Tarkkuusviljelyteknologiat pienviljelijöiden vauhdittamiseksi

Tarkkuusviljelyn laajalle levinnyt käyttöönotto voidaan selittää useilla kriittisillä teknologioilla: matkapuhelimilla, droneilla, satelliiteilla ja paikan päällä olevilla antureilla. Vaikka kaikki näistä eivät olekaan aivan uusia, niiden kohtuuhintaisuus ja saatavuus tekevät niistä merkityksellisempiä viljelijöille kaikkialla.

Yleisesti optimistisesta näkemyksestä huolimatta on kuitenkin voitettava monia esteitä, ennen kuin pienviljelijät voivat toteuttaa näitä ratkaisuja. "Teknologian saatavuuden viiden A:n" käsite, joka koostuu "saatavuudesta", "kohtuuhintaisuudesta", "tietoisuudesta", "kyvystä" ja "toimijuudesta", on hyödyllinen viitekehys näiden monien vaikeuksien analysointiin.

Monilla maailman alueilla täsmäviljelyteknologioiden saatavuus voi olla vakavasti rajallista esimerkiksi tällaisten ratkaisujen tukemiseen tarvittavan digitaalisen infrastruktuurin (esimerkiksi sähkön tai internetin) puutteiden vuoksi.

Vaikka ne olisivatkin saatavilla, monilla viljelijöillä ei välttämättä ole varaa ostaa niitä. Esimerkiksi viljelijöillä ei välttämättä ole varaa älypuhelimeen, jossa on internetyhteys, joka on monien täsmäviljelyteknologioiden välttämätön edellytys.

Vaikka toimivia ratkaisuja olisi saatavilla ja ne olisivat kustannustehokkaita, viljelijät eivät välttämättä ole niistä tietoisia. Sama pätee useisiin muihin sekä julkisten että kaupallisten organisaatioiden tarjoamiin teknologisiin palveluihin. On myös mahdollista, että viljelijöillä ei ole ratkaisujen hyödyntämiseen tarvittavaa lukutaitoa ja teknologisia taitoja.

GSMA:n tekemässä kyselyssä matalan ja keskitulotason maista kotoisin olevat mobiili-internetin kanssa perehtyneet vastaajat sanoivat tämän olevan ensisijainen este internetin käytölle.

Lopuksi viljelijät, jotka kuuluvat alipalveltuihin ryhmiin, kuten naisviljelijät, eivät välttämättä ole "toimijuudeltaan" monien sosiokulttuuristen esteiden vuoksi, jotka estävät heitä saamasta teknologisia ratkaisuja.

Näiden esteiden voittamiseksi tarvitaan toimia sekä operatiivisella että poliittisella tasolla. Näihin kuuluu käyttäjälähtöisten ratkaisujen luominen, luovien ja osallistavien liiketoiminta- ja palvelumallien kehittäminen sekä lainsäädännön säätäminen, joka mahdollistaa alan digitaalisen muutoksen.

Esteiden monitahoinen luonne korostaa tarvetta tehostaa yhteistyötä monien sidosryhmien, kuten hallituksen ja kaupallisen sektorin, kansalaisyhteiskunnan ja akateemisen yhteisön, välillä, jotta pienviljelijät voivat nopeuttaa digitaalisen teknologian käyttöä.

Merkitykselliset täsmäviljelyteknologiat

Tässä osiossa esittelemme yleiskatsauksen tärkeimmistä ja merkityksellisimmistä täsmäviljelyteknologioista näiden teknologioiden kasvavan käytön edistämiseksi.

1. Matkapuhelimien käyttö 

Kasvava mobiili- ja internet-yhteyksien yleistyminen on tasoittanut tietä monenlaisten matkapuhelinpohjaisten maatalouspalveluiden kehittämiselle.

Näitä palveluita kutsutaan myös “m-Agri-palveluiksi”. Näihin kuuluu sen varmistaminen, että viljelijöillä on pääsy tuotantopanoksiin, lainoihin, vakuutuksiin ja markkinapaikkoihin, joilla he voivat myydä tuotteitaan.

Matkapuhelimet mahdollistavat viljelijöiden ja maatalousalan ammattilaisten välisen kommunikoinnin molempiin suuntiin, tarjoavat reaaliaikaisia seurantamahdollisuuksia ja helpottavat peltotietojen digitalisointia ja yksinkertaista keräämistä.

