Czym jest rolnictwo precyzyjne?
Rolnictwo 4.0, Smart Farming, rolnictwo połączone i inteligentne rolnictwo to potencjalne odpowiedniki terminu „rolnictwo precyzyjne”. Istnieje wiele definicji, zwłaszcza jeśli chodzi o sektor roślinn...
Rolnictwo precyzyjne: jak sprostać wyzwaniom przyszłości?
W ciągu ostatnich 18 lat liczba patentów zgłoszonych dla urządzeń połączonych w rolnictwie wzrosła 30-krotnie. Rynek rolnictwa precyzyjnego, czyli AgTech, nigdy nie był tak duży jak obecnie. W 2024 r. jego wartość szacowana była na ponad 13 mld dolarów, a prognozy na 2029 r. wskazują na ponad 23 mld dolarów. Fakt: rolnictwo przechodzi cyfryzację. Bliższe spojrzenie na przyczyny tego sukcesu i przyszłe wyzwania.
W 2019 r. Międzynarodowe Stowarzyszenie Rolnictwa Precyzyjnego (ISPA) zatwierdziło propozycję ujednoliconej definicji rolnictwa precyzyjnego. Rolnictwo precyzyjne można zdefiniować jako strategię zarządzania gospodarstwem rolnym. W praktyce łączy dane z różnych źródeł, aby pomóc rolnikom w podejmowaniu decyzji. Głównym celem jest poprawa praktyk mających na celu zwiększenie zrównoważenia rolnictwa pod względem ekonomicznym, środowiskowym i społecznym.
Wyzwania związane z rolnictwem połączonym
Rolnictwo precyzyjne staje się kluczowym rozwiązaniem pozwalającym sprostać globalnym wyzwaniom. Musi wyżywić stale rosnącą populację świata. Zwiększenie plonów jest jednym z rozwiązań problemu zapotrzebowania na żywność, ale musi ono odbywać się z poszanowaniem zasobów i środowiska naturalnego. Wykorzystanie nowych technologii pozwala zmniejszyć ślad ekologiczny poprzez optymalizację praktyk, zwłaszcza w zakresie środków do produkcji. Jednak dostosowanie dawek do warunków i wymagań może stanowić wyzwanie, ponieważ niezbędne inwestycje w nowe technologie mogą wydawać się kosztowne. Inne przeszkody dotyczą łączności niektórych tzw. białych stref, a także kwestii własności i wykorzystania danych rolniczych, co pozostaje poważnym wyzwaniem, które należy rozwiązać, aby zmaksymalizować korzyści płynące z tego podejścia. Z drugiej strony, jest to nowoczesna wizja, która przyciąga nowe pokolenie, ponieważ ułatwia warunki pracy i przyspiesza naukę. W związku z tym może to przyczynić się do wymiany pokoleniowej w świecie rolnictwa.
W jaki sposób rolnictwo precyzyjne pomaga rolnikom ulepszyć ich praktyki?
Rolnictwo precyzyjne może pomóc rolnikom w zarządzaniu gospodarstwem, produkcji, komercjalizacji i dzieleniu się wiedzą. Istnieje wiele różnych aplikacji, które umożliwiają dostęp do dużych ilości danych, ich przetwarzanie i analizowanie w celu uzyskania odpowiedzi na konkretne pytania. Rolnictwo precyzyjne wspiera sektor rolniczy, dzięki innowacyjnym urządzeniom do produkcji rolnej: dronom, czujnikom, robotom, urządzeniom połączonym itp. Dzięki dedykowanemu oprogramowaniu lub platformom internetowym może być również skutecznym narzędziem wspomagającym podejmowanie decyzji. Dzielenie się wiedzą za pośrednictwem serwisów internetowych przed rozpoczęciem produkcji jest popularne wśród społeczności rolniczej, która korzysta z różnych platform handlowych, sieci społecznościowych i dedykowanych narzędzi wymiany informacji. Innym ważnym zastosowaniem, w przypadku gospodarstw rolnych posiadających bezpośrednie punkty sprzedaży (e-commerce), jest komunikacja i kontakt z konsumentami.
Dane wykorzystywane do poprawy wydajności gospodarstwa
Dane rolnicze są generowane przez połączone urządzenia, które gromadzą dane dotyczące roślin, zwierząt i praktyk rolniczych, są coraz częściej spotykane w gospodarstwach rolnych. Są one wyposażone w moduły komunikacji bezprzewodowej, które wysyłają dane do różnych aplikacji. Połączonymi obiektami mogą być:
- czujniki montowane w maszynach rolniczych w celu wykrywania roślin, ich właściwości, plonów i poziomu wilgotności, aby uruchamiać nawadnianie itp.,
- połączone terminale do sterowania maszynami i monitorowania operacji itp.,
- stacje pogodowe do gromadzenia danych dotyczących temperatury, opadów, wiatru itp.,
- drony do gromadzenia danych kartograficznych (biomasa, gęstość roślin, zawartość chlorofilu itp.),
- czujniki na obrożach bydła lub w robotach udojowych, służące do gromadzenia danych dotyczących dobrostanu zwierząt, rui, przeżuwania, analizy mleka itp.,
- czujniki w silosach, służące do monitorowania temperatury, poziomu załadunku itp.
Dane obejmują 5 cech: objętość, szybkość, różnorodność, wiarygodność, wartość.
Opanowanie tych 5 filarów jest warunkiem koniecznym do wejścia w erę rolnictwa precyzyjnego. W procesie tym wykorzystuje się imponującą liczbę technologii, od gromadzenia danych po ich wykorzystanie.
Jak zacząć korzystać z nowych technologii?
