کشاورزی دقیق

کشاورزی دقیق چیست ؟
مدیریت مزرعه به نوعـی بر مبنای متوسـط , یا یکنواخت انجام می شود که تمام سطح مزرعه کاربرد یکنواخت نـهـاده هـای زراعی را دریافـت نمـاید.بهـر حال , تغیــِرپـذیری در نوع خــاک , عـمـق خاک , ناهمواری یا شیب , یا علف های هرز می توانـند موجب تغییراتی در عملکرد ها شوند. به طـور نمـونه دامنه عملـکرد دانه می تواند از صـفر تا بیـش از 10 تن در هکــتار در داخـل یک مزرعه باشد.مفـهـوم کشاورزی دقیق به طور ساده مدیریت این تغییرپذیری با تطبیق دادن نهاده ها , مانند کود شیـمیایی یا بذر , با پـتاسـیل محل می باشـتـد. در این روش , عملـکرد گـیـاه زراعی به حداکـثر می رسـد و در ضـمن مصرف بیش از اندازه نهاده های زراعی به حداقل کاهـش می یابد.به این فرایـند مدیریت "کـشاورزی محل –خاص " گفـته می شـود.(3)

امروزه موضوعات قابل بررسی در کشاورزی دقیق به شرح زیر است :

1- سیستم های مکان یابی

2- سنجش و آشکارسازی و پهنه بندی عملکرد محصول

3- آزمون خاک

4- سیستم های پهنه بندی اطلاعات جغرافیایی

5- تکنولوژی مقدار متغیر نهاده

6- سنجش از راه دور (Remote sensing)

7- پیامدها و اثرات کشاورزی دقیق

اگرچه کشاورزی دقیق هزینه سرمایه گذاری اولیه بالایی میخواهد اما بهینه سازی تولید محصول بر مبنای تغییرات درون کشتزار آنچنان اساسی و بنیادین است که این فناوری را در آینده ای نزدیک فراگیر و پایدار می سازد.

کشاورزی دقیق نگاهی است اجمالی به آینده کشاورزی ، آینده ای که در آن مدیریت نهاده های تولید محصولات زراعی ، نظیر کود شیمیایی ، آهک ، علف کش ، بذر و غیره بر اساس ویژگی های مکانی مزرعه با هدف کاهش ضایعات و افزایش درآمد و حفظ محیط زیست اجرا می گردد.

تغییر پذیری مکانی( :(spatial variability عبارت است از تغییر در ویژگی های اندازه گیری شده محصول و خاک ،در سطح و عمق می باشد . تغییر پذیری را می توان در حاصلخیزی خاک ،محتوای رطوبت ، بافت خاک ،مکان نگاری (Topography) و قدرت رشد گیاه (plant vigor) و جمعیت آفات مشاهده نمود .

تغییر پذیری زمان : ویژگیهای محصول و خاک علاوه بر سطح و عمق در طول زمان نیز تغییر می کند . برای مثال محتوای رطوبت و سطح نیترات خاک به سرعت تغییر می کنند(2)

