Schlagwort: Precision Agriculture

Die weitverbreitete Einführung der Präzisionslandwirtschaft lässt sich auf mehrere Schlüsseltechnologien zurückführen: Mobiltelefone, Drohnen, Satelliten und Sensoren vor Ort. Auch wenn nicht alle brandneu sind, so macht ihre zunehmend günstigere Preisgestaltung und leichte Verfügbarkeit sie für Landwirte überall relevanter.

Doch trotz der generell optimistischen Sichtweise müssen viele Hindernisse überwunden werden, bevor Kleinbauern diese Lösungen umsetzen können. Das Konzept der “Five A’s of Technology Access”, bestehend aus “Verfügbarkeit” (availability), “Erschwinglichkeit” (affordability), “Bewusstsein” (awareness), “Fähigkeit” (ability) und “Handlungsmacht” (agency), ist ein hilfreicher Rahmen, um diese zahlreichen Schwierigkeiten zu analysieren.

In vielen Regionen der Welt kann die Verfügbarkeit von Präzisionslandwirtschaftstechnologien aus Gründen wie einem Mangel an digitaler Infrastruktur, die solche Lösungen unterstützt (z. B. Strom oder Internet), stark eingeschränkt sein.

Obwohl viele Landwirte möglicherweise nicht über die finanziellen Mittel verfügen, diese zu erwerben, selbst wenn sie zugänglich sind. Beispielsweise können sich Landwirte kein Smartphone mit Internetanschluss leisten, was eine wesentliche Voraussetzung für viele Technologien der Präzisionslandwirtschaft ist.

Selbst wenn praktikable Lösungen zugänglich und kostengünstig sind, können Landwirte davon keine Kenntnis haben. Dies gilt auch für verschiedene andere technologische Dienstleistungen, die sowohl von öffentlichen als auch von kommerziellen Organisationen angeboten werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass Landwirten die notwendigen Lese- und Schreibfähigkeiten sowie technologischen Kenntnisse fehlen, um die Lösungen zu nutzen.

In einer von der GSMA durchgeführten Umfrage gaben Befragte aus Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen, die mit dem mobilen Internet vertraut waren, an, dass dies die Haupthürde für ihre Internetnutzung sei.

Schließlich haben Landwirte, die benachteiligten Gruppen angehören, wie z. B. Landwirtinnen, möglicherweise keine ‘Handlungsfähigkeit’, da viele soziokulturelle Hürden ihnen den Zugang zu Technologielösungen erschweren.

Um diese Hindernisse zu überwinden, sind Interventionen auf operativer und politischer Ebene erforderlich. Dazu gehört die Schaffung von Lösungen mit dem Nutzer im Mittelpunkt, die Entwicklung von kreativen und integrativen Geschäfts- und Dienstleistungsmodellen sowie die Verabschiedung von Gesetzen, die eine digitale Transformation des Sektors ermöglichen.

Die vielschichtige Natur der Hindernisse unterstreicht die Notwendigkeit einer verstärkten Zusammenarbeit zwischen vielen Interessengruppen, darunter staatliche und kommerzielle Sektoren, die Zivilgesellschaft und die akademische Gemeinschaft, um die Nutzung digitaler Technologien durch Kleinbauern zu beschleunigen.

Relevante Präzisionslandwirtschaftstechnologien

In diesem Abschnitt stellen wir eine Übersicht über die wichtigsten und relevantesten Precision-Farming-Technologien vor, um die wachsende Nutzung dieser Technologien zu fördern.

1. Nutzung von Mobiltelefonen 

Die zunehmende Verbreitung von Mobiltelefonen und des Internets hat den Weg für die Entwicklung einer Vielzahl von Dienstleistungen für die Landwirtschaft, die über Mobiltelefone zugänglich sind, geebnet.

Diese Dienste werden auch als “m-Agri-Dienste” bezeichnet. Dazu gehört die Sicherstellung des Zugangs der Landwirte zu Betriebsmitteln, Krediten, Versicherungen und Märkten, auf denen sie ihre Produkte verkaufen können.

Mobiltelefone ermöglichen Landwirten und Agrarfachleuten sowohl eine bidirektionale Kommunikation als auch die Echtzeit-Überwachung und erleichtern die Digitalisierung und einfache Erfassung von Felddaten.

Smartphones, die mit GPS ausgestattet sind, können die Erfassung präziser Positionsdaten erleichtern und die Verbreitung individueller Informationen an Landwirte ermöglichen. Mobiltelefone sind ein sehr zugängliches Medium zur Verbreitung von Informationen und Erkenntnissen unter Verwendung anderer Präzisionslandwirtschaftstechnologien wie Satelliten, Sensoren vor Ort und unbemannten Flugobjekten (UAVs).

Vielleicht bietet ein Telefon mit nur den grundlegendsten Funktionen und ohne “smarte” Funktionalität verschiedene Möglichkeiten für Landwirte, individuelle Informationen zu erschließen.

Dies ermöglicht es Landwirten, die nicht über die finanziellen Mittel zum Kauf eines Smartphones verfügen oder an Orten mit minimaler oder keiner Internetverbindung leben, von Präzisionslandwirtschaftstechnologien zu profitieren.

Die mobilen landwirtschaftlichen Beratungsdienste, die derzeit unzähligen Landwirten weltweit helfen, sind die am weitesten verbreitete Option. Diese Dienste werden auch als “

Sie können viele der Nachteile überwinden, die landwirtschaftliche Berater (AEWs) haben, wie z. B. mangelnde Anzahl, begrenzte nachgewiesene Wirksamkeit und Misstrauen der Landwirte gegenüber den Ratschlägen, die AEWs geben.

Beratungsdienste sind eine kostengünstige Strategie zur Verbesserung der landwirtschaftlichen Ergebnisse, auch wenn die Auswirkungen von Beratungsdiensten allein gering sind.

Zum Beispiel zeigte eine Studie, dass Landwirte, die die Menge an Kalk, die sie in Reaktion auf SMS-Benachrichtigungen auf ihre Kulturen ausbrachten, erhöhten, ein Nutzen-Kosten-Verhältnis von bis zu zehn zu eins hatten.

2. Einsatz von Satelliten als Landwirtschaftstechnologien

Spektraldaten, die von Satelliten gesammelt werden, können zur Erstellung von spektralen Indexkarten verwendet werden, die einen visuellen Überblick über den Zustand des Bauernhofs geben und den Landwirt darüber informieren, welche Bereiche des Hofes seine Aufmerksamkeit benötigen. ARVI, NBR und NDVI sind Beispiele für spektrale Indizes, die oft verwendet werden.

• Der normierte Vegetationsindex, oder NDVI, bewertet, wie grün die Vegetation ist und kann als Indikator zur Beurteilung der Pflanzengesundheit auf dem gesamten Feld dienen.
• Der NBR wird sowohl zur Einschätzung des Ausmaßes von Bränden als auch zur Überwachung laufender Brände verwendet.
• ARVI überwacht die Konzentration von Feinstaub und ermöglicht es den Nutzern, von Umweltverschmutzung betroffene Regionen oder sogar Aktivitäten wie Brandrodung zu identifizieren.

Über mobile Apps können Landwirte Hofkarten Veranschaulichung der intra-farmischen Variabilität der Pflanzen Gesundheit und farm-spezifischer Beratungsinformationen.

Die Integration von Satellitendaten mit mehreren anderen Datenquellen, wie Wetterdaten, Sensordaten vor Ort und landwirtschaftlichen Aufzeichnungen (Düngemittelverbrauch, Pflanztermine usw.), gefolgt von der Verarbeitung mittels maschineller Lernalgorithmen, kann lokale Landwirte mit noch genaueren Informationen versorgen.

Mehrere neue Unternehmen bieten Präzisionslandwirtschaftstechnologien an. Dazu gehören Lösungen für den Düngemitteleinsatz sowie Ertragsprognosen auf Basis von Satellitenbildern.

Satelliten können auch Geopositionierungsinformationen liefern. Satellitenbasierte Navigationshilfen wie GPS unterstützen bei der Erfassung georeferenzierter Details und der genauen Identifizierung von Feldstandorten.

Für die präzise Anordnung von Saatgut und Herbiziden und Pestiziden sowie für das Management einer nachhaltigen Wassernutzung und die Unterstützung bei übergreifenden landwirtschaftlichen Praktiken ist dies notwendig.

Der Einsatz von Satelliten und Navigationssystemen zusammen hilft, die Variabilität von Böden und Kulturen auf landwirtschaftlichen Betrieben zu charakterisieren, was den Einsatz von intensiveren und effizienteren Anbaumethoden ermöglicht.

3. Einsatz unbemannter Luftfahrzeuge (Drohnen) in der Präzisionslandwirtschaft

In Kombination mit mehreren anderen Technologien (mehrere Sensoren und variable Ausbringungstechnik) werden Drohnen in aufeinanderfolgenden Phasen des Pflanzenwachstums eingesetzt. Dies reicht von der Bodenbewertung zur Aussaat von Samen oder zum Sprühen von Feldfrüchten bis hin zur Bestimmung des optimalen Erntezeitpunkts.

Sie haben zwei Hauptanwendungen: die Erkennung und Reduzierung des Arbeitsaufwands. Drohnen, die mit Kameras und anderen Sensoren ausgestattet sind, ermöglichen eine Echtzeit-Luftüberwachung und bieten eine beispiellose Perspektive des Hofes.

Nutzlasten, die an Drohnen angebracht werden können, ähnlich wie Sprühsysteme, könnten den manuellen Arbeitsaufwand für bestimmte landwirtschaftliche Aufgaben reduzieren, wie zum Beispiel Pfadfinder und den Einsatz von Herbiziden, Düngemitteln und Insektiziden.

4. Einsatz von Sensoren und dem Internet der Dinge (IoT) 

Landwirte können ihre Entscheidungen auf den Daten basieren, die von Sensoren vor Ort gesammelt werden und die Merkmale ihrer Felder und Kulturen mit verbesserter Präzision überwachen.

Präzisionslandwirtschaftstechnologien wie Sensoren werden in Anwendungen eingesetzt: Präzisionssaat und -spritzung, Überwachung von Schädlingen und Boden, intelligente Bewässerung, Ertragsüberwachung, Wetterüberwachung und Umweltüberwachung.

Die geräteübergreifende Kommunikation muss durch eine Reihe von Regeln geregelt werden, damit Sensoren vor Ort miteinander kommunizieren und Daten übertragen können. Der Begriff “Netzwerkprotokoll” bezeichnet diese festgelegte Reihe von Richtlinien.

Da die verschiedenen drahtlosen Netzwerke typischerweise unterschiedliche Reichweiten und Kapazitäten für die Datenübertragung haben, eignen sie sich am besten für verschiedene Anwendungen.

Die Technologie, die als Low-Power Wide-Area Networks (LPWAN) bekannt ist, gewinnt für den Einsatz in Agrar-Internet-of-Things-Anwendungen an Popularität.

LPWAN ist optimal für Situationen, in denen intelligente Geräte über eine beträchtliche Entfernung kommunizieren, aber nur eine begrenzte Menge an Daten übertragen müssen. Zu den LPWAN-Netzwerktechnologien gehören beispielsweise LoRaWAN und NB-IoT.

Zusätzlich zu einer großen Abdeckung (bis zu 20 Kilometer) weisen diese Sensoren eine hohe Energieeffizienz auf. Dadurch können die Batterien, mit denen die Sensoren betrieben werden, bis zu 15 Jahre halten.

Da es nicht von 4G oder GPS abhängt, hat LoRaWAN an Popularität für den Einsatz in Präzisionslandwirtschaftstechnologien oder -anwendungen gewonnen und bietet zuverlässige Datenübertragung neben der Geolokalisierung. Dies deutet darauf hin, dass es besser für den Einsatz in abgelegeneren Gebieten mit geringerer 4G-Abdeckung geeignet ist.

