Precizní hospodaření je nový přístup k hospodaření na půdě, založený na rozvoji informačních technologií současnosti. Všechny prvky precizního zemědělství přináší samozřejmě jistý ekonomický efekt, vytvořený úsporou pracovního času, pohonných hmot, aplikovaných materiálů, ale také snížením opotřebení používaných strojů. Dalším důležitým aspektem je dopad na ekologii prostředí, kdy zemědělství má krajinu utvářet a ne ji svými nerozvážnými a nedokonalými zásahy narušovat. I to patří do precizního zemědělství.
Satelitní navigace
Satelitní navigace slouží ke správnému navazování pracovních jízd postřikovačů. Jedná se vlastně o alternativu k pěnovým značkovačům či kolejovým řádkům. Využívání navigátorů je ovšem daleko širší nejen při práci postřikovačů, ale téměř při všech zemědělských operacích. Funguje 24 hodin denně, sedm dní v týdnu, je nezávislý na počasí a jiných rozmarech. Kromě výhody nepřetržitého provozu satelitních navigátorů, tedy například možnosti práce i v noci, mohou tyto systémy pracovat samozřejmě i s vyšší přesností, čímž se zabrání vzniku možných překryvů či nedostříkaných míst. To se projeví zejména na úspoře pohonných hmot, aplikovaných chemických látek, pracovního času a také pomalejším opotřebením strojů. Vše s sebou přináší hlavně ekonomický přínos a také ekologičtější přístup při zacházení s pesticidy a ostatními chemickými látkami.
Přijímač GPS porovná čas a signál vyslaný družicí s časem, ve kterém byl přijat. Časový rozdíl řekne GPS přijímači, jak daleko je od konkrétního satelitu. Jestliže vezmeme vzdálenosti naměřené od více satelitů, můžeme pomocí triangulace určit polohu. Se čtyřmi a více satelity určí GPS přijímač 3D pozici, ve které je zahrnuta kromě zeměpisné šířky a délky i nadmořská výška. Plynulou aktualizací vaší pozice GPS přijímač také zjistí přesnou rychlost a směr pohybu. Přesnost samozřejmě závisí na příjmu signálu, pro potřeby zemědělství se převážně používá signál DGPS a nově RTK, který je však omezen vzdáleností od monitorovací stanice. Mezi korekční signály používané u nás patří bezplatné korekce EGNOS a BEACON s dynamickou přesností ± 0,3 m v 95 % měření. Druhou kategorii tvoří přesnější placené korekční signály OmniSTAR HP a StarFire I s dynamickou přesností 0,05 až 0,1 m v 95 % měření. Uvedené hodnoty přesnosti diferenčních signálů udávají jejich distributoři. Pro použití RTK korekce s centimetrovou přesností je nutné umístit na vhodné místo základnovou stanici. Dosah korekce závisí na jejím výkonu. Obecně se udává, že maximální poloměr pokrytí je deset kilometrů v optimálních podmínkách. Základní stanice musí mít na stroj využívající korekci RTK přímou viditelnost. Ze základnové (referenční) stanice umístěné na bodě o známých souřadnicích se pomocí rádiového spojení vysílají data (korekce) do pohyblivé pracovní soupravy, kde se vyhodnocují.
Satelitní navigaci rozlišujeme dle stupně automatizace na manuální, asistovanou nebo plně automatizovanou. Základem každého satelitního navigátoru je anténa – integrovaný GPS/DGPS nebo RTK přijímač (dle zvolené přesnosti) a zobrazovací zařízení, světelná lišta nebo grafický LCD monitor sloužící k ovládání celého systému. Automatizované navádění strojů navíc obsahuje snímače polohy, řídicí jednotku a další hydraulické prvky. Asistované řízení zase přídavný elektromotorek pro ovládání volantu.
