Norman Borlaug 1970-ben Nobel-békedíjat kapott, a számos tudományos elismerése mellett a Magyar Tudományos Akadémia tiszteleti tagja volt (1980). Néhány, még ma is elgondolkodtató kijelentése:

„Az ételhez jutás erkölcsi joga mindenkinek, aki ebbe a világba született… Néhány környezetvédő lobbista kiváló ember, de a legtöbb életművész. Ezek soha nem tapasztalták meg az éhségérzetet. A lobbitevékenységüket elegáns irodákból fejtik ki Washingtonban vagy Brüsszelben. Ha csak egy hónapig élnének nyomorban a fejlődő országokban ott, ahol én ötven évet töltöttem, azonnal traktorért, műtrágyáért és öntöző csatornáért kiáltanának.” (URL1)

 

A Precíziós Mezőgazdaság Nemzetközi Szervezetének (ISPA: International Society of Precision Agriculture) honlapja szerint: „A precíziós mezőgazdaság olyan irányítási stratégia, amely összegyűjti, feldolgozza és elemzi az időbeni, térbeli és egyedi adatokat, ezeket egyéb információkkal összevetve támogatja a vezetés döntéseit abból a célból, hogy a várható változékonyság figyelembevételével hatékonyabb legyen az erőforrás-felhasználás, a termelékenység, a minőség, a jövedelmezőség, és a mezőgazdasági termelés fenntartható legyen.” A várható változékonyságon a táblán belüli eltéréseket, illetve az azokra adandó helyspecifikus válaszokat kell érteni. A precíziós állattenyésztésnél ezekhez a szempontokhoz még az állatjólét biztosítása is kiemelt jelentőségű elvárás.

Tilman professzor munkatársaival a Nature-ben megdöbbentő adatokat közölt az agráriumhoz köthető környezetszennyezésekről. Ezek között ki kell emelni, hogy a például a nitrogén műtrágyák 30–50, a foszfor műtrágyák 45%-át hasznosítják csak a kultúrák (Tilman et al., 2002). A fennmaradó rész jelentős környezetszennyezőként jelentkezik.

A jelenlegi gyakorlatukban a precíziós technológiák csak részben váltották be a hozzájuk fűzött reményeket. Különösen vonatkozik ez a fenntarthatóság kritériu­mainak figyelembevételére.

Louis Longchamps és munkatársai (2018) a mezőgazdasággal kapcsolatos kutatásoknál a paradigmaváltás szükségességére hívták fel a figyelmet. Felvetették, hogy észlelve a mezőgazdaság kedvezőtlen hatását a bioszférára, az arra adandó válaszok egyre nagyobb időintervallumot igényelnek. A megoldás: új kutatási módszereket kell kidolgozni, az eddigieknél sokkal nagyobb adatbázisokra (Big Data) kell a tudományos következtetéseket alapozni farmon, illetve táblán belül, regionális és globális szinten egyaránt.

A dolgok internete kommunikációt tesz lehetővé ember–ember, ember–dolog és dolog–dolog között úgy, hogy az ember mint közvetítő, illetve döntéshozó egyre jobban kikerül a rendszerből. A dolgok internete számítástechnikai és kommunikációs forradalom a vezeték nélküli technológiától a nanotechnológiára alapozott érzékelőkig. Forradalminak lehet nevezni az IoT-t olyan értelemben is, hogy teljesen megváltoztatja az életkörülményeinket. Olyan összefüggések feltárására lesz lehetőség, amelyekre eddig az adatbázisok és modellezési módszerek nem adtak lehetőséget.

Az IoT intenzív fejlődése egyre jobban abba az irányba viszi az internet fejlődését, hogy a különböző helyekről, különböző formában (kép, hang, egyéb digitális adatok stb.) érkező információkat egységes szemlélettel dolgozza fel a döntéshozatal megalapozása céljából.