Zmienne dawkowanie jest obecnie powszechnie stosowaną praktyką i często jednym z pierwszych rozwiązań wdrażanych w gospodarstwach rolnych. Potencjał plonów upraw różni się w zależności od gatunku, warunków glebowych i klimatycznych. Dlatego zmienne dawkowanie może być dobrym rozwiązaniem dla optymalizacji ilości środków produkcji i marż brutto, a także dla uniknięcia strat powodujących zanieczyszczenie środowiska. Oznacza to, że dawki nawozów, środków ochrony roślin i nasion można dostosować do wymagań i rodzaju uprawy. Jest to możliwe poprzez stworzenie mapy aplikacyjnej przy użyciu danych terenowych (rezystywność gruntu, pojemność wodna.sorbcyjna gleby, gleboznawstwo, wilgotność itp.) i/lub danych dotyczących wcześniejszych działań (plony itp.). Mapa zawiera informacje o ilościach środków produkcji wymaganych na jednostkę powierzchni (pixel lub homogeneous zone).
W praktyce zmienne dawkowanie jest realizowane za pomocą ciągnika i połączonej z nim maszyny rolniczej, takiej jak rozsiewacz, opryskiwacz lub siewnik. Może to być operacja ręczna, polegająca na obserwowaniu mapy aplikacyjnej w kabinie i otwieraniu zaworów w odpowiednim momencie, lub automatyczna, jeśli ciągnik jest wyposażony w system geolokalizacji i nawigacji. System automatyczny jest bardziej precyzyjny. Naprowadzanie jest również metodą stosowaną w rolnictwie precyzyjnym i nie jest niezbędne do zmiennego dawkowania. Aby korzystać z tych systemów, maszyny rolnicze muszą być kompatybilne i wyposażone w niezbędne urządzenia.
Wdrożenie rolnictwa precyzyjnego w gospodarstwie wymaga wykonania sześciu niezbędnych kroków. W przypadku zmiennego dawkowania są to poniższe kroki.
- Uzyskanie niezbędnych informacji i szkoleń od współpracowników, dealerów, ośrodków szkoleniowych itp.
- Przygotowanie podstaw, tj. mapowanie pól, niezbędne do korzystania z nowych technologii.
- Wybór danych (mapa plonów, mapa biomasy, analizy gleby itp.) i ich analiza w celu stworzenia mapy aplikacyjnej podczas cyklu uprawy roślin.
- Praca z metodą: przy użyciu ręcznego lub automatycznego zmiennego dawkowania.
- Pomiar wskaźników na koniec sezonu.
- Ulepszanie praktyk zgodnie z celami.
Kolejny krok w kierunku rolnictwa precyzyjnego
Automatyczne karmienie zwierząt hodowlanych
Karmienie bydła jest jednym z najbardziej wymagających zadań w gospodarstwach hodowlanych, gdzie wraz z rozwojem gospodarstw coraz trudniej jest znaleźć pracowników. Obecnie producenci oferują automatyczne roboty paszowe, które pozwalają zaoszczędzić czas poświęcany na karmienie zwierząt i przeznaczyć go na zadania o większej wartości dodanej. W porównaniu z klasycznym systemem karmienia można zaoszczędzić nawet godzinę dziennie. Wiele systemów nadal korzysta z instalacji naprowadzających na ziemi lub pod dachem. Jednak najbardziej zaawansowane innowacje opierają się na technologiach geolokalizacyjnych, takich jak RTK GPS, w połączeniu z odometrią, w celu oszacowania pozycji pojazdu w ruchu. Wóz paszowy może samodzielnie ładować paszę bezpośrednio z silosu, mieszać ją i rozdzielać między zwierzęta, w sposób całkowicie autonomiczny.
Autonomiczna uprawa gleby, wysiew nasion i pielenie za pomocą robotów rolniczych
Połączone maszyny rolnicze są używane na polach od końca lat 90. Od tego czasu poczyniono kolejny krok naprzód, opracowując autonomiczne roboty. Po raz pierwszy pojawiły się w sektorze ogrodnictwa towarowego, przede wszystkim do pielenia. Jednak obecnie obserwujemy rozkwit innowacji w zakresie uprawy gleby i wysiewu nasion na polach uprawnych. Inteligentne systemy można wprowadzić do użytku po sporządzeniu mapy terenu. Możliwe jest przekazanie danych autonomicznemu robotowi, aby mógł samodzielnie zmieniać swoje parametry w celu dostosowania się do gleby i upraw. Tego typu wyposażenie nie tylko pozwala zaoszczędzić czas, ale także minimalizuje nacisk na podłoże, co ogranicza zagęszczenie gleby i ułatwia rozwój korzeni.
Oprysk z inteligentnymi czujnikami
Rolnictwo precyzyjne opiera się na sztucznej inteligencji, która rozpoznaje rośliny, a nawet choroby roślin. Czujniki wykrywają chwasty, które są opryskiwane odpowiednią dawką środka ochrony roślin. Ma to dwie zalety: oszczędność nakładów i ochrona środowiska. Najnowocześniejsza technologia umożliwia wykrywanie chwastów zarówno na pustym polu, jak i na polu z uprawą. Technologia ta będzie miała w przyszłości dalsze zastosowania, np. dla produktów regulujących wzrost, fungicydów i nawozów azotowych.
Źródła:
https://www.mordorintelligence.com/fr/industry-reports/global-precision-farming-market-industry
http://www.modelia.org/moodle/pluginfile.php/3071/mod_resource/content/1/ACTA_Numerique_AccesDonneesRechercheInnovationAgricole_livreblanc_diffusion.pdf
https://www.agrotic.org/blog/wp-content/uploads/2010/veilletechno/vt09-modulengrais.pdf
https://www.web-agri.fr/alimentation-animale/article/170210/ce-qu-il-faut-savoir-avant-d-investir-dans-un-robot-d-alimentation