Jaké činnosti si dnes v zemědělství bez techniky nedokážeme představit a v jakých je stále vysoký podíl ruční práce?

Podle mě bude v blízké budoucnosti téměř kterákoliv ruční práce v zemědělství nahraditelná díky možnostem různých čidel, robotů či automatizačních linek. To souvisí se současným nedostatkem pracovních sil v zemědělství, který lze do značné míry řešit pomocí techniky. Na druhou stranu je vždy potřeba, aby byly v provozu lidské oči. Technika pracuje, ale člověk kontroluje, jestli dělá to, co má. Kromě zadávání příkazů musí mít pracovník „chovatelský“ či „pěstitelský“ cit. Technika může i díky velkému množství dat upozornit na konkrétní problém. Může se jednat například o to, že ve vedru přestaly ve stáji větrat větráky a zvířata jsou v tepelném stresu. Zemědělec tedy musí jít a reagovat. Nebo čísla ukáží u konkrétního zvířete užitkovost, pohybovost, dobu žraní a přežvykování, veterinární zákroky atd. Nicméně rozhodnutí člověka o ponechání zvířete v chovu je nenahraditelné.

Dalším aspektem, kde zemědělství bez člověka nemůže fungovat, je management. V současné době lze vybavit stáj automatizovanou a robotizovanou technikou. Ale pouze člověk bude vědět, jaké konkrétní technologie pro něj budou ideální. Roboty mají své příznivce i ty, kdo jim moc nefandí. Konkrétně dojicí roboty se začaly vyrábět ne kvůli zkvalitnění welfare krav, ale kvůli tomu, že zemědělci z malých rodinných farem byli kvůli nutnosti dojit dvakrát až třikrát denně přivázání k chovu. Po tomto prvním impulsu se teprve dojicí roboty začaly upravovat tak, aby maximálně vyhovovaly zvířatům.

U chovu hovězího dobytka lze dnes použít technologie na řadu věcí. Například je možné řídit mikroklima ve stáji. Historicky se podle teploty otevírala vrata či spouštěly větráky. Dnes umí čidla změřit proudění vzduchu, vlhkost či teplotu. Všechny tyto veličiny sdružuje hodnota nazývající se „katahodnota“, která udává vhodnost prostředí pro dojnice. Zároveň se také měří koncentrace plynů – amoniaku, sirovodíku, metanu a oxidu uhličitého. Nicméně při regulaci mikroklimatu ve stáji se musí použít sofistikovaný software, který definuje, že při puštění větráků se krávy sice zchladí, ale proudění vzduchu, pokud se dostane nad nebezpečnou hodnotu, může zvířatům způsobit záněty. Pomocí sofistikovaného softwaru je tedy možné rozhodnout, na jakou hodnotu stájového prostředí se chce chovatel dostat.

Zároveň lze pomocí technologií už pětadvacet let sledovat pohybovou aktivitu zvířat. Před více jak čtvrtstoletím byly vyvinuty první pedometry. U nich se pohyb krav měřil tak, že každé zvíře mělo na noze rtuťovou kapkovou elektrodu. Když kráva udělala krok, tak kapička rtuti vyletěla nahoru, indikovalo se napětí a zaznamenalo se, že kráva udělala krok. Dnes zařízení nesledují pouze pohybovou aktivitu, ale také to, jestli kráva leží, žere, přežvykuje, oddychuje, stojí atd. To se dá spojit s identifikací, měřením teploty zvířete i s lokalizací. Pomocí čteček či chytrých telefonů je možné zjistit, že kráva má problém, který je potřeba řešit atd. V těchto případech se dostáváme z běžného automatizovaného systému do stavu precizního zemědělství.

Jaké jsou současné trendy ve vývoji zemědělské techniky? Co můžeme očekávat v následujících deseti, patnácti letech?

