Využití IoT senzorů pro moderní zemědělství

IoT senzory jsou klíčovým prvkem tzv. precizního zemědělství, které se zaměřuje na optimalizaci péče o plodiny a půdu, zlepšování výnosů a snižování nákladů.

Některá tato zařízení jsou nově podporovány v rámci intervence 33.73 Investice do zemědělských podniků 

Co je precizní zemědělství?

Precizní zemědělství je moderní způsob hospodaření, který využívá technologie k optimalizaci péče o půdu a plodiny. Základem této metody je sběr a analýza dat, které pomáhají zemědělcům lépe pochopit, co se děje na jejich polích v reálném čase. Díky těmto datům lze provádět zásahy do pěstebních postupů přesně tehdy, kdy jsou nejpotřebnější, čímž se minimalizuje plýtvání zdroji a maximalizuje výnos.

IoT senzory: jaké technologie můžete využít?

IoT senzory poskytují nepřetržitý monitoring nejrůznějších veličin. Tento monitoring je možné ve většině případů realizovat pomocí bateriově napájených senzorů s dálkovým přenosem dat. Pomocí IoT senzorů je možné například monitorovat následující klíčové parametry v oblasti precizního zemědělství.:

1. Teplota vzduchu – důležitá pro sledování klimatických podmínek a jejich dopadu na růst plodin. Měření teploty vzduchu vám umožní přesně předvídat počasí a připravit se na extrémní podmínky, jako jsou mrazy nebo vlny horka.

Tip: U měření teploty vzduchu je důležité zajistit zastínění samotného teploměru, tak aby měření nebylo ovlivněno tepelným zářením. K tomuto účelu existují čidla, která jsou vybavena takzvanými radiačními štíty. Pro adekvátní porovnání teplot je také důležité měřit teplotu vždy ve stejné výšce nad zemí, například 2 m nad zemí. Také je vhodné zvolit několik měřících míst, například dle svažitosti terénu, či dle orientace pozemku vůči světový stranám. 

2. Vlhkost vzduchu – pomáhá určit, kdy je provádět ochranné zásahy, Také pomáhá sledovat vlhkost prostředí, což je důležité pro prevenci chorob plodin způsobených například nadměrnou vlhkostí.

Tip: Při výběru senzoru je důležité dbát na samotné technické řešení, kde vlhkost je nebezpečný faktor pro elektrická zařízení, tedy je důležité, aby výrobce zařízení měl adekvátně vyřešeno zatěsnění zařízení, a přitom dokázal dlouhodobě a spolehlivě měřit vlhkost.

3. Rychlost a směr větru – využívá se k rozhodování například o ochraně plodin před větrem. Větrné podmínky mají také zásadní vliv na aplikaci postřiků a zavlažování. Díky sledování rychlosti a směru větru můžete optimalizovat aplikaci pesticidů či hnojiv, čímž předejdete jejich neefektivnímu rozptylu a zajistíte, že budou použity tam, kde jsou skutečně potřeba.

Tip: Existuje několik metod, jak měřit rychlost a směr větru. Nejčastějším a nejpoužívanějším řešením je mechanický lopatkový anemometr, jeho nevýhodou může být ovlivnění měření například mechanickým poškozením, případně jen obyčejnou námrazou. Přesného měření eliminujícího tyto rušivé vlivy lze dosáhnout pomocí ultrazvukového anemometru.

4. Atmosférický tlak – ukazuje na změny počasí.

Tip: Senzor atmosférického tlaku bývá integrovaná jako součást kombinovaných měřících systémů, kde slouží jako doplňkový senzor.

5. Vlhkost půdy – sleduje stav půdy a pomáhá optimalizovat zavlažování. Čímž můžete šetřit vodu a předejít stresu plodin. Přesné zavlažování rovněž podporuje optimální růst rostlin a vyšší výnosy.

