Slovensko
Médiá

Moderné technologické riešenia na boj proti hladu

Svetová populácia rastie, potraviny sú čoraz vzácnejšie. Bez významného pokroku v oblasti inovácií dopyt po potravinách pravdepodobne prevýši ponuku. Vertikálne poľnohospodárstvo, mestské poľnohospodárstvo, kombajny, ktoré budú zároveň analytickými laboratóriami na kolesách, a v neposlednom rade inteligentné telefóny: v tom všetkom spočíva nádej poľnohospodárstva budúcnosti.

Roky hojnosti a vrchovato naplnených sýpok sú preč. Svetové zásoby obilia – najzásadnejší ukazovateľ schopnosti sveta uživiť sa – sa za ostatných desať rokov hrozivo zmenšili. Množstvo kukurice, pšenice a ryže uskladnenej v roku 2013 len tesne vystačí na uspokojenie celosvetového dopytu na 76 dní; ešte pred desiatimi rokmi to bolo 107 dní.

V dôsledku klimatických zmien, nedostatku vody, erózie pôdy a rastu populácie je čoraz ťažšie vypestovať dostatok obživy pre všetkých. Poľnohospodárstvo napreduje a stáva sa kľúčovým odvetvím 21. storočia. Blíži sa nová éra prudko rastúcich cien a hladu vymykajúcemu sa kontrole, varuje Lester R. Brown vo svojej knihe Plná planéta, prázdne taniere („Full Planet, Empty Plates“). Zakladateľ a prezident inštitútu Earth Policy Institute so sídlom vo Washingtone je jedným z významných ekologických priekopníkov. „Potraviny sú nová ropa, pôda je nové zlato,“ myslí si Brown. Rozpoznáva novo vznikajúcu geopolitiku potravín, v ktorej sa budú krajiny biť o to, aby čo najlepšie ochránili svoje vlastné záujmy.

Zelené steny na zníženie uhlíkovej stopy v mestách existujú už niekoľko rokov. Dnes je cieľom využívať tieto vertikálne priestory aj na skutočné poľnohospodárstvo.

Pôda je nové zlato

Svet už teraz žije nad svoje možnosti – každý ôsmy človek trpí chronickým hladom. Prognózy ukazujú, že do roku 2050 bude treba nakŕmiť ešte o viac ako dve miliardy ľudí viac. Na zabezpečenie dostatku potravín tak, aby – aspoň teoreticky – nikto na planéte nemusel hladovať, by musela poľnohospodárska výroba vzrásť aspoň o 70 percent1. Tieto údaje, ktoré pochádzajú od Organizácie OSN pre výživu a poľnohospodárstvo (FAO), sú však v skutočnosti podhodnotené: do výpočtu totiž nie sú zahrnuté biopalivá a krmivo pre zvieratá.

Poľnohospodárstvo stojí pred zásadnou zmenou prístupu, podobnou prechodu na novú energetickú politiku. Úrodnej pôdy je málo. Dezertifikácia ničí každoročne dvanásť miliónov hektárov ornej pôdy, čo je plocha zodpovedajúca približne polovici územia Spojeného kráľovstva Veľkej Británie a Severného Írska. Dopyt po ornej pôde narastá s tým, ako sa čoraz viac ľudí prispôsobuje Západu a jeho životnému štýlu s prevahou mäsa – napokon, dobytok a ošípané tiež potrebujú krmivo. „Zvýšením množstva pôdy vyhradenej pre plodiny nemožno uspokojiť viac ako ďalších 10 percent celosvetového dopytu. Zvyšok musíme doplniť zvýšením výnosov,“ hovorí Dr. Harald von Witzke, profesor medzinárodného poľnohospodárskeho obchodu a rozvoja z berlínskej Humboldtovej univerzity. Pokiaľ nebudeme vyrábať naše potraviny nielen efektívnejším, ale aj udržateľnejším spôsobom, skončíme tak, že sa sami pripravíme o prírodné zdroje, ktoré potrebujeme na prežitie.