IoT-rendszert lehet kiépíteni (LoRaWAN), illetve lehet GSM-alapú, mobil telefon-hálózatra alapozni. Az IoT-rendszer telepítését tavaly májusban kezdtük. A pilot berendezésekről gyűjtött tapasztalatok alapján az idén márciusban egy Tématerületi Kiválósági Program keretében a 15 ha-os kísérleti táblán három talajféleségnél IoT- és egy meteorológiai állomást telepítettünk, felhasználva a korábbi ilyen irányú tapasztalatokat. Minden egység az Antenna Hugária Zrt. (AH) LoRaWAN IoT-hálózatához kapcsolódik. Ugyancsak ez a rendszer fogadja azoknak a szenzoroknak a jeleit, amelyeket a táblát szegélyező erdősávban helyeztünk el. A szenzorok adatai a LoRa (Long Range) kommunikációs hálózaton keresztül jutnak el a kapuig, majd onnan az AH IoT hálózati szervereire. Kutatócsoportunk mint felhasználó, közvetlenül az Antenna Hungária szervereitől kapja a negyedórás felbontású mérési adatokat. Ezek feldolgozása és megjelenítése azonban már a mi alkalmazásszervereinken történik.

Hosszú távú cél, hogy az on-the-go (mozgás közben érzékelő) mérőrendszerek, például robotok, a talajban vontatott mérőegységek vagy a távérzékelés által szolgáltatott adatok ugyancsak integrálódjanak a rendszerbe, és a stabil műszerek folyamatosan és automatikusan validálják ezen adatokat a környezetükben történő elhaladáskor.

A monitorozási paraméterek: a talaj elektromos vezetőképessége, a talaj víztartalma és a talaj hőmérséklete különböző mélységeken (5, 20, 40, 60 és 80 cm), a levegő hőmérséklete, páratartalma és nyomása, a levél felületének páratartalma és a szárvastagság.

További eszközök érzékelik a környezeti tényezőket: a talajvíz pH-ját és nitrit-, nitráttartalmát, a talaj CO2- és ammóniakibocsátását és az oxigéntermelődést. A komplex meteorológiai állomás tíz paramétert elemez. Ugyanakkor adatszolgáltatás történik a műholdas, repülőgépes, illetve drónfelvételek kiértékelésekor is. A rendszert tovább fogjuk fejleszteni rovar feromoncsapdákkal és kamerákkal, amelyek hasznos információkat nyújtanak a termesztett kultúrákról és azok környezetéről.

Eddig a „hagyományos” növényfiziológiai modelleknél a költséges, laborban mért adatok nagy részét nem folyamatos érzékeléssel, hanem adott időintervallumokban – ezek lehetnek évek is – méréssel gyűjtöttük (Nyéki et al., 2017). A növények növekedési és fejlődési jellemzőinek pontosabb leírása érdekében kellett a változók számát és a mért adatok gyakoriságát növelni. Ez az új érzékelőhálózat dinamikus „Big Data” adatbázisokat kínál. Ma már a nagy adatbázisok feldolgozását, az adatbányászatot szinte kizárólag a mesterséges intelligenciára alapozott módszerekkel végezzük (Nyéki et al., 2019).

Mivel méréseink száma és a levonható következtetések komplexitása sok nagyságrenddel növekszik, folyamatosan közelebb kerülünk a projekt végső céljához: az automatizált, fenntartható, környezetkímélő növénytermesztési rendszerek műszaki-informatikai megalapozásához.

A fejlődő, de különösen a legkevésbé fejlett (Least Developed) országok gyarapodásának kulcsa, az első lépés a mezőgazdaság fejlesztése, melynek lényege a genetikai potenciál kihasználása és a technológia betartása. Ezzel mérsékelhető és hosszú távon felszámolható az éhínség. A genetikai potenciál kihasználása a szántóföldeken elsősorban az optimális tápanyag kijuttatását, a korszerű növényvédelmet és szárazság esetén a víztakarékos öntözést jelenti. Ugyanakkor ennek környezetkímélő módon kell történnie, figyelembe véve például, hogy az egyébként is nitrátosodott és más szennyeződésekkel terhelt talajvizet tovább ne szennyezzük, hiszen ehhez kapcsolódnak az ivóvízellátás javításával kapcsolatos elengedhetetlen fejlesztések. Világosan látszik, hogy a globális és a lokális fejlődés nincs összhangban. A fejlődő országok nagy részénél a globális fejlődés kedvezőtlenül hatott a lokálisra, olyan értelemben, hogy tovább növelte a fejlett és fejlődő országok közötti szociális különbségeket (Molnár, 2018).

