Česká republika
Média

Moderní technologická řešení pro boj proti hladu

93716833

Světová populace roste, potraviny jsou stále vzácnější. Bez významného pokroku v oblasti inovací poptávka po potravinách pravděpodobně převýší nabídku. Vertikální zemědělství, městské zemědělství, kombajny, které budou zároveň analytickými laboratořemi na kolech, a v neposlední řadě inteligentní telefony: v tom všem spočívá naděje zemědělství budoucnosti.

Roky hojnosti a vrchovatě naplněných sýpek jsou pryč. Světové zásoby obilí – nejzásadnější ukazatel schopnosti světa uživit se – se za posledních deset let hrozivě zmenšily. Množství kukuřice, pšenice a rýže uskladněné v roce 2013 jen těsně vystačí na uspokojení celosvětové poptávky na 76 dnů; ještě před deseti lety to bylo 107 dní.

V důsledku klimatických změn, nedostatku vody, eroze půdy a růstu populace je stále obtížnější vypěstovat dostatek obživy pro všechny. Zemědělství postupuje a stává se klíčovým odvětvím 21. století. Blíží se nová éra prudce rostoucích cen a hladu vymykající se kontrole, varuje Lester R. Brown ve své knize Plná planeta, prázdné talíře („Full Planet, Empty Plates“). Zakladatel a prezident institutu Earth Policy Institute se sídlem ve Washingtonu je jedním z významných ekologických průkopníků. „Potraviny jsou nová ropa, půda je nového zlato,“ míní Brown. Rozpoznává nově vznikající geopolitiku potravin, ve které se budou země bít o to, aby co nejlépe ochránily své vlastní zájmy.

171357242
Zelené stěny na snížení uhlíkové stopy v městech existují již několik let. Dnes je cílem využívat tyto vertikální prostory i pro skutečné zemědělství.

Půda je nového zlato

Svět již nyní žije nad své možnosti – každý osmý člověk trpí chronickým hladem. Prognózy ukazují, že do roku 2050 bude třeba nakrmit ještě o více než dvě miliardy lidí více. K zajištění dostatku potravin tak, aby – alespoň teoreticky – nikdo na planetě nemusel hladovět, by musela zemědělská výroba vzrůst alespoň o 70 procent1. Tyto údaje, které pocházejí od Organizace OSN pro výživu a zemědělství (FAO), jsou však ve skutečnosti podhodnoceny: do výpočtu totiž nejsou zahrnuta biopaliva a krmivo pro zvířata.

Zemědělství stojí před zásadní změnou přístupu, podobnou přechodu na novou energetickou politiku. Úrodné půdy je málo. Desertifikace ničí každoročně dvanáct milionů hektarů orné půdy, což je plocha přibližně poloviny území Spojeného království Velké Británie a Severního Irska. Poptávka po orné půdě narůstá s tím, jak se stále více lidí přizpůsobuje Západu a jeho životnímu stylu s převahou masa – nakonec, dobytek a prasata také potřebují krmivo. „Zvýšením množství půdy vyhrazené pro plodiny nelze uspokojit více než dalších 10 procent celosvětové poptávky. Zbytek musíme doplnit zvýšením výnosů,“ říká Dr. Harald von Witzke, profesor mezinárodního zemědělského obchodu a rozvoje z berlínské Humboldtovy univerzity. Pokud nebudeme vyrábět naše potraviny nejen efektivnějším, ale i udržitelnějším způsobem, skončíme tak, že se sami připravíme o přírodní zdroje, které potřebujeme pro přežití.

„Potraviny jsou nová ropa, půda je nového zlato.“

Lester R. Brown, zakladatel a prezident institutu Earth Policy Institute

Špenát, zelí a hlávkový salát se otáčejí na devět metrů vysokých plošinách vertikální farmy Sky Greens v Singapuru, díky čemuž se každé rostlině dostane slunečních paprsků. Množství podobných továren na zeleninu existuje i v Japonsku.

Zemědělství nabírá vertikální směr

Největší problém ani není „jak“. „Tím nejvzácnějším zdrojem, který nám chybí ze všeho nejvíc, je čas,“ varuje Lester R. Brown. V důsledku této naléhavosti jsou najednou atraktivní i řešení, která by mnozí ještě před pár lety považovali za absurdní. V Singapuru, kde se tlačí přes pět milionů lidí na ploše 700 kilometrů čtverečních, zemědělství postupně přechází na vertikální. V městské vertikální farmě, kterou provozuje společnost Sky Greens, rotují rostliny špenátu, zelí a hlávkového salátu na 120 hliníkových plošinách vysokých devět metrů, aby se každé z nich dostalo slunečních paprsků. Rozmach podobných projektů zažívá i Japonsko, protože havárie v jaderné elektrárně Fukušima nejenže zničila rozsáhlé lány orné půdy, ale podkopala i důvěru veřejnosti v kvalitu místních zemědělských plodin. Největší japonská továrna na zeleninu Spread Co. vyrobí ročně 7,3 milionu hlávek salátu, přičemž výrobní hala nemá okna a připomíná spíše hangár než skleník. Rostliny zde nemají ani slunce, ani půdu, ale rostou na plovoucích výsadbových lůžkách ve vodním živném substrátu pod červenými a modrými LED světly.