Zusätzliche Technologien der Präzisionslandwirtschaft

Die Präzisionslandwirtschaft wird durch technologische Entwicklungen wie Variable-Rate-Technologie (VRT), Landwirtschaftsroboter und Automatisierung.

Kleinbauern scheinen jedoch aufgrund der hohen Kosten, des Fehlens akzeptabler Geschäftsmodelle und des Erfordernisses bestimmter technischer Kenntnisse nicht in der Lage zu sein, diese Praktiken umzusetzen.

Robotik und Automatisierung in der Landwirtschaft

Landwirte auf der ganzen Welt setzen in vielfältiger Form auf Robotik, wie etwa auf Unkrautbekämpfungsroboter, autonome Traktoren, Ernteüberwachung Bots und Ernte-Roboter, um die Anzahl der für die Farmüberwachung erforderlichen Fahrten zu reduzieren, Schäden und Verluste an den Pflanzen zu minimieren, den Ernteertrag zu steigern und ihren Kraftstoffverbrauch zu senken.

Die steigenden Kosten für Präzisionslandwirtschaftstechnologien wie Roboter stellen die größte Hürde für deren breite Nutzung in unterentwickelten Ländern dar.

Zum Beispiel wurde 2017 erwartet, dass die anfänglichen Kosten für die robotische landwirtschaftliche Erkundung über $9.000 und die jährlichen Betriebskosten von $18 pro Hektar liegen würden. Der Preis für andere mobile Roboter, die für leichte Aufgaben wie Unkrautbekämpfung und Beschneiden entwickelt wurden, kann schnell von $15.000 auf $30.000 steigen.

Um Roboter jedoch zu einer finanziell rentableren Wahl zu machen, werden verschiedene Geschäftsmodelle untersucht.

Zum Beispiel kann ein Geschäftsmodell eines Unternehmens ARaaS umfassen, was für “Agricultural Robots-as-a-service” steht. Durch die Vergütung von Landwirten für die Nutzung landwirtschaftlicher Roboter bietet dieses Konzept Kleinbauern eine bequeme und sichere monetäre Wahl.

2. Technologie für variable Ausbringungsmengen (VRT)

Selten gibt es Uniformität bei den Faktoren, die den Ernteertrag in einem Feld bestimmen. Außerdem sorgt die gleichmäßige Ausbringung von Betriebsmitteln nicht für die maximal mögliche Produktion oder Rentabilität.

Um die Effizienz der Zufuhr und damit das Ertrags- und Gewinnwachstum einzelner Felder zu maximieren, umfasst die Variable Rate Technology (VRT) die Anpassung und stark unterschiedliche Ausbringung von Betriebsmitteln wie Düngemitteln, Chemikalien und Saatgut an geeigneten Stellen auf dem Feld. Dies geschieht, um das Potenzial der Fläche als Ganzes zu maximieren.

Für die Auslieferung werden Fahrzeuge wie Drohnen, Traktoren und andere Landwirtschaftsroboter mit Geräten ausgestattet, die mit variablen Raten arbeiten können (z. B. Sprühgeräte und Streuwagen).

Kleinbauern können die Anschaffung solcher Geräte oft nicht rechtfertigen, da die Kosten prohibitiv hoch sind (geschätzt zwischen $150.000 und $250.000) und die Bedienung und Ausführung für die Landwirte zu komplex ist.

GeoPard ist eines der autonomen Präzisionslandwirtschaftstechnologieunternehmen, das mit beliebigen georeferenzierten Daten eines landwirtschaftlichen Betriebs umgehen kann. Wir unterstützen Unternehmen, die in der präzisen Landwirtschaft tätig sind, mit Lösungen für die Präzisionslandwirtschaft und helfen ihnen gleichzeitig, ihre Betriebe effizienter zu gestalten.

Also, können Züchter und Pflanzenberater Präzisionslandwirtschaft Technologien aus unserem Unternehmen. API, White-Label-Lösungen und Widgets sind einige der anderen Dienstleistungen, die wir für große Agrarunternehmen anbieten. Dadurch können sie ihre Lösungen in nur wenigen Wochen einführen.

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Häufig gestellte Fragen

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Welcher der folgenden Gründe ist der wahrscheinlichste, warum die meisten Kleinbauern die Präzisionslandwirtschaftstechnologie meiden?

Der wahrscheinlichste Grund, warum die meisten Kleinbauern Präzisionslandwirtschaftstechnologien meiden, sind die hohen Anfangskosten, die mit der Einführung und Implementierung dieser Technologien verbunden sind. Kleinbauern verfügen oft über begrenzte finanzielle Mittel und empfinden die Präzisionslandwirtschaft möglicherweise als zu teuer und unzugänglich.

Zusätzlich können begrenzter Zugang zu technischem Wissen, fehlende Infrastruktur sowie unzureichende Schulungs- und Unterstützungsdienste Kleinbauern von der Einführung präziser Agrartechnologien abhalten.

2. Wie profitiert der Landwirt von der Nutzung der GPS-Technologie auf diese Weise?

Die Nutzung von GPS-Technologie in der Präzisionslandwirtschaft kommt Landwirten zugute, indem sie eine genaue Feldkartierung ermöglicht, die gezielte Ausbringung von Betriebsmitteln erlaubt, die landwirtschaftlichen Abläufe rationalisiert und datengesteuerte Entscheidungsfindungen erleichtert.

Genaue Feldkartierung hilft Landwirten, Unterschiede innerhalb ihrer Felder zu verstehen und die Ressourcenzuweisung zu optimieren. Gezielte Ausbringung von Betriebsmitteln reduziert Abfall und senkt die Betriebsmittelkosten. GPS-gesteuerte Maschinen verbessern die Betriebseffizienz und sparen Zeit und Arbeit. Datenerfassung und -analyse ermöglichen fundierte Entscheidungen für verbesserte Produktivität und Rentabilität.

Die Anbauüberwachung ist ein wichtiges Instrument, mit dem Landwirte Problembereiche erkennen und das Risiko von Ertragsverlusten mindern können.

Überwachen Sie die Entwicklung Ihrer Kulturen ganz einfach mit den neuesten Satellitenbildern. Fügen Sie Ihre Feldgrenze in das System ein und greifen Sie auf dem gesamten Archiv der Satellitenbilder auf einem Bildschirm zu:

• Bewertung der Bedingungen für die Pflanzenentwicklung.
• Erkennung von Vegetationsanomalien in nahezu Echtzeit.
• Scoutsichtungen mit unterschiedlichen Stadien der Pflanzenentwicklung.
• Blick durch die Wolken.

Übersetzen Sie die Erkenntnisse aus der Satellitenbildauswertung zur Anbauflächenüberwachung in Feldarbeiten und profitieren Sie von datengesteuerten Entscheidungen.

• Erkennen Sie den Unterschied in der Feldvegetation zwischen den neuesten Bildern und inspizieren Sie die Fokusbereiche für die Gewebeentnahme.
• Erstellen Sie Applikationskarten für variable Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln und In-Season-Düngung basierend auf feldnahen Echtzeitbewertungen und sammeln Sie den Ausführungsbericht.
• Markieren Sie die beschädigten Feldflächen nach einer Wetterkatastrophe oder einem Krankheits- oder Schädlingsbefall und senden Sie Berichte an die Versicherung.

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In diesem Zusammenhang werden Ertragsmonitoring und -kartierung von vielen als die wertvollste Erfindung angesehen, die es in der Landwirtschaft in jüngster Zeit gegeben hat. In diesem Artikel werden wir verstehen Ertrags-Mapping und Ertrags-Monitoring und ihr Potenzial, unsere landwirtschaftlichen Betriebe effizienter und produktiver zu machen.

Moderne Landwirtschaft und landwirtschaftliche Systeme sind das Ergebnis jahrtausendealten traditionellen Wissens, das in den letzten Jahrhunderten durch rasante wissenschaftliche und technologische Fortschritte maßgeblich unterstützt wurde.

Die Nachfrage nach Nahrungsmitteln der stetig wachsenden Weltbevölkerung steigt von Jahr zu Jahr, während kritische Probleme wie globale Erwärmung und Klimawandel die gesamte Nachhaltigkeit des derzeitigen Agrarsystems bedrohen. Folglich war die Rolle der Technologie bei der Optimierung der landwirtschaftlichen Produktion noch nie so groß.

Was ist Ertragsmonitoring?

Ursprünglich in den frühen 1990er Jahren eingeführt, ist dies ein Präzisionslandwirtschaftswerkzeug, das den Prozess der Sammlung georeferenzierter Daten über die unterschiedlichen Ertragsniveaus sowie Merkmale wie den Feuchtigkeitsgehalt in verschiedenen Teilen desselben Feldes umfasst.

Während der Ernte misst der Roder diese Parameter mit mehreren Sensoren, und die Messung wird zusammen mit dem Aufnahmeort mithilfe von Geodatenwerkzeugen aufgezeichnet. Diese Informationen werden verwendet, um eine Karte zu erstellen, die den Landwirten die Visualisierung erleichtert.

Des Weiteren werden die einzelnen Messungen von Ertragsmerkmalen dann auf spezifischen Zonen oder Bereichen mit unterschiedlichen Farben klassifiziert, um eine Zonenkarten oder eine zonale Klassifizierungsübersicht zu erstellen. Die Anzahl solcher Klassifizierungen kann entsprechend den Bedürfnissen des Betriebs eingestellt werden.

Als Beispiel, um eine Ertragskarte eines Maisfeldes mit einer durchschnittlichen Produktion von 250 Scheffeln pro Hektar zu erstellen, könnte es angebracht sein, die Karte in Bereiche zu klassifizieren, die jeweils einen Ertrag von 25 Scheffeln pro Hektar aufweisen.

Dies hängt jedoch vom geforderten Präzisionsgrad und der verfügbaren Technologie ab. Standard-Ertrags-Karten haben 5-7 Farbzonen, die sich mit steigenden Präzisionsanforderungen erhöhen.

Die Grundkomponenten eines Ertrags-Mapping- oder Ertragsüberwachungssystems sind:

Die Anwendung von Ertragsmonitoring auf Ackerflächen ermöglicht es Landwirten, ihre Produktion zu optimieren, indem sie Betriebsmittel gezielt auf bestimmte Bereiche innerhalb der Betriebe lenken, die sie am dringendsten benötigen.

Der Arbeitsmechanismus für die Ertragsüberwachung erfordert jedoch mehrere wesentliche Komponenten, die in einem kombinierten System integriert werden müssen, um Echtzeit- und hochgenaue Daten und Karten zu erstellen.

Während die Komponenten je nach Größe des Hofes und Art der überwachten Kulturen variieren können, umfassen die grundlegenden Komponenten der gängigeren Ertrags kartierungssysteme für Getreide:

• Kornfluss-Sensor Ein an dem Mähdrescher angebrachter Getreidedurchflusssensor wird verwendet, um die tatsächlich geerntete Getreidemenge zu bestimmen, während sich der Mähdrescher in Echtzeit über das Feld bewegt.
• Getreide-Feuchtigkeitssensor: Kornfeuchtesensoren sind auch in den Getreidemähdreschern integriert, die die Kapazität des Korns messen. Dies geschieht, um Schwankungen im Korn auszugleichen, die durch Umweltfaktoren wie Regen, Temperatur usw. verursacht werden.
• Geschwindigkeitssensor: Es ist wichtig, die Geschwindigkeit des Mähdreschers für genaue Ergebnisse zu messen. Dies kann entweder durch GPS-basierte Informationen oder durch einen tatsächlichen Bodengeschwindigkeitssensor, der die Geschwindigkeit aus der Radumdrehung misst, erfolgen.
• GPS-Empfänger Für die Geokodierung von Messungen, die von anderen Sensoren durchgeführt werden, ist ein GPS-Empfänger auf dem Mähdrescher angebracht, der kontinuierlich Positionen für jede durchgeführte Messung liefert.
• Ertragsmonitoranzeige: Es ist die Komponente, die im Inneren der Kabine der Erntemaschinen eingebaut ist, wo sich der Bediener/Landwirt befindet. Dieser erhält auf einem Bildschirm Echtzeit-Verarbeitungsdaten, die kontinuierlich von mehreren Sensoren generiert werden.

