کشاورزی دقیق، روشی نوین با فناوری بالا

جمعیت جهان در هر لحظه رو به افزایش است به نحوی که پیش بینی می­‌شود در سال 2030 این جمعیت به 8.5 میلیارد نفر برسد. این عدد یعنی در آینده نه چندان دور جمعیت بسیار زیادی منتظر تأمین غذای خود هستند. در زمینه  تأمین غذای این جمعیت چالش­‌های زیادی پیش روی کشاورزان است. حتی اگر زمین­‌های کشاورزی  تماماً زیر کشت بروند، با در نظر گرفتن نرخ هدررفت تولیدات و بروز آفات و امراض گیاهی و همچنین تغییر الگوی تغذیه جمعیت جهان نمی­توان در این زمینه اطمینان خاطر صد در صد حاصل نمود. در این مقطع است که بحث کشاورزی دقیق (Precision Agriculture) جهت افزایش عملکرد در واحد سطح مطرح می‌شود.

مقایسه کشاورزی سنتی و دقیق

در کشاورزی سنتی اصول مدیریت مزرعه به صورت بسیار پیش پا افتاده و ابتدایی اجرا می­‌گردد و در تمام سطح مزرعه از جهت الگوی کاشت، آبیاری، اضافه نمودن نهاده­‌ها، استفاده از سموم و … یک روال در پیش گرفته می‌­شود. اما همواره باید در نظر داشت که زمین زراعی دارای ناهمگونی­‌هایی بوده و مفهوم کشاورزی دقیق نیز بر این اصل استوار است. این ناهمگونی در قالب­‌هایی مانند نوع خاک، نوع علف های هرز، ناهمواری‌ها، عمق خاک، میزان عناصر و مواد مغذی موجود در خاک، شوری خاک و … تعریف می‌­شود و تنوع و تغییرپذیری در هر کدام از این پارامترها می­تواند موجب تغییر رویکرد مدیریتی مزارع شود. در کشاورزی دقیق تمام تلاش بر این است که پتانسیل مزرعه را با این تغییرات هماهنگ نمود و با مدیریت صحیح، مزرعه را به سمت عملکرد حداکثری گیاه کشت شده و کاهش حداکثری مصرف نهاده­‌های کشاورزی سوق داد.

 

 

این هدف با تجهیز نمودن مزارع با جدیدترین تکنولوژی­‌ها مانند سیستم تعیین مختصات جغرافیایی (GPS)، سنجش عملکرد محصول، آزمون خاک، تعیین مقدار متغیر نهاده، سنجش از راه دور، عکس­‌های هوایی و …ممکن می­‌شود. به این منظور اطلاعات جمع­‌آوری شده در سطح مزرعه با استفاده از تکنولوژی­‌های ذکر شده مورد پردازش و تحلیل قرار گرفته و با انجام محاسبات دقیق بر روی ناهمگونی های موجود در خاک، زمین زراعی از جهات مختلفی مانند وجود یا عدم وجود علف های هرز، گستره پخش آفات و بیماری­‌ها، توزیع مواد مغذی در خاک مورد ارزیابی قرار می­‌گیرد. این پروسه همچنین در تعیین رویکرد مدیریتی مزرعه نیز بسیار تأثیرگذار است. در کشاورزی دقیق برخلاف کشاوزی سنتی، زمین یک واحد کلی در نظر گرفته نمی‌­شود بلکه بسته به شرایط مزرعه به واحدهای کوچک­تر تقسیم شده و سپس خصوصیات هر واحد جداگانه تعیین می‌شود.

اجزای تشکیل دهنده سیستم کشاورزی دقیق

1. سیستم موقعیت یاب جهانی

سیستم موقعیت­‌یاب جهانی (GPS)  شبکه­ گسترده‌­ای از ماهواره­‌ها جهت یافتن موقعیت جغرافیایی می‌­باشد که برای رفع محدودیت­‌های سامانه موقعیت‌­یاب قبلی و جهت استفاده‌ سازمان دفاع ایالات متحده توسعه یافته است و بدون نیاز به گیرنده تلفن و اینترنت عمل می­‌کند. این سیستم شامل ۲۴ ماهواره است که با گردش روزانه دو دور به دور زمین اطلاعات زمانی و مکانی دقیقی به سمت دریافت کننده‌های موجود در سطح زمین می‌فرستد. دریافت کننده­‌های زمینی می‌­توانند با استفاده از حداقل 3 ماهواره مکان دقیق خود شامل طول و عرض جغرافیایی را مشخص کنند که آن را تعیین دو بعدی می­‌نامند. اما اگر این تبادل اطلاعات با 4 یا حتی تعداد بیشتر ماهواره صورت گیرد، دریافت کننده می­تواند موقعیت سه‌بعدی مکان خود شامل طول و عرض جغرافیایی و بلندی را تعیین نماید.

