التصنيف: الزراعة الدقيقة

في هذا السياق، يعتبر الكثيرون رصد المحاصيل ورسم خرائطها أهم ابتكار شهده القطاع الزراعي مؤخرًا. سنتناول في هذه المقالة هذا الموضوع. رسم خرائط المحاصيل ورصد المحاصيل وإمكاناتها في جعل مزارعنا أكثر كفاءة وإنتاجية.

تُعد الزراعة الحديثة وأنظمة الزراعة نتاج آلاف السنين من المعرفة التقليدية المدعومة إلى حد كبير بالتقدم السريع في العلوم والتكنولوجيا في القرون الأخيرة.

يتزايد الطلب على الغذاء سنوياً نتيجة النمو السكاني المتزايد، في حين تهدد قضايا بالغة الأهمية كظاهرة الاحتباس الحراري وتغير المناخ استدامة النظام الزراعي الحالي برمته. ونتيجة لذلك، بات دور التكنولوجيا في تحسين الإنتاج الزراعي أكثر أهمية من أي وقت مضى.

ما هو رسم خرائط العائد؟

تم تقديمها في البداية في أوائل التسعينيات، وهي أداة للزراعة الدقيقة تتضمن عملية جمع البيانات المرجعية الجغرافية حول مستويات المحصول المختلفة بالإضافة إلى الخصائص مثل محتوى الرطوبة، في أجزاء مختلفة من نفس الحقل.

أثناء الحصاد، تقيس الحصادة هذه المعايير باستخدام عدة أجهزة استشعار، ويتم تسجيل القياسات مع مواقعها باستخدام أدوات تحديد المواقع الجغرافية. تُستخدم هذه المعلومات لإنشاء خريطة تسهل على المزارعين الاطلاع عليها.

علاوة على ذلك، تُصنّف القياسات الفردية لخصائص المحصول ضمن مناطق أو نطاقات محددة باستخدام ألوان مختلفة لإنتاج خريطة نطاق أو خريطة تصنيف المناطق. ويمكن تحديد عدد هذه التصنيفات وفقًا لاحتياجات المزرعة.

على سبيل المثال، لإنشاء خريطة إنتاجية لحقل من الذرة يبلغ متوسط إنتاجه 250 بوشل للفدان، قد يكون من المناسب تصنيف الخريطة إلى مناطق، كل منها بإنتاجية 25 بوشل للفدان.

لكن هذا يعتمد على مستوى الدقة المطلوب والتكنولوجيا المتاحة. تحتوي خرائط الإنتاجية القياسية على 5-7 مناطق لونية، ويزداد عددها مع ازدياد متطلبات الدقة.

ما هي المكونات الأساسية لنظام رسم خرائط المحصول أو نظام مراقبة المحصول؟

يُمكّن تطبيق رسم خرائط المحاصيل في الأراضي الزراعية المزارعين من تحسين إنتاجهم من خلال توجيه المدخلات إلى مناطق محددة داخل المزارع التي تحتاج إليها بشدة.

ومع ذلك، فإن آلية العمل الكامنة وراء مراقبة المحصول تتطلب دمج العديد من المكونات الأساسية في نظام مشترك لتوليد بيانات وخرائط دقيقة للغاية وفي الوقت الفعلي.

على الرغم من أن المكونات قد تختلف تبعاً لحجم المزرعة ونوع المحاصيل التي تتم مراقبتها، إلا أن المكونات الأساسية لنظام رسم خرائط إنتاجية الحبوب الأكثر شيوعاً تشمل ما يلي:

• مستشعر تدفق الحبوب: يتم استخدام مستشعر تدفق الحبوب المثبت على الحصادة لتحديد الكمية الفعلية للحبوب التي يتم حصادها أثناء تحرك الحصادة عبر الحقل في الوقت الفعلي.
• مستشعر رطوبة الحبوب: تتضمن آلات حصاد الحبوب أيضاً مستشعرات رطوبة الحبوب التي تقيس سعتها الكهربائية. ويتم ذلك لتعويض التغيرات في الحبوب الناتجة عن العوامل البيئية مثل المطر ودرجة الحرارة وغيرها.
• مستشعر سرعة الأرض: من المهم قياس سرعة الحصادة المركبة للحصول على نتائج دقيقة. ويمكن القيام بذلك باستخدام معلومات تعتمد على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو باستخدام مستشعر سرعة أرضي فعلي يقيس السرعة من دوران العجلات.
• جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS): لغرض تحديد الموقع الجغرافي للقياسات التي تم إجراؤها بواسطة أجهزة استشعار أخرى، يتم تركيب جهاز استقبال GPS على حصادة الحبوب والذي يعطي باستمرار مواقع كل قياس يتم أخذه.
• شاشة مراقبة المحصول: هو المكون الذي يتم تركيبه داخل كابينة الحصادات حيث يتواجد المشغل/المزارع. يوفر هذا المكون له/لها بيانات مُعالجة في الوقت الفعلي على شاشة عرض يتم توليدها باستمرار بواسطة عدة مستشعرات.

ما هو دور مراقبة المحصول في الزراعة الدقيقة؟

الزراعة الدقيقة يتمثل ذلك في استخدام التكنولوجيا والبيانات في العمليات الزراعية لتحديد نوع مدخلات المزرعة، ومستوى/كمية تلك المدخلات، والموقع الدقيق داخل المزرعة حيث ينبغي تطبيق تلك المدخلات من أجل تقليل التكاليف وزيادة الإنتاجية وتحقيق أقصى قدر من الكفاءة.

على الرغم من استخدام أجهزة مراقبة المحاصيل في الزراعة منذ ما يقرب من ثلاثة عقود، إلا أنها بدأت تشكل جزءًا مهمًا من تطبيقات الزراعة الدقيقة اليوم.

تُستخدم مراقبة المحصول في الزراعة الدقيقة لأنها تساعد في تحديد وقياس ووصف التباين داخل الحقل ضمن نظام زراعي، وهو بالضبط ما يشكل أساس مفهوم الزراعة الدقيقة.

يوفر هذا النظام بيانات متغيرة ضمن حقل واحد. وتُنتج هذه البيانات نتيجة تفاعل معقد بين عدة عوامل تحدث داخل المزرعة، مثل أساليب إدارة المزرعة، والعوامل البيئية، والعوامل المناخية.

ونتيجة لذلك، تصبح هذه البيانات رصيدًا بالغ الأهمية عند محاولة فهم المزرعة لتطبيق أدوات الزراعة الدقيقة الأخرى.

مع ذلك، توجد بعض المعوقات عند استخدام هذه البيانات في أنظمة الزراعة الدقيقة الشاملة. ومن أبرز هذه المعوقات التباين الزمني الكبير في بيانات المحصول، والذي يحدث ضمن دورة المحصول نفسها، وكذلك بين محاصيل السنوات المختلفة.

يمكن عزو هذا التباين إلى التفاعل المعقد بين عدة عوامل ذُكرت سابقاً. علاوة على ذلك، قد يؤثر وقت إجراء القياسات على بيانات المحصول، مما يُعطي صورة غير مكتملة، إن لم تكن غير دقيقة، عن إنتاجية الأراضي الزراعية.

إلى جانب ذلك، تُعدّ المعايرة الخاطئة أو أخطاء النظام من المشكلات الأخرى المرتبطة باستخدام هذه البيانات في الزراعة الدقيقة. لذا، هناك بعض الأمور التي يجب مراعاتها عند استخدام بيانات مراقبة المحاصيل في أنظمة الزراعة الدقيقة:

• فعلى سبيل المثال، لا يمكن استخدام بيانات سنة واحدة فقط لإجراء تدخلات الزراعة الدقيقة لسنة أخرى. لذا، يجب توفير بيانات المحاصيل لعدة سنوات لإجراء تحليل زمني دقيق وموثوق يمكن تطبيقه ميدانياً.
• علاوة على ذلك، ينبغي التخطيط المسبق لعملياتها أو عمليات الحصاد وجدولتها لتقليل التباين الزمني، وينبغي تحسين الأجهزة ومكونات البرامج ومعايرتها وتطويرها بشكل جيد.
• وأخيراً، أظهرت العديد من الدراسات الإمكانات الهائلة لاستخدام التباين داخل الحقل في بيانات المحصول في اتخاذ قرارات زراعية أفضل من خلال دمجها مع أدوات الزراعة الدقيقة.

ما هي فوائد رسم خرائط الإنتاجية؟

هناك العديد من الفوائد المرتبطة بتطبيق مراقبة المحصول لإنشاء خريطة إنتاجية للمزرعة.

ومع ذلك، فإن جميع الفوائد تتلخص في حقيقة أنها تزود المزارعين ومديري الأراضي الزراعية بمعلومات قيمة في شكل خرائط تساعدهم على فهم مناطق الإنتاج العالي والمنخفض في مزارعهم.

يُمكّنهم ذلك من ربط مستوى الإنتاج بالعديد من الأسباب، ما يسمح بتحسين المناطق ذات الإنتاج المنخفض والحفاظ على المناطق ذات الإنتاج المرتفع. بعبارة أخرى، يمكن أن تكون هذه المعلومات مفيدة لاتخاذ القرارات بشأن:

حرث التربة: يُمكن أن يُؤدي كلٌ من نقص الحراثة والإفراط فيها إلى انخفاض إنتاجية المزرعة، وقد يحدث ذلك في مساحات صغيرة ضمن المزارع الكبيرة، خاصةً إذا لم تُنفَّذ عملية حراثة منهجية. ويُعدّ تحديد هذه المناطق أمرًا بالغ الأهمية لضمان تحسين عملية الحراثة في الدورة الزراعية التالية.

توصيات بشأن الأسمدة: VRF (التسميد بمعدل متغيرتُجرى هذه العملية عادةً من خلال أخذ عينات من التربة وتحليل بياناتها. كما يمكن الاستعانة بخرائط المحصول للتوصية بالتسميد، لأنها تأخذ في الحسبان التباين داخل الحقل الواحد. ومع ذلك، تُحقق أفضل النتائج عند استخدام كليهما معًا.

متطلبات الري: يُعدّ محتوى الرطوبة أحد أهمّ عناصر مراقبة المحصول. ولذلك، تُشكّل خرائط المحصول أداةً قيّمةً لوضع خطط الريّ. فعلى سبيل المثال، قد تُعزى المناطق ذات الإنتاج المنخفض في خريطة المحصول إلى زيادة أو نقص الريّ في دورة المحصول الحالية. وتُعدّ هذه المعلومات ضروريةً لتحديد مستوى الريّ الأمثل.

تناوب المحاصيل: يمكن أن توفر خرائط الإنتاجية فكرة عن الدورة الزراعية المناسبة ككل. وبالرجوع إلى بيانات الإنتاجية التي تم جمعها على مر السنين في أوقات مختلفة من موسم الحصاد، يمكن تحديد وقت الحصاد الأمثل الذي يحقق أعلى إنتاجية.

إلى جانب جمع بيانات المحاصيل، هناك بعض الفوائد الأخرى لرسم خرائط المحاصيل كما يلي:

• الفوائد المالية: تُستخدم خرائط إنتاج المحاصيل وبيانات الإنتاج بشكل متزايد كوثائق لتأمين التمويل في شكل قروض مصرفية وإيجار وما إلى ذلك. ويتم استخدامها لتحديد القيمة الإجمالية للمحصول.
• اختبار المنتجات الجديدة: من أجل اختبار منتج جديد أو محصول جديد، تسمح خرائط الإنتاج السابقة للمزارعين أولاً باتخاذ قرارات مدروسة أثناء إدخاله في الحقل، وتعطي خريطة الإنتاج التي يتم الحصول عليها بعد ذلك مؤشراً دقيقاً للنتائج وإمكانيات المحصول.
• البحوث العلمية القائمة على المزارع: في العديد من أنواع البحوث العلمية التي تُجرى اليوم في المزارع الزراعية، تُعدّ خرائط الإنتاج جزءًا أساسيًا من العملية العلمية. تُحلل البيانات المُستخرجة من خريطة الإنتاج إحصائيًا لإجراء التجارب أو لاختبار الفرضيات التي تُفضي إلى تقدم علمي في مجال الزراعة.

باختصار، يوفر رسم خرائط إنتاجية المزرعة رؤى ذات أهمية كبيرة للمزارع حول مزرعته، والتي يمكن استخدامها لاتخاذ قرارات مدروسة ومحسوبة لزيادة الإنتاجية الإجمالية واستدامة وربحية المزرعة بطرق عديدة.

ومع ذلك، وكما ذكرنا سابقاً، فإن خريطة إنتاجية سنة واحدة يمكن أن تعطي انطباعاً خاطئاً عن الطبيعة الفعلية للحقل، وبالتالي فإن التطبيق المنهجي لعملية رسم خرائط الإنتاج ومراقبته أمر مهم يساعد على إنشاء خريطة إنتاجية موثوقة ودقيقة لعدة سنوات.

يمكن أن تكون خريطة المحصول الناتجة إما لدورة محصول واحدة أو لعدة دورات محصولية مع عدة دورات تناوب المحاصيل.

من يستطيع المساعدة في رسم خرائط المحاصيل؟

من الواضح أن مراقبة المحاصيل يمكن أن تساعد المزارعين على تحسين أدائهم الزراعي. وتُستمد هذه الأدوات أو العمليات الفعّالة من خلال دمج البرمجيات والأجهزة من مجالات تكنولوجية متنوعة مثل المعلومات الجغرافية، وأجهزة الاستشعار، ورسم الخرائط الرقمية، وإنترنت الأشياء، والمعالجة، والتحليلات.

على الرغم من أن فهم تفاصيل جميع المكونات قد يكون أمراً صعباً بالنسبة للمزارعين، إلا أن تجربة المستخدم النهائي للنتائج يمكن تصورها وفهمها بسهولة من قبل الجميع.

ومع ذلك، ونظرًا لمستوى الدقة المطلوب، فمن المهم الاعتماد على مزود خدمة عالي الكفاءة مثل GeoPard.