Očekávám větší rozvoj robotizace. To bude souviset i s větší cenovou dostupností robotů, rozšířením jejich funkcí a zvětšením počtu společností schopných roboty programovat i pro zemědělskou prvovýrobu. Zemědělství tak bude ovlivněno tzv. průmyslem 4.0. Tento termín bývá používán pro popis současných trendů, kdy jsou do průmyslu zaváděny prvky jako automatizace, robotizace, zpracovávání velkých dat, rozbor obrazu, internet věcí (IoT), atd. V zemědělství je to to samé, ale oproti průmyslu s jedním důležitým rozdílem. V automobilce jede auto po pásu a robot dělá jednu činnost zpravidla přesně na jednom místě. Ale zemědělství je výrazně závislé na vnějších neovlivnitelných podmínkách. U rostlinné výroby nelze ovlivnit počasí, u živočišné výroby je zase potřeba počítat s tím, že každé zvíře je jiné. Pro nasazení dojicího stroje je třeba počítat s tím, že každé zvíře má jinou velikost, pohybuje se. Dojicí stroj je potřeba nasadit na struky, které se také pohybují a navíc mají rozdílnou geometrii. V zemědělství potřebujeme, aby pokročily možnosti robotů i k jiným činnostem. Rozvoz, dávkování a přihrnování krmiva, vyhrnování výkalů, zastýlání, řízený pohyb ve stáji. Některé firmy již podobné roboty nabízejí. Jedná se ale o řešení dílčích technologických procesů bez vzájemné závislosti. O kompletně řízené robotizované a plně automatizované stáji zatím mluvit nemůžeme. Zároveň s vývojem robotů je důležitý i vývoj čidel. Pomocí nich se bude zjišťovat přesný stav ve stáji (mikroklima, rozvoz krmení, vyhrnování atd.) a stav jednotlivých zvířat (měření fyziologických veličin).

Do budoucnosti také očekávám větší využití umělé inteligence v zemědělství. Ta se bude snažit předvídat stavy – a to stavy jednotlivého zvířete i stavy celého stáda. Dnes už máme evidenční třídící systémy, díky kterým lze spočítat, kolik konkrétní kráva nadojí, kolik udělala kroků, jak se pohybovala, kolik žrala atd. Zároveň máme ke každé krávě k dispozici reprodukční kalendáře, záznamy o léčení. Třídící systém může zařadit krávy podle toho, která má nejvyšší pohybovou aktivitu, která nejvíc dojí, která má nejlepší laktaci atd. Současné pracují softwary, které umí udělat rozbor krmiva, určit mikroklima ve stáji atd. V řízení chovu skotu pracujeme s velkým množstvím dat, ale zatím bez vzájemné provázanosti. Očekávám, že díky těmto velkým množstvím dat brzy budou umět softwary dávat optimalizace pro řízení chovu a zároveň predikovat, jak na tom bude konkrétní zvíře v budoucnosti. Software s využitím umělé inteligence budou dávat doporučení, jaké konkrétní kroky udělat. Software tohoto typu nyní sestavujeme v rámci projektu. Rozhodnutí k provedení zákroku ale bude vždy na člověku.

Dalším pomocníkem pro chovatele bude snímání obrazu stáje a jedince. V současné době vyhodnocujeme pomocí této techniky stájové indexy, tj. počet zvířat ležících, počet stojících u žlabu, počet ležících mimo „postýlku“ atd. V rámci individuálního sledování lze nahradit jednak ne vždy přesnou elektronickou identifikaci nebo při rozboru chůze upozornit na zdravotní problém a u růstových kategorií odhadnout váhový přírůstek. Dalším významným pomocníkem k včasné diagnostice zdravotních problémů se stávají systémy s termokamerami.

V souvislosti s používáním technologií v živočišné výrobě bych rád zmínil nově připravovaný projekt, který se týká ochrany ovcí, koz a dobytka před predátory, především před útoky vlků a medvědů. Pomocí termokamery a klasické kamery jsme schopni detekovat, že se k ohradě se zvířaty blíží predátor. Termokamera detekuje blížící se živý objekt a následně pomocí klasické kamery potvrdíme či vyloučíme přítomnost velkého predátora.

Jak se podle vás bude projevovat 4. průmyslová revoluce v rostlinné výrobě?

Pokrok zasáhl i do techniky v rostlinné výrobě. Využívají se navigační systémy, detekce plodin, řízení závlah, monitorování stavu plodin, využívají se drony, autonomní stroje. Rostlinná výroba je stále výrazně závislá na počasí. Nicméně obrovským pomocníkem pro rostlinnou výrobu je použití dronů. Díky kamerám na dronech lze zjistit detailní informace o obhospodařované zemědělské půdě a například v místě s vyšší koncentrací plevele dát víc postřiku. Pomocí dronu také lze najít mokřejší místo na pastvě, kam se díky tomu nebudou pouštět zvířata. Hlavním přínosem dronů je tedy sledování vývoje rostlin na poli nebo sledování účinnosti hnojiv a ochranných prostředků a na základě toho vyhodnocování stavu a následné aplikování hnojiv a postřiků.