کشاورزی دقیق چگونه عمل می کند ؟
کشاورزی دقیق دارای تعدادی ابزار پیشرفته می باشد که به پایش تغییر پذیری و مدیریت نهاده ها کمک می کند.این ابزار ها شامل :
1- سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) – اشاره به شیوه ای دارد که قادر به شناسایی نقاط در داخل مزرعه می نماید.
2- سنسور ها و وقا یع نگار های داده ها (Sensors and dataloggers) – اطلاعات مربوط به گیاه زراعی , خا ک و اقلیم را می توان با استفاده از این فن اوری ها به فراوانی زیاد مورد دیده بانی قرار داد.
3- سیستم اطلاعات جفرافیایی (GIS) – نقشه های این ویژگی ها را می توان فراهم نمود و با استفاده از مرورگر های ساده یا مدل های پیچیده مورد تجزیه و تحلیل قرار داد.
4- عمل تشخیص دهنده –به محض شناسایی عوامل محدود کننده عملکرد, اقدامی می توان برای غلبه یا به حداقل رساندن این محدود یت ها انجام داد.
GPS – موتور کشاورزی دقیق
کشاورزی محل – خاص با استفاده از سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) امکان پذیر می گردد. (GPS) محل کاربر (طول , عرض جغرافیایی , ارتفاع ) را از طریق دریافت سیگنال پخش شده توسط 24 ناوبری ماهواره ای با دقت های کم و زیاد محاسبه می کند.
سنسورها ( حسگر ها ) و وقایع نگار های داده ها
داده های جمع اوری شده بر مبنای محل – خاص اطلاعاتی را برای تصمیمات مدیریت کوتاه مدت و بلندمدت فراهم می سازد. مجموعه داده ها میتواند سنسور های درون خطی , سنسور های از راه دور یا سنسور های برون خطی را به کار گیرند.
سنسور های دورن خطی On-line sensors , هنگام ارتباط با GPS و وقایع نگار داده ها , در ضمن حرکت در محدود مزرعه مورد نظر اطلاعات محل – خاص را دریافت می کنند. متداول ترین کاربرد سنسور درون خطی جریان سنجی دانه است , که قادر به تهیه نقشه عملکرد در طی عملیات برداشت می نماید.
سایر سنسور های مفید شامل سنسور های القای الکترومغناطیسی که قادر به اندازه گیری بافت خاک و نواری های شوری می باشند ,سیستم های کشف علف هرز با استفاده از حرکت دائم دوربین مادون قرمز یا نوری هستند .
سنسور های از راه دور : داده های محل – خاص را از محل دور دریافت می کنند. تصویربرداری ماهواره ای یا عکس های هوایی می توانند انواع عوامل موثر بر عملکرد مانند نوع خاک , ناهمواری , آلودگی ها به علف های هرز, جوانه زنی بذر , و سلامت گیاه زراعی را شناسایی نمایند.
سنسور های برون خطی Off-line sensors
این سنسور ها قادر به اندازه گیری عوامل موثر بر عملکرد در زمان های غیر از هنگام کار در محل می نمایند.به عنوا ن مثال , از ارزیابی های حاصلخیزی خاک , شمارش حشرات , اندازگیری های شیره گیاهی , یا شناسایی تهاجم های علف هرز می توان تصویری ساخت که ممکن است بر عملکرد های اواخر فصل تاثیر می گذارند.
سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS : نقشه برداری و تجزیه و تحلیل داده ها
به محض جمع آوری داده ها ,مجموعه ای از نرم افزار کامپیوتری داده های وقایع نگاری شده را به عملکرد , توپوگرافی, خاک , عناصر غذایی یا نقشه علف هرز تبدیل می کنند.بهر حال , این نقشه ها فقط تغییر پذیری را توصیف می کنند , علت تغییر پذیری را توضیح نمی دهند , نقشه هایی برای درستی عرصه با بررسی در طی فصل رویش با شناسایی صحیح علل احتمالی تغییرات عملکرد لازم می باشد.
تعدادی از مجموعه ای از نرم افزاری های کامپیوتری می توانند به این تجزیه و تحلیل کمک نمایند.
عمل نهایی : اجرا
به محض شناسایی عوامل محدود کننده عملکرد , در مورد اینکه آیا این تغییر پذیری ارزش سرو کار داشتن دارد یا نه باید تصمیم گیری نمود , ایا عامل یا عوامل این تغییر پذیر ی را می توان مدیریت نمود , و آیا هزینه های مدیریت محل –خاص بیش از سود مورد انتظار می باشد.
هزینه ها و فواید
در اسـترالیا , اطلاعات در مورد هزیـنه ها و فواید کـشاورزی دقـیق کمـیاب می باشد. گزارش های کشاورزان عمده مناطق شمالی , بهر حال پیشنهاد می کنند که صرفه جویی های قابل ملاحظه را می توان با کاربرد سیستم های هدایت دستگاه بدست آورد. نقشه برداری عملکرد می تواند صرفه جویی های اساسی به دو طریق فراهم نمایند.
1- با به حداقل رساندن نهاده ها و اثر نامطلوب بر زیست محیطی , از طریق کاربرد موثر تر .
2- به حداکثر رساندن عملکرد ها , با غلبه بر محدودیت های محل –خاص نسبت به عملکرد
تولید نقشه های عملکرد به تنهایی بدون پایش ضروری گیاه زراعی , خا ک و علف های هرز ارزش کمی دارند. داده های جمع آوری شده باید مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند و اقدامات اصلاحی برای نیل به سوددهی از طریق سرمایه گذاری اجرا گردد.فواید بالقوه شناسایی شده توسط کاربران این فن آوری عبارت است از :
1- افزایش عملکرد
2- کاهش هزینه ها
3- بهبور محیط زیست(3)