تقدم GeoPard حلاً زراعياً متخصصاً يُسمى Yield Data، والذي يسمح للمزارعين بإنشاء حقول مناطق الإدارة على الخرائط. يقوم بتحليل بيانات إنتاجك وتحويلها إلى خرائط تطبيق ذات معدل متغير مثل خرائط VRF نيابةً عنك.

كما ذكرنا سابقاً، يتميز البرنامج بخاصية تخطيط متكاملة لأخذ عينات التربة، مما يجعل النتائج أكثر دقة. وبفضل قدراته الحاسوبية الفائقة، يتيح لك برنامج GeoPard إجراء تحليل متعدد الطبقات وعرض العديد من خصائص بيانات المحصول، مثل الرطوبة والكتلة والحجم واستهلاك الوقود والسرعة، وغيرها.

تضمن المنصة السحابية عدم تعرض بياناتك للخطر أو فقدانها، وهو أمر بالغ الأهمية لإجراء رسم خرائط إنتاجية متعددة السنوات لمزرعتك.

الأسئلة الشائعة

1. كيف أصبح تطوير مراقبة المحاصيل مفيدًا؟

أصبح تطوير أنظمة مراقبة المحاصيل مفيدًا لأنه يمكّن المزارعين من اتخاذ قرارات مدروسة بشأن تخصيص الموارد لتحقيق أفضل إنتاجية. كما يساعد في تقييم أداء مختلف أصناف المحاصيل وممارسات الإدارة، مما يسهل اتخاذ قرارات أفضل.

كما يساعد النظام في تحديد المناطق ذات الإنتاجية المنخفضة، مما يتيح للمزارعين معالجة المشكلات وتحسين الأداء العام للمزارع. بالإضافة إلى ذلك، يوفر النظام سجلات ووثائق قيّمة لأغراض الامتثال والتخطيط المالي والتحليل التاريخي.

لقد أدى استخدام صور الأقمار الصناعية فائقة الطيف في الزراعة إلى تغيير طريقة إدارة الأراضي الزراعية لتلبية المتطلبات المتزايدة للسكان المتزايدين في مواجهة تغير المناخ.

لقد أدى تطور هذه الأداة وتسويقها في الآونة الأخيرة إلى فهم ومراقبة بأسعار معقولة ليس فقط للمزارع الكبيرة ولكن أيضًا للمزارع الصغيرة في كل مكان.

من المهم فهم مفهوم التصوير الطيفي الفائق بالأقمار الصناعية وآثاره المفيدة على المزارعين والأراضي الزراعية، فضلاً عن طريقة استخدامه.

كيف تُفيد صور الأقمار الصناعية في الزراعة؟

لطالما كانت الزراعة، في معظم فترات التاريخ البشري، علماً وممارسةً تعتمد كلياً على الأرض. إلا أن نطاق الزراعة اليوم قد توسع بشكل هائل، ليصل إلى الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض. ولكن كيف تؤثر الأقمار الصناعية فعلياً على طريقة زراعتنا للمحاصيل وإنتاجنا للغذاء؟

يكمن الجواب في العوامل التي تعتمد عليها الزراعة، وهي التربة والطقس ودرجة الحرارة ونمط هطول الأمطار ونمو المحاصيل والتضاريس وما إلى ذلك.

تتيح لنا الأقمار الصناعية أو التقنيات الفضائية قياس هذه العوامل ومراقبتها بسهولة من خلال شاشات الكمبيوتر الخاصة بنا، ويمكن استخدام المعلومات التي يتم الحصول عليها بهذه الطريقة لتخطيط التدخلات الزراعية المناسبة.

يُعد استخدام الأقمار الصناعية في الزراعة ممارسة متنامية بسرعة. وقد تطورت من مجرد جمع المعلومات إلى تنفيذ عمليات زراعية دقيقة، على سبيل المثال، استخدام الجرارات المزودة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للحصاد.

من المهم الإشارة إلى أن الأقمار الصناعية تُستخدم بشكل أساسي لتوليد بيانات جغرافية مكانية دقيقة للأجسام ذات الأهمية، كالأراضي الزراعية والمحاصيل في حالتنا. ويتحقق ذلك باستخدام مزيج من أكثر من ثلاثة أقمار صناعية ومفهوم يُعرف باسم التثليث.

علاوة على ذلك، ولغرض قياس ومراقبة العوامل المذكورة أعلاه، زُودت الأقمار الصناعية بأنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار عالية الكفاءة. وبفضل هذا المزيج من الآليات، أصبحت الأقمار الصناعية ذات فائدة كبيرة في الزراعة الحديثة.

ما هو التصوير الطيفي الفائق في الزراعة الدقيقة؟

التصوير الطيفي الفائق هو عملية الحصول على بيانات حول جسم ما عن طريق التقاط التوقيعات الطيفية المختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي الكامل للضوء وليس فقط نطاق الضوء الذي يمكننا رؤيته والذي ينعكس عند اصطدامه بالجسم.

يتم التقاط تلك البصمات الطيفية بمساعدة أجهزة استشعار الكاميرا المتخصصة الموجودة على متن الأقمار الصناعية.

في مجال الزراعة، يعتمد التصوير الطيفي الفائق على حقيقة أن جميع أنواع المحاصيل تقريبًا تُظهر بصمات طيفية مختلفة في مراحل مختلفة من دورة حياتها وفي ظروف فسيولوجية متباينة. ويمكن أن تُعزى هذه الاختلافات إلى ملاحظات متوقعة أو غير متوقعة.

في حالة النتائج غير المتوقعة، يمكن أن تُعزى الاختلافات إلى عدة عوامل بيئية أو إدارية أدت إلى تغيير الظروف الفسيولوجية للنباتات. وهذا قد يكون مفيدًا في الكشف عن:

• مستوى رطوبة التربة
• العديد من الأمراض
• تكوين المحاصيل لأنظمة الزراعة المتعددة
• انتشار الأعشاب الضارة
• مستوى العناصر الغذائية في التربة، إلخ.

من خلال دراسة هذه النتائج وتحليلها بدقة، يستطيع المزارع بسهولة تعديل تدخلاته لتحقيق الإنتاج الأمثل عبر الزمان والمكان. وبطريقة ما، يُمكّن التصوير الطيفي الفائق المزارعين من فهم احتياجات المحصول.

تُجرى عملية التصوير الفعلية في الزراعة إما من الأرض أو من الجو. ففي حالة التصوير من الأرض، يُستخدم الروبوتات أو المركبات المزودة بمستشعرات طيفية فائقة. أما في حالة التصوير الطيفي الفائق من الجو، فتُستخدم الطائرات المسيّرة (UAVs) بالإضافة إلى صور الأقمار الصناعية.

بما أن آلية عمل التصوير الطيفي الفائق تتضمن قياسًا دقيقًا للضوء ونطاقاته الطيفية، فإن أي حركة صغيرة أو عدم انتظام في النظام يمكن أن يؤدي إلى تحريف النتائج بشكل كبير ويمكن أن يسبب ضررًا أكثر من النفع.

لذا، من الضروري استخدام أنظمة وخدمات موثوقة ودقيقة في جميع عمليات التصوير الطيفي الفائق المستخدمة في الزراعة. وأخيرًا، يتحقق الاستخدام الأمثل للتصوير الطيفي الفائق في الزراعة عند استخدامه بانتظام على مدار دورات زراعية متعددة، مما يُسهم في فهم المحاصيل ومراقبتها بدقة وكفاءة عاليتين.

كيف تساعد الصور الطيفية للأقمار الصناعية المزارعين الذين يتبعون أساليب الزراعة الدقيقة؟

لا تقتصر فوائد الأقمار الصناعية والتقنيات المرتبطة بها على مساعدة المزارعين في إدارة مزارعهم بفعالية فحسب، بل إنها تغير أيضاً طريقة ممارسة الزراعة في جميع أنحاء العالم.

تُتيح الأقمار الصناعية للمزارعين رؤية شاملة لأراضيهم الزراعية من منظور لم يكن ليخطر ببالهم قبل بضعة عقود. وفيما يلي الطرق المختلفة التي تُساعد بها الأقمار الصناعية المزارعين على إدارة مزارعهم بكفاءة واستدامة:

• رسم الخرائط: تتمثل الخطوة الأولى في الزراعة الدقيقة باستخدام الأقمار الصناعية في رسم خريطة شاملة لكامل قطعة الأرض. وهذا مفيد بشكل خاص في حالة الأراضي الزراعية الكبيرة، حيث يمكّن المزارعين من تحديد أولويات أراضيهم بناءً على خصائصها المكانية.
• القياس والدراسة: توفر الكاميرات وأجهزة الاستشعار متعددة الأطياف المثبتة في الأقمار الصناعية بشكل مباشر أو غير مباشر قياسًا لمجموعة واسعة من خصائص الأراضي الزراعية المهمة مثل صحة المحاصيل، والتغذية، وإجهاد المياه في التربة، ومرحلة الزراعة، وأنماط الطقس، والأمراض، وما إلى ذلك.
• التنفيذ والمراقبة: بالإضافة إلى ذلك، تُعدّ بيانات الأقمار الصناعية ووظائفها مفيدة في تشغيل الآلات التكنولوجية المؤتمتة، وتتيح تطبيق معدلات مختلفة من الأسمدة وأنماط ري متنوعة بدقة. علاوة على ذلك، ومع تراكم الصور بمرور الوقت، فإنها تعكس نمط خصائص الأراضي الزراعية والبيئة المحيطة. وهذا يساعد على التنبؤ بالأحداث المستقبلية والتخطيط والاستعداد المسبق لزيادة فرص الحد من الخسائر الفادحة الناجمة عن عوامل مثل الجفاف وتغير المناخ وانتشار الأمراض، وغيرها.

يندرج استخدام صور الأقمار الصناعية في الزراعة، بما في ذلك الصور فائقة الطيف، تحت مظلة الزراعة الدقيقة. لذا، نادراً ما تُستخدم صور الأقمار الصناعية بشكل منفرد، بل هي أحد عناصر إنترنت الأشياء المستخدمة في الزراعة الدقيقة.

صور الأقمار الصناعية، بالإضافة إلى البيانات الأرضية، والذكاء الاصطناعي، وتحليلات البيانات الضخمة، ونشر البيانات حتى مستوى المزارعين باستخدام الهواتف الذكية وخدمات التطبيقات.

وبشكل أدق، فإن التصوير عالي الطيف في الزراعة يُعد عاملاً مساعداً لما يلي:

1. الكشف عن صحة المحاصيل:

تُستخدم أنواع مختلفة من مؤشرات الغطاء النباتي، المحسوبة من صور الأقمار الصناعية متعددة الأطياف، لفهم صحة المحاصيل ورصدها ومراقبتها. وكما ذُكر سابقاً، فإن اختلاف الحالة الصحية للمحاصيل أو مدى حيويتها يؤدي إلى امتصاص أطوال موجية مختلفة من الضوء أو انعكاسها.

تقوم أجهزة الاستشعار برصد المؤشرات وحسابها، ويمكن استخدام أفضلها في الوقت الفعلي تقريبًا لوضع استراتيجيات إدارة مناسبة. لمعرفة المزيد عن أنواع مؤشرات الغطاء النباتي المختلفة وكيفية اختيار الأنسب منها، اقرأ هذا. مدونة GeoPard.

2. حالة التربة وخصائصها:

وكما تُظهر المحاصيل وأوراقها بصمات طيفية مميزة في حالات صحية مختلفة، فإن الاختلافات في التربة وخصائصها تترجم أيضًا إلى طيف مختلف من الضوء المنعكس بواسطة أجهزة الاستشعار المحمولة جواً.

على سبيل المثال، يُعدّ مؤشر سطوع التربة أحد هذه المؤشرات المستخدمة لقياس خصائص التربة ورسم خرائطها. ونظرًا لأن خصائص التربة، مثل الرطوبة ومستويات العناصر الغذائية والنسيج وقابلية التعرية ودرجة الحموضة، تلعب دورًا بالغ الأهمية في نجاح النظام الزراعي أو فشله، فمن الضروري رسم خرائط حالة التربة وإدارتها ومراقبتها بدقة وبشكل منتظم.

يمكن أن يوفر أخذ عينات التربة بشكل منهجي وصفًا أكثر دقة لخصائص التربة، ولكنه قد يكون مكلفًا وغير فعال في المناطق الكبيرة.

ونتيجة لذلك، فإن أفضل نهج يجمع بين التصوير الطيفي الفائق وأخذ عينات شبكية منهجية من التربة للحصول على خريطة دقيقة وموثوقة لخصائص التربة المختلفة.

ويمكن استخدام هذا الأسلوب لاحقًا لتطبيق التسميد بتقنية VRA. هذا هو الأسلوب الذي يستخدمه... تحليلات بيانات التربة الحل المقدم من جيو بارد الزراعة.

3. نمو المحاصيل والكشف عن أنواع المحاصيل/الأصناف

يُعد تطبيق صور الأقمار الصناعية متعددة الأطياف في فهم ومراقبة نمو المحاصيل وكذلك تكوين المحاصيل أمرًا ضروريًا في حالات أنظمة الزراعة المتعددة في المزارع الكبيرة.

في المزارع الكبيرة، قد تتعرض أجزاء مختلفة من الأرض لعوامل بيئية محلية تُسبب انحرافًا عن نمط النمو الطبيعي. علاوة على ذلك، قد تنمو نباتات غير مرغوب فيها، كالأعشاب الضارة، في مناطق تُعيق نمو المحاصيل الرئيسية.

لمراقبة كل هذه المشاكل والتأكد من أن قطعة الأرض بأكملها ستنتج نتائج مثالية، فإن صور الأقمار الصناعية متعددة الأطياف تنتج طبقات بيانات يمكنك مقارنتها واتخاذ قرارات مستنيرة.

إلى جانب هذه التطبيقات الشائعة لصور HS، تشمل التطبيقات الأخرى الكشف المبكر عن الفيضانات والإنذار المبكر، والكشف عن حرائق الغابات، ومراقبة الماشية، وما إلى ذلك.

باختصار، تتمتع صور الأقمار الصناعية فائقة الطيف بإمكانيات وتطبيقات هائلة في الزراعة وتحويلها إلى ممارسة متقدمة لمواجهة التحديات المتزايدة في القرن الحادي والعشرين.