Manuálním naváděním se rozumí řízení pracovní soupravy samotným člověkem, tedy řidičem. Ten stroj navádí ve zvolené stopě pomocí monitoru nebo světelné lišty, kterou má umístěnou v zorném poli, většinou na předním skle nebo v blízkosti předního skla. Je možné mít světelnou lištu i mimo řídicí kabinu, na předním krytu motoru, kde je také spolehlivý výhled jak na pozemek, tak i na světelnou lištu. Umístění lišty na jiné místo, například na pravou stranu řidiče, se nedoporučuje, neboť řidič se neustále pohybuje, což nepřispívá k jeho pohodlí a hlavně se tím zvyšuje jeho únava. Světelná lišta je vlastní panel, ve kterém jsou umístěny po celé jeho délce LED diody. LED diody se při vychýlení ze zadané stopy rozsvítí na pravé či levé straně panelu, což upozorní řidiče na změnu směru jízdy v daném směru. Čím větší je odchylka, tím více diod se rozsvítí. Aby se ještě více zvýraznila zjištěná odchylka od daného směru jízdy, jsou většinou LED diody odlišené ještě barevně, pro každý směr jinou barvou. Novější typy již používají také grafickou LCD obrazovku, která ulehčuje navigaci při otáčení na souvratích, při najíždění do další paralelní jízdy a při vedení jízd po křivkách. Na monitoru je znázorněna stopa, po které se má pracovní souprava navádět. Tento způsob vyobrazení je přehlednější a snazší pro včasné zareagování na možnou odchylku od správného směru jízdy. Při manuálním navádění pracovních souprav je limitujícím prvkem v dosažené přesnosti obsluha.
Asistované řízení pro navazování pracovních jízd vychází ze systémů manuálních navigátorů rozšířených o elektromotorek (Trimble) a řídicí jednotku nebo o celý výměnný volant (John Deere). Elektromotor se připevní pomocí objímky na věnec volantu a ten přes gumový třecí váleček otáčí volantem podle zjištěné odchylky od správného směru. Traktor nebo samojízdný postřikovač musí být vybaven jakýmkoliv posilovačem řízení pro snadné otáčení volantem. Po zapnutí systému elektromotor řídí pracovní soupravu dle GPS navádění. Jestliže volantem sami zatočíme, systém se bezproblémově deaktivuje. Tento systém vlastně odstraňuje odchylku způsobenou samotným řidičem při nepřesném navádění podle světelných diod. Součástí navigačního systému jsou dva gyroskopy a akcelerometr pro kompenzaci jízdy ve svahu nebo po vrstevnici. Tyto prvky jsou také součástí autopilotů, neboli automatizovaných systémů řízení pracovních souprav.
Autopiloty jsou systémy, které dále rozšiřují navigátory řízené manuálně. Až na způsob řízení mají stejné funkce jako navigátory pro manuální řízení. Nahrazují samotného řidiče během polních prací. Automatizace v řízení stroje spočívá v nahrazení řidiče jednotkou řízení, která s pomocí polohových snímačů volantu, snímačů natočení kol, hydraulických ventilů řízení a spínače aktivace automatického navádění řídí pracovní soupravu. Společné prvky s manuálním naváděním, anténa a přijímač DGPS, zajišťují přesné snímání polohy. Při zjištěné odchylce od správné polohy posílá řídicí jednotka signál hydraulickým ventilům řízení a ty vrátí pracovní soupravu do správné polohy. Úloha řidiče se tím pádem snižuje pouze na aktivaci systému a částečné navádění do následující jízdy. Navigátor se deaktivuje každým pohybem volantu. To znamená, že na konci každé jízdy, kdy chceme pracovní soupravu otočit na souvrati a najet do další následující stopy, stačí otočit volantem ve směru námi určeném, čímž se navigátor vypne.
Poté stroj navedeme k další jízdě, minimálně pod úhlem 45 stupňů od námi určené jízdy a navigátor jednoduše pomocí spínače aktivujeme. Pracovní souprava se pak sama automaticky navede přesně do určené stopy a dále jede v námi daném směru.
