Rolnictwo precyzyjne - co to jest?
Rolnictwo precyzyjne (lub rolnictwo precyzyjne) to zintegrowane podejście do zarządzania produktywnością gleby z wykorzystaniem technologii komputerowych i satelitarnych. Mianowicie: globalne pozycjonowanie GPS, technologie monitorowania plonów (YMT), system informacji geograficznej (GIS), teledetekcja (RS), technologia zmiennych dawek (VRT) i inne. Takie rolnictwo opiera się na uwzględnieniu zróżnicowania siedlisk roślinnych w obrębie jednego pola.
Rolnictwo precyzyjne opiera się na technologii satelitarnej i komputerach. Źródło: agronews.com
Dobra, do czego to służy?
Krótko mówiąc, rolnictwo precyzyjne polega na zarządzaniu plonami na każdej pojedynczej działce. W końcu warunki rozwoju roślin w różnych miejscach tego samego pola są podobne, ale nie takie same. Wykorzystując zdjęcia satelitarne i inne nowoczesne technologie można określić rzeczywiste potrzeby roślin w nawożeniu, nawadnianiu itp. dla każdego pola. Następnie - w celu zaspokojenia tych potrzeb - sterowanie urządzeniem z dokładnością komputera. W rezultacie efekt będzie maksymalny, a zużycie substancji optymalne.
Pola są podzielone na pojedyncze działki.
Rolnictwa precyzyjnego nie należy mylić z innowacyjnymi praktykami uprawowymi. Nie jest to tylko kolejna technologia dostarczająca pewną listę urządzeń technicznych i zaleceń metodycznych. Jest to ogólna koncepcja. Obejmuje ona różne technologie - GPS, szczegółowe mapowanie, jazdę równoległą i inne. Mogą one być wykorzystane wszystkie naraz lub tylko niektóre według uznania kierownictwa. Najważniejsze jest, aby zrealizować postawione zadania i osiągnąć zaplanowany efekt.
Jaki jest sens?
Czy w ogóle istnieje potrzeba wprowadzania rolnictwa precyzyjnego? Na polach pracują teraz wysokowydajne maszyny, hodowcy hodują nowe odmiany, firmy rolnicze opanowują zaawansowane technologie. Czy to nie wystarczy? Niestety, nie.
Zasady prowadzenia działalności rolniczej są podobne do praw obowiązujących w każdym innym biznesie. Efektywność osiąga się poprzez zwiększenie wydajności pracy i obniżenie kosztów produkcji. Na przełomie XX-XXI wieku wyznaczone cele osiągane są za pomocą takich właśnie klasycznych narzędzi:
- Zwiększona produktywność i wydajność maszyn rolniczych.
- Hodowla bardziej produktywnych odmian roślin rolniczych.
- Stosowanie wysoce skutecznych nawozów i środków ochrony roślin.
- Wprowadzenie racjonalnych metod technologicznych i nowych technologii uzdatniania gleby.
Znaczenie wymienionych narzędzi nie jest kwestionowane. To nie jest kwestia ich porzucenia. Sprawa jest inna. Wszystkie one, z wyjątkiem, być może, tylko nowych technologii (no-till, mini-till, strip-till), na obecnym poziomie rozwoju nauki pracują "na granicy możliwości". Ceny maszyn, nasion, nawozów i PPP stale rosną.
W celu rozwiązania problemu intensyfikacji produkcji rolnej, lista ta może być uzupełniona o nowe narzędzia, które wcześniej nie były dostępne. Są to systemy komputerowe i satelitarne. To jest to, co proponuje się wykorzystać, aby poważnie poprawić wyniki pracy.
Na czym opiera się taki system?
Rolnictwo precyzyjne opiera się na wykorzystaniu map pól, które są tak szczegółowe, jak to tylko możliwe pod względem obszarów i cech. Istniejące mapy katastralne dostarczają niewiele przydatnych informacji, określając głównie granice pól na gruncie. Potrzebujemy więcej informacji na temat poziomu wilgotności gleby (w tym poziomu wód gruntowych), składu chemicznego, przeważających wiatrów, kąta nachylenia powierzchni, ilości promieniowania słonecznego, obecności naturalnych i sztucznych obiektów oraz odległości od nich (zbiorniki wodne, lasy, drogi, przedsiębiorstwa itp.) Im bardziej szczegółowa jest mapa i im więcej czynników zawiera, tym dokładniejsza będzie technologia komputerowa i satelitarna. Tym szybciej i sprawniej można wprowadzać zmiany w procesie produkcyjnym.