كشاورزي دقيق كه گاهي آن را كشاورزي «خاص مكاني» نيز مي نامند، يك نوع نگرش جديد در مديريت مزرعه است. به عبارتي ساده تر، كشاورزي دقيق سيستمي است كه توليدكنندگان كشاورزي مي توانند بوسيله آن تغييرات و غيريكنواختي هاي داخل مزرعه را شناسايي كرده و سپس با مديريت اين تغييرات در جهت افزایش محصولات زراعي و افزایش بهره وري گام بردارند. به بيان ديگر كشاورزي دقيق يك استراتژي مديريتي است كه جزئيات و اطلاعات مربوط به هر قسمت از مزرعه را به كار گرفته و مديريت دقيقي بر نهاده ها اعمال مي كند. در اين نوع سيستم اطلاعات ويژه نوع خاك و کیفیت توليد هر قسمت كوچك از مزرعه جمع آوري شده و مقدار نهاده متناسب با آن قسمت بصورت بهينه بكار برده مي شود. فلسفه اي كه كشاورزي دقيق بر آن استوار است اين است كه براي افزایش بازده اقتصادي و كاهش آلودگي محيط زيست، نهاده هاي كشاورزي و مواد شيميايي مصرفی همچون كودهاي شيميايي، آفت كشها وعلف كشها دقيقا به همان ميزان مورد نياز هر بخش كوچك از مزرعه بكار برده شود، نه بيشتر و نه كمتر.

علي رغم اينكه در نگاه اول كاربرد كشاورزي دقيق مديريت پيچيده اي را مي طلبد و از طرفی توجيه اقتصادي چنين سيستمي با ترديدهايي مواجه است اما بنظر مي رسد با توجه به چالشهاي عمده اي كه جهان امروز در زمينه آب، غذا، آلودگي محيط زيست و منابع انرژي با آنها مواجه است، نسلهاي آينده ناگزير به روي آوردن به چنين شيوه هايي خواهند بود. هر چند كه در حال حاضر نيز اين نوع سيستم مديريت مزرعه در كشورهاي پیشرفته بويژه آمريكا در حال تبديل به سيستم رايج كشاورزي مي باشد. سهولت دسترسي به ابزارها و تكنولوژي پیشرقته در اين كشورها و همچنين سطح وسيع اغلب مزارع از ديگر عوامل روي آوردن اين كشورها به اين نوع سيستم كشاورزي مي باشد. از طرف ديگر حساسيتهايي كه در كشورهاي توسعه یافتهه نسبت به خطرات زيست محيطي و بيولوژيكي محصولات كشاورزي حاصل از دستكاري هاي ژنتيكي ايجاد شده است كشاورزان اين كشورها را به استفاده از سيستم هاي به زراعي جهت افزایش عملكرد در واحد سطح راغب تر مي كند.