Was ist die Rolle der Ertragsüberwachung in der Präzisionslandwirtschaft?

Präzisionslandwirtschaft ist der Einsatz von Technologie und Daten in landwirtschaftlichen Betrieben, um die Art der Betriebsmittel, die Menge dieser Betriebsmittel und den genauen Standort auf dem Betrieb, an dem diese Betriebsmittel eingesetzt werden sollen, zu bestimmen, um Kosten zu senken, die Produktivität zu steigern und die Effizienz zu maximieren.

Obwohl Ertragsmonitore seit fast drei Jahrzehnten in der Landwirtschaft eingesetzt werden, bilden sie heute erst langsam und rasant einen wichtigen Teil von Präzisionslandwirtschaftsanwendungen.

Ertragsmonitoring wird in der Präzisionslandwirtschaft eingesetzt, da es hilft, die innerhalb eines Bestandesystems auftretende räumliche Variabilität zu identifizieren, zu messen und zu beschreiben, was genau die Grundlage des Konzepts der Präzisionslandwirtschaft bildet.

Es liefert variable Daten innerhalb eines einzigen Feldes. Diese Daten werden als Ergebnis einer komplexen Wechselwirkung zwischen mehreren Faktoren auf einem Bauernhof generiert, wie z. B. landwirtschaftlichen Managementmethoden, Umweltfaktoren und klimatischen Faktoren.

Als Ergebnis wird diese Datengrundlage zu einem entscheidenden Vorteil, wenn es darum geht, den landwirtschaftlichen Betrieb für den Einsatz anderer Präzisionslandwirtschaftswerkzeuge zu verstehen.

Es gibt jedoch einige Hindernisse bei der Verwendung dieser Daten in den übergreifenden Präzisionslandwirtschaftssystemen. Ein solch großes Hindernis ist die maximale zeitliche Variabilität der Ertragsdaten, die sowohl innerhalb desselben Vegetationszyklus als auch bei Kulturen aus verschiedenen Jahren auftritt.

Diese Variabilität lässt sich auf das komplexe Zusammenspiel mehrerer bereits erwähnter Faktoren zurückführen. Darüber hinaus kann auch der Zeitpunkt der Messungen die Ertragsdaten verändern und zu einer unvollständigen, wenn nicht gar ungenauen Darstellung der landwirtschaftlichen Produktivität führen.

Neben diesen sind fehlerhafte Kalibrierung oder Systemfehler weitere Probleme, die mit der Verwendung dieser Daten für die Präzisionslandwirtschaft verbunden sind. Daher müssen bei der Verwendung von Ertragsüberwachungsdaten für Präzisionslandwirtschaftssysteme einige Dinge sichergestellt werden:

• Seine Daten für ein einzelnes Jahr können beispielsweise nicht für Präzisionslandwirtschaftseingriffe in einem anderen Jahr verwendet werden. Daher müssen Ertragsdaten aus mehreren Jahren zur Verfügung stehen, um eine genaue und zuverlässige zeitliche Analyse zu ermöglichen, die im Feld umgesetzt werden kann.
• Darüber hinaus sollten seine Betriebs- oder Erntevorgänge im Voraus geplant und terminiert werden, um zeitliche Schwankungen zu minimieren, und sowohl die Hardware als auch die Soft-Komponenten sollten optimiert, gut kalibriert und verbessert werden.
• Schließlich haben mehrere Studien gezeigt, dass die Nutzung von Ertragsdaten, die innerhalb eines Feldes variieren, in Kombination mit Instrumenten der Präzisionslandwirtschaft ein großes Potenzial für bessere agronomische Entscheidungen bietet.

Was sind die Vorteile von Ertragsmonitoring?

Die Anwendung von Ertragsmonitoring zur Erstellung einer Ertragskarte eines landwirtschaftlichen Betriebs bietet mehrere Vorteile.

Alle Vorteile laufen jedoch darauf hinaus, dass Landwirten und Flächenmanagern wertvolle Informationen in Form von Karten zur Verfügung gestellt werden, die ihnen helfen, die Gebiete mit hoher und niedriger Produktion auf ihren Betrieben zu verstehen.

Dies ermöglicht es ihnen, das Produktionsniveau auf zahlreiche Ursachen zurückzuführen, sodass Bereiche mit geringer Produktion verbessert und Bereiche mit hoher Produktion aufrechterhalten werden können. Mit anderen Worten, diese Informationen können nützlich sein, um Entscheidungen zu treffen über:

Bodenbearbeitung: Sowohl mangelnde als auch übermäßige Bodenbearbeitung können die Produktion eines landwirtschaftlichen Betriebs reduzieren, und dies kann sich auf kleinen Flächen auf großen Betrieben ereignen, insbesondere wenn keine systematische Bodenbearbeitung durchgeführt wurde. Die Identifizierung dieser Bereiche ist entscheidend, um eine bessere Bodenbearbeitung im nächsten Zyklus zu gewährleisten.

DüngemittelempfehlungenVRFVariable Ausbringung von Düngemitteln) wird in der Regel durch die Entnahme von Bodenproben und die Boden-Datenanalyse durchgeführt. Ertragskarten können ebenfalls zur Empfehlung von Düngemaßnahmen herangezogen werden, da sie die standortspezifischen Unterschiede innerhalb eines Feldes berücksichtigen. Die besten Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn beide Methoden kombiniert werden.

Bewässerungsanforderungen: Einer der Hauptbestandteile der Ertragsüberwachung ist der Feuchtigkeitsgehalt. Daher sind Ertragsstatistiken ein wertvolles Hilfsmittel zur Erstellung von Bewässerungsplänen. Beispielsweise könnten geringe Produktionsbereiche in einer Ertragsstatistik aufgrund einer zu hohen oder zu niedrigen Bewässerung im aktuellen Kulturzyklus liegen. Diese Informationen sind notwendig, um das optimale Bewässerungsniveau zu ermitteln.

Fruchtfolge: Ertragsmonitoring kann Hinweise auf die geeignete Fruchtfolge im Ganzen geben. Durch Rückgriff auf Ertragsdaten, die in der Vergangenheit zu verschiedenen Zeiten des Erntezeitpunkts generiert wurden, kann der genaue Erntezeitpunkt ermittelt werden, der die höchsten Erträge erzielt.

Zusätzlich zur Erfassung von Ertragsdaten ergeben sich weitere Vorteile der Ertragskartierung, wie zum Beispiel:

• Finanzielle Vorteile: Ertrags_karten und Ertragsdaten werden zunehmend als Nachweis zur Absicherung von Finanzierungen in Form von Bankkrediten, Pacht etc. herangezogen. Damit wird der Gesamtwert der Ernte ermittelt.
• Testen neuer Produkte: Um ein neues Produkt oder eine Kulturpflanze zu testen, ermöglichen die vorherigen Ertragsübersichten den Landwirten zunächst, fundierte Entscheidungen bei der Einführung auf dem Feld zu treffen, und die anschließend erhaltene Ertragsübersicht gibt einen genauen Hinweis auf die Ergebnisse und das Potenzial der Kulturpflanze.
• Agrarwissenschaftliche Forschung: In vielen wissenschaftlichen Forschungsarbeiten, die heute auf landwirtschaftlichen Betrieben durchgeführt werden, sind Ertragskarten ein wichtiger Bestandteil des wissenschaftlichen Prozesses. Die in der Ertragskarte generierten Daten werden statistisch analysiert, um Experimente durchzuführen oder Hypothesen zu testen, die zu wissenschaftlichem Fortschritt im Bereich der Landwirtschaft führen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Ertragskartierung eines landwirtschaftlichen Betriebs dem Landwirt äußerst wertvolle Einblicke in seinen Betrieb liefert, die genutzt werden können, um fundierte und kalkulierte Entscheidungen zu treffen, um die Gesamtproduktivität, Nachhaltigkeit und Rentabilität des Betriebs auf vielfältige Weise zu steigern.

Wie bereits erwähnt, kann eine einjährige Ertragskarte einen falschen Eindruck von der tatsächlichen Beschaffenheit des Feldes vermitteln, und daher ist ein systematischer Einsatz der Ertragskartierung und des Überwachungsprozesses wichtig, der zur Erstellung einer zuverlässigen und genauen mehrjährigen Ertragskarte beiträgt.

Die so erzeugte Ertragskarte kann entweder für einen einzelnen Erntezyklus oder für mehrere Erntezyklen mit mehreren Fruchtfolgen.

Wer kann bei der Ertragskartierung helfen?

Offenbar kann die Ertragsüberwachung Landwirten helfen, besser zu wirtschaften. Diese leistungsstarken Werkzeuge oder Prozesse werden durch die Kombination von Software und Hardware aus verschiedenen technologischen Bereichen wie Geoinformatik, Sensoren, digitaler Kartografie, Internet der Dinge (IoT), Verarbeitung und Analytik gewonnen.

Während es für die Landwirte überwältigend sein mag, die Details aller Komponenten zu verstehen, können die Ergebnisse für den Endnutzer leicht visualisiert und von allen verstanden werden.

Da jedoch die erforderliche Genauigkeit sehr hoch ist, ist es wichtig, sich auf einen leistungsfähigen Dienstleister wie GeoPard zu verlassen.

GeoPard bietet eine spezielle Agrarlösung namens Yield Data, mit der Landwirte ein Feld erstellen können Managementzonen auf Karten. Sie analysiert Ihre Ertragsdaten und wandelt sie in teilflächenspezifische Applikationskarten wie VRF-Karten um.

Wie bereits erwähnt, verfügt es über eine integrierte Bodenbeprobungsplanung, die die Ergebnisse präziser macht. Mit seiner leistungsstarken Verarbeitungsfähigkeit ermöglicht Ihnen GeoPard mehrschichtige Analysen und die Visualisierung verschiedener Ertragsdatenattribute wie Feuchtigkeit, Masse, Volumen, Kraftstoffverbrauch, Geschwindigkeit und so weiter.

Eine Cloud-basierte Plattform stellt sicher, dass Ihre Daten niemals kompromittiert oder verloren gehen, was für die Durchführung mehrjähriger Ertragskartierungen Ihres Betriebs unerlässlich ist.

 

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Häufig gestellte Fragen

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1. Wie hat sich die Entwicklung der Ertragsüberwachung als vorteilhaft erwiesen?

Die Entwicklung der Ertragsüberwachung ist von Vorteil geworden, da sie Landwirten ermöglicht, fundierte Entscheidungen über die Ressourcenzuteilung für optimale Erträge zu treffen. Sie hilft bei der Bewertung der Leistung verschiedener Sorten und Managementpraktiken, was eine bessere Entscheidungsfindung erleichtert.

Es hilft auch, Bereiche mit geringer Produktivität zu identifizieren, sodass Landwirte Probleme angehen und die Gesamtleistung des Betriebs verbessern können. Darüber hinaus bietet es eine wertvolle Dokumentation für die Einhaltung von Vorschriften, die Finanzplanung und die historische Analyse.

 

Der Einsatz hyperspektraler Satellitenbilder in der Landwirtschaft hat die Art und Weise, wie landwirtschaftliche Flächen bewirtschaftet werden, verändert, um den steigenden Anforderungen der wachsenden Bevölkerung angesichts des Klimawandels gerecht zu werden.

Der Fortschritt und die Kommerzialisierung dieses Werkzeugs in jüngster Zeit haben zu einem zugänglichen Verständnis und einer Überwachung nicht nur großer, sondern auch kleiner landwirtschaftlicher Betriebe überall ermöglicht.