هناك طرق عديدة يمكن للمزارعين من خلالها الاستفادة من هذه الأداة القوية وجعل ممارساتهم الزراعية أسهل وأكثر فعالية واستدامة، والأهم من ذلك، أكثر ربحية.

ومع ذلك، من الواضح أيضاً أن تطبيقها يتطلب مستوى عالٍ من الدقة والمعرفة، ويحتاج المزارعون إلى التأكد من استخدام منصة موثوقة لمزودي الخدمات الزراعية تتمتع بكفاءة تشغيلية عالية وخبرة فنية.

تقدم شركة GeoPard للزراعة مجموعة واسعة من الحلول الزراعية التي تستفيد بشكل كامل من نطاق صور الأقمار الصناعية متعددة الأطياف مثل Landsat و Sentinel و Planet.

تتميز التقنيات المستخدمة بدقة عالية جداً، حيث تصل دقة الصورة إلى 3 أمتار، بالإضافة إلى قاعدة بيانات صور تمتد لعدة سنوات لتحديد اتجاهات الغطاء النباتي. مناطق الإدارة لأراضيك الزراعية.

تشمل المزايا الأخرى لمحرك GeoPard القوي إمكانية الوصول شبه الفوري مراقبة المحاصيل و بيانات الإنتاج باستخدام أحدث الصور التي يمكنك تصورها بسهولة على منصات الويب ومنصات الحوسبة السحابية القائمة على الهاتف المحمول.

باستخدام كل هذه المعلومات وطبقات البيانات، يحلل برنامج GeoPard خصائص إنتاجية الأراضي الزراعية بشكل عام ويحدد معدلات متغيرة للمدخلات مثل سماد, الري, أو أنواع المحاصيل المناسبة لأراضيك الزراعية بهدف تحسين ممارساتك الزراعية من منظور مستدام ومالي.

الأسئلة الشائعة

1. كيف يمكن الحصول على صور الأقمار الصناعية للمزرعة؟

للحصول على صور لمزرعتك، ابدأ بالبحث عن مزودين موثوقين يقدمون خدمات تركز على الزراعة مثل جيبارد. اختر خطة خدمة مناسبة بناءً على عوامل مثل دقة الصور وتواتر التحديثات. بعد الاشتراك، يمكنك الوصول إلى الصور عبر منصة أو أدوات مزود الخدمة، وتنزيل الصور الخاصة بمزرعتك. استخدم هذه الصور لمراقبة صحة المحاصيل، وتحديد المناطق التي تحتاج إلى تحسين، واتخاذ قرارات مدروسة لتحسين ممارسات إدارة المزرعة.

2. لماذا تُعد صور الأقمار الصناعية مفيدة لفهم الشبكات الغذائية؟

يُعدّ هذا الأمر مفيدًا في فهم الشبكات الغذائية لعدة أسباب. أولًا، يُوفّر رؤية شاملة لسطح الأرض، مما يسمح للباحثين بمراقبة ورصد مساحات وأنظمة بيئية واسعة. تُساعد هذه الصور في تحديد السمات الرئيسية للموائل، مثل أنماط الغطاء النباتي أو العمليات المحيطية، التي تُؤثّر على توزيع ووفرة الكائنات الحية داخل الشبكات الغذائية. إضافةً إلى ذلك، يُساعد في تتبّع التغييرات في الغطاء الأرضي والمتغيرات المناخية، وهي عوامل مهمة تُؤثّر على ديناميكيات الشبكات الغذائية.

تتيح الزراعة الدقيقة للماشية للمزارعين زيادة إنتاجهم، وتوسيع مزارعهم، وتحقيق أقصى قدر من الإنتاجية، وتلبية الطلب المتزايد على منتجات الماشية مع مراعاة آثارها البيئية والمساءلة عنها.

تُظهر التطورات الأخيرة ثلاثة اتجاهات إشكالية مختلفة على نطاق عالمي. أولاً، يتزايد الطلب على منتجات الثروة الحيوانية مثل اللحوم والبيض والألبان بشكل كبير مع تزايد عدد سكان العالم باستمرار وارتفاع أسعار هذه المنتجات.

ثانياً، يتناقص عدد مربي الماشية ومساحة الأراضي الزراعية باستمرار لعدة سنوات بسبب محدودية توافر الأراضي.

وأخيرًا، هناك قلق متزايد بشأن الآثار الضارة للماشية على قضايا عالمية خطيرة مثل الاحتباس الحراري وإزالة الغابات والتدهور البيئي بشكل عام.

لقد برزت هذه المشكلة، التي لا تزال في مراحلها الأولى على نطاق واسع في تاريخ تربية الماشية، كحل قابل للتطبيق وواعد.

ما هي الماشية؟

يشير مصطلح الثروة الحيوانية إلى الحيوانات المستأنسة التي تُربى من أجل الغذاء والألياف والعمل وغيرها من المنتجات. ويشمل ذلك حيوانات مثل الأبقار والخنازير والدجاج والأغنام والماعز، وغيرها. تُعدّ الثروة الحيوانية جزءًا أساسيًا من الزراعة وتلعب دورًا هامًا في صناعة إنتاج الغذاء.

يمكن تربية الماشية بطرق متنوعة، تشمل أساليب التربية الحرة، والتربية المكثفة، والتربية الواسعة. تسمح التربية الحرة للحيوانات بالرعي والتجول في المراعي المفتوحة، بينما تتضمن التربية المكثفة إبقاء الحيوانات محصورة في مساحات أصغر لزيادة الإنتاج إلى أقصى حد.

الزراعة الواسعة هي طريقة تقع بين الزراعة الحرة والزراعة المكثفة، حيث يُسمح للحيوانات بالرعي والتنقل في منطقة محددة.

ما هي تربية المواشي؟

تربية المواشي هي ممارسة تربية الحيوانات لأغراض متنوعة مثل الغذاء والملابس والعمل. وتشمل حيوانات المواشي الأبقار والأغنام والماعز والخنازير والدجاج وأنواع الدواجن الأخرى.

في أجزاء كثيرة من العالم، يُعدّ قطاع الثروة الحيوانية ركيزة أساسية للاقتصاد والثقافة. فعلى سبيل المثال، في الولايات المتحدة، يُدرّ هذا القطاع مليارات الدولارات من الإيرادات سنوياً، ويدعم ملايين الوظائف.

تتنوع أنواع تربية المواشي، تبعاً لنوع الحيوانات التي يتم تربيتها والغرض من التربية. فبعض المزارعين يربون الحيوانات للحصول على اللحوم أو الحليب أو البيض، بينما يربيها آخرون للحصول على الصوف أو غيره من المنتجات الثانوية.

يُعدّ تربية الأبقار لإنتاج اللحم أحد أكثر أنواع تربية الماشية شيوعًا. تُربّى الأبقار لإنتاج لحومها، وعادةً ما تُربّى في مزارع واسعة. وقد شهدت صناعة لحوم الأبقار تطورًا صناعيًا متزايدًا على مرّ السنين، حيث يستخدم العديد من المزارعين حظائر التسمين لتسمين ماشيتهم قبل ذبحها.

يُعدّ إنتاج الألبان نوعًا شائعًا آخر. إذ يقوم مُربّو الأبقار بتربية الأبقار لإنتاج الحليب، الذي يُباع بعد ذلك لمصانع الألبان أو يُستخدم في صناعة الجبن والزبدة وغيرها من منتجات الألبان. ويمكن أن يكون إنتاج الألبان عملًا شاقًا ومُرهقًا، حيث تحتاج الأبقار إلى الحلب مرتين يوميًا، طوال أيام السنة.

تُعدّ تربية الدواجن نوعاً شائعاً أيضاً، حيث يُعتبر الدجاج أكثر أنواع الدواجن شيوعاً. يربي مربو الدجاج طيورهم للحصول على لحومها وبيضها، وغالباً ما يستخدمون أساليب الإنتاج واسعة النطاق لزيادة الكفاءة إلى أقصى حد.

قد يكون لها آثار إيجابية وسلبية على البيئة. فمن جهة، يمكن أن تساعد تربية الحيوانات من أجل الغذاء في إطعام سكان العالم المتزايدين وتوفير فوائد اقتصادية للمزارعين والمجتمعات. ومن جهة أخرى، يمكن أن تساهم عمليات تربية الماشية على نطاق واسع في التلوث وإزالة الغابات وانبعاثات الغازات الدفيئة.

ما هي الزراعة الدقيقة للماشية؟

الزراعة الدقيقة للماشية (PLF) هي نهج مبتكر يستخدم التكنولوجيا والحلول القائمة على البيانات لتحسين إنتاج الماشية وإدارتها.

يتضمن ذلك دمج أجهزة الاستشعار والأتمتة وأنظمة المراقبة لجمع معلومات في الوقت الفعلي حول صحة الحيوان وسلوكه والظروف البيئية.

تُمكّن هذه البيانات المزارعين من اتخاذ قرارات مستنيرة فيما يتعلق بالأعلاف والتدخلات الصحية والتكاثر ورفاهية الحيوان بشكل عام.

يهدف برنامج PLF إلى تحسين الإنتاجية، وتقليل هدر الموارد، وتعزيز رفاهية الحيوان، وتشجيع ممارسات تربية الماشية المستدامة والفعالة.

تقنيات تربية الماشية الدقيقة

كغيرها من التقنيات، تتطور تقنيات الزراعة التشاركية باستمرار يومًا بعد يوم. وقد تم اعتماد العديد منها بنجاح كبير في مزارع عديدة حول العالم، بينما لا يزال بعضها الآخر في مراحل التطوير الأولى. ومن بين تقنيات الزراعة التشاركية المستخدمة حاليًا:

1. أنظمة الوزن الآلية

بما أن الوزن هو أحد أهم مؤشرات صحة الحيوان وإنتاجية الماشية، فإن نظام الوزن الآلي هو تقنية شائعة تأتي مع كل تطبيق PLF بشكل أو بآخر.

تتضمن الأشكال المتعددة لأنظمة الوزن الآلية "موازين الصعود" وكاميرات مدمجة مع برامج تعطي الوزن للأفراد من خلال تحليل التعلم الآلي للصور ومقاطع الفيديو بهامش خطأ ضئيل للغاية.

تُستخدم الموازين التي تُوضع عليها القدم على نطاق واسع في الدواجن لحساب متوسط الوزن بدقة، بينما تُستخدم أجهزة الاستشعار التي تُوضع فوقها في الخنازير والأبقار عن طريق تمريرها عبر الميزان.

من ناحية أخرى، يُعد قياس الوزن من خلال تحليل الصور والفيديوهات أسرع وأسهل، والأهم من ذلك، أقل تدخلاً. وتُعتبر معلومات وزن حيوانات المزرعة بالغة الأهمية في استئناس الماشية.

على سبيل المثال، من خلال الحصول على معلومات حول الوزن وتسجيل خصائص العلف، يمكن إنشاء نموذج واستخدامه للتنبؤات والتدخلات الإدارية.

2. تسجيل استهلاك العلف والماء بتكلفة منخفضة

تُستخدم عدادات المياه وأنواع مختلفة من أجهزة استشعار تناول العلف لتسجيل معلومات حول سلوكيات التغذية والشرب لدى حيوانات المزرعة.

توفر هذه المعلومات، التي يتم جمعها على مدى فترة من الزمن، اتجاهًا تاريخيًا ومستويات متوقعة لتناول العلف والماء، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتشغيل أنظمة الإنذار المبكر في حالة تغير عادات التغذية والشرب لدى الحيوانات، والتي قد تكون ناجمة عن عدة عوامل مثل المرض أو الظروف غير المواتية.

3. حلول التصوير

كما ذكرنا سابقاً، يمكن لتحليل الصور والفيديوهات أن يوفر معلومات دقيقة تقريباً عن أوزان الحيوانات الفردية تلقائياً. مع ذلك، يُعد الوزن مجرد واحد من البيانات العديدة التي يمكننا الحصول عليها من حلول التصوير.

على سبيل المثال، باستخدام تقنية الكاميرا ثلاثية الأبعاد والتصوير الحراري، يمكننا دراسة الأنماط السلوكية مثل الركوب والعرج، والظروف الفسيولوجية مثل التنفس ودرجة الحرارة، واتجاهات النمو، والعناصر البيئية مثل جودة الذبيحة.

نظراً لأنها توفر مجموعة من البيانات الحيوية وبأسعار معقولة، فإن حلول التصوير هي الشكل الأكثر شيوعاً لمراقبة تربية الماشية الدقيقة وإحدى الخطوات الأولية لنهج تبني تربية الماشية الدقيقة التدريجي في المزرعة.

4. أنظمة الاستشعار الحيوانية

أجهزة الاستشعار مثل أجهزة قياس التسارع وأجهزة استشعار الضغط وأجهزة استشعار درجة الحرارة المثبتة على الحيوانات أو بيئتها والمتصلة بشبكة، يتم إنشاء إنترنت الأشياء (IoT) الذي يمثل الفرضية الأساسية لـ PLF المتكامل.

يمكن استخدام هذه المجسات، منفردة أو مجتمعة، لرصد أنماط السلوك والظروف البيئية وصحة الحيوانات. فعلى سبيل المثال، يمكن للمجسات الموضوعة على آذان الأبقار والخنازير، وكذلك على أطواق رقابها، قياس ومراقبة سلوك التغذية، والاجترار، والولادة، ودورة الشبق، بالإضافة إلى درجة حرارة الجسم.

تُستخدم أجهزة الاستشعار أيضًا لقياس درجة حرارة المزرعة، ومتغيرات الاستزراع المائي مثل الرقم الهيدروجيني ومحتوى الأكسجين، وما إلى ذلك. ومن الأمور المهمة التي يجب مراعاتها عند استخدام أجهزة الاستشعار في تربية الأحياء المائية هو مدى إزعاجها أو ضررها على الحيوانات.

بشكل عام، تُعدّ أجهزة الاستشعار التي تعمل في الوقت الفعلي، بالإضافة إلى البيانات السابقة، أدوات أساسية في الكشف عن أمراض والمشاكل الصحية والتحذير المسبق.

5. تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للأنظمة واسعة النطاق

يُعد استخدام تقنية الاستشعار عن بعد مثل أنظمة التتبع القائمة على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) قابلاً للتطبيق في أنظمة الرعي حيث تغطي الحيوانات مساحة كبيرة من الأرض.

يمكن استخدام أنماط حركة الماشية لتحديد مراعيها المفضلة، بينما يمكن استخدام مواقعها عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الوقت الفعلي لتتبع تحركاتها. وهذا يجعل رعي الماشية أكثر كفاءة ويقلل من خسائرها الناتجة عن السرقة أو الافتراس.

في الواقع، تم استخدام أطواق تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية (GPS) المثبتة على الحيوانات المفترسة مثل القطط الكبيرة لإنشاء نظام إنذار مبكر في المناطق النائية حول العالم.

في تربية الماشية التقليدية، تجعل أنظمة تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مراقبة قطعان الماشية الكبيرة أمراً سهلاً للغاية من خلال إنشاء أسوار افتراضية، مما يوفر للمزارعين راحة كبيرة.

6. تقنيات بديلة لقياس انبعاثات الميثان

انبعاثات غازات الدفيئة الزراعية لا تزال الزراعة تُساهم بشكل كبير في إجمالي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري سنوياً. ويُشكل غاز الميثان الناتج عن الأبقار والخنازير جزءاً كبيراً من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الزراعية.

تُعدّ التقنيات المستخدمة لقياس انبعاثات غاز الميثان من حيوانات المزارع وسيلة رائعة لجعل مزارع الحيوانات أكثر مراعاة للمناخ وأكثر مسؤولية بيئية.

ومع ذلك، لا توجد العديد من التقنيات العملية للمزارع الفردية، وتشمل بعض التقنيات البديلة نظام الغرف، وتقنية التتبع SF6، والكشف عن الميثان بالليزر، والتحليل الطيفي، وما إلى ذلك.

7. حلول التعريف الإلكتروني (EID)

إن القدرة على قياس ظروف وسلوكيات وأداء كل حيوان على حدة في المزرعة بشكل تلقائي لا تكون مفيدة إلا إذا كان من السهل تحديد تلك الحيوانات الفردية بحيث يمكن الاحتفاظ بسجلاتها بشكل منفصل وتلقائي.

إن الطرق التقليدية لتحديد هوية الماشية متطفلة ومؤذية للحيوانات، ولا تزال تُمارس في جميع أنحاء العالم.

مع ذلك، تُعدّ البدائل الإلكترونية، مثل تقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) وعلامات الأذن المتطورة، فعّالة وآلية، مما يُغني عن إدخال البيانات المطوّل ويُسهّل سير العمليات. وتُغطي تقنية تحديد الهوية الإلكترونية (EID) جميع جوانب الزراعة الدقيقة للماشية، وهي إلزامية في العديد من الدول.

8. تطبيق تحليلات البيانات المتقدمة على البيانات الضخمة

مع تزايد استخدام التكنولوجيا في مزارع الثروة الحيوانية، تتزايد كميات البيانات ونقاطها يوميًا بشكلٍ مطرد. وللتعامل مع هذا الكم الهائل من البيانات، يجب أن يتمتع قسم تحليل البيانات بقدرات مماثلة.

هناك حاجة إلى تحليلات البيانات المتقدمة للبيانات الضخمة بالإضافة إلى قدرات التعلم الآلي لضمان استخدام البيانات التي تم إنشاؤها لحل المشكلات الملحة المتعلقة بصحة الحيوان وتربية الحيوانات.

فوائد الزراعة الدقيقة للماشية

تتعدد فوائد نظام تحديد المواقع الفعّال (PLF)، وتختلف أنواع هذه الفوائد باختلاف التقنيات المستخدمة. ومع ذلك، فإن بعض الفوائد العامة التي يسعى أي نظام PLF إلى تحقيقها هي:

تحسين رفاهية الحيوان وصحته: يجب أن تكون صحة الحيوان في المركز، ليس فقط لأن صحة الحيوان تترجم إلى صحة الإنسان، ولكن لأن لكل حيوان حقًا أصيلًا في أن يعيش حياة صحية في ظروف معيشية جيدة.

تُحدد هذه الأنظمة هذه الفكرة، ومن خلال استخدام التقنيات للكشف عن الأمراض وأنظمة الإنذار المبكر، تعمل على تحسين صحة الحيوان ورفاهيته.

1. مستويات مدخلات مُحسّنة وإنتاج مُعظّم

تُحسّن تقنية إدارة الإنتاج الحيواني (PLF) دقة العمليات الزراعية، مما يعني الاستخدام الأمثل للموارد المحدودة في المدخلات. ومن خلال خفض التكاليف وزيادة الإنتاج الإجمالي للمنتجات الحيوانية، تزيد هذه التقنية من ربحية تربية الماشية.

إن الفوائد الاقتصادية لتطبيق الزراعة الدقيقة كبيرة وضرورية لجذب المزيد من المزارعين إليها لتلبية الاحتياجات المتزايدة للمنتجات الحيوانية.

2. الفوائد البيئية

من أهم فوائد نظام الزراعة التشاركية تقليل الأثر البيئي للعمليات الزراعية، إذ تُعدّ الزراعة التشاركية سبباً رئيسياً للمشاكل البيئية مثل الاحتباس الحراري وإزالة الغابات.

في حين أن التقنيات موجودة للحد من انبعاثات غاز الميثان من المزارع، فإن زيادة إنتاجية المزارع تضمن الحصول على المزيد من النتائج في مساحة أقل من الأرض، مما يساهم في الحد من إزالة الغابات الهائلة.

3. انخفاض عدد العمال الزراعيين

مع انخفاض عدد المزارعين وازدياد عدد الحيوانات في المزرعة، يصبح من المستحيل على المزارع تتبّع جميع الحيوانات. يُسهّل نظام إدارة المزارع (PLF) هذه العملية من خلال تقليل العمالة الزراعية وتوفير معلومات حيوية وموثوقة للمزارعين بسهولة.

علاوة على ذلك، فإنّ أنظمة التغذية الآلية وأنظمة تتبع المواقع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وغيرها من التقنيات تُغني عن الحاجة إلى العديد من العمال الزراعيين. ويؤدي انخفاض عدد العمال الزراعيين إلى زيادة قابلية المزرعة للتوسع، وبالتالي زيادة إنتاجيتها وربحيتها.

4. مخاطر تربية الماشية الدقيقة

بعض التحديات والمخاطر المرتبطة بـ PLF مدرجة أدناه:

• لا تزال القدرة على تحمل التكاليف تشكل تحديًا رئيسيًا مرتبطًا بدمج التقنيات باهظة الثمن في المزارع. ورغم أن الدراسات تُظهر أن تقنيات الزراعة التشاركية تزيد من ربحية المزرعة، إلا أن تنوع كل مزرعة يجعل هذا الأمر مصدر قلق يستحق الدراسة المتأنية قبل اتخاذ قرار اعتماد هذه التقنيات.
• يكمن الخطر الرئيسي لتقنية PLF في أنها غالباً ما تكون متكاملة وتلقائية، لذا فإن فشل النظام يمكن أن يتسبب في آثار مدمرة، خاصة إذا كان النظام تلقائياً بالكامل.
• ومن المخاطر الأخرى المرتبطة بذلك، استخدام مجموعة من الحيوانات بدلاً من الأفراد، كما هو الحال في الدواجن حيث تُقاس القطعان. في مثل هذه الحالات، قد يتم إغفال الاحتياجات الفردية الخاصة.
• إن استخدام العلامات المتطفلة يشكل خطراً على رفاهية الحيوان، ولا يزال يستخدم في العديد من ممارسات وتقنيات PLF.

تتمتع تقنية PLF بإمكانات هائلة في حل المشكلات الملحة الحالية لتربية الماشية مثل الطلب المتزايد على منتجات الماشية، وانخفاض عدد المزارعين، ومحدودية توافر الأراضي، والمخاوف البيئية.

على مستوى المزارع الفردي، فإن أهم شيئين يفعلهما هما أنه يزيد من إنتاجه وربحيته ويسمح له بتخصيص الوقت المحدود المتاح له فقط للعناصر المهمة.

تمتلك شركة PLF تقنيات مجربة ومختبرة ومتاحة تجارياً ليعتمدها المزارعون الأفراد وفقاً لاحتياجاتهم.

علاوة على ذلك، ومع التقدم السريع في التكنولوجيا وتحليلات البيانات الضخمة، تعد الزراعة الدقيقة للماشية بمستقبل يتم فيه ضمان الأمن الغذائي إلى جانب رعاية الحيوان.

الأسئلة الشائعة

1. كيف تؤثر تربية الماشية على تغير المناخ؟

يؤثر ذلك بشكل كبير على تغير المناخ من خلال آليات مختلفة. أولاً، يساهم في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وخاصة الميثان وأكسيد النيتروز، الناتجة عن التخمر المعوي، وإدارة السماد، واستخدام الأسمدة الكيميائية.

كما أنه يؤدي إلى إزالة الغابات، حيث تُزال الأراضي لزراعة المراعي والأعلاف، مما يقلل من قدرة الغابات على امتصاص الكربون. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاستخدام المكثف للمياه والطاقة والموارد الأخرى في إنتاج الثروة الحيوانية يزيد من تفاقم تغير المناخ.

2. كيف كان المزارع يحصي ماشيته؟

كان المزارع يحصي ماشيته باستخدام طرق متنوعة، تبعاً للظروف وحجم القطيع. ومن الطرق الشائعة عدّ الحيوانات بصرياً بالتجول سيراً على الأقدام أو بالسيارة في المرعى أو الحظيرة.

في المزارع الكبيرة، قد يستخدم المزارعون أدوات متخصصة مثل علامات الأذن الإلكترونية أو تقنية تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) لتتبع الحيوانات وحصرها تلقائيًا. بالإضافة إلى ذلك، قد يعتمد بعض المزارعين على أنظمة حفظ السجلات اليدوية لتسجيل الولادات والوفيات وتحركات الماشية، وذلك للحفاظ على إحصاء دقيق لأعدادها.

بسبب النمو السكاني، وتغير المناخ، وانخفاض هطول الأمطار، وزيادة الطلب على الغذاء، يتأثر الإنتاج الزراعي سلبًا، مما يؤدي إلى تغير أساليب الزراعة. لذلك، ولتحسين المحاصيل وجمع بيانات دقيقة، من الضروري تبني ممارسات زراعية حديثة ودقيقة وتركيب أنواع مختلفة من المستشعرات.

في ظل الوضع الراهن والتأثير السلبي على ممارسات الزراعة التقليدية، تحتاج الزراعة إلى أن تتم بذكاء أكبر، وذلك باستخدام تكنولوجيا جديدة وحديثة. إنها الطريقة الوحيدة لتقديم حل وتلبية الاحتياجات المتزايدة التي لا تنتهي لسكان العالم.

تتسم أجهزة الاستشعار الزراعية الدقيقة بالكفاءة العالية في الزراعة لأنها تنقل بيانات تساعد المزارعين ليس فقط على مراقبة منتجاتهم بل وأيضًا على تحسينها ومواكبة التغيرات في الحقل والنظام البيئي.

تساعد المستشعرات الزراعية الذكية في تحديد الحيوانات بسهولة، واكتشاف الحرارة ومراقبة صحتها، مما يسهل عزل الأبقار المريضة وشفائها عن طريق تحديد القطعان واكتشافها وتتبعها.

باستخدام أجهزة الاستشعار الذكية في الزراعة، يمكن للمزارعين الآن تسجيل محاصيلهم ومراقبة فعاليتها عن بعد، ومعالجة آفات المحاصيل واتخاذ إجراءات سريعة لحماية محاصيلهم من أي خطر على البيئة.

ما هي المستشعرات؟

المستشعر هو أداة تدرك وتستجيب لمدخلات معينة يمكن أن تكون إضاءة أو حركة أو ضغطًا أو حرارة أو رطوبة، وتحولها إلى تمثيل أو إشارات يمكن للبشر قراءتها لمزيد من القراءة والمعالجة.

تُستخدم هذه المستشعرات بشكل شائع في تطبيقات متنوعة، بدءًا من اكتشاف الحركة في أنظمة الأمان إلى قياس درجة الحرارة في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC). كما تُستخدم في الأشياء اليومية مثل الهواتف الذكية والسيارات والأجهزة المنزلية.

تعمل المستشعرات عن طريق اكتشاف التغيرات الفيزيائية أو الكيميائية في البيئة وتحويلها إلى إشارات كهربائية. يعتمد نوع المستشعر المستخدم على نوع التغيير الذي يتم اكتشافه.

على سبيل المثال، يستشعر حساس درجة الحرارة التغيرات في درجة الحرارة ويحولها إلى إشارات كهربائية يمكن للجهاز المتصل به تفسيرها.

ما هي أنواع المستشعرات المستخدمة في الزراعة؟

هناك أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار المستخدمة في الزراعة والتي تمكّن الحاجة إلى دمج الزراعة الذكية.

1. مستشعرات بصرية في الزراعة

هذا هو استخدام الضوء لتقييم المواد التربوية وتتبع انتشار الضوء الذي لا يحصى. يمكن وضع هذه المستشعرات على السيارات أو الأقمار الصناعية أو الطائرات بدون طيار أو الروبوتات، مما يمكّن التربة من عكس وجمع ومعالجة بيانات ألوان النباتات.

تمتلك المستشعرات البصرية أيضاً القدرة والطاقة على معالجة الطين والمواد الطبيعية والرطوبة خصائص التربة.

2. المستشعرات الكهروكيميائية للكشف عن مغذيات التربة

تساعد أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية في جمع البيانات الكيميائية للتربة ومعالجتها ورسم خرائط لها. وعادة ما يتم تركيبها على مزلجات مصممة خصيصًا.

إنهم يوفرون التفاصيل الدقيقة المطلوبة للزراعة. وهذا يشمل مستويات المغذيات في التربة ودرجة الحموضة. ثم يتم إرسال عينات التربة إلى اختبار التربة تُجرى الإجراءات المخبرية والمعيارية.