البته بديهي است چنين سيستم مديريتي با توجه به تكنولوژي و ابزار پیشرفته اي كه مي طلبد بيشتر در مزارع وسيع قابل اجرا و داراي توجيه اقتصادي خواهد بود. و بنظر مي رسد برخلاف كشورهاي پیشرفته كه توجه ويژه اي به اين نوع سيستم كشاورزي نشان داده اند، كشورهاي در حال توسعه و توسعه نیافته همچنان استفاده از ارقام اصلاح شده و در برخي موارد محصولات بيوتكنولوژي را بر استفاده از چنين شيوه هايي ترجيح دهند. هر چند عصر آينده ملزومات ديگري را مي طلبد(4)

اجراي كشاورزي دقيق، بهره وري را 3 برابر افزايش مي‌دهد(5)

تاریخچه

واژه کشاورزی دقیق (Precision Agricalture) برای اولین بار در دهه ۸۰ میلادی در ایالات متحده آمریکا عنوان گردید، این تعریف بر پایهٔ تقاضاهائی بنا شده تا مسائل زیست محیطی را که نتیجه فعالیت کشاورزی هم چون استفاده از آفت کش ها و کود بود را حل نماید و علاوه بر آن با افزایش بهره وری از منابع آب و خاک و کاهش ضایعات آن، ضریب بهینه محصولات کشاورزی را افزایش دهد. آزمایشات کشاورزی دقیق براساس مزارع بزرگ آغاز شد. براساس مفاهیم فن آوری اطلاعات مزرعه بزرگ را به واحدهای کوچک تقسیم کردند و سپس کشاورزی دقیق به صورت مزرعه داری دقیق شناخته شد. در طول ده سال گذشته کشاورزی دقیق به همراه توسعه فن آوری اطلاعات در جهان خصوصاً کشورهای توسعه یافته گسترش زیادی داشته است. از سال ۱۹۹۲ هر دو سال یک بار کنفرانس بین المللی ”کشاورزی دقیق“ برگزار می شود. امروزه این علم به صورت یک رشته دانشگاهی تدریس می شود و علاوه بر این، ماشین ها و تجهیزات، مکانیزاسیون کشاورزی دقیق در آمریکای شمالی و برخی کشورهای اروپائی تولید می شود. برای مثال حدود ۲۵۰۰۰ رایانه بر روی کمباین ها جاسازی شده اند تا میزان محصول ذرت سویا را بر طبق شاخص ها و استانداردهای این دانش ثبت و نگهداری نمایند. با این تعریف می توان دریافت که یکی از راه های رسیدن به کشاورزی پایدار و پیشرو، حرکت در مسیر کشاورزی دقیق می باشد.

● الگوهای اجرای کشاورزی دقیق

کشاورزی دقیق با سه الگوی متفاوت، قابل اجراست:

۱) کشاورزی دقیق نوین

۲) کشاورزی دقیق با فن آوری بالا

۳) کشاورزی دقیق مرسوم

کشاورزی دقیق نوین براساس دسترسی متوسط به فن آوری اطلاعات در آموزش و استفاده از سیستم های نیمه مکانیزه در کاشت و برداشت بیان میشود و کشاورزی دقیق با فن آوری بالا بر اساس استفاده گسترده از سیستم های اتوماتیک و فن آوری های مکانیکی و کنترلی در امر کشاورزی و دسترسی گسترده و ضریب نفوذ بالای فن آوری اطلاعات (در حوزه آموزش) تعریف می شود. کشاورزی مرسوم هم براساس سطح پائین دسترسی به فن آوری اطلاعات به عنوان ابزار آموزش و استفاده محدود از ماشین آلات مکانیزه به عنوان ابزار اجرا تعریف می شود. با توجه به تعاریف بالا نقش فن آوری اطلاعات در این علم بسیار مهم و حیاتی می باشد. کشاورزی دقیق از مراحل اولیه کشاورزی است. حتی قبل از کاشت وارد عمل می شود. این اطلاعات مربوط به شرایط خاک و اقلیم و نوع بذر، کودها و آفت کش های یک محصول خاص در یک منطقه مشخص و به صورت یک جا و دسته بندی شده به کشاورز آموزش داده می شود و وی کاملاً آگاهانه به اجرای نتایج تحقیقات علمی سایرین می پردازد، این گردش اطلاعات از آن جائی که نیاز به حفظ اطلاعات و اشاعه گسترده آن به منظور دسترسی همگانی دارد جز در چرخه IT امکان پذیر نیست. این سیستم قادر است مدیریت مزرعه را در شرایط خاص و بحرانی با در دسترس قرار دادن اطلاعات قابل اعتماد یاری و در حل مشکلات به آنها کمک کند. دیده بانی محصول که امروزه کاربرد گسترده ای یافته در روش کشاورزی با استفاده از سیستم های GIS و GPS صورت می پذیرد. به این صورت که با استفاده از GPS محل مورد نظر در مزرعه را که مدنظر است؛ مشخص می کنند و اطلاعات مربوط به آن را با مقایسه سایر داده ها در GIS مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهند. در کشاورزی دقیق مرسوم حتی می توان اطلاعات مختلف یک مزرعه نمونه با یک محصول را از لحاظ تنوع خاک و یا حالت های آب دهی متفاوت بررسی و نتایج آن را ثبت کرد و با پردازش آن و تهیه نرم افزار مربوط به آن از منابع موجود استفاده لازم را به عمل آورد و با چرخش اطلاعات نرم افزاری این اطلاعات را به مزارع رساند و صاحبان مزارع را از نتایج این تجربیات آگاه کرد. در روش های مدرن کشاورزی دقیق حتی مراحل کاشت و داشت را هم با ماشین آلات مکانیزه و با استفاده از رایانه انجام می دهند به طوری که حتی آبیاری را به صورت برنامه ریزی شده و توسط پردازش گر قابل کنترل، از اتاق نگهبانی مزرعه هدایت می کنند. در کشاورزی دقیق با فن آوری بالا مراحل آماده سازی مزارع را با استفاده از فن آوری های نو مثل استفاده از فن آوری لیزری در تسطیح مزارع به انجام می رسانند. این ها نمونه ای از کاربرد گسترده فن آوری در کشاورزی است.

● کشاورزی دقیق در ایران

در ایران به کارگیری سرویس های اینترنتی به منظور انجام آموزش و آشنائی با خدمات و راه های کشاورزی دقیق بسیار پائین است و همگان دسترسی به آن ندارند و از طرفی استفاده از روش های مکانیزاسیون کشاوری چندان گسترده نیست. پس چه باید کرد؟ در این مورد به بررسی وضعیت کشورهای مشابه خود می پردازیم.