Automatické vypínání sekcí ramen postřikovače
Systém slouží k automatickému vypínání a zapínání jednotlivých sekcí ramen postřikovače v místech, kde se překrývají nebo kříží jednotlivé pracovní záběry se souvratí nebo sousední jízdou. To sebou přináší samozřejmě okamžité úspory pesticidů, snížení nepříznivých dopadů chemických látek na ekologii prostředí a potenciální zvýšení výnosů. V České republice je k dispozici systém od firmy Trimble. Systém EZ-Boom využívá k určení místa aplikace postřiku GPS polohu. Podle této informace poté dochází k automatickému vypínání a zapínaní jednotlivých sekcí postřikovače. Samotné zapojení systému do postřikovače je následující. Pomocí kabeláže se propojí řídicí box s průtokoměrem postřikové jíchy, s průtokovým ventilem, s jednotlivými ventily sekcí ramen postřikovače a popřípadě měřičem tlaku postřikové jíchy. Další možností tohoto systému je i samotné řízení dávkování postřikovače.
Variabilní aplikace hnojiv
K určení různé variability, tedy rozlišnosti, na pozemcích dochází v podstatě dvěma způsoby. První spočívá ve tvorbě výnosových map, pořízených výnosovými senzory sklízecích mlátiček nebo na základě snímkování porostu. Druhý způsob je založen na vzorkování půdy v určité virtuální pozemkové síti. Vzorky potom slouží ke stanovení nejrůznějších parametrů půdy, jako jsou pH, struktura půdy, obsah organické hmoty v půdě a obsah přístupných živin. Všechny tyto parametry vykazují proměnlivou úroveň na jednotlivých částech pole. Výnosové mapy jsou významné pro určení částí pozemků se stejným výnosovým potenciálem. Podávají informace o stavu živin a jsou určitým kontrolním prvkem účinnosti celého systému precizního hospodaření. Avšak pro průkazný důkaz závislosti výnosu na stavu živin v dané části pozemku je nezbytné mapovat výnosy několik let po sobě. Fyzikální vlastnosti půdy totiž často mohou být významnějším faktorem způsobujícím variabilitu výnosů než pouze obsah živin v půdě. Nejčastěji používaná metoda pro vznik výnosových map je zrnový průtokoměr nebo nárazová deska u sklízecích mlátiček. Výnos je reálně měřen v závislosti na pozici sklízecí mlátičky pomocí GPS.
Na základě takto získaných dat se pomocí výpočetní techniky a s využitím geografických informačních systémů sestavují podle vhodného algoritmu aplikační mapy. Aplikační mapa je z technického pohledu soubor dat, který k souřadnicím celého pozemku udává dávku aplikovaného hnojiva. Takto vytvořené mapy se na vhodném médiu nakopírují do řídicího počítače postřikovače, umožňujícím variabilně aplikovat různé prvky, nebo postačí k řídicímu počítači připojit kapesní počítač (PDA) s vhodným softwarem. Poté řídí variabilní dávkování příslušný software.
N-senzor
Na základě snímkování porostu pracuje další možný prvek precizního zemědělství umožňující variabilní aplikaci, v tomto případě dusíkatých hnojiv. Jedná se o nejrozšířenější systém tohoto druhu v České republice. Na základě přirozeného slunečního světla odraženého od porostu (závislé na obsahu chlorofylu a hustotě porostu) vypočítává optimální aplikační dávku dusíku. V současné době se dodává už i s umělým zdrojem světla, tudíž není závislý na denním světle a prodlužuje se tím jeho potenciální využití během sezóny. N-senzor se připevňuje na střechu pohonného stroje tak, aby optické snímače mohly snímat porost v určité referenční šířce. Při použití na poli se nejprve nasnímá část porostu, ke které se nejjednodušeji pomocí N-testru určí potřebná dávka dusíku. Ještě před vyjetím do pole se musí navolit potřebné údaje o porostu a hnojivu. Na postřikovačích se používá N-senzor především k variabilní aplikaci dusíku z kapalného průmyslového hnojiva DAM.