GPS:llä varustetut älypuhelimet voivat helpottaa tarkkojen sijaintitietojen keräämistä ja mahdollistaa yksilöllisen tiedon jakamisen viljelijöille. Matkapuhelimet ovat erittäin helppokäyttöinen väline tiedon ja näkemysten levittämiseen käyttämällä muita täsmäviljelyteknologioita, kuten satelliitteja, paikan päällä olevia antureita ja miehittämättömiä ilma-aluksia (UAV).

Ehkä puhelin, jossa on vain kaikkein perustavimmat ominaisuudet eikä lainkaan älykkäitä toimintoja, tarjoaa maanviljelijöille erilaisia mahdollisuuksia avata yksilöllistä tietoa.

Tämä mahdollistaa sen, että viljelijät, joilla ei ole taloudellisia resursseja ostaa älypuhelinta tai jotka asuvat paikoissa, joissa on vain vähän tai ei lainkaan internetyhteyttä, voivat hyödyntää täsmäviljelyteknologioita.

Matkapuhelinpohjaiset maatalouden neuvontapalvelut, jotka auttavat tällä hetkellä lukemattomia viljelijöitä ympäri maailmaa, ovat yleisin vaihtoehto. Näitä palveluita kutsutaan myös "digitaalisiksi laajennuksiksi".“

Ne voivat voittaa monia maatalouden neuvonantajien (AEW) haittoja, kuten vähyyden, rajallisen todistetun tehon ja viljelijöiden epäluottamuksen AEW:iden tarjoamia neuvoja kohtaan.

Neuvontapalvelut ovat kustannustehokas strategia maatalouden tulosten parantamiseksi, vaikka pelkkien neuvontapalveluiden vaikutukset ovat vähäisiä.

Esimerkiksi eräässä tutkimuksessa havaittiin, että viljelijöillä, jotka lisäsivät viljelykasveilleen levittämänsä kalkin määrää tekstiviestipohjaisten hälytysten perusteella, oli jopa kymmenkertainen kustannus-hyötysuhde.

2. Satelliittien käyttö maatalousteknologioissa

Satelliittien keräämää spektritietoa voidaan käyttää spektri-indeksikarttojen rakentamiseen, jotka tarjoavat visuaalisen esityksen tilan tilasta ja neuvovat viljelijää siitä, mitkä tilan alueet tarvitsevat huomiota. ARVI, NBR ja NDVI ovat esimerkkejä usein käytetyistä spektri-indekseistä.

• Normalisoitu differentiaalinen kasvillisuusindeksi eli NDVI arvioi kasvillisuuden vihreäyttä ja voi toimia korvikkeena arvioitaessa sadon terveyttä koko pellolla.
• NBR:ää käytetään sekä palolaajuuden arviointiin että käynnissä olevien tulipalojen seurantaan.
• ARVI seuraa hiukkasten pitoisuutta ja mahdollistaa käyttäjien paikantaa saasteiden tai jopa kaskiviljelyn kaltaisten toimintojen vaikutusalueet.

Mobiilisovellusten avulla maanviljelijät voivat saada maatilakartat havainnollistaa sadon terveydentilan vaihtelua tilojen välillä ja antaa tilakohtaista neuvontaa.

Satelliittidatan integrointi useisiin muihin tietolähteisiin, kuten säähän, paikan päällä oleviin antureihin ja maataloustietoihin (lannoitteiden käyttö, istutuspäivät jne.), ja sitä seuraava koneoppimisalgoritmien käyttö tietojen käsittelyssä voi tarjota paikallisille viljelijöille entistä tarkempaa tietoa.

Useat uudet yritykset tarjoavat täsmäviljelyteknologioita. Näihin kuuluvat ratkaisut lannoitteiden käyttöön sekä satelliittikuviin perustuva satoennuste.

Satelliitit voivat myös tarjota geolokaatiotietoja. Satelliittipohjaiset navigointilaitteet, kuten GPS, auttavat georeferoitujen tietojen keräämisessä ja peltojen tarkkojen sijaintien tunnistamisessa.

Se on välttämätöntä siementen, rikkakasvien ja torjunta-aineiden tarkalle järjestelylle sekä veden kestävän käytön hallinnalle ja yleisten maatalouskäytäntöjen tukemiselle.