● کشاورزی دقیق در چین

هم زمان با ایران در کشور چین توسعه ٔ اینترنت همگام با پیشرفت ICT در مناطق روستائی مورد توجه قرار گرفته و در حال اجراست و چین از مدت ها قبل، تسهیلات قابل توجهی به شرکت ها و مؤسسات فعال در زمینه IT برای راه اندازی مراکز روستائی و گسترش اینترنت در روستاها اختصاص داده است. این مراکز با اهداف متعددی شکل گرفتند، یکی از این اهداف و چشم اندازها کاربرد مراکز ICT خود برای گسترش و بهبود کشاورزی دقیق مرسوم، استفاده کرد. آنها از گسترش اینترنت در روستاها به منظور آموزش و هدایت کشاورزان بهره لازم را بردند و به صورت موازی به بررسی و ایجاد سیستم ەای شاخص دقیق برای محصولات مختلف کشاورزی نظیر: غلات و درختان میوه کردند. در این شاخص ها به پارامترهائی چون آب و خاک و کود شیمیائی و تأثیرات متفاوت عوامل بر روی آن محصول پرداخته و شاخص ها را به صورت نرم افزارهائی منتشر کردند. در این شاخص ها به بهینه ساختن استفاده از کودهای نیتروژنه در جهت کاهش صدمات زیست محیطی آنها و مزایای استفاده از خصوصیاتی مانند: رطوبت خاک، بافت خاک و مواد مغذی آن به صورت نقشه های تهیه شده توسط GIS و GPS توجه شایانی شد. انتشار این شاخص ها و در اختیار قرار دادن این اطلاعات به کشاورزان توسط مراکز ICT و در عین حال افزایش مدیریت اطلاعات مزارع بر پایه GIS و حمایت کشاورزان متقاضی طرح مزبور و استفاده از تکنولوژی مرسوم ماشین آلات کشاورزی که به صورت منظم و برنامه ریزی شده و تبدیل مزارع به سایت های ویژه مدیریتی مزرعه، آنها را به نتایج جالبی رساند. آنها پس از اجرای طرح در مناطق نیمه بیابانی به میزان ۳۰% بهره وری در مصرف آب داشته و علاوه برآن در محصولات باغی به میزان ۲۰% افزایش محصول را شاهد بودند و از طرفی دیگر در مصرف کود نیتروژنه ۱۱ درصد در مقایسه با روش های مرسوم کاهش مصرف داشتند. چینی ها اکنون با جدیت بسیار به دنبال توسعهٔ این تجربه در سطح وسیع تری از کشور خود هستند، علاوه براین مجریان معتقدند در نتیجه بالا بردن سطح کشاورزی خود به مرز مدرن و استفاده از ماشین آلات مکانیزه و هرگونه اشکالات انسانی در این روش کاهش داده و باعث بهبود بهره وری مزارع می گردند.

● چگونگی استفاده از فن آوری کشاورزی دقیق

با توجه به تشابه و گسترده چین و ایران در زمینه تجربه ICT روستائی ـ به لحاظ توسعه زیربنا ـ و استفاده از سطح مرسوم مکانیزاسیون کشاورزی در دو کشور این الگو می تواند قابل توجه باشد. آموزش فراگیر و گسترده و از طرفی پائین آوردن تعرفه های استفاده از اینترنت و افزایش زیربنا، به منظور هدایت فن آوری اطلاعات به سبد اقتصادی خانوار کمک شایانی می تواند به این روند نماید. ابتدا آموزش و بعد ایجاد انگیزه برای استفاده از این فن آوری می تواند به عنوان اهرمی کارا در این زمینه عمل کند. برنامه ریزی و استفاده بهینه از تحقیقات کشاورزی هم باید در راستای گسترش شاخص ها و تولید نرم افزارهای متنوع و همه گیر کردن استفاده از آنها به منظور بالا بردن کیفیت کشاورزی دقیق تلاش نماید. علاوه بر این تجربه استفاده از فن آوری لیزری در تسطیح اراضی که به صورت آزمایشگاهی در شیراز انجام شد نویدبخش توسعه در بخش مکانیزاسیون است لذا با وجود مشکلات گسترده کشاورزی در ایران چون کمبود آب، پائین بودن سطح دانش بهره برداران، مشکلات زیست محیطی و ....، با توجه به توسعه فن آوری اطلاعات و آموزش آسان آن، استفاده از الگوی چین می تواند به منظور نیل به بهره وری و توسعه صادرات به کار روند، امری که با سرمایه گذاری و حمایت از بخش خصوصی عملیاتی خواهد شد.(6)

References

1−www.fa.wikipedia.org

2−www.machinalat.bologfa.com

3−www.gonbad−agri.ir

4−www.agriculture.bolofa.com

5−www.maj.ir

6−www.aftabir.com

کشاورزی دقیق

مطالب مشابه :

آغاز طرح حکمت (طرح جوانه های امید در مزرعه تولید علم)

طرح حکمت

خلاصه از تولید ورمی کمپوست و پرورش کرم خاکی به زبان یک کار آفرین

کشاورزی دقیق

توت فرنگی

خواص شیرین كنندگی قند استویا