Es ist wichtig, das Konzept der hyperspektralen Satellitenbildgebung und seine vorteilhaften Auswirkungen für Landwirte und landwirtschaftliche Flächen sowie die Art und Weise, wie sie eingesetzt werden, zu verstehen.

Wie Satellitenbilder für die Landwirtschaft nützlich sind

Die meiste Zeit in der Menschheitsgeschichte war die Landwirtschaft eine rein landbasierte Wissenschaft und Praxis. Doch die Reichweite der Landwirtschaft hat sich heute bis in Höhen ausgedehnt, die die Erde umkreisende Satelliten erreichen. Aber wie beeinflussen Satelliten tatsächlich unsere Art, Feldfrüchte anzubauen und Nahrungsmittel zu produzieren?

Die Antwort liegt in den Faktoren, von denen die Landwirtschaft abhängt, nämlich Boden, Wetter, Temperatur, Niederschlagsmuster, Pflanzenentwicklung, Topographie und so weiter.

Satelliten oder weltraumgestützte Technologien ermöglichen es uns, diese Faktoren bequem von unseren Computerbildschirmen aus zu messen und zu überwachen, und die so gewonnenen Informationen können für die Planung geeigneter landwirtschaftlicher Maßnahmen genutzt werden.

Die Nutzung von Satelliten in der Landwirtschaft ist eine schnell wachsende Praxis. Sie hat sich von der reinen Informationsgewinnung hin zur Durchführung präziser landwirtschaftlicher Operationen entwickelt, beispielsweise durch den Einsatz von GPS-gesteuerten Traktoren bei der Ernte.

Es ist wichtig zu beachten, dass Satelliten hauptsächlich zur Generierung präziser Geodaten von Objekten von Interesse – in unserem Fall landwirtschaftlichen Flächen und Feldfrüchten – verwendet werden. Dies wird durch die Verwendung einer Kombination von mehr als drei Satelliten und eines Konzepts namens Trilateration erreicht.

Darüber hinaus sind Satelliten mit verschiedenen Arten von hochentwickelten Sensoren ausgestattet, um die oben genannten Faktoren zu messen und zu überwachen. Durch die Kombination dieser Mechanismen sind Satelliten in der modernen Landwirtschaft so nützlich geworden.

Was ist hyperspektrale Bildgebung in der Präzisionslandwirtschaft?

Hyperspektrale Bildgebung ist der Prozess des Erhaltens von Daten über ein Objekt durch Erfassung der unterschiedlichen spektralen Signaturen aus dem gesamten elektromagnetischen Spektrum des Lichts und nicht nur aus dem Lichtband, das wir sehen können und das vom Objekt reflektiert wird, wenn es darauf trifft.

Die Erfassung dieser spektralen Signaturen erfolgt mit Hilfe von spezialisierten Kamerasensoren an Bord der Satelliten.

In der Landwirtschaft stützt sich die hyperspektrale Bildgebung auf die Tatsache, dass fast alle Kulturen in verschiedenen Phasen ihres Lebenszyklus und unter unterschiedlichen physiologischen Bedingungen unterschiedliche spektrale Signaturen aufweisen. Diese Unterschiede können auf erwartete oder unerwartete Beobachtungen zurückgeführt werden.

Bei unerwarteten Ergebnissen können die Unterschiede auf verschiedene Umwelt- oder Managementfaktoren zurückgeführt werden, die die physiologischen Bedingungen der Pflanzen verändert haben. Dies kann bei der Erkennung von Folgendem hilfreich sein:

• Bodenfeuchtigkeit
• Mehrere Krankheiten
• Zusammensetzung von Fruchtfolgen für Mehrfruchtanbausysteme
• Unkrautbefall
• Bodennährstoffgehalt usw.

Durch sorgfältiges Studium und Analyse dieser Ergebnisse kann ein Landwirt seine Maßnahmen im Laufe der Zeit und im Raum leicht anpassen, um eine optimale Produktion zu erzielen. Auf diese Weise ermöglicht die hyperspektrale Bildgebung den Landwirten zu verstehen, was die Kulturpflanze benötigt.

Der eigentliche bildgebende Prozess in der Landwirtschaft wird entweder vom Boden aus oder aus der Luft durchgeführt. Für den Bodenbereich erfolgt die Bildgebung mit Robotern oder Fahrzeugen, die mit hyperspektralen Sensoren ausgestattet sind. Für die hyperspektrale Bilderfassung aus der Luft werden Drohnen (UAVs) sowie Satellitenbilder verwendet.

Da der Arbeitsmechanismus der hyperspektralen Bildgebung die präzise Messung von Licht und seinen Spektralbändern beinhaltet, können selbst kleine Bewegungen oder Unregelmäßigkeiten im System die Ergebnisse stark verzerren und mehr Schaden als Nutzen anrichten.

Daher ist es unerlässlich, zuverlässige und genaue Systeme und Dienste für alle hyperspektralen Bildgebungsanwendungen in der Landwirtschaft zu nutzen. Letztendlich wird die Anwendung der hyperspektralen Bildgebung in der Landwirtschaft am besten realisiert, wenn sie regelmäßig über mehrere Erntezyklen hinweg eingesetzt wird, so dass das Verständnis und die Überwachung der Pflanzen präziser und genauer sind.

Wie hilft Satelliten-Spektralbildgebung Präzisionslandwirten?

Satelliten und die damit verbundenen Technologien helfen Landwirten nicht nur bei der effektiven Bewirtschaftung ihrer Betriebe; sie verändern die Art und Weise, wie Landwirtschaft auf der ganzen Welt betrieben wird.

Satelliten geben Landwirten eine Sicht und Einblicke in ihre gesamten landwirtschaftlichen Flächen aus einer Perspektive, die sie sich noch vor wenigen Jahrzehnten niemals hätten träumen lassen. Die verschiedenen Möglichkeiten, wie Satelliten Landwirten helfen, ihre Betriebe effektiv und nachhaltig zu bewirtschaften, sind folgende:

• Zuordnung Der erste Schritt in der Präzisionslandwirtschaft mit Satelliten beinhaltet eine umfassende Kartierung des gesamten Grundstücks. Dies ist besonders vorteilhaft bei großen landwirtschaftlichen Flächen, da es den Landwirten ermöglicht, ihr Land anhand räumlicher Merkmale zu identifizieren und zu priorisieren.
• Messen und studieren: Multispektralkameras und Sensoren, die in Satelliten integriert sind, liefern direkt oder indirekt Messungen einer Vielzahl wichtiger Ackerlandeigenschaften wie Pflanzengesundheit, Nährstoffversorgung, Wassermangel im Boden, Vegetationsstadium, Wettermuster, Krankheiten und so weiter.
• Ausführung und Überwachung: Darüber hinaus sind Satellitendaten und ihre Funktionalitäten nützlich für den Betrieb automatisierter technischer Maschinen und ermöglichen eine präzise variable Ausbringung von Dünger und variable Bewässerungsmuster. Darüber hinaus spiegeln die Bilder, je mehr sie mit der Zeit zusammenkommen, das Muster der Merkmale des Ackerlands sowie der Umwelt wider. Dies hilft, zukünftige Ereignisse vorherzusagen und im Voraus zu planen und sich vorzubereiten, um die größtmögliche Chance zu haben, extreme Verlustereignisse durch Faktoren wie Dürren, Klimawandel, Krankheitsausbrüche usw. zu minimieren.

Seine Anwendung in der Landwirtschaft, einschließlich hyperspektraler Bilder, fällt unter den Oberbegriff der Präzisionslandwirtschaft. Satellitenbilder werden daher selten isoliert eingesetzt und sind vielmehr eines der Elemente im Internet der Dinge (IoT), das in der Präzisionslandwirtschaft verwendet wird.

Satellitenbilder, kombiniert mit bodengestützten Daten, künstlicher Intelligenz, Big-Data-Analysen und der Verbreitung von Daten bis auf Ebene der Landwirte mittels Smartphones und Anwendungsdiensten.

Genauer gesagt, ermöglicht hyperspektrale Bildgebung in der Landwirtschaft Folgendes:

1. Pflanzengesundheitserkennung:

Verschiedene Arten von Vegetationsindizes, die aus multispektralen Satellitenbildern berechnet werden, werden verwendet, um die Gesundheit von Nutzpflanzen zu verstehen, zu erkennen und zu überwachen. Wie bereits erwähnt, führen unterschiedliche Gesundheitszustände oder ihre Vitalität dazu, dass unterschiedliche Wellenlängen des Lichts absorbiert oder reflektiert werden.

Die Sensoren erfassen und berechnen die Indizes, und der beste kann nahezu in Echtzeit genutzt werden, um geeignete Managementstrategien zu generieren. Um mehr über die verschiedenen Arten von Vegetationsindizes und die Auswahl zu erfahren, lesen Sie dies GeoPard Blog.

2. Bodenzustand & Eigenschaften:

So wie die Feldfrüchte und ihr Blattwerk in unterschiedlichen Gesundheitszuständen ausgeprägte spektrale Signaturen aufweisen, führen auch Variationen im Boden und seinen Eigenschaften zu einem anderen Lichtspektrum, das von den Flugzeugsensoren reflektiert wird.

Zum Beispiel ist der Soil Brightness Index (Bodenhelligkeitsindex) ein solcher Index, der zur Messung und Kartierung von Bodeneigenschaften verwendet wird. Da Bodeneigenschaften wie Feuchtigkeit, Nährstoffgehalt, Textur, Erosionsanfälligkeit und pH-Wert eine massive Rolle für den Gesamterfolg oder Misserfolg des gesamten landwirtschaftlichen Systems spielen, ist es wichtig, den Bodenzustand genau und regelmäßig zu kartieren, zu verwalten und zu überwachen.

Systematische Bodenproben können zwar eine genauere Beschreibung der Bodeneigenschaften liefern, sind jedoch in großen Gebieten kostspielig und unwirksam.

Als Ergebnis kombiniert der beste Ansatz die hyperspektrale Bildgebung mit einer systematischen Gitterbeprobung des Bodens, um eine genaue und zuverlässige Karte der verschiedenen Bodeneigenschaften zu erhalten.

Dies kann weiter verwendet werden, um VRA-Düngung anzuwenden. Dieser Ansatz wird von der Boden-Daten-Analytik Lösung bereitgestellt von GeoPard Landwirtschaft.

3. Pflanzenwachstum & Erkennung von Pflanzen-/Sortentypen

Die Anwendung von multispektraler Satellitenbildgebung zur Untersuchung und Überwachung des Pflanzenwachstums sowie der Pflanzenzusammensetzung ist in Mehrfruchtanbausystemen auf großen landwirtschaftlichen Betrieben unerlässlich.

Auf großen Bauernhöfen können unterschiedliche Landflächen lokale Umweltfaktoren aufweisen, die zu einer Abweichung vom normalen Wachstumsmuster führen. Darüber hinaus können unerwünschte Pflanzen wie Unkräuter in Bereichen wachsen, die das Wachstum von Hauptkulturen beeinträchtigen.

Um all diese Probleme zu überwachen und sicherzustellen, dass das gesamte Grundstück optimale Ergebnisse erzielt, liefert multispektrale Satellitenbildgebung Datenlayer, die Sie vergleichen und fundierte Entscheidungen treffen können.

Neben diesen üblichen Anwendungen von HS-Bildern umfassen weitere Anwendungen die frühzeitige Erkennung und Warnung vor Überschwemmungen, die Erkennung von Waldbränden, die Überwachung von Nutztieren und so weiter.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass hyperspektrale Satellitenbilder ein enormes Potenzial und vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in der Landwirtschaft und deren Umwandlung in eine fortschrittliche Praxis zur Bewältigung der wachsenden Herausforderungen des 21. Jahrhunderts haben.

Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, wie Landwirte von diesem leistungsstarken Werkzeug profitieren und ihre landwirtschaftlichen Praktiken einfacher, effektiver, nachhaltiger und vor allem profitabler gestalten können.

