vysoké škole ekonomické.

Varistar proto sbírá obrovské množství dat od půdních rozborů a satelitních snímků po informace o bonitě půdy či reliéfu krajiny a staví je do vzájemné souvislosti. Na základě toho systém vytváří mapy výnosového potenciálu jednotlivých velkých polí, které dělí na individuální zóny. „I když se na první pohled nezdá, že i v rámci menších ploch může mít půda různé vlastnosti, je to naopak velmi běžné. Velká pole našich klientů se v systému rozdělí na malá virtuální políčka. Tablet napojený na mechanizaci traktoru pak pomocí GPS souřadnic aplikuje na konkrétní místo dávku hnojiv, osiv či pesticidů, kterou systém přesně vypočítá podle vstupních dat,“ popisuje Jan Semrád.

Výhodu oproti konkurenci spatřuje zakladatel firmy především v komplexnosti celého řešení. Data jsou volně dostupná, a aplikaci tak může navrhnout téměř kdokoli. Varistar ale kromě toho poskytuje zemědělcům při zavádění i provozu technickou podporu. Jednoduchý systém pro práci s daty, který si společnost vyvíjí sama, nainstaluje přímo do techniky, aniž by bylo nutné pořizovat nové stroje. Systém funguje i na dvacet let staré aplikační technice, jako jsou rozmetadla. Přestože jde o velmi intuitivní službu, se kterou si poradí i zemědělec v důchodovém věku, je pro firmu důležitá podpora, kterou poskytuje online, kdy se vzdáleně připojí na obrazovku terminálu v traktoru.

„Nekončíme u dat. Sedmdesát procent služby jsou paradoxně věci, které přicházejí až po jejich zpracování. Unikátní je také to, jakým způsobem službu stavíme. Není to tak, že by zemědělec pouze musel akceptovat naše řešení. V současné chvíli kolem sebe máme tým našich zákazníků, tedy zapálených agronomů, kteří nám poskytují zpětnou vazbu již při vývoji – ptáme se na jejich potřeby tak, aby odpovídaly každodenní praxi. Stavíme odspodu, na základě zkušeností zákazníka,“ říká Jan Semrád, který se za dobu svého fungování obklopil týmem techniků, kteří jsou v terénu a instalují potřebné terminály, další školí agronomy a další poskytují online podporu.

V současnosti pracuje ve firmě 18 lidí. Kromě Česka funguje také pobočka na Slovensku, kde firma získává první zákazníky. V pokročilé fázi byla příprava spolupráce na Ukrajině. Protože však jde nejen o internetovou aplikaci a koncept zahrnuje přítomnost techniků, covid i současná válka s Ruskem nedovolila v plánech pokračovat. V tuto chvíli firma zvažuje expanzi do zemí střední a východní Evropy, protože mají podobnou strukturu zemědělství jako Česko. Vzhledem k charakteru nabízených služeb počítá Jan Semrád s pobočkou v každé zemi, ve které se mu podaří prorazit.

Nové zákazníky přitom nemotivuje pouze komplexnost služeb, ale také výrazně rostoucí cena a snížená dostupnost hnojiv v souvislosti s válkou na Východě. Nejdůležitějším vstupem pro výrobu dusíkatých hnojiv je plyn. Zemědělci proto budou muset hospodařit výrazně efektivněji. „To může naše potenciální zákazníky motivovat. Systém umí hlídat, kolik hnojiva je ve skutečnosti potřeba použít. V loňském roce jsme dělali několik pokusů, nikoli v souvislosti s cenou hnojiv, protože jsme netušili, že se něco takového bude dít, ale ve vazbě na Green Deal, který sníženou spotřebu dusíkatých hnojiv požaduje. Využitím variabilních aplikací dusíku a snížením spotřeby o 15 až 20 procent jsme prokázali, že nedochází k žádné negativní výnosové odezvě. Když se nám něco takového podaří při dnešních cenách, znamená to pro zákazníky 3500 až 4000 korun úspory nákladů na hektar,“ říká Semrád.

Vytvořili jsme křišťálovou kouli

Varistar na základě dat, která shromáždí, vytváří mapy relativního výnosového potenciálu. Jde o desetiletý model historických dat. Na základě satelitních snímků s podklady o pedologii a reliéfu krajiny, zjišťuje, kde se na poli dlouhodobě opakuje nízký a vysoký výnos. Zákazník díky tomu získá model, podle kterého se může chovat. „Všichni říkají, že zemědělství je nepredikovatelné, že bychom potřebovali křišťálovou kouli, abychom věděli, jaké počasí bude za měsíc, dva nebo před žněmi. Mapy relativního výnosového potenciálu ale jsou takovou křišťálovou koulí, která ukazuje, jak se pole statisticky chová a že tento model funguje osm let z deseti. A pokud ho budeme brát v úvahu, s vysokou pravděpodobností zvýšíme efektivitu práce,“ říká Jan Semrád.