„Potraviny sú nová ropa, pôda je nové zlato.“

Lester R. Brown, zakladateľ a prezident inštitútu Earth Policy Institute

Špenát, kapusta a hlávkový šalát sa otáčajú na deväť metrov vysokých plošinách vertikálnej farmy Sky Greens v Singapure, vďaka čomu sa každej rastline dostane slnečných lúčov. Množstvo podobných tovární na zeleninu existuje aj v Japonsku.

Poľnohospodárstvo naberá vertikálny smer

Najväčší problém ani nie je „ako“. „Tým najvzácnejším zdrojom, ktorý nám chýba zo všetkého najviac, je čas,“ varuje Lester R. Brown. V dôsledku tejto naliehavosti sú zrazu atraktívne aj riešenia, ktoré by mnohí ešte pred pár rokmi považovali za absurdné. V Singapure, kde sa tlačí vyše päť miliónov ľudí na ploche 700 kilometrov štvorcových, poľnohospodárstvo postupne prechádza na vertikálne. V mestskej vertikálnej farme, ktorú prevádzkuje spoločnosť Sky Greens, rotujú planty špenátu, kapusty a hlávkového šalátu na 120 hliníkových plošinách vysokých deväť metrov, aby sa každej z nich dostalo slnečných lúčov. Rozmach podobných projektov zažíva aj Japonsko, pretože havária v jadrovej elektrárni Fukušima nielenže zničila rozsiahle lány ornej pôdy, ale podkopala aj dôveru verejnosti v kvalitu miestnych poľnohospodárskych plodín. Najväčšia japonská továreň na zeleninu Spread Co. vyrobí ročne 7,3 milióna hlávok šalátu, pričom výrobná hala nemá okná a pripomína skôr hangár než skleník. Rastliny tu nemajú ani slnko, ani pôdu, ale rastú na plávajúcich výsadbových lôžkach vo vodnom živnom substráte pod červenými a modrými svetlami LED.

Aj keď 30-podlažná luxusná verzia mrakodrapu s vertikálnou farmou, ktorú už od konca 90. rokov minulého storočia presadzuje Dr. Dickson Despommier, ešte neuzrela svetlo sveta, penzionovaný profesor biológie z Kolumbijskej univerzity v New Yorku cíti zadosťučinenie. „O desať rokov bude polovica potravín vyrobených v Japonsku pochádzať z rastlinných tovární,“ myslí si Despommier. „Ale vertikálne poľnohospodárstvo nie je len budúcnosťou Japonska. Jeho príklad budú nasledovať aj ďalšie krajiny.“ V priemere jeden krytý hektár v továrni sa rovná zhruba desiatim hektárom otvoreného poľa, hovorí Despommier. Zeleninu vypestovanú v továrni neovplyvňuje striedanie ročných období, napadnutie hmyzom, ani sucho. Umelé prostredie v skutočnosti odkrýva úplný genetický potenciál každého zrna. Ba čo viac, stačí mu sotva tretina vody a štvrtina hnojiva. A továrne na zeleninu nepotrebujú žiadne pesticídy.

Továrne na zeleninu sú však v boji proti celosvetovému hladu len jedným kúskom skladačky. Rozsah ich prínosu k svetovej bezpečnosti potravín je predovšetkým otázka nákladov. Ako hovorí profesor poľnohospodárstva von Witzke: „Drahé továrne na zeleninu si zatiaľ budú môcť dovoliť len bohaté krajiny.“

Avšak na to, aby svet dokázal vyrábať dostatok potravín, ktoré budú musieť nakŕmiť čoraz viac ľudí, budú vysoko efektívne továrne na zeleninu nevyhnutné. „Je našou povinnosťou ísť touto cestou,“ hovorí von Witzke. Podľa jeho výpočtov by sa nárastom poľnohospodárskej produkcie v továrňach na zeleninu v EÚ o jediné percento uvoľnilo 1,2 milióna hektárov ornej pôdy v iných krajinách, ktorú by mohli využívať na uspokojovanie vlastných potrieb obživy. To by prispelo k zachovaniu biodiverzity na ploche zodpovedajúcej 600 000 hektárom tropického pralesa.