Es ist jedoch auch klar, dass seine Anwendung ein hohes Maß an Präzision und Wissen erfordert und Landwirte sicherstellen müssen, eine zuverlässige Agrardienstleisterplattform mit hoher operativer Effizienz und technischem Fachwissen zu nutzen.

GeoPard agriculture bietet eine breite Palette von Agrarlösungen an, die den gesamten Umfang multispektraler Satellitenbilder wie Landsat, Sentinel und Planet voll ausnutzen.

Die eingesetzten Technologien weisen eine sehr hohe Genauigkeit mit einer hohen Auflösung von 3m und einer mehrjährigen Bilddatenbank zur Ermittlung von Vegetationsentwicklungen auf und Managementzonen für Ihre Ländereien.

Weitere Möglichkeiten der leistungsstarken GeoPard-Engine umfassen nahezu in Echtzeit Pflanzenüberwachung und Ertragsdaten unter Verwendung der neuesten Bilder, die Sie leicht im Web und auf mobilen Cloud-Plattformen visualisieren können.

Mithilfe all dieser Informationen und Datenebenen analysiert GeoPard die allgemeinen Produktivitätseigenschaften der landwirtschaftlichen Flächen und verschreibt variable Aufwandmengen wie Düngemittel, Bewässerung, oder Fruchtarten für Ihr Ackerland mit dem Ziel, Ihre landwirtschaftlichen Praktiken aus nachhaltiger und finanzieller Sicht zu verbessern.

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Häufig gestellte Fragen

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1. Wie bekomme ich Satellitenbilder für meinen Bauernhof?

Um Bilder für Ihren landwirtschaftlichen Betrieb zu erhalten, recherchieren Sie zunächst zuverlässige Anbieter, die sich auf landwirtschaftliche Dienstleistungen spezialisiert haben, wie zum Beispiel GeoPard. Wählen Sie einen geeigneten Serviceplan basierend auf Faktoren wie Bildauflösung und Aktualisierungshäufigkeit aus. Nach der Anmeldung greifen Sie über die Plattform oder Tools des Anbieters auf die Bilder zu und laden die Bilder für Ihre landwirtschaftliche Fläche herunter. Verwenden Sie diese Bilder, um die Pflanzengesundheit zu überwachen, Problembereiche zu identifizieren und fundierte Entscheidungen zur Optimierung der landwirtschaftlichen Managementpraktiken zu treffen.

2. Warum sind Satellitenbilder hilfreich für das Verständnis von Nahrungsnetzen?

Es ist aus mehreren Gründen hilfreich für das Verständnis von Nahrungsnetzen. Erstens bietet es eine großräumige Ansicht der Erdoberfläche und ermöglicht es Forschern, große Gebiete und Ökosysteme zu beobachten und zu überwachen. Diese Bilder können helfen, wichtige Lebensraummerkmale zu identifizieren, wie z. B. Vegetationsmuster oder ozeanographische Prozesse, die die Verteilung und Häufigkeit von Organismen innerhalb von Nahrungsnetzen beeinflussen. Darüber hinaus unterstützt es die Verfolgung von Änderungen der Landbedeckung und von Klimavariablen, die wichtige Faktoren für die Dynamik von Nahrungsnetzen sind.

Precision livestock farming allows farmers to increase their production, expand their farms, maximize productivity, and meet the growing demand for livestock products while being conscious and accountable for its environmental impacts.

The recent developments show three different problematic trends on a global scale. First of all, the demand for livestock products like meat, eggs, and dairy is rising almost exponentially with the ever-increasing global population and increasing affordability of these items.

Secondly, the number of livestock farmers and the area of farmlands are reducing constantly for several years because of limited land availability.

Finally, there is a rising concern over the harmful effects of livestock on serious global issues like global warming, deforestation, and overall environmental degradation.

To address all these problems which is still in its inception stage in the grand scale of livestock-farming history, has emerged as a viable and promising solution.

What is livestock?

Livestock refers to domesticated animals that are raised for food, fiber, labor, and other products. This includes animals such as cows, pigs, chickens, sheep, and goats, among others. Livestock are an essential part of agriculture and play a significant role in the food production industry.

Livestock can be raised in various ways, including free-range, intensive, or extensive farming methods. Free-range farming allows animals to graze and roam in open pastures, while intensive farming involves keeping animals confined in smaller spaces to maximize production.

Extensive farming is a method that falls between free-range and intensive farming, where animals are allowed to graze and move around in a designated area.

What is livestock farming?

Livestock farming is the practice of raising animals for various purposes such as food, clothing, and labor. Livestock animals include cattle, sheep, goats, pigs, chickens, and other poultry.

In many parts of the world, it is an essential part of the economy and culture. For example, in the United States, the livestock industry generates billions of dollars in revenue each year and supports millions of jobs.

There are different types of livestock farming, depending on the animals being raised and the purpose of the farming. Some farmers raise animals for meat, milk, or eggs, while others raise them for their wool or other by-products.

One of the most common types is beef cattle farming. Beef cattle are raised for their meat, and they are typically raised on large ranches or farms. The beef industry has become increasingly industrialized over the years, with many farmers using feedlots to fatten their cattle before slaughter.

Another common type is dairy farming. Dairy farmers raise cows to produce milk, which is then sold to milk processors or used to make cheese, butter, and other dairy products. Dairy farming can be a challenging and demanding business, as cows need to be milked twice a day, every day of the year.

Poultry farming is also a popular type, with chickens being the most commonly raised poultry. Chicken farmers raise their birds for their meat and eggs, and they often use large-scale production methods to maximize efficiency.

It can have both positive and negative impacts on the environment. On the one hand, raising animals for food can help feed a growing global population and provide economic benefits to farmers and communities. On the other hand, large-scale livestock operations can contribute to pollution, deforestation, and greenhouse gas emissions.

What is precision livestock farming?

Precision Livestock Farming (PLF) is an innovative approach that utilizes technology and data-driven solutions to optimize livestock production and management.

It involves the integration of sensors, automation, and monitoring systems to gather real-time information on animal health, behavior, and environmental conditions.

This data enables farmers to make informed decisions regarding feed, health interventions, reproduction, and overall animal welfare.

PLF aims to improve productivity, minimize resource waste, enhance animal welfare, and promote sustainable and efficient livestock farming practices.

Precision livestock farming technologies

Like all technologies, PLF technologies are constantly evolving with every passing day. Many are adopted and highly successful across numerous farms everywhere while some are in their early developmental stages. A few of the PLF technologies which are in application today are:

1. Automated weighing systems

Since weight is one of the most important indices of animal health and livestock productivity, an automated weighing system is a common technology that comes with every PLF application in one form or the other.

The several forms of Automated-weighing systems are ‘Step-on scales’ and cameras integrated with software that gives the weight to individuals through machine-learning analysis of images and videos with a very little margin of error.

Step-on scales are widely used in poultry to calculate accurate mean weight and walk-over sensors are used in pigs and bovines by passing them through a scale.

On the other hand, measuring weight from image and video analysis is faster, easier, and more importantly, less intrusive. The information on the weight of farm animals is vital in livestock domestication.

For instance, by obtaining information on the weight and recording feed characters, a model can be established and used to make predictions and management interventions.

2. Low-cost feed and water intake recording

Water meters and different types of feed intake sensors are used to record information on the feeding and drinking behaviors of farm animals.

This information, collected over a period of time provides a historical trend and expected levels of feed and water intake, which can then be used to trigger early warning systems in case the feeding and drinking habits of animals change, which might be due to several factors like disease or unfavorable condition.

3. Imaging solutions

As mentioned earlier, images and video analysis can provide near-accurate information on the weights of individual animals automatically. However, weight is just one of the many data we can obtain from imaging solutions.

For instance, using 3D-camera technology and thermal imaging, we can study behavioral patterns like mounting and lameness, physiological conditions like respiration and temperature, growth trends, and environmental elements like carcass quality.

Because they obtain a range of vital data and their affordability, Imaging solutions are the most common form of precision livestock farming monitoring and one of the initial steps of a step-wise PLF adoption approach on a farm.

4. Animal sensing systems

Sensors like accelerometers, pressure sensors, and temperature sensors fitted to animals or their environment and connected to a network establish an Internet of Things (IoT) which is the basic premise of integrated PLF.

These sensors, either singly or in combination can be used to detect behavior patterns, environmental conditions, and animal health. For eg, sensors placed on the ear as well as on neck collars of cattle and pigs can measure and monitor feeding behavior, rumination, calving, estrus as well as body temperature.

Sensors are also used to measure farm temperature, and aquaculture variables like pH, oxygen content, etc. One important thing to consider while using sensors in PLF is their discomfort or harm to the animals.

Overall, real-time sensors combined with previous data are instrumental in detecting Krankheiten and health issues and warning in advance.

5. GPS-tracking for extensive systems

The use of remote sensing technology like GPS-based tracking systems is applicable in grazing systems where animals cover a large area of land.

Their movement patterns can be used to determine their grazing preferability while their real-time GPS locations can be used to track their positions. This makes cattle herding efficient and reduces cattle loss through theft or predator killings.

In fact, GPS collars fitted on predators like big cats have been used to establish an early warning system in remote areas around the world.

In conventional livestock farming, GPS-tracking systems make monitoring large herds of cattle significantly easy by establishing virtual fences and offer the farmers a great relief.

6. Proxy technologies for measuring methane emissions

Agricultural greenhouse gas emission continues to be a large contributor to the overall GHG emissions every year. Methane gas produced by bovines and pigs occupies a major chunk of the agricultural GHG emission.

Technologies to measure methane emissions in farm animals are a great way of making animal farms more climate-sensitive and environmentally responsible.

However, not many feasible technologies exist for individual farms, and some of the proxy technologies include chamber system, SF6 tracer technique, laser-methane detection, spectroscopy, etc.

7. Electronic identification (EID) solutions

Being able to measure the conditions, behaviors, and performance of each individual animal on a farm automatically is only beneficial if those individual animals can be identified easily so that their record can be kept separately and automatically.

The traditional methods of livestock identification are intrusive and injurious to the animals and are still in practice all around the world.

However, electronic alternatives like Radio Frequency Identification (RFID) and advanced ear tags are efficient and automatic, removing the need for lengthy data entry works and a smooth flow of operations. EID holds all other aspects of precision livestock farming in place. It is also made mandatory in different countries.

8. Application of advanced data analytics to big data

As more and more technology is adopted in livestock farms, more and more data and data points are generated every day and it continues to rise exponentially. To handle that amount of data, the data analytics part has to be equally capable.

Advanced data analytics for big data as well as machine learning capabilities are required to ensure that the data generated will be used to solve the pressing issues of animal health and animal farming.

Benefits of precision livestock farming

The benefits of PLF are wide and the types of benefits that can be obtained from a PLF system depend on the kinds of technologies used. However, some of the general benefits of PLF that any PLF system hopes to achieve are:

Better animal welfare and health: Animal health must be at the center, not just because animal health translates into human health, but because every animal has an intrinsic right to lead a healthy life in good living conditions.

These systems identify this idea and by using technologies for disease detection and early warning systems, work for the improvement of animal health and welfare.

1. Optimized input levels and maximized production

PLF makes farming operations precise. This means the appropriate use of limited resources in case of inputs. By reducing costs and increasing the overall yield of animal products, PLF increases the profitability of livestock farming.

The economic benefits of applying precision farming are significant and necessary to attract more farmers to it to meet the increasing needs for animal products.

2. Environmental benefits

Another major benefit of the PLF system is the reduction in the environmental impact of farming operations. It is a major cause of environmental issues like global warming and deforestation.

While technologies are in place to reduce methane emissions from farms, increasing the productivity of farms ensures that more results can be obtained in less land which contributes to reducing the massive deforestation.

3. Reduced farm labor

As the number of farmers decreases and the number of animals on a farm increases, it is not possible for a farmer to keep track of all the animals. PLF makes it possible by reducing farm labor and giving access to critical and reliable information conveniently to the farmers.