Několikaleté zkušenosti zákazníků, spolupráce s akademickou sférou, například Mendelovou univerzitou v Brně, a desítky pokusů ročně pak dokazují, že když se zákazníci opravdu řídí mapami výnosového potenciálu, je možné zvýšit výnos o deset až patnáct procent.

Jan Semrád ale nepopírá, že práce s přírodními daty je složitá. „Otázka dat a jejich kvality ve chvíli, kdy pracujete s přírodou, je vždy diskutabilní. Jedná se o takzvaná měkká data, obzvláště ze satelitních snímků. Bojujeme s oblačností, nedostupností snímků, musíme dělat časté korekce. Data sbírají i stroje na polích. To může být zkresleno například i různým objížděním. Pomáhá nám, že systém vyvíjíme ve spolupráci s Evropskou kosmickou agenturou, protože jsme součástí jejich inkubátoru a máme přístup k depozitáři dat. Kromě toho ale používáme i placené zdroje, abychom množství a přesnost dostupných dat ještě zvýšili,“ tvrdí Semrád.

Téměř všechny služby pro precizní zemědělství nyní využívají data ze satelitu Sentinel 2. ­Jeden pixel snímku zobrazuje pozemskou plochu deset krát deset metrů. Všichni zákazníci Varistaru by od příštího roku měli mít k dispozici data ze satelitu PlanetScope, který je desetkrát přesnější než Sentinel 2. Zatímco Sentinel 2 přeletí oblast jednou za pět dní, PlanetScope každý den. Jan Semrád předpokládá, že za tři roky budou mít data ze satelitu k dispozici jednou za půl hodiny, což umožní ještě lepší a kvalitnější výstupy. Při rozlišení 30 až 50 centimetrů na pixel bude systém v polích schopen detekovat ohniskové plevele a přesně říkat, kam a na kterém místě aplikovat herbicidy.

„Množství dat neustále roste a nám přináší nové možnosti. V loňském roce jsme posbírali tolik dat jako za posledních deset let. Začínáme pracovat na projektu, kdy do map integrujeme právě hlubší informace o reliéfu krajiny, a identifikujeme tak například údolnice na polích (křivky spojující místa největšího vyhloubení příčného řezu údolím, jejich sklon určuje sklon údolí – pozn. red.). Při aplikacích dusíku pak právě v údolnicích, které jsou nejúrodnější, množství dusíku snižujeme. Dusík je velmi mobilní prvek, který pomocí vody do údolnice přiteče sám z jiné části pole. To může uspořit přibližně 15 až 20 procent hnojiva. Podobných projektů máme rozpracovaných zhruba dvacet, abychom systém neustále posouvali dopředu,“ říká majitel firmy.

Varistar jsou ruce, agronom hlava

Přestože by se mohlo zdát, že data o kvalitě půdy mohou poskytovat potřebné informace také o typu hnojiva, neděje se tak. „Nic takového zatím neexistuje. Že by nějaký systém dokázal v dohledné době efektivně říct, jaké hnojivo použít, je v agronomické praxi iluzorní. V tom jsou znalosti zemědělce nezastupitelné. Pracujeme s přírodou. Rád říkám, že Varistar jsou ruce a agronom hlava. On umí na základě svých dlouholetých zkušeností rozhodnout, co a v jaké formě aplikovat, a my mu řekneme, jak to optimálně rozdělit na jeho polích,“ popisuje Semrád.

Jaké hnojivo na pole použít, zatím žádný systém poradit nedokáže. „V tom jsou znalosti zemědělce nezastupitelné,“ říká spoluzakladatel firmy Varistar Jan Semrád.

Foto: Varistar

Automatizace a digitalizace

Stáhněte si přílohu v PDF

Nyní mimo jiné společnost pracuje na projektu spolufinancovaném Středočeským inovačním centrem. Na základě historických dat zákazníkům doporučí, kolik hnojiva, respektive čistých živin by měli ročně použít, aby zachovali efektivitu z hlediska výnosu a aby zároveň nepřehnojovali (množství a forma živin se v různých hnojivech liší). Protože přebytky končí ve vzduchu nebo podzemních vodách, bude systém zemědělcům doporučovat, aby se chovali nejen efektivně a ekonomicky, ale také šetrně k životnímu prostředí.

„Rozhodnout, kolik čeho na pole dát, je nesmírně složité. U dusíku hodně záleží na formě, v jaké ho dáváme. Některá hnojiva jsou postavena na bázi močoviny, kdy se dusíková složka musí přetvořit do formy dostupné pro rostliny. To však nějakou dobu trvá. Když tedy zemědělec použije močovinu, ví, že dusík se bude uvolňovat relativně delší dobu. Když naopak potřebuje, aby rostlina rychle přijala větší množství dusíku, použije ledek. To vychází z agronomické praxe,“ dodává Semrád.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Automatizace a digitalizace.