Čtvrtá průmyslová revoluce se tedy v rostlinné výrobě projevuje a bude dál projevovat kromě použití dronů pokračující automatizací. Dnes je možné na automatizované váze přesně změřit váhu sklizené plodiny. Zároveň přiřadit plodinu a pole. K údajům o hmotnosti se přidají data o vlhkosti atd. Nicméně finální rozhodnutí v rostlinné výrobě bude stále na člověku. S pokračující automatizací budou tedy zemědělci větší manažeři, ale odbornost a cit pro jejich práci jim musí zůstat.

Robotizace zasáhla i do rostlinné výroby. V testovacím provozu jsou autonomní roboti, kteří sejí, plejí, okopávají, vytrhávají plevel a sklízí.

Hlavní výhodou automatizace a robotizace pro zemědělce můžeme spatřovat v úspoře pracovních sil. Dnes u nás na Fakultě zemědělské a technické v Českých Budějovicích připravujeme agronomy a zootechniky tak, aby byli schopni ovládat techniku a podílet se na jejím vývoji. Očekávám, že nejen naši absolventi budou mít díky technickému pokroku víc času. Například u dojení krav není třeba chodit nasazovat dojicí stroj, ale stačí sledovat, kam konkrétně robotická ruka jezdí. To lze v mobilu díky kamerovému záznamu. Nicméně veškerá technika musí být v souladu se současnými přísnými požadavky na životní prostředí a welfare zvířat.

Jaký typ studentů chodí studovat zemědělskou techniku u vás na Jihočeské univerzitě?

V poslední době se začalo hlásit poměrně dost studentů. Děláme našemu oboru poměrně velkou propagaci, jezdíme na střední školy i na gymnázia. A oni vidí, že na fakultě pracujeme v oborech, jako je rozbor obrazu, programování robotů, pracujeme s umělou inteligencí atd. Někteří studenti mají o studium jasný zájem a chtějí se věnovat našim oborům. Velmi často to jsou děti zemědělců – ať už z rodinných farem či děti zemědělců pracujících v zemědělských podnicích.

Studium se dělí na dva základní směry. Bakalářské studium je od toho, aby studenti dostali základ teoretických znalostí. U bakalářských prací vypisujeme poměrně složitá témata, aby se studenti naučili hledat v literatuře, najít si danou problematiku. Během bakalářského studia je třeba se hodně učit a udělat řadu zkoušek.

Naproti tomu magisterské studium je odlišné v tom, že předměty jsou více specializované a studenti si je mohou více vybírat podle zaměření jejich studia. Magisterské studenty učím předmět informační systémy v zemědělství a inteligentní systémy v zemědělství, kde studentům představuji systémy z praxe. V předmětu informační systémy se studenti seznámí s tím, jaká data a technologie se v zemědělství zpracovávají a používají. Následně v předmětu inteligentní systémy je více kladen důraz na používané systémy v praxi. Výuka není pouze teoretická, ale provázána s exkurzemi do praxe. Každý student dostane své téma, za jehož zpracování dostává zápočet. Je podstatné, jak student dané téma uchopí a jak ho zajímá. Při výuce mě často pomáhají kolegové, kteří se v konkrétních tématech vyznají oproti mně více. Příkladem je použití dronů nebo rozbor obrazu.

Pro vedení diplomových prací si vybírám studenty, kteří o daná témata projevují větší zájem. Někteří z nich dál pokračují v doktorském studiu.

Kde všude se vaši absolventi uplatní?

Stávají se z nich především odborní mechanizátoři, zootechnici či agronomové. Velmi často mě někdo ze zemědělských podniků, kam jezdím už přes třicet let, poprosí o doporučení na konkrétního studenta. Pro firmu je cenné, když se náš absolvent například naučí ovládat moderní nově zakoupený stroj a následně na něj zacvičí řidiče. Nebo podnik po zakoupení nové robotické kruhové dojírny hledá někoho, kdo by sledovat činnost dojírny a bude v případě problémů schopný adekvátně reagovat.

Už jste říkal, že u vás často studují studenti z rodinných farem. Je podle vašich zkušeností jejich přístup ke studiu odlišný oproti studentům, kteří nejsou z hospodařících rodin?

Zajímavá otázka. Zkušenosti jsou všelijaké. Například v současné době mám na diplomovou práci studentku z rodinné farmy, která jde do posledního ročníku navazujícího studia. Na farmě mají dojicího robota Lely a ona se nyní zaměřila na využití termokamer pro stanovení zdravotního stavu zvířat. Sleduje vemena zvířat a paznehty, pořizuje termosnímky a porovnává takto získaná data s tím, co určují veterináři. Tuto studentku přemlouvám, aby šla dál na doktorské studium. Má relativně mladé rodiče, takže nemusí rychle přebírat farmu a naopak doktorát jí pomůže rodinné hospodářství posunout výše.

