Moderní technologie ve službách ovocnářství

09. 02. 2026 Ing. Klára Scháňková; Výzkumný a šlechtitelský ústav ovocnářský Holovousy s.r.o. Precizní zemědělství Zobrazeno 509x

Ovocnářství patří v české krajině k tradičním způsobům hospodaření. V posledních letech však čelí významným výzvám - nedostatku pracovní síly, klimatickým extrémům a rostoucím nárokům na efektivitu a kvalitu produkce. Řešení přichází v podobě technologických inovací, které postupně mění podobu sadů. Tento článek shrnuje změny v oboru, jako jsou moderní pěstitelské technologie, možnosti monitoringu a robotizace, a nastiňuje další směřování oboru.

Precizní zemědělství

Rozvoj v oblasti digitálních technologií, robotizace a automatizace procesů se v posledních několika desítkách let projevuje v celém sektoru zemědělství. Nejinak je tomu i v oblasti ovocnářství, které však, vzhledem ke své náročnosti na preciznost, lehce zaostává oproti polním plodinám. Historicky byly na našem území vytvořeny velké bloky zemědělské půdy, které se obhospodařovaly uniformně. Tato forma hospodaření přinesla vyšší efektivitu a tím i zvýšení produkce z jednotky plochy. Nicméně postupem času se ukázalo, že uniformní postupy nevedou ke stálému zvyšování produkce a kvalita půdy je takovým obhospodařováním negativně zasažena. Proto vznikl koncept tzv. precizního zemědělství, které zohledňuje přirozenou variabilitu zemědělských ploch a jeho základní myšlenkou je maximální efektivita a udržitelnost. Především jde o maximální využití dostupných zdrojů, ať už materiálních, ekonomických či lidských, spolu s co nejmenší zátěží pro životní prostředí. Rozdílem oproti historickému obhospodařování na malých pozemcích je propojení s moderními technologiemi, které se někdy označuje jako Zemědělství 4.0. Tyto technologie přináší především zvýšení efektivity výroby.

Pěstitelské inovace

Jak již bylo zmíněno, a vyplývá to i z pojmenování precizní zemědělství, zásadním ukazatelem je v této oblasti přesnost a zaměření se na detail, tedy variabilitu. Pro ovocnářství je zásadní variabilita prostorová v horizontálním i vertikálním směru. Na horizontální úrovni se v sadu střídají zatravněná meziřadí s řadami vysazených stromů. Na té vertikální variabilita naopak vyjadřuje rozmanitost v rámci koruny stromu. A právě v prostorovém uspořádání výsadeb dosáhlo ovocnářství značných změn. Dříve pěstované tvary stromů s rozkladitými korunami byly nahrazeny nižšími tvary, pro které jsou využívány zakrslé podnože. Ty tvoří kořenový systém stromku a svými vlastnostmi oslabují růst ušlechtilé odrůdy. Pěstitelům pak nižší tvary umožňují snadnější sklizeň, kterou lze v případě zákrsků provádět i ze země. Výběrem podnože lze ovlivnit nejen kvalitu a výši produkce či nástup stromu do plodnosti, ale například i odolnost vůči suchu a jarním mrazům. Šlechtění podnoží a jejich výběr je stále aktuálním tématem a spolu se šlechtěním odrůd napomáhá zvyšování kvality a objemu produkce.

Další inovací pěstování v sadu je volba sponu stromů, který vyjadřuje vzdálenost mezi stromy v řadě mezi sebou a v meziřadích. Spolu s tlakem na produkci se ovocnářství především u jabloní posunuje od solitérních stromů směrem k užším sponům s vyšším tvarem koruny. Vznikají tak úzké stěnové tvary, které jsou někdy označovány jako 2D systémy, kde je omezena hloubka koruny, čímž je lépe zajištěno využití dopadajícího slunečního záření (obr. 1). Tyto systémy ale pro své pěstování vyžadují oporu a jsou tedy náročnější na počáteční investice. Spolu s budováním opěrné konstrukce pro pěstování ovocných stromů jsou často spojeny také instalace protikroupových sítí či protidešťové systémy. Ty vytvářejí nad sady v případě protidešťových systémů využívaných u třešní neprostupnou vrstvu materiálu, která zabraňuje dopadání kapek na zrající plody. Ty by totiž mohly vlivem nárazu kapek popraskat. U protikroupových sítí, využívaných především pro jabloně (obr. 2) a hrušně, se jedná o ochranu před krupobitím, které může mechanicky poškodit plody. Ekonomický rozdíl mezi prodejem plodů poškozených kroupami a výběrovou kvalitou plodů je velmi významný a pro ovocnáře může představovat obrovské ztráty.