Moreover, automatic feeders, GPS-tracking, etc eliminate the need for many farm laborers. The reduction in farm labor means that the farm is more scalable and thus more productive and profitable.

4. Risks of precision livestock farming

Some of the challenges and risks associated with PLF are listed below:

• Affordability is still a major challenge associated with the integration of expensive technologies on farms. Although studies show that PLF technologies make a farm more profitable, the diverse nature of each farm makes it a concern worth considering thoroughly before deciding to adopt PLF.
• The major risk of PLF is that since it is often integrated and automatic, a system failure can cause devastating impacts, especially if the system is fully automatic.
• Another associated risk is when the unit of animals is not individuals but a group of individuals like poultry where flocks are measured. In such cases, special individual needs can be overlooked.
• The use of intrusive tags is a risk to animal welfare which is still used in many PLF practices and technologies.

PLF carries huge potential in solving the present-day pressing issues of livestock farming like the increasing demand for livestock products, decreasing farmer count, limited land availability, and environmental concerns.

On an individual farmer’s level, the two most important things it does are that it increases his/her production and profitability and allows him/her to allocate the limited time in hand to only the important items.

PLF has technologies that are tried and tested and are commercially available for adoption by individual farmers according to their needs.

Moreover, with rapid advancement in technology and big data analytics, precision livestock farming promises a future where food security is ensured along with animal welfare.

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Häufig gestellte Fragen

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1. How does livestock farming affect climate change?

It significantly affects climate change through various mechanisms. Firstly, it contributes to greenhouse gas emissions, primarily methane and nitrous oxide, produced from enteric fermentation, manure management, and synthetic fertilizer use.

It also drives deforestation, as land is cleared for pasture and feed crops, reducing the carbon sequestration capacity of forests. Additionally, the intensive use of water, energy, and other resources in livestock production further exacerbates climate change.

2. How did the farmer count his livestock?

The farmer counted his livestock using various methods, depending on the circumstances and the size of the herd or flock. One common approach is visually counting the animals by walking or driving through the pasture or barn.

In larger operations, farmers may use specialized tools like electronic ear tags or RFID technology that can track and count the animals automatically. Additionally, some farmers may rely on manual record-keeping systems to keep track of births, deaths, and movements to maintain an accurate count of their livestock.

Due to population growth, climate change, reduced rainfall, and increasing demand for food, farming is being negatively impacted, leading to changes in cultivation methods. Therefore, to improve yields and collect accurate data, it is crucial to adopt modern and precision agricultural practices and install various types of sensors.

Given the latest situation and the negative impact on normal farming practices, agriculture needs to be carried out more intelligently, using new and state-of-the-art technology. It is the only way to provide a solution and meet the endless and growing needs of the world’s population.

Precision agriculture sensors are very efficient in agriculture because they transmit data that helps farmers not only to monitor but also to improve their products and keep abreast of changes in the field and ecosystem.

Intelligent agricultural sensors help to easily identify animals, detect heat and monitor their health, thus facilitating the isolation and healing of sick cows by identifying, detecting, and following herds.

Using smart sensors in agriculture, farmers can now record their crops and keep an eye on their effectiveness remotely, address crop pests and take swift action to protect their crops from any risk to the environment.

What are sensors?

A sensor is a gadget that perceives and responds to certain inputs which could be illumination, locomotion, pressure, heat, or moisture, and transforms it into a representation or signals that can be read by humans for further reading and processing.

They are commonly used in various applications, from detecting motion in security systems to measuring temperature in HVAC systems. They are also used in everyday objects like smartphones, cars, and appliances.

Sensors work by detecting physical or chemical changes in the environment and converting them into electrical signals. The type of sensor used depends on the type of change being detected.

For example, a temperature sensor detects changes in temperature and converts them into electrical signals that can be interpreted by the device it is connected to.

What are the types of sensors used in agriculture?

There are various types of sensors used in agriculture that enable the need for smart agriculture incorporation.

1. Optical Sensors In Agriculture

This is the use of light to evaluate soil materials and track countless light prevalence. These sensors can be positioned on automobiles, satellites, drones, or robots thereby enabling the soil to reflect and the gathering and processing of plant color data.

Optical sensors also have the ability and capacity to condition the clay, natural matter, and humidity properties of the soil.

2. Electrochemical Sensors For Soil Nutrient Detection

The electrochemical sensors aid in the collection, processing, and mapping of the chemical data of the soil. They are usually mounted on specially designed sleds.

They supply accurate details required for agriculture. This includes the nutrient of the soil levels and pH. The soil samples are then sent out to a soil testing lab and standard procedures are carried out.

Error-free measurements especially in the area of determining pH are carried out with the use of an ion-selective electrode. These electrodes notice the pursuit of specified ions, such as hydrogen, nitrate, and potassium.

3. Mechanical Soil Sensors For Agriculture

These types of sensors are used to measure soil compression or mechanical opposition. This sensor uses an application that passes through the soil. This sensor then records the force calculated by pressure scales or load cells.

When a sensor passes through the soil, it documents the holding forces that result from the cutting, smashing, and displacing of soil. Soil mechanical resistance is recorded in a unit of pressure and points out the ratio of the force necessary to go into the soil channel to the frontal area of the tool engaged with the soil.

4. Dielectric Soil Moisture Sensors

This sensor calculates the moisture levels in the soil with the assistance of a dielectric constant. This is an electrical property that substitutes depending on the moisture content in the soil.

The moisture sensors are used in association with precipitation check locations all around the farm. This allows for the scrutiny of soil moisture positioning when vegetation level is low.

5. Location Sensors In Agriculture

They are also known as agricultural weather stations. They are positioned at different places throughout the fields. These precision agriculture sensors are used to determine the variety, distance, and height of any position within the required area. They take the help of GPS satellites for this purpose.

6. Electronic Sensors

They are installed on tractors and other field equipment to check equipment operations. Data are transmitted via cellular and satellite communication systems to computers or mailed to individuals directly. The supervisor in charge can now have access to the information either on their office computer or their personal cell phones.

7. Airflow Sensors

Its measurements can be made at particular locations while on the move. These types of sensors measure soil air penetration. The expected result is the pressure needed to push a decided amount of air into the ground at a prescribed depth. There are various soil properties, including moisture levels, soil type compaction, and structure, which produce a different identifying signature.

8. Agriculture Sensors IoT

With the increase in adoption of the Internet of Things (IoT) the ability to connect various devices have being implemented in virtually every aspect of our life. It only makes great sense that automation also finds its own application in agriculture as it will have a great impact on it.

This sensor provides real-time information on what is happening on the field such information including air temperature, soil temperature at various depths, rainfall, leaf wetness, chlorophyll, wind speed, dew point temperature, wind direction, relative humidity, solar radiation, and atmospheric pressure.

This indicates that farmers are in the know-how of when their crops are due for harvest, the quantity of water being used, the soil health, and if there’s a need for any additional input. This is measured and recorded at scheduled intervals.

There is a big list of sensors used in agriculture IOT sensors which means (Solutions for Smart Farming). Making use of precision agriculture sensors will definitely transform the agricultural industry by increasing crop production, adopting a pest-free high yield variety in crops, and keeping up with the increasing demand for food.

The most popular types of precision agriculture sensors

As a result of the fast-paced rise in the world’s population, farming activities have become increasingly complex, competitive, vast, and optimized.

The use of technology has led farming operations to be more productive than before thereby increasing what farmers harvest and the quality of products.

Sensors have played critical roles in this technological advancement. Below we explore key sensors in smart agriculture technology.

1. GPS Sensors

This sensor is generally associated with the automotive and cellular communication industries. They are highly advantageous to smart agriculture. One major challenge ancient settlers have had to experience is in sheep herding, having to use wooden staffs to drive their cattle.

This is because keeping track of their flocks is of ultimate importance to farmers. With the use of modern GPS, tracking livestock is no longer a challenge as this GPS is heightened with the ability to monitor the animals with a simple push of a button.

With regards to the mechanical side of agriculture, which involves plant harvesting and related farming techniques, the use of GPS sensors have being adopted with us of highly precise vehicle guidance systems.

In many farming applications, such as tilling a field, making use of auto-guided systems can enhance field routing, reduce overlapping processes and eventually reduce the quantity of time required to complete a task.

2. Agricultural Temperature Sensors

Regarding smart agriculture, temperature sensors are crucial in two key categories. These categories are ambient condition monitoring and mechanical asset monitoring.

For instance, ice wine harvesting usually occurs within a narrow temperature window when temperatures first reach between -10°C and -12°C during a harvesting season. The ice wine industry requires a highly accurate temperature and humidity sensor to give a precise prediction of the temperature forecast.

These types of sensors do not only play an important role in monitoring the ambient conditions of physical space, but they play a crucial role in virtually all smart agriculture asset monitoring applications.

3. Asset Monitoring

This is one more application in smart agriculture that makes use of temperature sensing as an evaluative role. As well as observing the plants that are being harvested, temperature sensors take note of the equipment that gathers these plants.

Whenever an equipment system is in need of minor maintenance, is underperforming, or is critically failing, the temperature sensor dishes out an alert. They are highly effective in virtually every that relates to the predictive and reactive maintenance system. This in turn protects against overheating and detrimental failure of equipment.

4. Accelerometer Sensor

This is quite similar to the use of temperature sensors in maintenance prediction. Accelerometers are vastly made use of across the smart agriculture industry to predict and assist with required maintenance. They are mostly used on moving components and motors.

Their major aim is to detect slight variations in movement and vibration inconsistencies and foretell when standard maintenance is required or a compromised component needs to be replaced.

However, this sensor is usually associated with farming and other agriculture, accelerometers play an indispensable role in the maintenance of vital smart agriculture equipment. Accelerometers can also be used in various automated systems and tracking methods.

For instance, a low-power accelerometer makes it easier and faster to monitor the status of an adjustable spray nozzle on the end of a fertilization beam. With adverse technology, the use of autonomous drones in smart agriculture depends critically on accelerometers and IMU (inertial measurement units) to track motion, speed, crash events, and even position in space.

Smart Cameras use in Agriculture

When it comes to smart camera technology, it is far from the old analog sensor. Smart cameras have been increasingly adopted for a variety of smart agriculture applications.

Various companies such as Blue River Technology, a division of John Deere, have adopted the use of smart camera technology to detect weeds and other plant locations.

As a result of this, an automatic and accurate dispensation of herbicides and fertilizer is carried out. This makes use of chemical utilization and increases overall productivity while decreasing chemical usage.

One of the most significant challenges in agriculture is the issue of pest control. With the use of smart cameras, farmers can now detect pests in real-time and effectively monitor actions against pests without necessarily harming helpful agricultural insects.

Smart cameras can also take the place of semi-legacy sensing devices such as ambient light monitoring, thereby enabling a simplified system and a reduction in the component count.

Precision farming is the application of specific inputs at various rates to optimize economic efficiency and reduce wastage. The use of precision agriculture sensors aids farmers makes a smooth move from the old ways of carrying out farming activities.

GeoPard Landwirtschaft is a cloud-based powerhouse for precision data analysis, creation, and smart scouting. They are a dependable tool for agriculture operations, from the planning to execution and adjustment of practices based on the data provided.

GeoPard has facilitated the launch of various precision agriculture software companies and can offer you a superior solution. In conclusion, the smart agriculture industry is ever-increasing, especially with new solutions that come to the market on a daily bases.

Equipment and devices that aggregate sensor data, communicate important information to farmers, and optimize the numerous agricultural processes are critically important.

The importance of different types of sensors can not be over-emphasized as they help meet the demand for food, magnify yields and minimize resources.

These different types of precision agriculture sensors are easy to operate and cheaper in the long run. They make life easier for farmers and increase the overall quantity and quality of products delivered. It is advisable that every farm owner should consider smart farming.

