تاریخچه مختصری از کشاورزی دقیق

کشاورزی دقیق را می‌توان به دهه‌های 1950 و 60 زمانی که اولین ماهواره‌های GPS (سیستم موقعیت‌یابی جهانی) پرتاب شد، ردیابی کرد.
با این حال، تا دهه‌های 1980 و 90 بود که فناوری‌های دقیق ag به طور گسترده توسط کشاورزان مورد استفاده قرار گرفتند. این به دلیل توسعه گیرنده های GPS و نرم افزار نقشه برداری مقرون به صرفه تر و کاربرپسندتر و همچنین در دسترس بودن تصاویر ماهواره ای و سایر داده های سنجش از دور بود.
از آن زمان، زمینه کشاورزی دقیق با معرفی فناوری‌های جدید مانند حسگرها، پهپادها و وسایل نقلیه خودران و همچنین پیشرفت در مدیریت داده‌ها و ابزارهای تجزیه و تحلیل، به تکامل و گسترش خود ادامه داده است. امروزه کشاورزان در سراسر جهان از کشاورزی دقیق برای بهبود کارایی، بهره‌وری و پایداری عملیات خود استفاده می‌کنند.

کشاورزی دقیق و انقلاب کشاورزی

جهان در آستانه سومین انقلاب کشاورزی مدرن قرار دارد و کشاورزی دقیق بخش مهمی از آن است. اولین انقلاب کشاورزی که از سال 1900 تا 1930 رخ داد، کشاورزی مکانیزه باعث شد که هر کشاورز بتواند برای 26 نفر تولید کند. مدت ها پس از آن، دهه 1990 بود که دومین انقلاب معروف به انقلاب سبز رخ داد. با توجه به پیشرفت علمی، مجموعه‌های جدیدتری از محصولات اصلاح‌شده ژنتیکی که مقاوم به آفات هستند و به آب کمتری نیاز دارند، معرفی شدند و هر کشاورز می‌تواند 155 نفر را تغذیه کند.

انتظار می رود جمعیت جهان تا سال 2050 به 9.6 میلیارد نفر برسد و تولید مواد غذایی باید دو برابر سطح فعلی باشد تا غذای هر فرد تغذیه شود. قابلیت‌های تحلیلی پیشرفته و بهبود مستمر قابلیت‌های اینترنت اشیا، مانند پهپادهای کشاورزی دقیق، عناصر کلیدی در انقلاب سوم خواهند بود.
اما چگونه کشاورزی دقیق با آنچه کشاورزان و مشاغل کشاورزی قبلا انجام داده اند متفاوت است؟

کشاورزی دقیق در مقابل کشت سنتی

کشاورزی دقیق و کشت سنتی در عمل بسیار متفاوت است. در کشاورزی سنتی، کشاورزان طبق توصیه‌های کلی برای منطقه، مقدار یکسانی از سموم دفع آفات، کود و آبیاری را در مزارع، در زمان‌ها و فرکانس‌های تعیین شده، اعمال می‌کنند. یعنی مقدار معینی نهاده را به طور یکسان در کل مزرعه توزیع می کنند.
با این حال، همیشه در پارامترهای بیولوژیکی، فیزیکی و شیمیایی حتی در یک مزرعه واحد تفاوت وجود دارد. درمان یکنواخت مزارع بدون در نظر گرفتن تفاوت‌های ذاتی منجر به استفاده بیش از حد از نهاده‌ها در زمین‌های حاصلخیز و استفاده کم در مناطق ضعیف می‌شود. در واقع در کشاورزی دقیق به این نکته توجه می شود که یک منطقه از زمین به نهاده زیاد و منطقه ای دیگر به نهاده بیشتری نیاز دارد. این استفاده ناکارآمد از زمین، آب، سوخت، کود و آفت کش ها باعث افزایش هزینه و اثرات زیست محیطی می شود.
کشاورزی دقیق تفاوت‌های ذاتی در زمین‌های کشاورزی را هدف قرار می‌دهد و ورودی را با استفاده از نرخ متغیر (VRA) بهینه می‌کند. برای پیاده‌سازی VRA، داده‌های مکانی دقیق باید در میان مزارع و مکان‌ها از طریق سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و چرخه‌های حیات محصولات با استفاده از GPS و سنجش از دور جمع‌آوری شوند. ابزارهای کشاورزی دقیق مورد استفاده شامل سیستم های آبیاری دقیق، ابزارهای نقشه برداری و نظارت بر عملکرد و سیستم های مدیریت اطلاعات است. کشاورزی دقیق با استفاده از موتورهای تجزیه و تحلیل توصیفی، پیش‌بینی‌کننده و تجویزی پیشرفته برای تجزیه و تحلیل داده‌ها، به تصمیم‌های مدیریتی مبتنی بر داده‌ها می‌رسد تا راه‌حل‌های کشاورزی پایدار مدرن مقرون‌به‌صرفه و سازگار با محیط زیست را اجرا کند.