Istnieją różne metodologie tworzenia takich map. Niezbędne informacje są pozyskiwane z satelitów, próbki gleby są pobierane na ziemi, a dla każdego miejsca przeprowadzana jest ogólna analiza. Mapy są tworzone na komputerze i łączone z innymi urządzeniami.
Wynik działania programu mającego na celu uzyskanie danych rastrowych lub wektorowych. Źródło: zoner.bayer.com
Następnie, na podstawie dostępnych map elektronicznych, przepisywane są dokładne zalecenia. Określają one dla każdego poletka, ile nasion, wody i nawozów należy zastosować. Instrukcje te są pobierane do komputera pokładowego maszyny rolniczej, która wyjeżdża na pole.
Podczas pracy maszyny udział człowieka (operatora) w procesie jest zredukowany do minimum. Kontroluje on głównie to, czy maszyna prawidłowo wykonuje polecenia. Maszyna, sterowana za pomocą nawigacji satelitarnej, porusza się po polu, wysiewa nasiona i nawozy do gleby, dostosowując ich ilość w każdym miejscu zgodnie z otrzymanymi zaleceniami. Dzięki systemowi GPS trasa jest wytyczona w taki sposób, że nie ma nakładek ani przerw między zaoranymi polami. Jest to tzw. system jazdy równoległej.
Ilość preparatów do zastosowania jest ściśle określona dla każdej powierzchni pola. Źródło: www.deere.ru
Jak dokładny jest system jazdy równoległej? Jaka jest jego skuteczność?
Jazda równoległa polega na poruszaniu się maszyny rolniczej zgodnie z sygnałem GPS. Jeśli używany jest wolny kanał, dokładność kursu będzie wynosić 30 cm. Jeśli używany jest kanał płatny, to 2,5 cm. W tym ostatnim przypadku znacznie zmniejsza się obszar poddany podwójnej obróbce (zakładki) lub nie poddany w ogóle obróbce (szczeliny). Ponadto zmniejszeniu ulega szerokość cypla i długość biegu jałowego. W rezultacie zużycie paliwa, nawozów i nasion zmniejsza się nawet o 20%.
Oprogramowanie i instrumenty dla technik rolnictwa precyzyjnego. Źródło: Phys.org
Ważny jest też inny czynnik. Podczas opryskiwania podczas "normalnej" jazdy mechanik, starając się pracować bezbłędnie, często przejeżdża po sąsiednich pasach z zakładkami, jak pokazuje praktyka, o szerokości od 0,5 m do 1,5 m. Według różnych szacunków, "nakładanie się" wynosi od 5 do 15% powierzchni pola. Zwiększa to znacznie toksyczność fitologiczną stosowanych środków chemicznych i obniża jakość produkcji. Zastosowanie systemu nawigacji GPS ogranicza podwójną uprawę do minimum, eliminując tę wadę.
Możliwość wykonywania prac zmechanizowanych (orka, kultywatorowanie, nawożenie, siew, zbiór) przy minimalnej ilości "zbędnych" ruchów to nie jedyna zaleta tego systemu. Pozwala to na równie precyzyjną i wydajną pracę w nocy, jak i w ciągu dnia. Jest to bardzo ważne w latach o niesprzyjających warunkach pogodowych, kiedy na polu jest kilka dobrych dni i nie można zmarnować dosłownie ani jednej godziny.
System jazdy równoległej jest najbardziej popularnym elementem rolnictwa precyzyjnego z dwóch powodów. Po pierwsze, nie wymaga dużych nakładów inwestycyjnych. Zwraca się w ciągu jednego do dwóch lat. Po drugie, jest to dość proste technologicznie.
Jakie technologie są wykorzystywane w rolnictwie precyzyjnym?
Opisane powyżej szczegółowe mapowanie i jazda równoległa to również technologie, i to te najbardziej powszechne. Dla innych można powiedzieć, że rolnictwo precyzyjne obejmuje praktycznie wszystkie technologie, które opierają się na wykorzystaniu systemów satelitarnych i komputerowych i są stosowane w celu optymalizacji wykorzystania zasobów.