 

2. سیستم اطلاعات جغرافیایی

سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) یک سامانه رایانه­‌ای است که برای مدیریت و واکاوی اطلاعات فضایی و جغرافیایی مورد استفاده قرار می­‌گیرد. از زمره وظایف این سیستم کسب، ذخیره، به‌روزرسانی، به‌کارگیری، تحلیل و نمایش اطلاعات جغرافیایی است. این سامانه می‌تواند با استفاده از منابع مختلفی از جمله نقشه، تصاویر هوایی و ماهواره‌ای، GPS، تجهیزات نقشه‌برداری و … اطلاعات توصیفی و برداری را برداشت نموده و نتایج را در قالب نقشه، گزارش، جدول و نمودار ارائه دهد.

 

3. مانیتورهای محصول

مانیتورهای محصول ابتکار جدیدی در زمینه ماشین آلات کشاورزی می­‌باشند که به منظور تعیین تأثیرات آب و هوا، ویژگی‌های خاک و …  بر روی تجهیزات برداشت، نصب شده و عملکرد محصول را اندازه­‌گیری می‌کنند. دقت این دستگاه به نحوه نصب واستفاده و کالیبره نمودن آن بستگی دارد. داده­‌های عملکرد به دست آمده از مانیتورها در فواصل زمانی منظم به همراه اطلاعات به دست آمده از موقعیت­‌یاب جهانی ثبت و ضبط می­‌گردد. نرم افزار GIS اطلاعات عملکرد را گرفته و نقشه عملکرد محصول را رسم می­‌کند. در حال حاضر وسایل سنجش عملکرد محصول جهت نصب روی مدل­‌های جدید کمباین‌ها مورد استفاده قرار می‌­گیرد.

4. سیستم سنجش از راه دور

در سیستم سنجش از راه دور (RS) با استفاده از تجهیزات فضایی مانند بالن یا ماهواره می­توان اطلاعات زیادی از زمین به دست آورد، در واقع سنجش از راه دور هنر به دست آوردن اطلاعات به وسیله ابزاری است که در تماس فیزیکی با موضوع مورد بررسی نباشند. در این سیستم خروجی اولیه یک عکس می‌­باشد. البته باید در نظر داشت که هر سنجنده با توجه به کاربرد مورد نیاز طراحی می‌شود، مثلًا سنجنده‌های طراحی شده برای هواشناسی دقت مکانی کمتری دارند. در نهایت داده­‌های پردازش شده توسط سیستم سنجش از راه دور به عنوان داده مبنا در سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS)  مورد استفاده قرار می­‌گیرند.

5. تکنولوژی پخش متغیر ­(VRT)

در تکنولوژی پخش متغیر انجام هرگونه عملیات زراعی مانند توزیع بذر، کود، آب و مواد شیمیایی بر اساس نیاز هر بخش از مزرعه انجام می‌­گیرد. نقشه­‌های الکترونیکی یکی از موارد مهم در این تکنولوژی هستند که توسط سیستم سنجش از راه دور تهیه می­‌شوند. این نقشه­‌ها که نشان دهنده مقدار اختلاف در نقاط مختلف مزرعه هستند به حافظه ماشین­‌های پخش متغیر سپرده می‌شوند تا این ماشین‌­ها میزان نهاده‌های مصرفی و عملیات کاشت مورد نیاز را براساس اطلاعات نقشه، به تناسب مقدار مورد نیاز اعمال کنند. این ادوات پخش متغیر عبارتند از:

• • کودپاش‌­های پخش متغیر که جهت پخش کودهای جامد، مایع و یا گازی مورد استفاده قرار می­‌گیرند. این دستگاه‌­ها به وسیله‌ کنترل کننده­‌های دستی همچون راننده ماشین­‌ها و یا به طور خودکار توسط یک کامپیوتر مجهز به نقشه دقیق الکترونیکی کنترل می­‌شوند.
  • سم­پاش­‌های پخش متغیر با اطلاع از موقعیت علف­‌های هرز و با به­ کارگیری نقشه آن‌ها، عملیات کنترل علف­‌های هرز را تکمیل می­‌نمایند. کنترل کننده­‌های در دسترس به صورت الکترونیکی و با تغییر در میزان مصرف علف­کش مورد نیاز به مبارزه با علف­‌های هرز مزرعه می­‌پردازند.