يتم إجراء قياسات خالية من الأخطاء، خاصة في مجال تحديد الأس الهيدروجيني، باستخدام قطب كهربائي انتقائي للأيونات. تلاحظ هذه الأقطاب الكهربائية تعقب أيونات محددة، مثل الهيدروجين والنترات والبوتاسيوم.

3. مستشعرات التربة الميكانيكية للزراعة

تُستخدم هذه الأنواع من المستشعرات لقياس انضغاط التربة أو المقاومة الميكانيكية. يستخدم هذا المستشعر تطبيقًا يمر عبر التربة. يسجل هذا المستشعر بعد ذلك القوة المحسوبة بواسطة موازين الضغط أو خلايا الحمل.

عندما يمر مستشعر عبر التربة، فإنه يسجل القوى التي تنتج عن قطع التربة وسحقها وإزاحتها. يتم تسجيل المقاومة الميكانيكية للتربة بوحدة ضغط وتشير إلى نسبة القوة اللازمة للدخول في قناة التربة مقابل المساحة الأمامية للأداة التي تتلامس مع التربة.

4. أجهزة استشعار رطوبة التربة العازلة

يقوم هذا المستشعر بحساب مستويات الرطوبة في التربة بمساعدة ثابت العزل الكهربائي. هذه خاصية كهربائية تتغير اعتمادًا على محتوى الرطوبة في التربة.

تُستخدم مستشعرات الرطوبة بالاقتران مع مواقع التحقق من هطول الأمطار في جميع أنحاء المزرعة. يتيح ذلك فحص مواقع رطوبة التربة عندما يكون مستوى الغطاء النباتي منخفضًا.

5. أجهزة استشعار الموقع في الزراعة

تُعرف أيضًا بمحطات الأرصاد الجوية الزراعية. توضع في أماكن مختلفة في جميع أنحاء الحقول. تُستخدم مستشعرات الزراعة الدقيقة هذه لتحديد الصنف والمسافة والارتفاع لأي موقع داخل المنطقة المطلوبة. وتستعين بالأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لهذا الغرض.

6. المستشعرات الإلكترونية

يتم تركيبها على الجرارات والمعدات الميدانية الأخرى للتحقق من عمليات المعدات. يتم نقل البيانات عبر أنظمة الاتصالات الخلوية والساتلية إلى أجهزة الكمبيوتر أو إرسالها بالبريد مباشرة إلى الأفراد. يمكن للمشرف المسؤول الآن الوصول إلى المعلومات إما على جهاز الكمبيوتر المكتبي الخاص به أو على هاتفه الخلوي الشخصي.

7. حساسات تدفق الهواء

يمكن إجراء قياساتها في مواقع معينة أثناء الحركة. تقيس هذه الأنواع من المستشعرات تغلغل هواء التربة. النتيجة المتوقعة هي الضغط المطلوب لدفع كمية محددة من الهواء إلى داخل الأرض على عمق محدد. هناك خصائص مختلفة للتربة، بما في ذلك مستويات الرطوبة، ودرجة تماسك نوع التربة، وبنيتها، والتي تنتج بصمة تعريفية مختلفة.

8. أجهزة استشعار الزراعة إنترنت الأشياء

مع تزايد تبني إنترنت الأشياء (IoT)، تم تطبيق القدرة على توصيل الأجهزة المختلفة في كل جانب من جوانب حياتنا تقريبًا. ومن المنطقي أن تجد الأتمتة أيضًا تطبيقها الخاص في الزراعة حيث سيكون لها تأثير كبير عليها.

توفر هذه الحساسة معلومات في الوقت الفعلي عما يحدث في الحقل، وتتضمن هذه المعلومات درجة حرارة الهواء، ودرجة حرارة التربة على أعماق مختلفة، وهطول الأمطار، ورطوبة الأوراق، والكلوروفيل، وسرعة الرياح، ودرجة حرارة نقطة الندى، واتجاه الرياح، والرطوبة النسبية، والإشعاع الشمسي، والضغط الجوي.

يشير هذا إلى أن المزارعين على دراية بموعد حصاد محاصيلهم، وكمية المياه المستخدمة، وصحة التربة، وما إذا كانت هناك حاجة لأي مدخلات إضافية. يتم قياس هذا وتسجيله على فترات زمنية محددة.

هناك قائمة كبيرة من المستشعرات المستخدمة في إنترنت الأشياء الزراعي، مما يعني (حلول للزراعة الذكية). إن استخدام مستشعرات الزراعة الدقيقة سيحدث بالتأكيد تحولاً في صناعة الزراعة من خلال زيادة إنتاج المحاصيل، واعتماد أصناف عالية الإنتاجية خالية من الآفات في المحاصيل، ومواكبة الطلب المتزايد على الغذاء.

أكثر أنواع أجهزة استشعار الزراعة الدقيقة شيوعًا

نتيجة للارتفاع السريع في عدد سكان العالم، أصبحت الأنشطة الزراعية أكثر تعقيدًا وتنافسية واتساعًا وتحسينًا.

أدى استخدام التكنولوجيا إلى جعل العمليات الزراعية أكثر إنتاجية من ذي قبل، مما زاد من حصاد المزارعين وجودة المنتجات.

لعبت المستشعرات أدوارًا حاسمة في هذا التقدم التكنولوجي. فيما يلي نستعرض المستشعرات الرئيسية في تقنية الزراعة الذكية.

1. مستشعرات تحديد المواقع العالمي

يرتبط هذا المستشعر بشكل عام بصناعات الاتصالات السيارات والخلوية. إنها مفيدة للغاية للزراعة الذكية. كان أحد التحديات الرئيسية التي واجهها المستوطنون القدامى هو رعي الأغنام، حيث كان عليهم استخدام عصي خشبية لدفع مواشيهم.

هذا لأن تتبع قطعانهم له أهمية قصوى للمزارعين. مع استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الحديث، لم يعد تتبع الماشية يمثل تحديًا حيث تم تعزيز نظام تحديد المواقع العالمي هذا بالقدرة على مراقبة الحيوانات بمجرد الضغط على زر.

فيما يتعلق بالجانب الميكانيكي للزراعة، والذي يشمل حصاد النباتات وتقنيات الزراعة ذات الصلة، فقد تم اعتماد استخدام مستشعرات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مع أنظمة توجيه مركبات عالية الدقة.

في العديد من تطبيقات الزراعة، مثل حرث الحقل، يمكن أن يؤدي استخدام الأنظمة الموجهة ذاتيًا إلى تعزيز توجيه الحقل، وتقليل العمليات المتداخلة، وتقليل كمية الوقت المطلوبة لإكمال المهمة في النهاية.

2. مستشعرات درجة الحرارة الزراعية

فيما يتعلق بالزراعة الذكية، تعتبر مستشعرات درجة الحرارة حاسمة في فئتين رئيسيتين. هاتان الفئتان هما مراقبة الظروف المحيطة ومراقبة الأصول الميكانيكية.

على سبيل المثال، عادةً ما يتم حصاد نبيذ الثلج خلال فترة زمنية محدودة عندما تصل درجات الحرارة لأول مرة إلى ما بين -10 درجة مئوية و -12 درجة مئوية خلال موسم الحصاد. تتطلب صناعة نبيذ الثلج مستشعر حرارة ورطوبة عالي الدقة لإعطاء تنبؤ دقيق لدرجة الحرارة المتوقعة.

تلعب هذه الأنواع من المستشعرات دورًا مهمًا ليس فقط في مراقبة الظروف المحيطة بالمساحة المادية، بل تلعب دورًا حيويًا في جميع تطبيقات مراقبة أصول الزراعة الذكية تقريبًا.

3. مراقبة الأصول

هذا تطبيق آخر في الزراعة الذكية يستفيد من استشعار درجة الحرارة كدور تقييمي. بالإضافة إلى مراقبة النباتات التي يتم حصادها، تلتقط مستشعرات درجة الحرارة المعدات التي تجمع هذه النباتات.

عندما يحتاج نظام المعدات إلى صيانة بسيطة، أو يكون أداؤه ضعيفًا، أو يعاني من فشل حرج، فإن مستشعرات درجة الحرارة تصدر تنبيهًا. إنها فعالة للغاية في كل ما يتعلق بنظام الصيانة التنبؤية والتفاعلية تقريبًا. هذا بدوره يحمي من ارتفاع درجة الحرارة وفشل المعدات الضار.

4. مستشعر التسارع

يشبه هذا إلى حد كبير استخدام أجهزة استشعار درجة الحرارة في الصيانة التنبؤية. تُستخدم مقاييس التسارع على نطاق واسع في صناعة الزراعة الذكية للتنبؤ بالصيانة المطلوبة والمساعدة فيها. تُستخدم بشكل أساسي في المكونات المتحركة والمحركات.

هدفهم الرئيسي هو اكتشاف التغيرات الطفيفة في الاهتزازات وعدم الاتساق في الحركة والتنبؤ بموعد الحاجة للصيانة القياسية أو الحاجة إلى استبدال مكون معيب.

ومع ذلك، يرتبط هذا المستشعر عادةً بالزراعة والصناعات الزراعية الأخرى، وتلعب مقاييس التسارع دورًا لا غنى عنه في صيانة المعدات الزراعية الذكية الحيوية. يمكن أيضًا استخدام مقاييس التسارع في أنظمة آلية وطرق تتبع متنوعة.

على سبيل المثال، يجعل مقياس التسارع منخفض الطاقة مراقبة حالة فوهة الرش القابلة للتعديل على طرف ذراع التسميد أسهل وأسرع. مع التكنولوجيا المتقدمة، يعتمد استخدام الطائرات بدون طيار ذاتية التحكم في الزراعة الذكية بشكل حاسم على مقاييس التسارع ووحدات القياس بالقصور الذاتي (IMU) لتتبع الحركة والسرعة وأحداث الاصطدام وحتى الموضع في الفضاء.

استخدام الكاميرات الذكية في الزراعة

عندما يتعلق الأمر بتقنية الكاميرات الذكية، فهي بعيدة كل البعد عن المستشعر التناظري القديم. يتم تبني الكاميرات الذكية بشكل متزايد لمجموعة متنوعة من تطبيقات الزراعة الذكية.

اعتمدت شركات مختلفة مثل بلو ريفر تكنولوجي، وهي قسم من شركة جون دير، على استخدام تقنية الكاميرات الذكية للكشف عن الأعشاب الضارة ومواقع النباتات الأخرى.

ونتيجة لذلك، يتم توزيع مبيدات الأعشاب والأسمدة تلقائيًا وبدقة. وهذا يجعل الاستفادة من المواد الكيميائية ويزيد من الإنتاجية الإجمالية مع تقليل استخدام المواد الكيميائية.

يشكل التحكم في الآفات أحد أكبر التحديات في مجال الزراعة. فباستخدام الكاميرات الذكية، يمكن للمزارعين الآن اكتشاف الآفات في الوقت الفعلي ومراقبة الإجراءات المتخذة ضدها بفعالية دون الإضرار بالضرورة بالحشرات الزراعية المفيدة.

يمكن للكاميرات الذكية أيضًا أن تحل محل أجهزة الاستشعار شبه القديمة مثل مراقبة الإضاءة المحيطة، مما يتيح نظامًا مبسطًا وتقليل عدد المكونات.

الزراعة الدقيقة هي تطبيق مدخلات محددة بمعدلات مختلفة لتحسين الكفاءة الاقتصادية وتقليل الهدر. يساعد استخدام أجهزة الاستشعار في الزراعة الدقيقة المزارعين على الانتقال بسلاسة من الطرق القديمة لتنفيذ الأنشطة الزراعية.

جيو بارد الزراعة هي قوة قائمة على السحابة لتحليل البيانات بدقة، وإنشائها، والاستكشاف الذكي. إنها أداة موثوقة للعمليات الزراعية، بدءًا من التخطيط وحتى تنفيذ الممارسات وتعديلها بناءً على البيانات المقدمة.

لقد سهلت GeoPard إطلاق العديد من شركات برمجيات الزراعة الدقيقة ويمكنها أن تقدم لك حلاً متفوقًا. في الختام، فإن صناعة الزراعة الذكية في تزايد مستمر، خاصة مع الحلول الجديدة التي تطرح في السوق يوميًا.

المعدات والأجهزة التي تجمع بيانات المستشعرات، وتوصل معلومات هامة للمزارعين، وتحسن العمليات الزراعية العديدة، ذات أهمية بالغة.

لا يمكن المبالغة في أهمية أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار لأنها تساعد في تلبية الطلب على الغذاء، وزيادة الإنتاجية، وتقليل الموارد.

هذه الأنواع المختلفة من أجهزة الاستشعار الزراعية الدقيقة سهلة التشغيل وأرخص على المدى الطويل. إنها تجعل الحياة أسهل للمزارعين وتزيد من الكمية والجودة الإجمالية للمنتجات التي يتم توصيلها. يُنصح بأن يفكر كل صاحب مزرعة في الزراعة الذكية.

الأسئلة الشائعة

لماذا نحتاج الزراعة الذكية؟

الزراعة الذكية ضرورية لعدة أسباب. فهي تعزز الإنتاجية والكفاءة من خلال الاستفادة من التكنولوجيا والحلول المبنية على البيانات لتحسين استخدام الموارد، مثل المياه والأسمدة، مما يؤدي إلى تحسين غلات المحاصيل وتقليل الهدر. وهي تمكن من المراقبة الدقيقة للمحاصيل، وظروف التربة، وأنماط الطقس، مما يسمح للمزارعين باتخاذ قرارات مستنيرة في الوقت الفعلي وتخفيف المخاطر. 

2. ما هي المستشعرات التي تمتلكها الروبوتات الزراعية؟

تم تجهيز الروبوتات الزراعية بمجموعة من المستشعرات لأداء مهامها بكفاءة. تشمل هذه المستشعرات مستشعرات رؤية لاكتشاف المحاصيل والأشياء، ومستشعرات GPS ومستشعرات الملاحة لتحديد المواقع بدقة، ومستشعرات بيئية لقياس درجة الحرارة والرطوبة وظروف التربة، ومستشعرات القرب للكشف عن العوائق.

