Какво представлява прецизното земеделие и защо променя всичко в селското стопанство?

 

Устойчивото производство на храна за постоянно нарастващото население е едно от най-големите  предизвикателства на нашето време. Това предизвикателство се усложни през последните години от понижаване на печалбите и производството, както и от сериозни опасения за околната среда, породени от традиционните методологии. Прецизното земеделие може да подобри както добива, така и печалбите чрез използване на по-малко ресурси, като в същото време прави селското стопанство по-устойчиво и по-малко замърсяващо. Всеки фермер може да възприеме този подход, базиран на данни и технологии.

 

Какво е прецизно земеделие?

 

В традиционното индустриално земеделие производителите прилагат една и съща норма на торове, напояване или контрол на вредителите в определени времена и честота. Това са общи препоръки за сорт или регион.

Въпреки това, всеки фермер знае, че има разлики в полето. Някои части дават по-добър добив, докато други  дават много малко. Това може да се дължи на разликите в почвата, наклона и сянката.

Микроразликите във физическите, химичните и биологичните характеристики на почвата ще повлияят на плодородието и наличието на хранителни вещества. Докато наклонът може да повлияе на задържането на вода в почвата, биологичният стрес все още може да варира.

Плевелите обикновено се появяват на едно и също място, защото се разпространяват чрез грудки или семена. Същият модел може да се види и при почвените заболявания.

Следователно условията за отглеждане на която и да е култура няма да са еднакви в цялата площ на отглеждане.

Когато земеделските производители не вземат предвид тези присъщи разлики и  предоставят еднакво хранителни вещества и третиране , те осигуряват твърде много ресурси за добрите петна и недостатъчни ресурси за лошите. Освен това, като добавят по този начин торове и химикали за третиране, те ги използват прекомерно и ненужно увеличават разходите за своите операции.

 

Прецизното земеделие оптимизира продукцията чрез насочване към фините пространствени разлики във фермата.

 

Идеята, която отличава прецизното земеделие от традиционните методи, е приложението с променлива норма. Благодарение на точни данни се влагат  нужните количества, където и когато е необходимо.

Всички етапи на селското стопанство могат да бъдат оптимизирани чрез прецизно земеделие, което ще увеличи добива, като същевременно поддържа ниски разходи за следните области:

  • Вземане на проби от почвата
  • Презасаждане
  • Напояване
  • Торене
  • Борба с вредители, плевели и болести
  • Планиране на прибиране на реколтата и логистика
  • Следсезонен сравнителен анализ

 

Прецизно управление на фермата

 

За да могат да прилагат метода променлива норма, производителите се нуждаят от подробни и пространствени данни за техните ферми и различни технологии на всеки етап.

Важни стъпки в прецизното земеделие:

  1. Събиране на данни
  2. Анализ на данните
  3. Вземане на решения въз основа на анализирани данни
  4. Управление на полеви операции въз основа на решенията

 

Събиране на данни 

 

Необходимо е да се съберат данни за условията на полето, растежа на културите и добива в различни части на фермата. Това може да бъде събрано на ниво поле или чрез дистанционно наблюдение.

Следните нови технологии за прецизно земеделие са полезни в различни мащаби и предоставят предимно данни за пространствените различия:

 

  • Геопространствените технологии— като дистанционно наблюдение, глобални системи за позициониране (GPS) и сателитни изображения — предоставят информация за разликите в здравето на почвите или културите и производителността в регионален мащаб.

 

  • Мултиспектралните изображения  улавят изображения на земята  видими, близо до инфрачервени и червени ръбове на светлината. Когато се анализират чрез вегетативни индекси, те предоставят информация за вътрешната физиология на културата, за да забележите проблемите, преди да можете да ги видите. Те могат да бъдат събрани от сателити или  дронове.

 

  • Малки инструменти или сензори могат да се използват във фермата, за да дадат информация за влажността и температурата на почвата, реакцията на корените към добавките и т.н. Много от тях използват георефериране и IoT. Тези инструменти имат придружаващ софтуер, който е в състояние незабавно да направи прогнозен анализ и може да бъде калибриран за конкретни култури или сортове и региони.

 

Анализ на данни в прецизното земеделие

 

Преди фермерите да могат да предприемат действия, събраните данни трябва да бъдат анализирани, за да се определят условията на полето и културите.

Изображенията с дистанционно наблюдение често се анализират от софтуер за да се извлече полезната информация. Много от тях комбинират полеви и метеорологични данни, за да направят прозренията по-точни. Резултатът е отчет с проста статистика и анализирана карта.

Използват се алгоритми за изкуствен интелект (AI) и „machine learning“ за да анализират огромните количества данни, генерирани от изображения и сензори. Те използват няколко вегетативни индекса и модела, за да открият стрес, дължащ се на болести, недостиг на хранителни вещества и т.н. Полетата също се анализират за водно съдържание, за да се идентифицират наводнения или суша.