V souvislosti s těmito systémy je v poslední době skloňována také agrivoltaika, která představuje kombinaci pěstování plodin pod fotovoltaickými panely, částečně propouštějícími světlo (obr. 3). V případě trvalých kultur, kterými jsou například sady nebo vinice, je možné využít konstrukci pro fotovoltaiku zároveň jako vodící pro pěstované rostliny. Zároveň při vhodné volbě umístění panelů mohou částečně převzít i mechanickou ochranu před deštěm či kroupami. Jejich výhodou je zároveň i stínění v horkých letních dnech, které snižuje výpar a šetří zálivkovou vodu. Pro některé druhy ale může mít zastínění spíše negativní dopad na plodnost. Je tedy třeba volit obezřetně míru zastínění porostů. V ČR prozatím nejsou dostupná data vlivu zastínění na různé plodiny, ale vznikají první pilotní instalace, které budou moci v budoucnu tyto otázky zodpovědět. Mimo mechanické ochrany a snižování teploty v horkých letních dnech má agrivoltaika i přínosy v oblasti životního prostředí. Fotovoltaické panely vyrábějí energii z obnovitelných zdrojů bez dalšího záboru půdy a vyrobenou energii pak může pěstitel využít k přímé spotřebě či sdílení, a zajistit si tak další příjem.

Obr. 1: Výpěstky hrušní v ovocné školce svým tvarem koruny vytvářejí stěnový charakter výsadby

Obr. 2: Protikroupová síť v jabloňovém sadu chrání úrodu jablek před mechanickým poškozením kroupami

Obr. 3: Agrovoltaická konstrukce v jabloňovém sadu VŠÚO Holovousy

Monitoring stavu porostů

Pro sledování vlivů klimatu a hodnocení provedených zásahů v sadu jsou k dispozici další technologie, jimiž lze dané účinky vyhodnotit. Jedná se především o nejrůznější senzory a měřící zařízení. Ta mohou být v sadu umístěna buď stacionárně, tedy na jednom místě, nebo se po sadu pohybovat. U stacionárních senzorů se typicky jedná o meteostanice měřící teplotu, vlhkost vzduchu či půdy, směr a intenzitu větru apod. Do této skupiny ale řadíme také další senzory, jako jsou dendrometry, které zaznamenávají změny v průměru kmínku, či senzory pro měření toku látek ve kmeni rostlin. Tyto senzory jsou využívány pro precizní plánovaní závlahy. Mezi stacionární senzory můžeme řadit také nejrůznější pasti na monitoring výskytu škůdců (obr. 4). Ty mohou digitálně vyhodnotit přítomnost škůdce při jeho záchytu na lapači s vhodně zvoleným atraktantem. Tyto technologie obecně usnadňují sledování stresových faktorů, ať už je to sucho či napadení škůdci a podporují tak včasný zásah a tím i omezení negativního dopadu na pěstované plodiny a jejich produkci.

Druhou skupinou senzorů využívaných v ovocnářství jsou senzory nesené různými typy platforem, jako je traktor, robot, či dron. Data sbíraná tímto způsobem jsou především obrazová a zpravidla jsou získávána bez kontaktu se snímkovaným objektem, tzv. vzdáleně. Jejich výhodou je možnost sběru dat z větších ploch. Takto získaná data jsou dále hodnocena s pomocí počítačových software. V této oblasti je možné využít také družicové snímky, které nicméně svým rozlišením v řádech několika metrů přináší v ovocnářství pouze velmi omezenou informaci. Navíc při snímkování z oblohy jsou koruny stromů snímkované pouze částečně a zmíněné protikroupové a protidešťové konstrukce i agrovoltaika jejich využití velmi omezuje. V intenzivních provozech je tedy využíváno umístění senzorů na stroj pohybující se v sadu, který navíc může provádět další operace neomezující sběr dat, případně průlet drony pod mechanickou ochranou produkce.

Podle intenzity sběru dat lze senzory ještě dále dělit na kontinuální, tedy ty, které snímají zájmovou veličinu neustále a ty, které sbírají data v méně či více pravidelných intervalech. Přenos sesbíraných dat ze senzorů pak probíhá online s využitím datových sítí, mobilních sítí nebo sítě IoT (Internet of Things), která umožňuje zařízením díky elektronickým součástkám společně komunikovat na odlišných vlnových délkách, nebo je nutností data stahovat přímo ze senzoru na jiný nosič z bezprostřední blízkosti.