Dále vedu diplomovou práci studenta, který už má vlastní farmu na výkrm skotu. Na farmě má novou stáj s řízením mikroklimatu a zároveň starou historickou stáj. Pro výzkumné účely porovnává přírůstky zvířat ve stáji s řízením mikroklimatu a bez řízení mikroklimatu.

Obecně musím říct, že lidé ze zemědělství mají oproti lidem mimo zemědělství k oboru blízko, více o něm vědí a hlavně více chtějí studovat. Děti z rodinných farem často chtějí pomoct rodičům, chtějí pro svou farmu co nejlepší výsledky a také mají velkou motivaci znalosti a dovednosti ze studia aplikovat do praxe. Podobný přístup však mají i studenti rodičů, kteří se zemědělství věnují ne na rodinných farmách, ale v zemědělských podnicích.

Mechanizace v zemědělství je brána primárně jako obor pro muže. Daří se vám pro studium získávat i dívky?

Na katedře máme téměř samé studenty. Větší zájem o studium tohoto oboru ze strany studentek by nás proto potěšil.

České Budějovice jsou blízko Rakouska. Jste v kontaktu se svými rakouskými kolegy?

Vím, že s rakouskou univerzitou v Linci se začalo spolupracovat. Ale ne přímo naše katedra. My jsme měli dost širokou spolupráci s univerzitou v Temešváru z Rumunska. Teď jezdíme do Polska. Důležitá je pro nás stále spolupráce s univerzitou v Nitře na Slovensku.

Obecně se nám přeshraniční dohody uzavírat poměrně daří. Já byl osobně např. ve Francii a Nizozemsku. Ve „starých státech EU“ musíte pořád ukázat tak dvakrát, třikrát víc, než oni, aby vás brali. Pořád jsou s kolegy ze západní Evropy ne úplně ideální vztahy. Spíš se na nás obrací spousta studentů z Afriky či Jižní Ameriky. Tudíž u nás na fakultě studuje spousta Afričanů a Jihoameričanů. Zároveň jsou motivováni i tím, že chtějí zůstat zde v Evropě.

Co vás osobně na zemědělské technice nejvíce baví?

Když jsem skončil vysokou školu a začal jsem dělat v ZD Opařany, tak jsem zjistil, že v zemědělské technice je obrovský potenciál a je možné velice brzy dosáhnout dobrých výsledků. Po roce 1989 se ukázalo, že ve střední a východní Evropě moc firem zaměřených na zemědělskou techniku není. Začalo mě to obrovsky bavit. V zemědělské technice je velká volnost. Byl jsem programátor, analytik, obchodník a často jezdil do provozů. Nyní se orientuji na vývoj moderních technologií a předávání zkušeností studentům. Nejsem vývojář, který sedí u stolu. Když chci něčeho dosáhnout, tak jdu do terénu za konkrétním zootechnikem. Potěší mě, když moje zlepšení lidem pomohou. Ale stejně tak je pro mě dobré, když mě někdo zkritizuje, přijde s novým nápadem či upozorní, že mnou navrhnutý směr není úplně ideální. Obrovsky mě vývoj zemědělské techniky motivuje, dělám ho dál a baví mě. Souboj se zahraničními firmami mě taky baví. Protože vidím, že v mnohém jsme lepší. Když byl syn na výstavě v Hannoveru, tak tam potkali firmy, které se také chtěly prezentovat rozborem obrazu. Zatímco oni měli problém s detekcí krávy jako zvířete, tak my jsme to bez problémů zvládli a dnes jsme schopni počítat stájové indexy. V systémech jsme tedy oproti některým zahraničním firmám mnohem dál. To mě obrovsky těší.

Jak se vám líbí časopis Selská revue?

Při čtení vašeho časopisu si uvědomuji tu obrovskou sílu soukromě hospodařících zemědělců. Mají nezastupitelnou účast mezi zemědělskými prvovýrobci i zpracovateli. Významná je i jejich činnost v rámci udržování tradic a života na vesnici.

Rozhovor vedl: Tomáš Zavadil

Rozhovor vyšel v časopise Selská revue (č. 6/2023), který je 7x ročně distribuován prostřednictvím České pošty členům ASZ ČR.