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Häufig gestellte Fragen

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1. Why do we need smart agriculture?

Smart agriculture is crucial for several reasons. It enhances productivity and efficiency by leveraging technology and data-driven solutions to optimize resource use, such as water and fertilizers, leading to improved crop yields and reduced waste. It enables precise monitoring of crops, soil conditions, and weather patterns, allowing farmers to make informed decisions in real-time and mitigate risks. 

2. What sensors do agricultural robots have?

Agricultural robots are equipped with a range of sensors to perform their tasks efficiently. These sensors include vision sensors for crop and object detection, GPS and navigation sensors for precise positioning, environmental sensors to measure temperature, humidity, and soil conditions, and proximity sensors for obstacle detection.

By utilizing these sensors, agricultural robots can autonomously navigate fields, monitor crops, and perform tasks such as planting, spraying, and harvesting with precision and accuracy. 

3. What are the limitations of agriculture sensors?

Agriculture sensors have certain limitations that should be considered. Firstly, sensor accuracy and reliability can vary, leading to potential measurement errors or inconsistencies. Secondly, some sensors may require frequent calibration or maintenance to ensure optimal performance.

Thirdly, sensors might not capture certain environmental factors or variations accurately, limiting their ability to provide comprehensive insights. 

Topography is an important data layer of precision farming that affects crop development conditions.

GeoPard automatically collects the topography profile from machinery and remote sensing (like LiDAR) datasets. That enables crop growers to follow governmental environmental regulations and precisely apply fertilizers and crop protection products. Thanks to complete topography profile crop growers can:

• Learn in-field microtopography conditions (like Relief Position, Slopes) for better crop rotation and accurate agricultural inputs’ distribution.
• Create Variable Rate Application maps with incorporated topography profiles and collect the execution reports.
• Create VRA maps that follow governmental environmental regulations for applying fertilizers and crop protection chemicals.

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The role that small farms play in securing the food security of the globe today is immense and it is only obvious that with the rapidly increasing population as well as the exhaustion of farmland productivity, this role is expected to rise exponentially in the near future. A 2021 report by UNDP estimates that small precision farmers account for around 90% of all the farmers in the world.

It also mentions that in areas with alarming food-security concerns like Sub-Saharan Africa and Asia, a massive 80% of all the food grown comes from small farms. So, there is no denying that small farms are very important for global food security.

However, large farms are way more efficient and productive than small farms because they are based on precision-farming techniques.

Precision agriculture is the utilization of information and technological tools to take wise farming decisions that are backed by accurate data and equipment. Precision farming has the main goal of identifying the optimum type and level of farm inputs.

It also suggests the location and time for administering those inputs so as to increase the profitability as well as the environmental sustainability of the farms. The data mostly used in precision farming is the variety of factors within a field that influences farm yield within the farm like soil, Topographie, water content, weather, etc.

Whenever we read or hear about precision-farming, we’ll most likely see it being used in the case of large farms and the images will contain massive tractors fitted with GPS in large fields, big analytics screens, drones surveying the area, or even applying Düngemittel.

On the other hand, small farms aren’t often associated with those tools. However, technological progress in the field of precision farming has blurred that boundary and made precision farming affordable and applicable for small farms as well.

Uses of Precision Agriculture Technologies in Small Farms

Small farms are characterized by their low productivity and high labor inputs. They are also non-resilient against the changing patterns of the market and the climate.

The adoption of precision-farming techniques attempts to solve all these problems for small farmers. Common technologies that are used by small precision farmers are:

Smartphones: The importance of smartphones in making precision farming accessible to small farmers cannot be stressed enough.

Smartphones have become one of the most ubiquitous pieces of technology today and this fact has been used to penetrate the foundations of precision-farming in small farmers by making access to data and experts accessible to them.

Cloud-based data analytics tools like GeoPard makes precise agronomic decisions accessible to farmers at the tip of their finger.

Satellites: A vital component of precision agriculture is the identification of factors affecting the production of farms along with their variability and we know that satellite imageries provide just that.

Small farmers can largely benefit from accessible and reliable agri-solutions like VRA Mapping, Topographie-Analyse, und Pflanzenüberwachung to understand their farms better and make better decisions backed by accurate data.

UAVs: UAVs stand for Unmanned-Aerial-Vehicles and offer one of the most precise data as well as application methods of inputs in precision agriculture.

Sensors fitted into the drones obtain real-time imaging of the farm while pay-loads fitted in drones can administer fertilizers precisely across the farm and reduces labor.

However, their affordability for small farms is questionable but different incentives and innovative measures are emerging to make their application in small farms economic and viable.

Internet of Things: The Internet of Things (IoT) is the network of sensors, data, and objects that are connected and allow for the sharing of information to make informed decisions everywhere.

In precision farming for small farmers, the IoT has advanced with the advancement of sensors and their affordability.

For example, sensors used to study the soil properties, plant health, weather conditions, and water status all are vital for making small farms productive and sustainable.

How precision farming can help small farms

Precision farming for small farms needs a proper planning before its implementation. A complicated system of precision agriculture can be overwhelming and expensive for small farmers.

So application of precision agriculture in small farms should follow an approach that starts with the accumulation and analysis of data to create a site-specific model of precision agriculture. The several steps to an ideal precision-farming approach in small farms are as follows:

1. Understand your soil first

Soil is considered the most important factor influencing crop production. So it is only fitting that applying precision farming on small farms should first include understanding the soil of your farm better.

Generally, the physical and chemical properties of the soil are analyzed by sampling and most small farmers take only one sample of their soil by treating their farmland as homogenous. This is one of the key problems that precision farming addresses which is the intra-farm variability of soil.

By using precision-agriculture solutions like Soil data Analytics, even small farmers can conduct grid or systematic sampling by easily obtaining precise sample points. The grids themselves can be layered according to the information obtained from the site.

For instance, the size of the grids can be varied according to the value of the crop. Finally, based on the information obtained from the chemical analysis of the soil, small precision farmers can obtain easily readable visualizations of the soil attributes, and to make it even easier, they can apply different rates of fertilizers on different patches of their land.

Choosing soil sampling and analysis in the initial stages of precision-agriculture adoption by small farmers is important because it is relatively easy and affordable and doesn’t require much knowledge and experience, which is clearly a problem in small farmers of developing countries.

Moreover, the results from soil analytics are always promising and make small farmers more welcoming of more precision-agriculture interventions.

2. Choosing Small machines for small farm

As the demand for precision-farming tools and equipment is rising, manufacturers are making machines and tools that are designed for small farmers.

Small precision farmers can now find highly specialized tractors, seeders, and weeding machines that are scaled-down, both in size and in cost, to fit the needs of small farmers.

3. Rely on expert Agri-solution providers

One of the major barriers of precision farming to small farmers is that its cost may not justify its benefits. Large farms, on the other hand, have their own team of experts, tools, machines, and systems to properly implement precision agriculture.

To solve this problem, small farmers can get affordable integrated packages of precision ag solutions tailored for small farmers. Hiring or renting machines and technologies is also a great way to make precision farming more affordable and profitable for small farmers.

4. Prioritize Sustainability and Environmental-friendliness

Environmental friendliness and sustainability are major goals of using precision agriculture. It is even more so in the case of small farms since most small farms since can increase the market value of the crops, help reach a wider market and increase profitability.

The amount of harmful chemical inputs in the form of fertilizers, herbicides, and pesticides is drastically reduced by applying VRA technologies. For small farms, organic manures can be an excellent option to further amplify the effects.

5. Consider crop-value and Input-value

The value of your crop as well the value of your input should drive the type and intensity of precision-agriculture application on your farm.

Oftentimes, even if the size of your farm is small, the crop that you are producing can be of very high value or the cost of your farm inputs can be very high.

In these cases, the size of the farm should not be a barrier to applying precision agriculture since it can make your agribusiness profitable and efficient by either increasing yield or reducing costs.

For example, if you have a small farm that has a high input value in the form of irrigation, applying soil-moisture sensors on your farm or analyzing your soil through soil analytics can translate into a considerable saving in irrigation costs for your farm. This benefit, compounded over time can yield greater profitability.

High crop value in the form of specialty crops like orchard crops or vegetables will have a high-crop value and even if your orchard or your garden is small in size, the cost of precision agriculture can be easily justifiable with the increased yield in those crops.

Small farms around the world are facing the consequences of the changing economy, changing climate, and unsustainable patterns of farming over the years. The application of precision farming in small farms can be a viable solution to these problems.

The barriers to precision agriculture for small precision farmers include affordability, data availability, technological complexity, and lack of inputs.

These barriers are being torn down by the rapid technological advancements in the field of precision agriculture and also by the accessibility to integrated, holistic, and easy-to-use agri-tech solutions like GeoPard.

To conclude, the implementation of precision agriculture in small farms should follow a designated and site-specific approach like the one mentioned above and should be targeted towards small farms’ profitability as well as environmental friendliness and sustainability.

The resources of small farms are limited and precision farming ensures that their use is optimized to obtain the maximum yield.

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Häufig gestellte Fragen

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1. Does precision agriculture benefit large or small scale farms?

It offers benefits to both large and small-scale farms. For large-scale farms, it helps optimize resource allocation, reduce input costs, and increase productivity by enabling targeted management practices. It allows for efficient monitoring of vast fields and facilitates data-driven decision-making.

On the other hand, it benefits small-scale farms by improving yield potential, minimizing resource waste, and enhancing sustainability. It enables small-scale farmers to make informed decisions based on specific field conditions, leading to improved profitability and environmental stewardship.

2. How does precision agriculture affect agriculture?

It has a significant impact on the agricultural sector. Firstly, it enhances productivity and efficiency by optimizing resource use, such as water, fertilizers, and pesticides, leading to improved crop yields. Secondly, it enables targeted and precise application of inputs, reducing waste and environmental impact.

Thirdly, it facilitates data-driven decision-making by providing real-time information on crop health, soil conditions, and weather patterns. Lastly, it promotes sustainability by promoting sustainable farming practices, minimizing chemical use, and preserving natural resources.

3. What was a common problem for small farmers?

A common problem faced by small farmers is limited access to resources and technology. Small farmers often struggle with inadequate access to capital, land, equipment, and modern farming techniques.

They may face challenges in acquiring high-quality seeds, fertilizers, and pesticides, as well as limited access to markets for their produce. Additionally, small farmers often lack the necessary knowledge and training to implement advanced farming practices.

4. How to make a small farm profitable?

To make a small farm profitable, several strategies can be employed. Firstly, diversify the farm’s products by growing a variety of crops or raising multiple livestock species to cater to different markets and demand.

Secondly, implement efficient farming practices such as precision agriculture, proper crop rotation, and integrated pest management to optimize resource use and minimize costs.

Thirdly, explore direct marketing opportunities by selling products locally through farmers’ markets, community-supported agriculture (CSA), or establishing a farm stand. Lastly, consider value-added activities such as processing farm products into value-added goods like jams, pickles, or cheese to increase profit margins.

In the world of farming today, the use of the term ‘precision agriculture’ is increasing at an exponential rate and given its power to completely transform the productivity of a farm, the increase is justified and even extremely important.

In simple terms, precision farming can be defined as the use of technology and data to determine the type of farm inputs, the level of those inputs, and also the precise location of those inputs within the land.

In traditional farming, the entire plot of land is treated as one whole entity and the inputs are thus applied uniformly over the entire field. This doesn’t align with the actual input requirements for optimal production by the different parts of the land.

On the other hand, it recognizes the input requirements of each part of the land by identifying the different intra-field variabilities like the difference in soil properties, slopes, nutrient content, production levels, sunlight reception, and so on.

Precision farming is better than other conventional or traditional farming techniques because it relies on data generated by the use of technology, which is then analyzed by reliable computer programs as well as expert agronomists to make accurate predictions and recommend precision farming solutions in a timely manner to the farmers.

In fact, it can go as far as to actually make those interventions or administer the different inputs in the farm with the help of technology-driven machinery and equipment.