„Čím budú mať poľnohospodári viac aktuálnych informácií a čím budú presnejšie, tým efektívnejšie bude ich rozhodovanie.“

Profesor Simon Blackmore, PhD., Univerzita Harpera Adamsa v anglickom grófstve Shropshire

Inteligentné poľnohospodárstvo s tabletom a smartfónom: moderné aplikácie pomáhajú poľnohospodárom diagnostikovať ochorenia plodín, čím podporujú trvalo udržateľné poľnohospodárstvo.

Profesor však vkladá najväčšie nádeje do šľachtenia rastlín, ktorým by sme získali odolnejšie plodiny a na mieru šitú ochranu plodín. Domnieva sa, že aj vo vysoko industrializovanom poľnohospodárskom systéme, ako má Nemecko, je stále možný 50-percentný nárast výnosov od sejby až po zber. „Genetický potenciál plodín je navrhnutý tak, že ešte aj teraz umožňuje oveľa vyššie výnosy,“ hovorí von Witzke. Úrodu bude vždy ovplyvňovať počasie a kvalita pôdy, to je pravda – no inteligentné poľnohospodárske stroje a roboty budú schopné v budúcnosti poskytovať každej jednej rastline cielenejšiu starostlivosť.

O nápady, ako zachovať prírodné zdroje, nie je núdza. Kamerou vybavené postrekovače presne cielené na aplikáciu na listy rastlín by mohli prispievať k efektívnejšiemu využívaniu prostriedkov na ochranu plodín, hovorí Simon Blackmore, PhD., profesor Univerzity Harpera Adamsa v anglickom grófstve Shropshire. Iné roboty zasa útočia laserovými lúčmi na burinu. Vedci zvažujú aj použitie poľnohospodárskych bezpilotných dronov, aby predišli nepresnému účinku laserov, ktorý by mohol spôsobovať nerovný terén polí. V každom prípade jedno je isté: pôda, ktorá má nakŕmiť ešte množstvo generácií po nás, potrebuje v budúcnosti lepšiu ochranu.

Pomôcť by mohla aj redukcia obilnín. Spoločnosť BASF pracuje na vývoji nového krmiva, ktoré by mohlo významne prispieť k trvalo udržateľnej výrobe potravín. Pridávaním kombinácie enzýmov do krmiva pre hydinu a ošípané by sa mohlo efektívnejšie zužitkovať kŕmne obilie. Enzýmy štiepia nestráviteľné polysacharidy a upravujú ich tak, aby boli vhodné na trávenie; zvieratá tak môžu zužitkovať tieto zložky ako zdroj energie, vďaka čomu potrebujú menej obilia.

Roboti chránia zdroje

Maximálne výnosy spojené s minimálnym využívaním zdrojov: výber odrôd, ochrana plodín, hnojenie a zavlažovanie je možné doladiť pomocou moderných technológií. Popri pôde sú čoraz významnejším faktorom výroby presné údaje. To, koho úroda bude nakoniec najlepšia, dnes určuje použitie tých najinteligentnejších technológií. Simon Blackmore nepochybuje o tom, že robotika už o desať rokov spôsobí revolúciu v poľnohospodárstve. „Na to, aby sme vedeli zvládnuť túto novú komplexnosť, nutne potrebujeme nové systémy riadenia,“ hovorí Blackmore. „Čím budú mať poľnohospodári viac aktuálnych informácií a čím budú presnejšie, tým efektívnejšie bude ich rozhodovanie.“

A presne to mala spoločnosť BASF v úmysle robiť v spolupráci s výrobcom poľnohospodárskych zariadení a vybavenia, spoločnosťou John Deere. Plány na vytvorenie medzisektorového zväzku oznámila koncom roka 2013. Táto nevýhradná aliancia je založená na spoločnom presvedčení, že najlepšie riešenia vznikajú na rozhraní medzi špecializovanými agronomickými znalosťami a expertízou v oblasti zariadení a vybavenia. Poľnohospodári teraz môžu využívať dátové platformy, ako je myjohndeere.com, na sledovanie aktuálnej polohy svojich traktorov pomocou počítača, tabletu alebo smartfónu. Majitelia moderných kombajnov, ktoré sú vybavené senzormi na báze najnovších technológií, vedia dnes vďaka systému GPS určiť, kde presne sa ich stroje v danej chvíli nachádzajú; dokážu tiež analyzovať kvalitu úrody na každom kúsku pôdy a podľa toho s dokonalou presnosťou prijímať adekvátne nápravné opatrenia.