Do najpopularniejszych należą.
Monitoring GPS. Nawigacja satelitarna może być wykorzystywana nie tylko do jazdy równoległej. Doskonale nadaje się do określania położenia maszyny rolniczej w dowolnym momencie. Wystarczy zamontować nadajniki GPS na wszystkich pojazdach służbowych i technologicznych. W ten sposób można łatwo kontrolować, czy kierowcy i kierowcy ciągników nie wykorzystują paliwa firmowego do swoich prywatnych przejazdów.
Nawadnianie. Nierzadko firmy rolnicze stają w obliczu faktu, że nie ma wystarczającej ilości wody do nawadniania w odpowiednim czasie. Dzięki nowoczesnej technologii wilgotność gleby jest kontrolowana przez 24 godziny na dobę. Zautomatyzowana technologia umożliwia nawadnianie tylko krytycznych obszarów. W rezultacie stosuje się tylko tyle wody, ile jest konieczne. Jest to bardziej efektywne, niż podlewanie całego pola według harmonogramu.
Czujniki. Jeśli na polach zostaną umieszczone bezprzewodowe czujniki, można zdalnie monitorować w czasie rzeczywistym najważniejsze parametry, takie jak wilgotność gleby, stan upraw i inne. Dzięki temu operator nie musi każdego dnia przemierzać pól, tracąc paliwo i czas pracy. Ponadto, mogą szybciej reagować na wszelkie zmiany.
Mobilne gadżety. Tablety, smartfony i inne urządzenia powinny być powszechnie stosowane w rolnictwie. Po zainstalowaniu specjalnych aplikacji, mogą one być używane do śledzenia warunków glebowych i roślinnych podczas jazdy w terenie, a następnie przeprowadzania wstępnych analiz na miejscu.
Laptop jest pomocnikiem agronoma. Źródło: www.dsnews.ua
Technologia SMART ("chmura"). Właściwe "inteligentne" wyznaczanie celów pozwala na połączenie wszystkich większych obiektów, takich jak budynki, urządzenia, maszyny, we wspólny system informacyjny. Następnie ich praca i stan mogą być nie tylko kontrolowane z jednego ośrodka - mogą być nawet częściowo zarządzane.
Robotyzacja. Im bardziej rozwija się technologia, tym więcej pojawia się maszyn, które są w stanie pracować samodzielnie, bez ciągłego nadzoru ze strony operatora. Takie systemy zostały już opracowane dla prawie wszystkich podstawowych etapów produkcji roślinnej: siewu, zbioru, nawadniania i stosowania nawozów.
Agrodron bada stan pola.
Jakie są zalety rolnictwa precyzyjnego?
- Znaczne zmniejszenie zużycia nasion i materiałów: nawozów, paliwa, wody i innych. W konsekwencji obniża się koszt produkcji.
- Większe plony i większe zyski.
- Produkty są wyższej jakości.
- Poprawiają się właściwości gleby.
- Zmniejsza się negatywny wpływ produkcji na środowisko naturalne.
- Gospodarka rolna otrzymuje i gromadzi wiele użytecznych informacji.
A wady?
- Aby wdrożyć kompleksowy system rolnictwa precyzyjnego, konieczne jest zainwestowanie poważnych pieniędzy. Nie każde gospodarstwo może sobie pozwolić na takie wydatki, nawet te, które działają ze sporym zyskiem.
- Rolnictwo precyzyjne jest w rzeczywistości zbiorem dość złożonych technologii komputerowych. Na obszarach wiejskich mogą wystąpić problemy z zatrudnieniem specjalistów nie tylko do wdrażania, ale nawet do konserwacji urządzeń.
- Rolnictwo precyzyjne jest nowością, a doświadczenie praktyczne jest niewielkie. Co więcej, dostępne technologie są stale udoskonalane, co dodatkowo zmniejsza doświadczenie w ich stosowaniu. W związku z tym trudno jest właściwie ocenić skuteczność jego wdrożenia i stosowania.
Łatwo zauważyć, że wymienione wady są nie tyle wadami podstawowymi, co problemami wzrostu. Nie są one przeszkodą nie do pokonania dla tych, którzy rozumieją, że rolnictwo precyzyjne jest przyszłością. A kto opanuje go wcześnie, będzie miał przewagę w rywalizacji o rynek zbytu.