باستخدام هذه المستشعرات، يمكن للروبوتات الزراعية أن تتنقل في الحقول بشكل مستقل، وتراقب المحاصيل، وتقوم بمهام مثل الزراعة، والرش، والحصاد بدقة وكفاءة. 

3. ما هي قيود مجسات الزراعة؟

تتمتع أجهزة استشعار الزراعة بقيود معينة يجب أخذها في الاعتبار. أولاً، يمكن أن تختلف دقة وموثوقية أجهزة الاستشعار، مما يؤدي إلى أخطاء أو تناقضات محتملة في القياس. ثانيًا، قد تتطلب بعض المستشعرات معايرة أو صيانة متكررة لضمان الأداء الأمثل.

ثالثاً، قد لا تلتقط المستشعرات بعض العوامل البيئية أو التغيرات بدقة، مما يحد من قدرتها على تقديم رؤى شاملة. 

يُعدّ دور المزارع الصغيرة في ضمان الأمن الغذائي العالمي اليوم بالغ الأهمية، ومن البديهي أنه مع تزايد عدد السكان بوتيرة متسارعة واستنزاف إنتاجية الأراضي الزراعية، من المتوقع أن يتضاعف هذا الدور بشكل كبير في المستقبل القريب. ويُشير تقرير صادر عن برنامج الأمم المتحدة الإنمائي عام 2021 إلى أن صغار المزارعين الذين يستخدمون الزراعة الدقيقة يُمثلون نحو 90% من إجمالي المزارعين في العالم.

ويشير التقرير أيضاً إلى أنه في المناطق التي تعاني من مخاوف مقلقة بشأن الأمن الغذائي، مثل أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى وآسيا، يأتي 801 تريليون طن من إجمالي الغذاء المزروع من المزارع الصغيرة. لذا، لا شك في أن المزارع الصغيرة بالغة الأهمية للأمن الغذائي العالمي.

ومع ذلك، فإن المزارع الكبيرة أكثر كفاءة وإنتاجية من المزارع الصغيرة لأنها تعتمد على تقنيات الزراعة الدقيقة.

الزراعة الدقيقة هي استخدام المعلومات والأدوات التكنولوجية لاتخاذ قرارات زراعية سليمة مدعومة ببيانات ومعدات دقيقة. وتهدف الزراعة الدقيقة بشكل أساسي إلى تحديد النوع الأمثل ومستوى المدخلات الزراعية.

كما يقترح الموقع والوقت المناسبين لإدارة هذه المدخلات لزيادة ربحية المزارع واستدامتها البيئية. وتشمل البيانات الأكثر استخدامًا في الزراعة الدقيقة مجموعة متنوعة من العوامل داخل الحقل التي تؤثر على إنتاجية المزرعة، مثل التربة., تضاريس, ، محتوى الماء، والطقس، وما إلى ذلك.

كلما قرأنا أو سمعنا عن الزراعة الدقيقة، فسنراها على الأرجح تُستخدم في المزارع الكبيرة، وستحتوي الصور على جرارات ضخمة مزودة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في حقول واسعة، وشاشات تحليل كبيرة، وطائرات بدون طيار تمسح المنطقة، أو حتى تقوم بتطبيقها. أسمدة.

من جهة أخرى، لا ترتبط المزارع الصغيرة عادةً بهذه الأدوات. إلا أن التقدم التكنولوجي في مجال الزراعة الدقيقة قد طمس هذا الحد، وجعل الزراعة الدقيقة ميسورة التكلفة وقابلة للتطبيق في المزارع الصغيرة أيضاً.

استخدامات تقنيات الزراعة الدقيقة في المزارع الصغيرة

تتميز المزارع الصغيرة بانخفاض إنتاجيتها وارتفاع تكاليف العمالة فيها. كما أنها غير قادرة على الصمود أمام تغيرات أنماط السوق والمناخ.

يهدف تبني تقنيات الزراعة الدقيقة إلى حل جميع هذه المشاكل التي تواجه صغار المزارعين. ومن التقنيات الشائعة التي يستخدمها صغار المزارعين في مجال الزراعة الدقيقة ما يلي:

الهواتف الذكية: لا يمكن المبالغة في التأكيد على أهمية الهواتف الذكية في جعل الزراعة الدقيقة في متناول صغار المزارعين.

أصبحت الهواتف الذكية واحدة من أكثر التقنيات انتشارًا اليوم، وقد تم استخدام هذه الحقيقة لاختراق أسس الزراعة الدقيقة لدى صغار المزارعين من خلال إتاحة الوصول إلى البيانات والخبراء لهم.

قائم على الحوسبة السحابية أدوات تحليل البيانات على سبيل المثال، يتيح برنامج GeoPard للمزارعين اتخاذ قرارات زراعية دقيقة بضغطة زر.

الأقمار الصناعية: يُعد تحديد العوامل المؤثرة على إنتاج المزارع إلى جانب تباينها عنصراً حيوياً في الزراعة الدقيقة، ونحن نعلم أن صور الأقمار الصناعية توفر ذلك بالضبط.

يمكن للمزارعين الصغار الاستفادة بشكل كبير من الحلول الزراعية المتاحة والموثوقة مثل رسم خرائط VRA, تحليلات الطبوغرافيا, و مراقبة المحاصيل لفهم مزارعهم بشكل أفضل واتخاذ قرارات أفضل مدعومة ببيانات دقيقة.

الطائرات بدون طيار: تُشير UAVs إلى المركبات الجوية غير المأهولة، وتوفر واحدة من أكثر البيانات دقة بالإضافة إلى طرق تطبيق المدخلات في الزراعة الدقيقة.

تقوم أجهزة الاستشعار المثبتة في الطائرات بدون طيار بالحصول على صور في الوقت الفعلي للمزرعة، بينما يمكن للحمولات المثبتة في الطائرات بدون طيار توزيع الأسمدة بدقة في جميع أنحاء المزرعة وتقليل العمالة.

ومع ذلك، فإن قدرتها على تحمل التكاليف بالنسبة للمزارع الصغيرة أمر مشكوك فيه، ولكن هناك حوافز مختلفة وتدابير مبتكرة تظهر لجعل تطبيقها في المزارع الصغيرة اقتصاديًا ومجديًا.

إنترنت الأشياء: إنترنت الأشياء (IoT) هو شبكة من أجهزة الاستشعار والبيانات والأشياء المتصلة والتي تسمح بمشاركة المعلومات لاتخاذ قرارات مستنيرة في كل مكان.

في مجال الزراعة الدقيقة للمزارعين الصغار، تطورت تقنية إنترنت الأشياء مع تطور أجهزة الاستشعار وانخفاض تكلفتها.

فعلى سبيل المثال، تعتبر أجهزة الاستشعار المستخدمة لدراسة خصائص التربة وصحة النبات والظروف الجوية وحالة المياه جميعها ضرورية لجعل المزارع الصغيرة منتجة ومستدامة.

كيف يمكن للزراعة الدقيقة أن تساعد المزارع الصغيرة

تتطلب الزراعة الدقيقة للمزارع الصغيرة تخطيطًا دقيقًا قبل تطبيقها. قد يكون نظام الزراعة الدقيقة المعقد مرهقًا ومكلفًا للمزارعين الصغار.

لذا، ينبغي أن يتبع تطبيق الزراعة الدقيقة في المزارع الصغيرة نهجًا يبدأ بتجميع البيانات وتحليلها لإنشاء نموذج زراعة دقيقة خاص بكل موقع. وفيما يلي الخطوات اللازمة للوصول إلى نهج مثالي للزراعة الدقيقة في المزارع الصغيرة:

1. افهم تربتك أولاً

تُعتبر التربة العامل الأهم المؤثر على إنتاج المحاصيل. لذا، من الطبيعي أن يبدأ تطبيق الزراعة الدقيقة في المزارع الصغيرة بفهم تربة مزرعتك بشكل أفضل.

عادةً ما تُحلل الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة عن طريق أخذ عينات، ويكتفي معظم صغار المزارعين بأخذ عينة واحدة فقط من تربتهم، معتبرين أراضيهم الزراعية متجانسة. هذه إحدى المشكلات الرئيسية التي تعالجها الزراعة الدقيقة، ألا وهي تباين خصائص التربة داخل المزرعة الواحدة.

باستخدام حلول الزراعة الدقيقة مثل تحليلات بيانات التربة، يستطيع حتى صغار المزارعين إجراء عمليات أخذ عينات شبكية أو منهجية من خلال الحصول بسهولة على نقاط عينات دقيقة. ويمكن تنظيم الشبكات نفسها وفقًا للمعلومات المستقاة من الموقع.

على سبيل المثال، يمكن تغيير حجم الشبكات وفقًا لقيمة المحصول. وأخيرًا، استنادًا إلى المعلومات المستقاة من التحليل الكيميائي للتربة، يستطيع صغار المزارعين الذين يتبعون أساليب الزراعة الدقيقة الحصول على رسوم بيانية سهلة القراءة لخصائص التربة، ولتسهيل الأمر أكثر، يمكنهم تطبيق معدلات مختلفة من الأسمدة على أجزاء مختلفة من أراضيهم.

يُعد اختيار أخذ عينات التربة وتحليلها في المراحل الأولية من تبني الزراعة الدقيقة من قبل صغار المزارعين أمرًا مهمًا لأنه سهل نسبيًا وبأسعار معقولة ولا يتطلب الكثير من المعرفة والخبرة، وهو ما يمثل مشكلة واضحة لدى صغار المزارعين في البلدان النامية.

علاوة على ذلك، فإن نتائج تحليلات التربة دائماً ما تكون واعدة وتجعل صغار المزارعين أكثر ترحيباً بتدخلات الزراعة الدقيقة.

2. اختيار الآلات الصغيرة للمزارع الصغيرة

مع تزايد الطلب على أدوات ومعدات الزراعة الدقيقة، يقوم المصنعون بتصنيع آلات وأدوات مصممة خصيصًا للمزارعين الصغار.

أصبح بإمكان المزارعين الصغار المتخصصين في الزراعة الدقيقة الآن العثور على جرارات وبذارات وآلات إزالة الأعشاب الضارة عالية التخصص، والتي تم تصغير حجمها وتكلفتها لتناسب احتياجات المزارعين الصغار.

3. الاعتماد على مزودي حلول زراعية خبراء

من أبرز عوائق تطبيق الزراعة الدقيقة أمام صغار المزارعين أن تكلفتها قد لا تبرر فوائدها. أما المزارع الكبيرة، فلديها فريقها الخاص من الخبراء، وأدواتها، وآلاتها، وأنظمتها اللازمة لتطبيق الزراعة الدقيقة على النحو الأمثل.

لحل هذه المشكلة، يمكن للمزارعين الصغار الحصول على حزم متكاملة بأسعار معقولة من حلول الزراعة الدقيقة المصممة خصيصًا لهم. كما يُعد استئجار الآلات والتقنيات وسيلة رائعة لجعل الزراعة الدقيقة أكثر جدوى وربحية بالنسبة لهم.

4. إعطاء الأولوية للاستدامة والمراعاة البيئية

تُعدّ المحافظة على البيئة والاستدامة من الأهداف الرئيسية لاستخدام الزراعة الدقيقة. ويزداد هذا الأمر أهميةً في حالة المزارع الصغيرة، حيث يمكن لمعظمها زيادة القيمة السوقية للمحاصيل، والمساعدة في الوصول إلى سوق أوسع، وزيادة الربحية.

يُقلل تطبيق تقنيات الزراعة ذات التأثير المتغير بشكل كبير من كمية المدخلات الكيميائية الضارة على شكل أسمدة ومبيدات أعشاب ومبيدات حشرية. بالنسبة للمزارع الصغيرة، يمكن أن تكون الأسمدة العضوية خيارًا ممتازًا لتعزيز هذه التأثيرات.

5. ضع في اعتبارك قيمة المحصول وقيمة المدخلات

ينبغي أن تحدد قيمة محصولك وكذلك قيمة مدخلاتك نوع وكثافة تطبيق الزراعة الدقيقة في مزرعتك.

في كثير من الأحيان، حتى لو كان حجم مزرعتك صغيرًا، فإن المحصول الذي تنتجه يمكن أن يكون ذا قيمة عالية جدًا أو أن تكلفة مدخلات مزرعتك يمكن أن تكون مرتفعة جدًا.

في هذه الحالات، لا ينبغي أن يكون حجم المزرعة عائقاً أمام تطبيق الزراعة الدقيقة لأنها يمكن أن تجعل أعمالك الزراعية مربحة وفعالة إما عن طريق زيادة الإنتاج أو تقليل التكاليف.

على سبيل المثال، إذا كنت تمتلك مزرعة صغيرة ذات قيمة مدخلات عالية تتمثل في الري، فإن تركيب أجهزة استشعار رطوبة التربة أو تحليلها باستخدام برامج تحليل التربة يمكن أن يوفر لك مبالغ كبيرة في تكاليف الري. هذه الفائدة، مع مرور الوقت، يمكن أن تؤدي إلى زيادة الربحية.

إن المحاصيل ذات القيمة العالية في شكل محاصيل متخصصة مثل محاصيل البساتين أو الخضراوات ستكون ذات قيمة عالية، وحتى لو كان بستانك أو حديقتك صغير الحجم، فإن تكلفة الزراعة الدقيقة يمكن تبريرها بسهولة مع زيادة إنتاجية تلك المحاصيل.

تواجه المزارع الصغيرة حول العالم تداعيات التغيرات الاقتصادية والمناخية، وأنماط الزراعة غير المستدامة على مر السنين. ويمكن أن يكون تطبيق الزراعة الدقيقة في هذه المزارع حلاً فعالاً لهذه المشاكل.

تشمل العوائق التي تحول دون تطبيق الزراعة الدقيقة بالنسبة للمزارعين الصغار القدرة على تحمل التكاليف، وتوافر البيانات، والتعقيد التكنولوجي، ونقص المدخلات.

يتم هدم هذه الحواجز بفضل التطورات التكنولوجية السريعة في مجال الزراعة الدقيقة، وكذلك بفضل إمكانية الوصول إلى حلول التكنولوجيا الزراعية المتكاملة والشاملة وسهلة الاستخدام مثل GeoPard.