Tip: Zásadní vliv na kvalitu dat má výběr senzorické metody. Většina řešení pro měření v terénu používá nepřímé metody měření.  Důležité je, aby použité řešení nedegradovalo v čase (protikorozní odolnost atd.), dále různé složení půdy má jiné parametry, aby bylo možné data vzájemně porovnávat je nutné senzor kalibrovat pomocí přímé metody pro stanovení vlhkosti půdy, a to pro každé měřící místo zvlášť. Také měření ve vzduchové kapse (vytvořená například hlodavcem) nebude poskytovat kvalitní data.

6. Teplota půdy – Teplota půdy má přímý vliv na růst kořenového systému a vývoj plodin. Senzor teploty půdy vám poskytne data, která mohou pomoci určit, kdy je nejlepší čas pro setí či aplikaci hnojiv.

Díky těmto senzorům máte data k dispozici v reálném čase a můžete provádět rozhodnutí založená na skutečných podmínkách, nikoli odhadech.

Tip: Některé z výše uvedených senzorů vlhkosti půdy poskytují také informaci o její teplotě.

 

Výhody vzdáleného a online monitorování

Jednou z hlavních výhod IoT senzorů je možnost vzdáleného a online monitorování dat. Už nemusíte fyzicky kontrolovat každé pole nebo senzor, všechny údaje můžete získat na dálku pomocí mobilních aplikací nebo webových rozhraní. To šetří čas, snižuje náklady na pracovní sílu a umožňuje okamžitě reagovat na měnící se podmínky. Navíc se data sbírají kontinuálně, což zajišťuje jejich úplnost a přesnost.

Důležitost kvality dat a senzorů

Kvalitní rozhodování vychází z kvalitních dat. Aby data byla přesná, je klíčové používat spolehlivé a přesné senzory, které vydrží i náročné podmínky. Výběr kvalitních senzorů zajišťuje dlouhodobou spolehlivost a eliminuje potřebu častých oprav nebo výměn, čímž se snižují celkové provozní náklady.

Automatické reportování

Díky moderním IoT senzorům lze nastavovat automatické reportování. To znamená, že údaje nasbírané ze senzorů se mohou automaticky přenášet do systémů, které generují přehledné reporty. Tento proces pomáhá zjednodušit administrativu a poskytuje přehled o stavu plodin a půdy bez nutnosti manuálního zpracování dat. Automatické reportování má také přínos v oblasti jednoduššího plnění legislativních požadavků.

Požadavky na evidence a precizní zemědělství

Používání IoT senzorů také pomáhá zemědělcům plnit některé dotační podmínky. Například Nařízení vlády č. 80/2023 Sb. o podmínkách pro agroenvironmentálně-klimatická opatření stanovuje v § 22, odst. 6, písm. k) povinnost sledovat a zaznamenávat meteorologické prvky (teplota, vlhkost a ovlhčení listů) pro integrovanou produkci ovoce. Tato data musí být sbírána v období od 1. března do 30. září a zaznamenána denně.

Požadavky na sledování dat podle přílohy č. 16 Nařízení vlády č. 80/2023 Sb.:

1. Teplota vzduchu – minimální a maximální denní teplota.
2. Vlhkost vzduchu – průměrná vlhkost nebo vlhkost v průběhu dne.
3. Ovlhčení listů – doba ovlhčení v hodinách.

Obdobné požadavky jsou stanoveny pro integrovanou produkci zeleniny, víceletých produkčních plodin, jahodníku a brambor podle § 24 téhož nařízení. Rovněž lze využívat meteorologické stanice s technologií sledování efektivní sumy teplot, které umožňují přesnější monitoring výskytu škodlivých organismů.

Nařízení vlády č. 81/2023 Sb.

Analogické podmínky jsou definovány také pro ekologické zemědělství v Nařízení vlády č. 81/2023 Sb. podle § 13, odst. 2, písm. j), kde je rovněž vyžadováno sledování meteorologických údajů, což opět zdůrazňuje důležitost kvalitního technického vybavení a monitorování.