Obr. 4: Digitální lapač pro sledování výskytu škůdců v reálném čase spolu s meteorologickou stanicí (zdroj: www.trapview.com)

Autonomní technologie a jejich (ne)efektivita

Sesbíraná data o porostu je následně třeba řádně interpretovat. K tomu je zapotřebí získat také pozici naměřených dat. Za tímto účelem jsou v sadech a ovocných školkách často využívány technologie GPS nebo jeho evropská obdoba GNSS, které jsou dále podpořeny RTK stanicemi umístěnými na zájmové ploše. Tyto stanice signál dále zpřesňují až na 2 cm. S takovou přesností je vhodné ovocný sad či školku již zakládat - jen tak může být splněn předpoklad pro přesnost zejména automatizační a robotizační techniky. Přesné mapování je samozřejmě možné také u již existujících výsadeb, ale i malé odchylky od ideálního tvaru výsadby mohou znamenat velké snížení efektivity. Přesné navádění ocení mimo jiné také obsluha strojů, která s pomocí autonomního řízení může věnovat vyšší pozornost prováděným úkonům, jako je například kultivace příkmenného pásu či mechanizovaný řez s pomocí lišty, a vyvarovat se tak nepřesností.

Přesné navádění v sadu je využíváno také v případě sklizně plodů. Pro mechanické setřásání je třeba lokalizovat kmínek každého sklízeného stromu v sadu, případně lze k takovému navádění použít i kamerový systém v kabině řidiče. Mnohem přesnější systémy jsou ale využívány pro sklizeň jednotlivých plodů. V posledních několika letech se na poli robotizačních a automatizačních strojů objevilo několik řešení pro sklizeň plodů. Ty jsou schopny pomocí specializovaných kamer přesně zaměřit plod a v závislosti na typu uchopovacího zařízení je plod buď zachycen přísavkou s nasáváním (obr. 5), případně „prsty“ a odtržen. Oddělení plodů od plodonoše však většinou nebývá šetrné a plody jsou mnohdy sklizeny bez stopky, což může být problematické vzhledem k vytvoření vstupní rány pro následné infekce a hniloby. Navíc rychlost zaměření plodu a jeho odtržení není veliká, což snižuje spolu s vysokou pořizovací cenou a legislativními omezeními větší využitelnost v praxi. Efektivita ale spočívá především v nepřerušené práci, kdy je stroj schopen pracovat v režimu 24/7. Tím je jeho efektivita navýšena a stroj dokáže konkurovat lidské práci, popř. ji částečně nahradit.

Obr. 5: Robotický dron určený pro sklizeň plodů v ovocném sadu - plod je pomocí kamery zaměřen, je vyhodnocena jeho zralost určující vhodnost pro sklizeň a následně je pomocí přísavky oddělen od plodonoše (zdroj: www.tevel-tech.com)

Nová koncepce sadu

V rámci projektu QK21010170 se výzkumníci ve VŠÚO Holovousy ve spolupráci s ČZU v Praze a ČVUT zabývají novou koncepcí sadu, kde jsou využívány stěnové tvary. Celý sad je založen ze sloupcovitě rostoucích odrůd, které vytvářejí úzký tvar a jsou tak snadněji čitelné pro senzorickou techniku svou malou hloubkou koruny (obr. 6). V rámci tohoto projektu je řešeno jak senzorické hodnocení vývoje sadu - například intenzita kvetení nebo velikost násady plodů, tak také robotizovaná sklizeň plodů. Pro tu je zásadní detekce kmínků jednotlivých stromů v sadu.

Sklizeň u tohoto typu sadu probíhá neselektivně, což znamená, že jsou plody sklizeny pomocí tzv. česací hlavy, která obejme korunu a otáčivým pohybem oddělí plody. V rámci projektu je také vytvořeno digitální dvojče tohoto sadu, které slouží především pro modelování a trénování umělé inteligence, jako nástroje hodnocení sadu. Informace získané v rámci projektu mohou pomoci rychlejšímu zavedení moderních technologií do ovocnářské praxe a umožní jejich přizpůsobení potřebám ovocnářů.

Obr. 6: Sad sloupcovitých jabloní založený v úzkém sponu

Závěr

Inovace v ovocnářství jsou nezbytnou adaptací sektoru na výzvy, kterým čelí. Správnou implementací do praxe je možné efektivitu výroby výrazně zvýšit a usnadnit ovocnářům práci. Zároveň jim tyto technologie mohou pomoci obstát na mezinárodním trhu mezi konkurencí. V současné době značná část vývoje nových technologií probíhá na poli velkých soukromých společností, případně pak univerzit a výzkumných center. Jedním z předních leadrů v této oblasti jsou Spojené státy americké a Austrálie. Rozvoji využívání robotizačních a automatizačních technologií v evropských státech brání hlavně přísnější legislativa. Další nevýhodou je většinou vysoká pořizovací cena dané technologie. Klíčová je tedy dostupnost technologií, ale i ochota pěstitelů učit se novým věcem a prohloubení spolupráce na poli výzkumu a testování nových technologií v praxi.

Článek vznikl v rámci řešení projektu Národní agentury pro zemědělský výzkum (NAZV) Ministerstva zemědělství ČR QK21010170 s názvem „Nová koncepce sadů s nástupem technologií 4.0“.