I když třicetipodlažní luxusní verze mrakodrapu s vertikální farmou, kterou již od konce 90. let minulého století prosazuje Dr. Dickson Despommier, ještě nespatřila světlo světa, penzionovaný profesor biologie z Kolumbijské univerzity v New Yorku cítí zadostiučinění. „Za deset let bude polovina potravin vyrobených v Japonsku pocházet z rostlinných továren,“ míní Despommier. „Ale vertikální zemědělství není jen budoucností Japonska. Jeho příkladu budou následovat i další země. „V průměru jeden krytý hektar v továrně se rovná zhruba deseti hektarům otevřeného pole, říká Despommier. Zeleninu vypěstovanou v továrně neovlivňuje střídání ročních období, napadení hmyzem, ani sucho. Umělé prostředí ve skutečnosti odkrývá úplný genetický potenciál každého zrna. Ba co víc, stačí mu sotva třetina vody a čtvrtina hnojiva. A továrny na zeleninu nepotřebují žádné pesticidy.

Továrny na zeleninu jsou však v boji proti celosvětovému hladu jen jedním kouskem skládačky. Rozsah jejich přínosu ke světové bezpečnosti potravin je především otázka nákladů. Jak říká profesor zemědělství von Witzke: „Drahé továrny na zeleninu si zatím budou moci dovolit jen bohaté země.“

Nicméně k tomu, aby svět dokázal vyrábět dostatek potravin, které budou muset nakrmit stále více lidí, budou vysoce efektivní továrny na zeleninu nezbytné. „Je naší povinností jít touto cestou,“ říká von Witzke. Podle jeho výpočtů by se nárůstem zemědělské produkce v továrnách na zeleninu v EU o jediné procento uvolnilo 1,2 milionu hektarů orné půdy v jiných zemích, kterou by mohly využívat k uspokojování vlastních potřeb obživy. To by přispělo k zachování biologické rozmanitosti na ploše odpovídající 600 000 hektarů tropického pralesa.

„Čím budou mít zemědělci více aktuálních informací a čím budou přesnější, tím efektivnější bude jejich rozhodování.“

Profesor Simon Blackmore, PhD., Univerzita Harpera Adamse v anglickém hrabství Shropshire

Inteligentní zemědělství s tabletem a smartphonem: moderní aplikace pomáhají zemědělcům diagnostikovat onemocnění plodin, čímž podporují udržitelné zemědělství.

Nárůst výnosů o 50 procent je stále možný

Profesor však vkládá největší naděje do šlechtění rostlin, kterým bychom získali odolnější plodiny a na míru šitou ochranu plodin. Domnívá se, že i ve vysoce industrializovaném zemědělském systému, jako má Německo, je stále možný 50% nárůst výnosů od výsevu až po sklizeň. „Genetický potenciál plodin je navržen tak, že i nyní umožňuje mnohem vyšší výnosy,“ říká von Witzke. Sklizeň bude vždy ovlivňovat počasí a kvalita půdy, to je pravda – ale inteligentní zemědělské stroje a roboty budou schopny v budoucnu poskytovat každé jedné rostlině cílenější péči.

O nápady, jak zachovat přírodní zdroje, není nouze. Kamerou vybavené postřikovače přesně cílené na aplikaci na listy rostlin by mohly přispět k efektivnějšímu využívání prostředků na ochranu plodin, říká Simon Blackmore, PhD., Profesor Univerzity Harpera Adamse v anglickém hrabství Shropshire. Jiné roboty zase útočí laserovými paprsky na plevel. Vědci zvažují i ​​použití zemědělských bezpilotních dronů, aby předešli nepřesnému účinku laserů, který by mohl způsobovat nerovný terén polí. V každém případě jedno je jisté: půda, která má nakrmit ještě množství generací po nás, potřebuje v budoucnu lepší ochranu.

Pomoci by mohla i redukce obilovin. Společnost BASF pracuje na vývoji nového krmiva, které by mohlo významně přispět k trvale udržitelné výrobě potravin. Přidáváním kombinace enzymů do krmiva pro drůbež a prasata by se mohlo efektivněji zužitkovat krmné obilí. Enzymy štěpí nestravitelné polysacharidy a upravují je tak, aby byly vhodné pro trávení; zvířata tak mohou zužitkovat tyto složky jako zdroj energie, díky čemuž spotřebují méně obilí.