A fejlődő országok fejletlensége előnyös lehet abból a szempontból, hogy például az energiaellátás fejlesztésénél már eleve a korszerű „zöld”, megújuló energiákat tudják előnyben részesíteni (Czirják–Klemensits, 2018).

Jelenleg az IoT intenzívebb elterjedését a magas beruházási és karbantartási költségek, az üzemeltetéshez szükséges tudás hiánya, az alacsony szintű közbiztonság, az egyéb infrastruktúra hiánya és az alacsony szintű internet-szolgáltatás gátolja. Növelni kell az internet felhasználásával végezhető oktatást is.

Az IoT használatának lehetőségei a fejlődő országokban is széles körűek: a közművek felügyelete, a legelő állatok tartózkodásának a nyomon követése, a közlekedés biztonságának a javítása, az egészségügy fejlesztése, a balesetmentes munkahelyek kialakítása, a környezet monitoringja: szélsőséges időjárási események, ciklonok, árvizek, aszályok előrejelzése. IoT-rendszer segítheti, ellenőrizheti, hogy a vakcinák szállításakor a hűtőkocsik hőmérséklete az előírt tartományban maradjon (Miazi et al., 2016).

Az Oxfordi Egyetem kutatócsoportja IoT-rendszerrel ellenőrizte a kézi üzemeltetési kutak használatának jellemzőit. Az adatok feldolgozása révén olyan megelőző karbantartási programot dolgoztak ki, amely révén a kutak meghibásodása gyakorlatilag megszűnt (URL2). Az IoT-rendszerek révén a kutak arzénterhelésének felügyelete is ellátható. Az IoT-rendszerben működtetett vízszivattyúk meghibásodásakor a karbantartókat SMS-sel lehet értesíteni. Mozgásérzékelőkkel és vízárammérőkkel lehet ellenőrizni, hogy a lakosok milyen gyakran mosnak kezet.

Nemcsak az energiaellátásnál, de más területen is behozhatják a lemaradásukat a fejlődő országok: például a rossz útviszonyok esetén a sürgősségi vérellátás drónok használatával oldható meg. Ezzel a többórás szállítási idő jelentősen csökkenhet.

Amikor a témában az MTA Székházában a Magyar Tudomány Ünnepe alkalmából, a kiemelt rendezvénysorozat keretében előadást tartottam (2019. november 11.), még senki nem gondolta Magyarországon, hogy ilyen váratlan és globális vírusfertőzés fogja az egész világot térdre kényszeríteni. Ennek, az emberiség számára várhatóan jelentős változást hozó pandémiának egy pozitív hozadéka bizonyosan lesz: ráirányítja a figyelmet, hogy az emberiség és a körülötte lévő élő és élettelen világ kapcsolatában teljesen más utakra kell térni. Hiszek abban, hogy van még visszaút. Ehhez azonban az élővilágot egyenrangú partnernek kell tekintenünk. Olyan ismeretekre kell ismét szert tennünk, amelyek korábban a tudatunk részét képezték. Ellenkező esetben nem a fenntarthatóságunk, hanem a fennmaradásunk kerül veszélybe. Jelenleg súlyos környezetvédelmi és ökológiai bűnöket követünk el, veszélyeztetve a jövő generáció létét. A kutatók felelőssége is jelentős. Ilyen nagy adatbázisokat sem a természetvédők, sem az agrármérnökök más formában nem, csak a fent említett módon tudnak rögzíteni. Ezzel az agrárökológiai, illetve agrár- és természetes ökológiai rendszerek kapcsolatát leíró modellek pontossága jelentősen növekedhet. Hiszek abban, hogy egyszer eljutunk oda, hogy – Karinthy után szabadon – az igazságot és nem a magunk igazát keressük, és az agrár- és természetes ökológiai rendszerek kutatói az eddigieknél sokkal hatékonyabban fognak együttműködni (Neményi, 2013).

Külön kell szólni a fejlődő világról és azon belül a több mint egymilliárd éhező földlakosról. A történelemben már volt sikeres program az éhezés felszámolására. A Norman Borlaug professzor nevéhez fűződő zöld forradalom tapasztalataira alapozva, meddő tanácskozások helyett a korszerű IKT, az IoT lehetőségeinek felhasználásával hatékony lehetne egy ilyen világméretű program.