جهت مشاهده و خرید آنلاین انواع کود با کیفیت عالی و قیمت های متنوع تضمینی اینجا کلیک نمایید.

6. نقشه­‌های عملکرد محصول

مشخص کردن عملکرد محصول اولین مرحله در پیاده کردن کشاورزی دقیق در یک منطقه است که مبنای آن آسیب شناسی و تشخیص متغیرها در سطح مزرعه است. امروزه بسیاری از کمباین­‌ها مجهز به مبدل‌های عملکرد محصول هستند. دریافت کننده­‌های GPS به همراه این مبدل‌ها وظیفه اعلام داده­‌های مورد نیاز را به کنترل کننده­‌های عملکرد محصول دارند. در نهایت این داده­‌ها به نقشه­‌های عملکرد محصول مزرعه تبدیل می­‌شوند و میتوان بر اساس آنها برنامه مدیریتی با دقت بالا برای مزرعه تدوین کرد.

7. نقشه‌های علف‌های هرز

شناسایی پراکندگی علف­‌های هرز می­تواند در تدوین برنامه­‌های تجاری تحقیقاتی، کاهش تلفات عملکرد و درک فرآیندهایی که موجب تغییراتی در پراکنش مکانی و زمانی علف­‌های هرز می‌­شوند، تأثیر قابل توجهی داشته باشد. کشاورز می­تواند در هنگام درو کردن، انجام عملیات بذرپاشی و یا سم­پاشی با استفاده از یک صفحه کلید و یا دکمه­‌هایی که با گیرنده GPS تنظیم شده‌­اند، نقشه علف­‌های هرز را رسم کند. سپس بایستی در مورد جزئیات این نقشه­‌ها بر روی یک کامپیوتر مطالعه و نتیجه را با نقشه­‌های عملکرد محصول، نقشه­‌های کودپاشی و سم­پاشی مقایسه و تصمیم­‌های لازم و اساسی را جهت مبارزه با علف­‌های هرز اتخاذ نماید.

جهت مقایسه و خرید انواع بذر با کیفیت اینجا کلیک نمایید.

8. نقشه برداری و مرزکشی

با استفاده از سیستم DGPS با دقت بالا می­توان نقشه‌­های توپوگرافی دقیق هر مزرعه را تهیه نمود که این نقشه‌­ها ما را در تفسیر هر چه بهتر نقشه­‌های عملکرد محصول و نقشه‌­های علف‌­های هرز وتصمیم‌گیری در خصوص تقسیم­‌بندی مزرعه کمک می‌کند.

9. نقشه‌های شوری خاک مزرعه

این نوع نقشه­‌ها نیز همانند نقشه­‌های توپوگرافی در تفسیر نقشه­‌های عملکرد و علف­‌های هرز مفید می‌­باشند.

10. سیستم راهنما

در دنیای امروز تولید کننده­‌های متعددی در حال تولید سیستم­‌های راهنمای مجهز به سیستم DGPS با دقت بالا هستند که می­توانند موقعیت دقیق ماشین­‌های در حال حرکت در مزرعه را حتی در حد یک فوت و یا کمتر شناسایی کنند.

 ۱۱. داده‌ها و تجزیه و تحلیل آنها

به طور حتم حاصل به کارگیری کشاورزی دقیق در اداره مزرعه، استخراج توده‌ای از داده‌­ها خواهد بود که توسط ابزارها و تجهیزاتی همچون حسگرهای الکترونیکی در فواصل کوتاه زمانی جمع­‌آوری می‌­شوند. به همین منظور فضای زیادی جهت نگهداری این حجم وسیع از داده­‌ها و نقشه­‌های گرافیکی مورد نیاز است .این داده‌های جمع‌­آوری شده باید پردازش و تحلیل و سپس ساماندهی شوند. مثلاً در فرم‌های ستونی یا ردیفی در یک جدول طبقه بندی شوند. در نهایت با خروجی تعدیل شده این داده‌ها میتوان اصول کشاورزی دقیق را روی زمین زراعی پیاده کرد و بازده را به حداکثر مقدار منطقی خود رساند.