Roboti chrání zdroje

Maximální výnosy spojené s minimálním využitím zdrojů: výběr odrůd, ochrana plodin, hnojení a zavlažování lze doladit pomocí moderních technologií. Vedle půdě jsou stále významnějším faktorem výroby přesné údaje. To, čí úroda bude nakonec nejlepší, dnes určuje použití těch nejinteligentnějších technologií. Simon Blackmore nepochybuje o tom, že robotika již do deseti let způsobí revoluci v zemědělství. „Na to, abychom dokázali zvládnout tuto novou komplexnost, nutně potřebujeme nové systémy řízení,“ říká Blackmore. „Čím budou mít zemědělci více aktuálních informací a čím budou přesnější, tím efektivnější bude jejich rozhodování.“

A přesně to měla společnost BASF v úmyslu dělat ve spolupráci s výrobcem zemědělských zařízení a vybavení, společností John Deere. Plány na vytvoření průřezového svazku oznámila koncem roku 2013. Tato nevýhradní aliance je založena na společném přesvědčení, že nejlepší řešení vznikají na rozhraní mezi specializovanými agronomickými znalostmi a expertízou v oblasti zařízení a vybavení. Zemědělci nyní mohou využívat datové platformy, jako je myjohndeere.com, ke sledování aktuální polohy svých traktorů pomocí počítače, tabletu nebo smartphonu. Majitelé moderních kombajnů, které jsou vybaveny senzory na bázi nejnovějších technologií, dokáží dnes díky systému GPS určit, kde přesně se jejich stroje v dané chvíli nacházejí; dokáží také analyzovat kvalitu úrody na každém kousku půdy a podle toho s dokonalou přesností přijímat adekvátní nápravná opatření.

Inteligentní stroje umožňují zemědělcům sledovat polohu, analyzovat kvalitu úrody na každém kousku půdy a v případě potřeby přijmout nápravná opatření.

Zemědělské stroje nabývají inteligenci

„Každý čtvereční metr plošné výměry se stane testovacím polem,“ říká Patrick Pinkston, viceprezident společnosti John Deere pro technologická a informační řešení v Divizi zemědělství a travnatých oblastí. Jeho nadšení je zjevné. Inteligentní zemědělské stroje vyrábějí obrovské datové soubory – představte si „velká data“. Když budou zemědělci souhlasit s účastí a sdílením svých údajů, agronomové společnosti BASF budou moci tyto datové soubory využívat pro generování automatizovaných doporučení. S postupem sezóny budou pěstitelé dostávat stále spolehlivější simulace, které budou zobrazovat, jaký vliv bude mít každé jejich rozhodnutí na úrodu. Tyto informace zároveň pomohou odemknout další z tajemství biologie, která mohou pěstitelé využít k další optimalizaci. „Potřebné technologie se senzory výnosů jsou komerčně dostupné již asi deset let. Cílem je nyní využívat údaje z těchto a dalších zdrojů jako základ při rozhodování pro zvýšení produktivity na udržitelné bázi,“ vysvětluje Dr. Matthias Nachtmann, vedoucí projektového týmu agIT ve společnosti BASF. Společnost BASF plánuje urychlit vývoj mobilních nástrojů rozhodování na základě velkých dat v podobě investice v milionech eur s dvouciferným číslem.

Na rozdíl od supermoderních továren na zeleninu poskytuje inteligentní zemědělství i těm nejchudším zemím možnost rychlých zisků. A to díky tomu, že jediný inteligentní telefon stačí k tomu, aby přinášel důležité informace celé vesnici. Předpověď počasí může například zabránit tomu, aby silný liják vyplavil z polí čerstvě zaseté osivo. Jiné aplikace doporučují pěstitelům správné dávkování hnojiva, které se chystají použít. Dokáží také pomáhat při diagnostice onemocnění plodin. Například brazilští zemědělci a poradci již využívají takový nástroj od společnosti BASF. Jako východisko pro doporučení správného prostředku na ochranu plodin slouží fotografie napadené rostliny. Z fotografie je také možné určit, jaké hnojivo rostlina potřebuje. Aplikace byla původně vyvinuta pro britský trh a dnes ji používají i mnozí zemědělci v Indii a Chile.

Inteligentní zemědělství není jakousi odnoží vývoje segmentu trhu s nejmodernějšími technologiemi. Podle jisté studie z roku 2013 existuje již více než 1 600 zemědělských nástrojů tohoto druhu s podporou informačních technologií (IT). „Dnešní dostupné nástroje IT nesplňují potřeby zemědělců. Můžeme očekávat, že zemědělci budou mít z integrovaných řešení v budoucnosti nesmírný užitek,“ dodává na závěr Nachtmann.

Organizace Spojených států pro potraviny a zemědělství, Ochrana a růst, od července 2014