Some of these methods used for data collection are field-based sensors, drones, satellite imageries, etc while an example of direct input through precision-agriculture includes the use of robotic devices fitted to GPS-guided autonomous tractors.

Overall, it not only makes the farmlands and agribusinesses more profitable but also very sustainable in the long run.

How the Internet of Things (IoT) is used in agriculture today?

Internet of things is considered as the backbone of modern agriculture which is basically the act of connecting objects and devices with sensors to measure the required data and transmit the data via a network.

In case, the various things and objects that are included in the IoT include the farmland itself, the crops, weather, machinery, etc. So the use of IoT to achieve increased yield, alleviate operational expenses, and also achieve environmental sustainability is called Präzisionslandwirtschaft.

The utilization of IoT in agriculture today for precision practices is mostly done through AgTech solution providers like GeoPard Landwirtschaft because of the complexity of the processes involved in a holistic precision agriculture practice.

For instance, given the developmental stage of a plant, its level of greenness may reveal its nutritional needs.

The data on the level of the greenness of the plants are gathered and analyzed using the Crop-Monitoring solution which uses images obtained from satellites like the Landsat and sentinel multispectral images and then creates detailed maps of your land revealing its specific input needs.

Similarly, we all know that topography has a large influence on farming decisions like species selection, irrigation needs and determines the final production by controlling aspects like light reception and water retention.

So, precision farming solutions like Topographie-Analyse lets you create very accurate topographical models of your farm using elevation, slope, and aspect data obtained from field-based GPS attached to machinery as well as LIDAR and satellite data.

Soil is the most important part of agriculture and the type and quality of soil determine the type, quality, and quantity of farm yields.

Hence, understanding your farm’s soil precisely translates to a precise understanding of your input needs for optimum production and environmental protection.

Tools like Boden-Daten-Analytik do just that by providing you with precise locations for soil data sampling and using those sampling data combined with other data layers to create a high-resolution visualization of all the necessary soil attributes.

Based on the variability of those attributes across the land, you can obtain and plan the different types and intensities of inputs like fertilizers and cropping patterns.

The IoT tools mentioned above are only a few of the many tools you use in an integrated model of precision farming.

All these tools and the data obtained from them work seamlessly in a network that provides you with much-needed timely information to optimize your production and alleviate operational costs.

Why should you turn to precision agriculture?

Considering the global problem of food shortage and the limited availability of arable farmland, it is highly recommended to adopt it as it allows for maximum yield while minimizing overall costs.

The only obstacles to implementing precision agriculture are limited access to technology and a lack of knowledge and skills, both of which can be overcome with precision farming solutions readily available.

So let’s look at some of the reasons why precision farming is the way towards a sustainable and profitable agribusiness.

1. Precision farming reduces the costs associated with farming

This might sound counterintuitive at first since the use of technology in your farmlands obviously sounds like an expensive venture.

However, precision-farming tools like GeoPard have become extremely accessible and affordable to farmers and these costs are nothing in comparison to the numerous long-term costs you will save by optimizing the actual level of inputs like fertilizers and herbicides you need to use in precise locations of your farms.

It also dramatically reduces the ever-increasing human labor cost from the agriculture economics equation thus reducing your costs marginally.

2. Precision farming increases the yield and thus the overall profitability

As mentioned earlier, precision-agriculture increases profit by cutting costs.

But even more than that, the major goal of precision farming is to maximize the crop yields from your farmland by accurately measuring the farmland attributes, analyzing those data, and suggesting or implementing solutions that will yield the most productive in the long run.

Long-term productivity is key here because it combines spatial data with temporal data to give you precision farming solutions that are suited for your long-term production goals.

3. Precision farming ensures environmental sustainability

In contrast to conventional farming methods that often neglect environmental concerns such as pollution, nutrient leaching, and waterbody contamination, it prioritizes environmental sustainability.

This approach considers the necessary environmental standards that must be met to enhance the environmental value of products and tap into new markets, leading to potential economic benefits.

4. Precision agriculture combines technical expertise with farmers’ experience

It is an often overlooked benefit of turning into precision agriculture but adopting any level of precision farming technology in your farm means that your agribusiness will be driven by better agronomical expertise while you will retain the ability to use your experience in light of the better understanding of your own field at a higher resolution.

Especially in the case of small farms, it only provides you with accurate and detailed information and suggestions, but it is up to you, the farmer to use that information and manage your agricultural farm according to your needs which brings us to the next and final point.

5. Precision farming is suitable for all farm sizes

Large farms and farming organizations use advanced and sophisticated machines and networks as large-scale precision farming. However, the majority of the food we eat in today’s world still comes from small farms. Although the type of precision agriculture tools varies according to farm size, they are applicable in all sizes of farms.

For small farms, tools like handheld GPS, small drones, and services like mobile apps with offline capabilities, cloud-based analytics, etc. can make a huge impact on the overall operation and productivity of the farm. With increased spatial resolution and low prices offered, the small size of the farm should not be a reason to not turn into precision farm today.

How to get started with precision agriculture?

Precision agriculture, Internet of Things (IoT), advanced machinery, data analytics, and other associated terminologies might be distressing at first glance if you are not quite familiar with these terms and this is the main reason why many farmers tend to stay away from precision-farming.

However, it is simply the act of obtaining more detailed and precise information about your own farm so that you can make the best decisions. While getting started with it, you need to understand the following things for the best results.

Precision agriculture must always start with a clear understanding of your specific needs since it serves more than one purpose increasing yields, reducing costs, improving operational efficiency, and enhancing sustainability.

So first, a specific set of needs and expectations derived from a proper evaluation of your farm is the perfect way to start your precision journey.

Now you need to choose the tools that will best fit your needs. For this, you need to consult with experts, go to conferences, or simply contact the solution providers to gain information on specific tools and technologies.

While starting out on precision practices, it is always best to choose user-friendly tools that you or your staff can properly navigate and operate if needed. Also, even though you need not go on the details of the tools, it is always a good idea to have a basic understanding of how the tools and overall network works.

Finally, the actual implementation of the tools and the proper utilization of technology as well as the information obtained is the key to a successful precision farming operation.

It is also critical to understand that precision farming is a long terms approach that works best when multiple data layers are combined and tools are integrated into a common network rather than working independently.

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Häufig gestellte Fragen

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1. How can GPS be used in precision farming?

GPS (Global Positioning System) plays a vital role in precision farming. Firstly, GPS technology enables accurate and precise mapping of fields, allowing farmers to create digital boundaries and track field boundaries, aiding in precise farm management.

Secondly, GPS enables guidance systems for automated machinery, ensuring precise and consistent operations such as seeding, spraying, and harvesting.

Thirdly, GPS data can be integrated with other data sources like soil sampling and yield maps, providing valuable insights for site-specific management decisions. Lastly, GPS helps in creating accurate records and documenting activities for compliance and traceability purposes.

2. How much does precision agriculture cost?

The cost of precision agriculture can vary depending on several factors. It involves investments in technology, equipment, software, and data management systems. The specific needs of the farm, the scale of operations, and the level of precision desired all impact the overall cost. Additionally, ongoing expenses may include maintenance, upgrades, and training.

3. Why is precision agriculture also called site-specific agriculture?

It is also referred to as site-specific agriculture due to its focus on tailoring farming practices to specific locations within a field or farm. By utilizing technologies such as GPS, remote sensing, and data analytics, it enables farmers to identify and manage variations in soil composition, moisture levels, nutrient requirements, and crop health across their fields.

4. What is the difference between power farming and traditional farming?

The key difference between power farming and traditional farming lies in the level of mechanization and technology used. Power farming, also known as mechanized or modern farming, heavily relies on advanced machinery and technology to carry out farming operations. It involves the use of tractors, harvesters, irrigation systems, and other mechanized tools.

Traditional farming, on the other hand, often involves manual labor, basic tools, and traditional farming practices passed down through generations. Power farming enables increased efficiency, larger-scale production, and higher productivity compared to the labor-intensive and smaller-scale methods of traditional farming.

Variable-rate application (VRA) in agriculture is a section in tech that majors in the automated use of products in a certain landscape. The manner in which the products are used relies on the data that is gathered through sensors, GPS, and maps. Products are not limited to chemicals, seeds, or Düngemittel, and all of them are simply to aid increase crop yields.

What is Variable-rate application?

Variable-rate application (VRA) is a precision farming technique that involves adjusting the application rate of inputs such as fertilizers, pesticides, and seeds to different areas of a field based on their specific needs.

VRA uses data from various sources, including satellite imagery, soil maps, and yield data, to create a customized prescription map that guides the application of inputs to different sections of the field.

By tailoring the input application to the specific needs of each area, VRA can optimize crop yields, reduce input waste, and lower costs, making it an effective and efficient tool for precision farming.

There are several kinds of tech that are applied in this area of agriculture. They cover nearly all things such as:

• Hyperspectral Imaging
• Drones
• Artificial intelligence
• Satellites

Nonetheless, the kind of VRT is applied, it is crucial to get to know the general method and how it is used.

Variable-rate application technology in Precision Agriculture

Using fertilizer is a normal agricultural trend or activity that is capable of being automated through the use of VRT. Below is a detailed step-by-step instruction on how to use VRT to spray fertilizer:

Zoning/Management Areas – Management areas are divided into sections of a field where conflicting products need to be applied.

When you choose to use VRT, it is crucial to mark which sections the machines need to apply certain products to, since failure to then, you are most likely to face negative results.

Owing to its value, the initial step when using a fertilizer with VRT tech is simple to set the right management sections. It is also necessary to validate that this information is perfectly fed into the VRA system.

Map-Driven vs. Sensor-Driven VRA – VRT in farming can either be sensor-driven or map-driven. The following step is simply to find out the form that is more of a solution to the current challenge that you are experiencing.

Besides that, it can also depend on the disadvantages of the VRT tech that is already applied. Map-based VRT is simply when a map is produced of the landscape and fed to the system prior to working out the activities.

On the other hand, sensor-driven is simply where VRT tech mergers sensors that are capable of automatically detecting the information that later aids in making decisions on the perfect fertilizer to be applied. For instance, it can sense the crop’s well-being and through that make the right decision.

What Data/Imagery Needs to Be Used – Immediately after choosing either sensor-driven or map-driven, the next thing is to find out about the kind of data that the sensors need to be gathering, or what kind of imagery needs to be used in the locating.

Several VRA technologies use drones or other forms of imaging systems to find data regarding the landscape.

Data and Information that is accurate and perfect for spreading fertilizer is not limited to things such as the soil quality and products, the kind of crop, the pace at which the machine is moving when spreading fertilizer, and lastly the data about the climate.

Other Applications and Benefits

Variable-rate application technology in farming majors on other several areas and not only on the spreading of fertilizers. Some other common applications of VRA tech involve:

• Use of herbicides and even other kinds of chemicals
• Aussaat
• Detecting pests and diseases
• Detecting weeds

Generally, VRA tech is majorly used to find out information regarding a certain landscape and also to make a system come up with decisions depending on the information provided. These decisions that are made determine the kind of products to be used in the field.

Apart from that, the benefit of using a VRA system is that it can aid automates this entire section of the agricultural process.

The more automation and precision that a firm specializes in its operations, the more money it can save by higher production and efficiency. Several sources show lots of economic benefits of using VRA as shown below:

Higher chances of yield increase since there is more efficient spying and fertilization according to actual crop needs and variability of lands. Environmental protection from excess spraying of Schädlinge and also fertilization.

Geopard is one of the best ways that you can use to try out the Variable-rate application service since it offers several services such as:

• Zones creator and managed automation
• Set rates
• Customize
• Compatibility and Export
• Single-layer analytics
• Multi-layer analytics
• Field Potential Multi-year maps
• Field Stability maps
• Cross-layer maps
• Statistics for zones
• Datenkompatibilität
• Draw zones manually
• And many others