Inteligentné stroje umožňujú poľnohospodárom sledovať polohu, analyzovať kvalitu úrody na každom kúsku pôdy a v prípade potreby prijímať nápravné opatrenia.

Poľnohospodárske stroje nadobúdajú inteligenciu

„Každý štvorcový meter plošnej výmery sa stane testovacím poľom,“ hovorí Patrick Pinkston, viceprezident spoločnosti John Deere pre technologické a informačné riešenia v Divízii poľnohospodárstva a trávnatých oblastí. Jeho nadšenie je zjavné. Inteligentné poľnohospodárske stroje vyrábajú obrovské dátové súbory – predstavte si „veľké dáta“. Keď budú poľnohospodári súhlasiť s účasťou a zdieľaním svojich údajov, agronómovia spoločnosti BASF budú môcť tieto dátové súbory využívať na generovanie automatizovaných odporúčaní. S postupom sezóny budú pestovatelia dostávať čoraz spoľahlivejšie simulácie, ktoré budú zobrazovať, aký vplyv bude mať každé ich rozhodnutie na úrodu. Tieto informácie zároveň pomôžu odomknúť ďalšie z tajomstiev biológie, ktoré môžu pestovatelia využiť na ďalšiu optimalizáciu. „Potrebné technológie so senzormi výnosov sú komerčne dostupné až asi desať rokov. Cieľom je teraz využívať údaje z týchto a ďalších zdrojov ako základ rozhodovania pre zvýšenie produktivity na trvalo udržateľnej báze,“ vysvetľuje Dr. Matthias Nachtmann, vedúci projektového tímu agIT v spoločnosti BASF. Spoločnosť BASF plánuje urýchliť vývoj mobilných nástrojov rozhodovania na základe veľkých dát v podobe investície v miliónoch eur s dvojciferným číslom.

Na rozdiel od supermoderných tovární na zeleninu poskytuje inteligentné poľnohospodárstvo aj tým najchudobnejším krajinám možnosť rýchlych ziskov. A to vďaka tomu, že jediný inteligentný telefón stačí na to, aby prinášal dôležité informácie celej dedine. Predpoveď počasia môže napríklad zabrániť tomu, aby silný lejak odplavil z polí čerstvo zasiate osivo. Iné aplikácie odporúčajú pestovateľom správne dávkovanie hnojiva, ktoré sa chystajú použiť. Dokážu tiež pomáhať pri diagnostikovaní ochorení plodín. Napríklad brazílski poľnohospodári a poradcovia už využívajú takýto nástroj od spoločnosti BASF. Ako východisko pre odporúčanie správneho prostriedku na ochranu plodín slúži fotografia napadnutej rastliny. Z fotografie je tiež možné určiť, aké hnojivo rastlina potrebuje. Aplikácia bola pôvodne vyvinutá pre britský trh a dnes ju používajú aj mnohí poľnohospodári v Indii a Čile.

Inteligentné poľnohospodárstvo nie je akousi odnožou vývoja segmentu trhu s najmodernejšími technológiami. Podľa istej štúdie z roku 2013 existuje už viac ako 1 600 poľnohospodárskych nástrojov tohto druhu s podporou informačných technológií (IT). „Dnešné dostupné nástroje IT nespĺňajú potreby poľnohospodárov. Môžeme očakávať, že poľnohospodári budú mať z integrovaných riešení v budúcnosti nesmierny úžitok,“ dodáva na záver Nachtmann.

Organizácia Spojených štátov pre potraviny a poľnohospodárstvo, Ochrana a rast, od júla 2014