 

 

Интелигентно земеделие с помощта на решения, базирани на данни

 

Когато производителите получат своите отчети, те могат да вземат базирани на точни данни  решения. Докладите разделят по-голямата ферма на по-малки хомогенни зони въз основа на вариациите в производителността на културите.

Например, използването на анализ на биомаса може да даде информация за  поникването на културите. Софтуерът разделя полето въз основа на процента на поникване и използва цветови кодове за разграничаване на фермата, така че производителите могат да идентифицират области, които се нуждаят от презасаждане и степента на инвестиция, която трябва да направи. Чрез презасаждане само когато е необходимо, те намаляват разходите.

По същия начин, когато анализът покаже стрес, фермерът знае коя област да проучи, за да идентифицира причината. След като това бъде направено, те могат да изготвят карти с рецепти и да прилагат лечения, където е необходимо.

Това гарантира, че използването на вложените средства е оптимизирано и разходите се намаляват на всеки етап от развитието на културата.

 

Използване на нови и съществуващи машини

 

В големи полета прилагането на решения ще става с помощта на машини или дронове с GPS. Малките ферми могат да се справят с прилагането на третирания ръчно.

Селскостопанските машини като трактори, са оборудвани с навигационни системи за използване на прецизни  карти.

 

Прилагане на технологиите

 

Прецизното земеделие включва използване на технологии и данни на един или повече  етапи в земеделието, за да се възползват от изравняването на променливостта във фермите.

 

Прилагане на тор

 

Някои от решаващите стъпки в прецизното земеделие са определянето на точните количества и времето за прилагане на тор. Това може да подобри добива и хранителните качества, да намали използването и разходите за торове и да доведе до по-малко замърсяване с хранителни вещества.

 

Режимите на напояване могат да бъдат коригирани, за да доставят необходимите количества вода, когато е необходимо, чрез използване на широка гама от инструменти като управление на напоителните системи с  универсален контролен блок за електромагнитни клапани:

  • Дистанционен контрол и мониторинг на напоителната система
  • Автоматично или ръчно управление според графика на земеделските производители
  • Използване на водата, посредством множество променливи: консумация на вода, налягане, поток или според времето и почвените данни от метеорологичните станции.

 

Откриването на плевели  чрез изображения от дрон и прилагането на химикали само в зоните на разспространение  може да намали появата на плевели с 80%, като се избягва пръскането върху гола земя или съседна растителност. Това не само намалява разходите за унищожаване на плевели, но и поддържа биоразнообразието.

 

С помощта на мултиспектралните изображения е възможен  и анализ за контрол на вредители и болести. Използва се базирана на близка инфрачервена (NIR) технология за откриване на промени в наземните растителни части поради болести. Можете да наблюдавате цялостното здраве на реколтата с базираната на NIR  технология.

 

Предимства на прецизното земеделие

 

Прецизното земеделие предлага няколко предимства – икономически, социални и екологични – пред традиционните методи:

 

  1. Увеличава възвръщаемостта на инвестициите чрез намаляване на използването на суровини и увеличаване на количествата и качеството на добива.
  2. Намалява замърсяването на почвата, водата и въздуха чрез намаляване на употребата на химически торове и пестициди.
  3. Създава почвено биоразнообразие и подкрепя дивата природа извън фермите.
  4. Прави земеделието устойчиво, като намалява зависимостта от ресурси и вода.
  5. Намалява въглеродните емисии от селскостопанския сектор.

 

Размерът на фермата няма значение

 

Прецизното земеделие е подходящо за големи ферми, малки семейни ферми и организации, работещи с много производители.

 

Малките ферми произвеждат повече от 80% от храната в света, така че е важно тези интелигентни земеделски практики да се използват и в малък мащаб. Въпреки това, инструментите, които фермерите използват, могат да бъдат различни в зависимост от размера на фермата.

Компактните ръчни устройства, интелигентните сензори, мобилните приложения и малките дронове могат да донесат предимствата на прецизното земеделие дори на малките фермери. Често ползите за дребните фермери могат да означават използване само на 20% от торовете или пестицидите, намаляване на разходите и значително подобряване на печалбите. В някои случаи е необходима много малко технология.

 

Големите ферми използват прецизно земеделие, за да им помогнат да разузнават и да създават зони за управление на полето за всички или специфични операции.

 

Организации като фермерски кооперации, търговци на дребно на суровини, производители на семена, преработватели на храни и други, които работят на  мултинационална основа, все повече използват прецизно земеделие.

 

Тези сектори могат да се възползват от виртуалната видимост на полето и цифровите отчети, които прецизното земеделие предоставя. Поради значителното намаляване на пътуванията, наложено от пандемията COVID-19, виртуалната страна на прецизното земеделие беше особено полезна.

 

Доказано е, че парите и времето, инвестирани в иновации за прецизно земеделие, осигуряват значителна възвръщаемост във ферми от всякакъв размер, а последователните подобрения осигуряват още по-голяма възвръщаемост с по-малко вложени средства с течение на времето.