کشاورزان در مورد ایده آل ترین گونه های بذر، مدیریت خاک با مقدار کود مورد استفاده، مقدار دقیق آب مورد نیاز بسته به رطوبت در خاک، استفاده صحیح از آفت کش ها پس از بررسی شرایط محصول و غیره راهنمایی دریافت می کنند. نظارت و جمع‌آوری داده‌ها در طول چرخه حیات یک محصول انجام می‌شود تا تمام مراحل تولید کشاورزی را بهبود بخشد.
با استفاده از فناوری‌های نوظهور مانند دستگاه‌های دارای اینترنت اشیا (IoT) مانند حسگرهای کشاورزی هوشمند و پهپادهای روباتیک، تصاویر ماهواره‌ای و ابزارهای مجهز به GPS، داده‌های بلادرنگ روی خاک، محصول، پیش‌بینی‌های آب و هوای بیش از حد محلی، تجهیزات جمع‌آوری می‌شوند. موجود و سایر متغیرها این با ورودی‌های IoT و نرم‌افزار تحلیل پیش‌بینی مبتنی بر AI/ML تکمیل می‌شود.

مزایای کشاورزی دقیق

با استفاده از فناوری‌ها و شیوه‌های دقیق، کشاورزان می‌توانند نهاده‌های خود (مانند بذر، کود، و آفت‌کش‌ها) را در مناطق خاصی از مزرعه که بیشتر به آن‌ها نیاز دارند، به جای استفاده یکنواخت در کل مزرعه، هدف قرار دهند.

این رویکرد هدفمند می تواند به کشاورزان در صرفه جویی در نهاده ها و همچنین افزایش عملکرد و کیفیت محصول کمک کند. علاوه بر این، فناوری‌های دقیق ag می‌تواند به کشاورزان کمک کند تا محصولات خود را به طور مؤثرتر نظارت و مدیریت کنند و به آنها اجازه می‌دهد به مشکلات احتمالی (مانند آفات یا بیماری‌ها) سریع‌تر و مؤثرتر پاسخ دهند.

کشاورزان می‌توانند از حسگرها و ابزارهای نقشه‌برداری برای اعمال دقیق کودها با نرخ و مکان مناسب استفاده کنند. علاوه بر این، فناوری های دقیق ag می تواند به کشاورزان کمک کند تا شیوه های آبیاری خود را بهینه کنند، که می تواند در مصرف آب و انرژی صرفه جویی کند.

از آنجایی که جزئیات مناطق در یک مزرعه را می توان ردیابی کرد، کشاورزی دقیق از راه های مختلفی برای کشاورزان سودمند است. در زیر به برخی از مزایای کلیدی آن پرداخته شده است:

• حذف نوسانات و ریسک
• مدیریت پسماند
• کاهش هزینه های تولید
• حداقل تاثیر زیست محیطی
• استفاده بهینه از کودها
• مدیریت آب با شیوه های آبیاری بهینه
• بهبود سلامت خاک

امکان پذیر ساختن کشاورزی دقیق از طریق دیجیتال سازی مزرعه

در اقتصادهای در حال توسعه، 32 درصد از تلفات مواد غذایی در طول تولید مواد غذایی رخ می دهد که توسط مک کینزی در داده های فائو تجزیه و تحلیل شده است.

شیوه های کشاورزی مرسوم منطقه محور هستند. مجموعه ای کلی از محصولات زراعی در سراسر یک منطقه کشت می شود. همه کشاورزان در آن منطقه از رویه های یکسانی در مورد دوره کاشت، تغذیه، آبیاری و برداشت پیروی می کنند. این شیوه ها منجر به غیرقابل پیش بینی بودن، استفاده بیش از حد از منابع و تولید ضایعات کنترل نشده می شود.
قبل از استفاده از فناوری در کشاورزی، احتمال تولید محصول خوب کشاورز به اندازه پرتاب کردن یک سکه و آرزوی شیر شدن آن بود. از آنجایی که کشاورزان هیچ اطلاعاتی در مورد مزارع خود نداشتند، هیچ راهی برای یادگیری علت از دست دادن محصول وجود نداشت. این عمل کشاورزان را به سمت ضرر و زیان و بدهی سوق داد. پیشرفت‌ها در تجزیه و تحلیل داده‌های بزرگ، اینترنت اشیا، و تصاویر ماهواره‌ای قابل دسترس، خوش‌بینی را برای بخش کشاورزی ایجاد کرد و به کشاورزی دیجیتال منجر شد و در نتیجه با موضوع غیرقابل پیش‌بینی بودن مبارزه کرد.

10 ابزار و فناوری کشاورزی دقیق

هر کسی که به دنبال راه حل دقیق کشاورزی است باید در مورد ابزارها و فناوری های موجود آگاه باشد. برنامه های کاربردی مبتنی بر رایانه برای ایجاد نقشه های دقیق مزرعه، نقشه های مزرعه، جستجوی محصول، نقشه های عملکرد و برای تعیین مقدار دقیق ورودی ها برای اعمال در مزارع استفاده می شود. یکی از مزایای این روش، توانایی طراحی یک استراتژی کشاورزی دوستانه است که به کاهش هزینه ها و افزایش عملکرد کمک می کند. اما، از آنجایی که داده‌های به‌دست‌آمده را نمی‌توان با سایر سیستم‌های پشتیبانی ادغام کرد، این برنامه‌ها داده‌های با ارزش محدودی را ارائه می‌دهند که نمی‌توانند برای راه‌حل‌های کشاورزی دقیق در مقیاس بزرگ استفاده شوند.