وختاماً، ينبغي أن يتبع تطبيق الزراعة الدقيقة في المزارع الصغيرة نهجاً محدداً ومخصصاً للموقع مثل النهج المذكور أعلاه، وينبغي أن يستهدف ربحية المزارع الصغيرة فضلاً عن مراعاة البيئة والاستدامة.

موارد المزارع الصغيرة محدودة، والزراعة الدقيقة تضمن الاستخدام الأمثل لها للحصول على أقصى إنتاجية.

الأسئلة الشائعة

1. هل تفيد الزراعة الدقيقة المزارع الكبيرة أم الصغيرة؟

يُقدّم هذا النظام فوائد للمزارع الكبيرة والصغيرة على حدٍ سواء. فبالنسبة للمزارع الكبيرة، يُساعد على تحسين تخصيص الموارد، وخفض تكاليف المدخلات، وزيادة الإنتاجية من خلال تمكين ممارسات الإدارة المُوجّهة. كما يُتيح مراقبة فعّالة للحقول الشاسعة، ويُسهّل اتخاذ القرارات بناءً على البيانات.

من جهة أخرى، يُفيد هذا النظام المزارع الصغيرة من خلال تحسين إمكانات الإنتاج، والحد من هدر الموارد، وتعزيز الاستدامة. كما يُمكّن المزارعين الصغار من اتخاذ قرارات مدروسة بناءً على ظروف حقولهم، مما يؤدي إلى تحسين الربحية والمسؤولية البيئية.

2. كيف تؤثر الزراعة الدقيقة على الزراعة؟

له تأثير كبير على القطاع الزراعي. أولاً، يعزز الإنتاجية والكفاءة من خلال الاستخدام الأمثل للموارد، مثل المياه والأسمدة والمبيدات، مما يؤدي إلى تحسين غلة المحاصيل. ثانياً، يُمكّن من تطبيق المدخلات بشكل دقيق وموجه، مما يقلل من الهدر والأثر البيئي.

ثالثًا، يُسهّل هذا النظام اتخاذ القرارات بناءً على البيانات من خلال توفير معلومات آنية حول صحة المحاصيل، وحالة التربة، وأنماط الطقس. وأخيرًا، يُعزز الاستدامة من خلال تشجيع ممارسات الزراعة المستدامة، والحد من استخدام المواد الكيميائية، والحفاظ على الموارد الطبيعية.

3. ما هي المشكلة الشائعة التي واجهها صغار المزارعين؟

من المشاكل الشائعة التي يواجهها صغار المزارعين محدودية الوصول إلى الموارد والتكنولوجيا. وغالباً ما يعاني هؤلاء المزارعون من نقص في رأس المال والأراضي والمعدات وتقنيات الزراعة الحديثة.

قد يواجهون صعوبات في الحصول على بذور وأسمدة ومبيدات حشرية عالية الجودة، فضلاً عن محدودية وصولهم إلى أسواق منتجاتهم. إضافةً إلى ذلك، غالباً ما يفتقر صغار المزارعين إلى المعرفة والتدريب اللازمين لتطبيق ممارسات زراعية متطورة.

4. كيف تجعل مزرعة صغيرة مربحة؟

لتحقيق الربحية في مزرعة صغيرة، يمكن اتباع عدة استراتيجيات. أولاً، تنويع منتجات المزرعة من خلال زراعة مجموعة متنوعة من المحاصيل أو تربية أنواع متعددة من الماشية لتلبية مختلف الأسواق والطلبات.

ثانياً، تطبيق ممارسات زراعية فعالة مثل الزراعة الدقيقة، وتناوب المحاصيل المناسب، والإدارة المتكاملة للآفات لتحسين استخدام الموارد وتقليل التكاليف.

ثالثًا، استكشف فرص التسويق المباشر من خلال بيع المنتجات محليًا عبر أسواق المزارعين، أو الزراعة المدعومة من المجتمع، أو إنشاء كشك لبيع منتجات المزرعة. أخيرًا، ضع في اعتبارك الأنشطة ذات القيمة المضافة، مثل تحويل المنتجات الزراعية إلى سلع ذات قيمة مضافة كالمربى والمخللات والجبن، لزيادة هوامش الربح.

في عالم الزراعة اليوم، يتزايد استخدام مصطلح ‘الزراعة الدقيقة’ بمعدل أسي، ونظرًا لقدرته على إحداث تحول كامل في إنتاجية المزرعة، فإن هذه الزيادة مبررة بل ومهمة للغاية.

بشكل مبسط، يمكن تعريف الزراعة الدقيقة بأنها استخدام التكنولوجيا والبيانات لتحديد نوع مدخلات المزرعة، ومستوى تلك المدخلات، وأيضًا الموقع الدقيق لتلك المدخلات داخل الأرض.

في الزراعة التقليدية، تُعامل قطعة الأرض بأكملها كوحدة واحدة، وبالتالي تُطبق المدخلات بشكل موحد على الحقل بأكمله. هذا لا يتماشى مع متطلبات المدخلات الفعلية للإنتاج الأمثل من الأجزاء المختلفة للأرض.

من ناحية أخرى، يتعرف على متطلبات الإدخال لكل جزء من الأرض من خلال تحديد الاختلافات داخل الحقل مثل اختلاف خصائص التربة، والانحدارات، ومحتوى المغذيات، ومستويات الإنتاج، واستقبال أشعة الشمس، وما إلى ذلك.

الزراعة الدقيقة أفضل من تقنيات الزراعة التقليدية أو الاعتيادية الأخرى لأنها تعتمد على البيانات التي يتم إنشاؤها عن طريق استخدام التكنولوجيا، والتي يتم بعد ذلك تحليلها بواسطة برامج كمبيوتر موثوقة بالإضافة إلى مهندسي زراعة خبراء لاتخاذ تنبؤات دقيقة وتقديم توصيات لحلول الزراعة الدقيقة في الوقت المناسب للمزارعين.

في الواقع، يمكن أن يصل الأمر إلى إجراء تلك التدخلات بالفعل أو توفير المدخلات المختلفة في المزرعة بمساعدة الآلات والمعدات التي تعمل بالتقنيات.

بعض هذه الطرق المستخدمة لجمع البيانات هي أجهزة استشعار أرضية، وطائرات بدون طيار، وصور فضائية، وما إلى ذلك، في حين أن مثالًا للإدخال المباشر من خلال الزراعة الدقيقة يشمل استخدام الأجهزة الروبوتية المزودة على جرارات ذاتية القيادة موجهة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

في المجمل، لا يقتصر الأمر على جعل الأراضي الزراعية وشركات الأعمال الزراعية أكثر ربحية فحسب، بل يجعلها أيضًا مستدامة للغاية على المدى الطويل.

كيف يُستخدم إنترنت الأشياء (IoT) في الزراعة اليوم؟

تعتبر إنترنت الأشياء العمود الفقري للزراعة الحديثة، وهي في الأساس عملية ربط الأشياء والأجهزة بأجهزة استشعار لقياس البيانات المطلوبة ونقلها عبر شبكة.

في حالة، الأشياء والأشياء المختلفة المضمنة في إنترنت الأشياء تشمل الحقل نفسه، والمحاصيل، والطقس، والآلات، وما إلى ذلك. لذلك، يسمى استخدام إنترنت الأشياء لتحقيق زيادة في الإنتاج، وتخفيف النفقات التشغيلية، وتحقيق الاستدامة البيئية الزراعة الدقيقة.

يتم استخدام إنترنت الأشياء في الزراعة اليوم للممارسات الدقيقة في الغالب من خلال مزودي حلول التكنولوجيا الزراعية مثل جيو بارد الزراعة بسبب تعقيد العمليات التي تنطوي عليها ممارسات الزراعة الدقيقة الشاملة.

على سبيل المثال، بالنظر إلى المرحلة التنموية للنبات، قد يكشف مستوى لونه الأخضر عن احتياجاته الغذائية.

يتم جمع البيانات حول مستوى خضرة النباتات وتحليلها باستخدام مراقبة المحاصيل حل يستخدم صورًا تم الحصول عليها من أقمار صناعية مثل صور لاندسات وسنتينل متعددة الأطياف، ثم ينشئ خرائط مفصلة لأرضك تكشف عن احتياجاتها المحددة للمدخلات.

وبالمثل، نعلم جميعًا أن التضاريس لها تأثير كبير على قرارات الزراعة مثل اختيار الأنواع، واحتياجات الري، وتحدد الإنتاج النهائي من خلال التحكم في جوانب مثل استقبال الضوء والاحتفاظ بالمياه.

إذن، حلول الزراعة الدقيقة مثل تحليلات الطبوغرافيا يتيح لك إنشاء نماذج طبوغرافية دقيقة جدًا لمزرعتك باستخدام بيانات الارتفاع والانحدار والتوجه المكتسبة من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الميداني المرفق بالآلات، بالإضافة إلى بيانات LIDAR وبيانات الأقمار الصناعية.

التربة هي الجزء الأكثر أهمية في الزراعة، ويحدد نوع التربة وجودتها نوعية وكمية المحاصيل الزراعية.

وبالتالي، فإن فهم تربة مزرعتك بدقة يترجم إلى فهم دقيق لاحتياجاتك من المدخلات لتحقيق الإنتاج الأمثل وحماية البيئة.

أدوات مثل تحليلات بيانات التربة بالقيام بذلك عن طريق تزويدك بمواقع دقيقة لأخذ عينات بيانات التربة واستخدام تلك البيانات المختبرة جنبًا إلى جنب مع طبقات بيانات أخرى لإنشاء تصور عالي الدقة لجميع سمات التربة الضرورية.

بناءً على تباين تلك السمات عبر الأراضي، يمكنك الحصول على وتخطيط أنواع وكثافات مختلفة للمدخلات مثل الأسمدة وأنماط المحاصيل.

أدوات إنترنت الأشياء المذكورة أعلاه هي مجرد عدد قليل من الأدوات العديدة التي تستخدمها في نموذج متكامل للزراعة الدقيقة.

تعمل كل هذه الأدوات والبيانات المستمدة منها بسلاسة في شبكة توفر لك المعلومات اللازمة في الوقت المناسب لتحسين إنتاجك وتخفيف التكاليف التشغيلية.

لماذا يجب اللجوء إلى الزراعة الدقيقة؟

نظرًا للمشكلة العالمية لنقص الغذاء والتوافر المحدود للأراضي الصالحة للزراعة، يوصى بشدة باعتماده لأنه يسمح بأقصى قدر من الإنتاجية مع تقليل التكاليف الإجمالية.

إن العقبات الوحيدة أمام تنفيذ الزراعة الدقيقة هي محدودية الوصول إلى التكنولوجيا ونقص المعرفة والمهارات، وكلاهما يمكن التغلب عليهما من خلال حلول الزراعة الدقيقة المتاحة بسهولة.

إذًا، دعنا نلقي نظرة على بعض الأسباب التي تجعل الزراعة الدقيقة هي الطريق نحو زراعة مستدامة ومربحة.

1. الزراعة الدقيقة تقلل التكاليف المرتبطة بالزراعة

قد يبدو هذا غير بديهي في البداية، حيث أن استخدام التكنولوجيا في أراضيكم الزراعية يبدو بوضوح مشروعًا مكلفًا.

لكن أدوات الزراعة الدقيقة مثل جيبارد لقد أصبحت في متناول المزارعين وبأسعار معقولة للغاية، وهذه التكاليف لا تُذكر مقارنة بالتكاليف العديدة طويلة الأجل التي ستوفرها من خلال تحسين المستوى الفعلي للمدخلات مثل الأسمدة ومبيدات الأعشاب التي تحتاج إلى استخدامها في مواقع دقيقة في مزارعكم.

كما أنه يقلل بشكل كبير من تكاليف العمالة البشرية المتزايدة باستمرار من معادلة الاقتصاد الزراعي، وبالتالي يقلل من تكاليفك بشكل هامشي.

2. يزيد الزراعة الدقيقة من المحصول وبالتالي الربحية الإجمالية

كما ذكرنا سابقًا، تزيد الزراعة الدقيقة من الأرباح عن طريق خفض التكاليف.

ولكن أكثر من ذلك، الهدف الرئيسي للزراعة الدقيقة هو زيادة غلة المحاصيل من أرضك الزراعية عن طريق قياس دقيق لصفات الأرض الزراعية، وتحليل تلك البيانات، واقتراح أو تنفيذ حلول ستنتج أكبر قدر من الإنتاجية على المدى الطويل.

الإنتاجية طويلة الأجل هي المفتاح هنا لأنها تجمع بين البيانات المكانية مع البيانات الزمنية لتزويدك بحلول زراعية دقيقة تناسب أهدافك الإنتاجية طويلة الأجل.

٣. الزراعة الدقيقة تضمن الاستدامة البيئية

على عكس طرق الزراعة التقليدية التي غالباً ما تهمل المخاوف البيئية مثل التلوث، وترشيح المغذيات، وتلوث المسطحات المائية، فإنه يعطي الأولوية للاستدامة البيئية.

يأخذ هذا النهج في الاعتبار المعايير البيئية اللازمة التي يجب تلبيتها لتعزيز القيمة البيئية للمنتجات واختراق أسواق جديدة، مما يؤدي إلى فوائد اقتصادية محتملة.

٤. الزراعة الدقيقة تجمع بين الخبرة الفنية وخبرة المزارعين

إنها فائدة غالبًا ما يتم تجاهلها في التحول إلى الزراعة الدقيقة، ولكن تبني أي مستوى من تكنولوجيا الزراعة الدقيقة في مزرعتك يعني أن مشروعك الزراعي سيقوده خبرة زراعية أفضل بينما تحتفظ بالقدرة على استخدام خبرتك في ضوء الفهم الأفضل لحقلك الخاص بدقة أعلى.

وخاصة في حالة المزارع الصغيرة، فإنه يوفر لك معلومات واقتراحات دقيقة ومفصلة، ولكن الأمر متروك لك، أيها المزارع، لاستخدام تلك المعلومات وإدارة مزرعتك الزراعية وفقًا لاحتياجاتك، وهذا يقودنا إلى النقطة التالية والأخيرة.

5. الزراعة الدقيقة مناسبة لجميع أحجام المزارع

تستخدم المزارع الكبيرة والمنظمات الزراعية الآلات والشبكات المتقدمة والمتطورة باعتبارها زراعة دقيقة على نطاق واسع. ومع ذلك، فإن غالبية الأطعمة التي نستهلكها في عالم اليوم لا تزال تأتي من المزارع الصغيرة. على الرغم من أن أنواع أدوات الزراعة الدقيقة تختلف حسب حجم المزرعة، إلا أنها قابلة للتطبيق في جميع أحجام المزارع.

بالنسبة للمزارع الصغيرة، فإن الأدوات مثل أجهزة تحديد المواقع المحمولة، والطائرات بدون طيار الصغيرة، والخدمات مثل تطبيقات الجوال ذات الإمكانيات غير المتصلة بالإنترنت, ، التحليلات المستندة إلى السحابة، إلخ، يمكن أن تحدث تأثيرًا كبيرًا على العمليات والإنتاجية الإجمالية للمزرعة. مع زيادة الدقة المكانية وانخفاض الأسعار المعروضة، لا ينبغي أن يكون صغر حجم المزرعة سببًا لعدم التحول إلى الزراعة الدقيقة اليوم.

كيف تبدأ بالزراعة الدقيقة؟

قد تكون المصطلحات مثل الزراعة الدقيقة، إنترنت الأشياء (IoT)، الآلات المتقدمة، تحليل البيانات، وغيرها من المصطلحات المرتبطة بها، مزعجة للوهلة الأولى إذا لم تكن ملمًا بهذه المصطلحات، وهذا هو السبب الرئيسي الذي يجعل العديد من المزارعين يميلون إلى الابتعاد عن الزراعة الدقيقة.

ولكن، هو ببساطة الحصول على معلومات أكثر تفصيلاً ودقة عن مزرعتك الخاصة لكي تتمكن من اتخاذ أفضل القرارات. أثناء البدء في استخدامه، تحتاج إلى فهم الأمور التالية للحصول على أفضل النتائج.

يجب أن تبدأ الزراعة الدقيقة دائمًا بفهم واضح لاحتياجاتك الخاصة نظرًا لأنها تخدم أكثر من غرض واحد: زيادة الإنتاجية، خفض التكاليف، تحسين الكفاءة التشغيلية، وتعزيز الاستدامة.

لذلك، أولاً، مجموعة محددة من الاحتياجات والتوقعات المشتقة من تقييم صحيح لمزرعتك هي الطريقة المثلى لبدء رحلتك الدقيقة.

الآن تحتاج إلى اختيار الأدوات التي تناسب احتياجاتك على أفضل وجه. لهذا، تحتاج إلى التشاور مع الخبراء، وحضور المؤتمرات، أو ببساطة تواصل مع مقدمي الحلول للحصول على معلومات حول أدوات وتقنيات محددة.

عند البدء في ممارسات الدقة، من الأفضل دائمًا اختيار أدوات سهلة الاستخدام يمكن لك أو لموظفيك التنقل فيها وتشغيلها بشكل صحيح إذا لزم الأمر. أيضًا، على الرغم من أنك لست بحاجة إلى التعمق في تفاصيل الأدوات، إلا أنه من الجيد دائمًا أن يكون لديك فهم أساسي لكيفية عمل الأدوات والشبكة بشكل عام.

أخيراً، التنفيذ الفعلي للأدوات والاستخدام السليم للتكنولوجيا والمعلومات التي تم الحصول عليها هو مفتاح نجاح عملية الزراعة الدقيقة.

من الأهمية بمكان أيضًا فهم أن الزراعة الدقيقة هي نهج طويل الأجل يعمل بشكل أفضل عند دمج طبقات بيانات متعددة ودمج الأدوات في شبكة مشتركة بدلاً من العمل بشكل مستقل.

الأسئلة الشائعة

1. كيف يمكن استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الزراعة الدقيقة؟

يلعب نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) دورًا حيويًا في الزراعة الدقيقة. أولاً، تتيح تقنية نظام تحديد المواقع العالمي رسم خرائط دقيقة للمزارع، مما يسمح للمزارعين بإنشاء حدود رقمية وتتبع حدود الحقول، مما يساعد في الإدارة الدقيقة للمزرعة.

ثانيًا، تتيح أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) أنظمة توجيه للآلات الآلية، مما يضمن عمليات دقيقة ومتسقة مثل البذر والرش والحصاد.

ثالثًا، يمكن دمج بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مع مصادر بيانات أخرى مثل أخذ عينات التربة وخرائط الإنتاجية، مما يوفر رؤى قيمة لاتخاذ قرارات الإدارة الخاصة بالموقع. أخيرًا، يساعد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في إنشاء سجلات دقيقة وتوثيق الأنشطة لأغراض الامتثال وإمكانية التتبع.

2. كم تكلف الزراعة الدقيقة؟

تختلف تكلفة الزراعة الدقيقة اعتمادًا على عدة عوامل. فهي تنطوي على استثمارات في التكنولوجيا والمعدات والبرامج وأنظمة إدارة البيانات. تؤثر الاحتياجات المحددة للمزرعة، وحجم العمليات، ومستوى الدقة المطلوب، كلها على التكلفة الإجمالية. بالإضافة إلى ذلك، قد تشمل النفقات المستمرة الصيانة والتحديثات والتدريب.

3. لماذا تسمى الزراعة الدقيقة أيضًا بالزراعة الموقعية المحددة؟

يُشار إليه أيضًا بالزراعة المحددة الموقع نظرًا لتركيزه على تكييف ممارسات الزراعة مع مواقع محددة داخل حقل أو مزرعة. من خلال استخدام تقنيات مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والاستشعار عن بعد وتحليلات البيانات، فإنه يُمكّن المزارعين من تحديد وإدارة الاختلافات في تكوين التربة ومستويات الرطوبة ومتطلبات المغذيات وصحة المحاصيل عبر حقولهم.

٤. ما الفرق بين الزراعة الآلية والزراعة التقليدية؟

يكمن الاختلاف الرئيسي بين الزراعة الآلية والزراعة التقليدية في مستوى الميكنة والتكنولوجيا المستخدمة. تعتمد الزراعة الآلية، المعروفة أيضًا بالزراعة الميكانيكية أو الحديثة، بشكل كبير على الآلات والتكنولوجيا المتقدمة لتنفيذ العمليات الزراعية. وتشمل استخدام الجرارات والحصادات وأنظمة الري وغيرها من الأدوات الميكانيكية.

الزراعة التقليدية، من ناحية أخرى، غالباً ما تتضمن العمل اليدوي والأدوات الأساسية والممارسات الزراعية التقليدية المتوارثة عبر الأجيال. تمكّن الزراعة الآلية من زيادة الكفاءة والإنتاج على نطاق أوسع وإنتاجية أعلى مقارنة بأساليب الزراعة التقليدية كثيفة العمالة وعلى نطاق أصغر.

يُعدّ تطبيق الأسمدة بمعدلات متغيرة (VRA) في الزراعة فرعًا تقنيًا متخصصًا في الاستخدام الآلي للمنتجات في بيئة زراعية محددة. وتعتمد طريقة استخدام هذه المنتجات على البيانات التي يتم جمعها من خلال أجهزة الاستشعار ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والخرائط. ولا تقتصر هذه المنتجات على المواد الكيميائية أو البذور أو غيرها. أسمدة, وجميعها تهدف ببساطة إلى المساعدة في زيادة غلة المحاصيل.

ما هو تطبيق المعدل المتغير؟

تطبيق المعدل المتغير (VRA) هو أسلوب زراعي دقيق يتضمن تعديل معدل تطبيق المدخلات مثل الأسمدة والمبيدات والبذور لمناطق مختلفة من الحقل بناءً على احتياجاتها الخاصة.

تستخدم VRA البيانات من مصادر مختلفة، بما في ذلك صور الأقمار الصناعية وخرائط التربة وبيانات المحاصيل، لإنشاء خريطة وصفة مخصصة توجه تطبيق المدخلات على أقسام مختلفة من الحقل.

من خلال تصميم تطبيق المدخلات وفقًا للاحتياجات المحددة لكل منطقة، يمكن لتقنية VRA تحسين غلة المحاصيل، وتقليل هدر المدخلات، وخفض التكاليف، مما يجعلها أداة فعالة وكفؤة للزراعة الدقيقة.

تُستخدم أنواع عديدة من التقنيات في هذا المجال الزراعي، وهي تغطي تقريباً جميع جوانبه، مثل:

• التصوير الطيفي الفائق
• الطائرات بدون طيار
• الذكاء الاصطناعي
• الأقمار الصناعية

ومع ذلك، بغض النظر عن نوع تقنية الواقع الافتراضي التي يتم تطبيقها، فمن الضروري معرفة الطريقة العامة وكيفية استخدامها.

تقنية التطبيق المتغير المعدل في الزراعة الدقيقة

يُعدّ استخدام الأسمدة نشاطًا زراعيًا شائعًا، ويمكن أتمتته باستخدام تقنية VRT. فيما يلي شرحٌ مُفصّل خطوة بخطوة لكيفية استخدام تقنية VRT لرشّ الأسمدة:

مناطق التخطيط/الإدارة – يتم تقسيم مجالات الإدارة إلى أقسام من الحقل حيث يلزم تطبيق منتجات متضاربة.

عند اختيارك استخدام تقنية VRT، من الضروري تحديد الأقسام التي تحتاج الآلات إلى تطبيق منتجات معينة عليها، لأنه في حالة عدم القيام بذلك، فمن المرجح أن تواجه نتائج سلبية.

نظراً لقيمتها، فإن الخطوة الأولى عند استخدام سماد بتقنية VRT بسيطة، وهي ضبط أقسام الإدارة المناسبة. ومن الضروري أيضاً التأكد من إدخال هذه المعلومات بشكل صحيح في نظام VRA.

نظام الواقع الافتراضي المعتمد على الخرائط مقابل نظام الواقع الافتراضي المعتمد على أجهزة الاستشعار يمكن أن تعتمد تقنية الواقع الافتراضي في الزراعة إما على أجهزة الاستشعار أو على الخرائط. وتتمثل الخطوة التالية في تحديد الشكل الأنسب لحل التحدي الحالي الذي تواجهه.

إلى جانب ذلك، قد يعتمد الأمر أيضاً على عيوب تقنية الواقع الافتراضي المستخدمة حالياً. ببساطة، يعتمد الواقع الافتراضي القائم على الخرائط على إنشاء خريطة للموقع الجغرافي وإدخالها إلى النظام قبل تنفيذ الأنشطة.

من ناحية أخرى، يعتمد نظام الزراعة المعتمد على أجهزة الاستشعار على دمج أجهزة استشعار قادرة على رصد المعلومات تلقائيًا، مما يساعد لاحقًا في اتخاذ قرارات بشأن السماد الأمثل. على سبيل المثال، يمكنه استشعار صحة المحصول، ومن ثم اتخاذ القرار الصحيح.

ما هي البيانات/الصور التي يجب استخدامها؟ – مباشرة بعد اختيار إما نظام يعتمد على أجهزة الاستشعار أو نظام يعتمد على الخرائط، فإن الخطوة التالية هي معرفة نوع البيانات التي تحتاج أجهزة الاستشعار إلى جمعها، أو نوع الصور التي يجب استخدامها في تحديد الموقع.

تستخدم العديد من تقنيات التصوير المرئي الجوي الطائرات بدون طيار أو أشكال أخرى من أنظمة التصوير للعثور على بيانات تتعلق بالمناظر الطبيعية.

لا تقتصر البيانات والمعلومات الدقيقة والمثالية لنشر الأسمدة على أشياء مثل جودة التربة والمنتجات، ونوع المحصول، وسرعة تحرك الآلة عند نشر الأسمدة، وأخيرًا البيانات المتعلقة بالمناخ.

تطبيقات وفوائد أخرى

تتوسع تقنية التطبيق المتغير للمعدل في الزراعة لتشمل مجالات عديدة أخرى، وليس فقط في نثر الأسمدة. ومن بين التطبيقات الشائعة الأخرى لهذه التقنية:

• استخدام مبيدات الأعشاب وحتى أنواع أخرى من المواد الكيميائية
• البذر
• الكشف عن الآفات والأمراض
• الكشف عن الأعشاب الضارة

تُستخدم تقنية تحليل الواقع الافتراضي (VRA) بشكل أساسي لجمع المعلومات المتعلقة بمنطقة معينة، ولتمكين النظام من اتخاذ قرارات بناءً على هذه المعلومات. وتحدد هذه القرارات نوع المنتجات التي سيتم استخدامها في هذا المجال.

وبصرف النظر عن ذلك، فإن فائدة استخدام نظام VRA هي أنه يمكن أن يساعد في أتمتة هذا القسم بأكمله من العملية الزراعية.

كلما زادت أتمتة ودقة العمليات التي تتخصص فيها الشركة، زادت الأموال التي يمكنها توفيرها من خلال زيادة الإنتاج والكفاءة. تُظهر مصادر عديدة فوائد اقتصادية كبيرة لاستخدام تقنية VRA كما هو موضح أدناه:

تزداد فرص زيادة المحصول بفضل تحسين كفاءة الرصد والتسميد وفقًا لاحتياجات المحاصيل الفعلية وتفاوت خصائص الأراضي. كما يساهم ذلك في حماية البيئة من الإفراط في رش المبيدات. آفات وكذلك الإخصاب.

يُعد Geopard أحد أفضل الطرق التي يمكنك استخدامها لتجربة خدمة التطبيقات ذات المعدل المتغير، حيث يقدم العديد من الخدمات مثل:

• منشئ المناطق والأتمتة المُدارة
• تحديد الأسعار
• تخصيص
• التوافق والتصدير
• التحليلات أحادية الطبقة
• التحليلات متعددة الطبقات
• خرائط الجهد الميداني متعددة السنوات
• خرائط الاستقرار الميداني
• خرائط متعددة الطبقات
• إحصائيات المناطق
• توافق البيانات
• ارسم المناطق يدويًا
• وغيرهم كثيرون