Satelliittien ja navigointijärjestelmien yhteinen käyttö auttaa kuvaamaan tilojen maaperän ja viljelykasvien vaihtelevuutta, mikä mahdollistaa sekä intensiivisempien että tehokkaampien viljelymenetelmien käytön.

3. Miehittämättömien ilma-alusten (UAV) käyttö täsmäviljelyssä

Yhdessä useiden muiden teknologiamuotojen (useiden anturien ja muuttuvanopeuksisen teknologian) kanssa droneja käytetään viljelykasvien kasvusyklin peräkkäisissä vaiheissa. Se vaihtelee maaperän arviointi siementen kylvöstä tai kasvien ruiskuttamisesta optimaalisen sadonkorjuuajankohdan määrittämiseen.

Niillä on kaksi pääasiallista sovellusta: työn määrän havaitseminen ja vähentäminen. Kameroilla ja muilla sensoreilla varustetut droonit mahdollistavat reaaliaikaisen ilmavalvonnan ja tarjoavat vertaansa vailla olevan näkökulman maatilaan.

Drooneihin kiinnitettävät hyötykuormat, kuten ruiskutusjärjestelmät, voivat vähentää tiettyjen maataloustehtävien, kuten partiotoiminta ja levittämällä rikkakasvien torjunta-aineita, lannoitteita ja hyönteismyrkkyjä.

4. Antureiden ja esineiden internetin (IoT) käyttö 

Viljelijät voivat tehdä valintansa paikan päällä olevien antureiden keräämän datan perusteella, jotka seuraavat peltojen ja satojen ominaisuuksia entistä tarkemmin.

Täsmäviljelyteknologioita, kuten sensoreita, hyödynnetään seuraavissa sovelluksissa: täsmäkylvössä ja -ruiskutuksessa, tuholaisten ja maaperän seurannassa, älykkäässä kastelussa, satojen seurannassa, sään seurannassa ja ympäristön seurannassa.

Laitteiden välistä kommunikaatiota on säänneltävä tietyillä säännöillä, jotta paikalliset anturit voivat kommunikoida keskenään ja välittää dataa. Termi "verkkoprotokolla" viittaa tähän ennalta määrättyyn ohjeistoon.

Koska eri langattomilla verkoilla on tyypillisesti vaihtelevat kantamat ja kapasiteetit tiedonsiirtoon, ne sopivat parhaiten useisiin sovelluksiin.

Low-Power Wide-Area Networks (LPWAN) -teknologiana tunnettu teknologia on kasvattanut suosiotaan maatalouden esineiden internetin sovelluksissa.

LPWAN on optimaalinen tilanteisiin, joissa älykkäät laitteet kommunikoivat huomattavan matkan päässä, mutta niiden tarvitsee siirtää vain rajallinen määrä dataa. LPWAN-verkkoteknologioita ovat esimerkiksi LoRaWAN ja NB-IoT.

Laajan peittoalueen (jopa 20 kilometriä) lisäksi näillä antureilla on myös korkea energiatehokkuus. Tämän seurauksena antureiden virtalähteenä käytettävät paristot voivat kestää jopa 15 vuotta.

Koska LoRaWAN ei ole riippuvainen 4G:stä tai GPS:stä, siitä on tullut suositumpi täsmäviljelytekniikoissa tai -sovelluksissa, sillä se tarjoaa luotettavaa tiedonsiirtoa maantieteellisen paikannuksen lisäksi. Tämä osoittaa, että se sopii paremmin käytettäväksi syrjäisemmissä paikoissa, joissa 4G-peitto on heikompi.

Lisätäsmäviljelyteknologiat

Täsmäviljelyä auttavat teknologiset edistysaskeleet, kuten muuttuvanopeuksinen teknologia (VRT), maatalousrobotit ja automaatio.

Pienviljelijät eivät kuitenkaan näytä pystyvän toteuttamaan näitä käytäntöjä korkeiden kustannusten, hyväksyttävien liiketoimintamallien puutteen ja tietyn teknisen asiantuntemuksen vaatimusten vuoksi.

1. Robotiikka ja maatalouden automaatio

Maanviljelijät kaikkialla maailmassa siirtyvät robotiikan käyttöön monenlaisissa muodoissa, kuten rikkaruohojen kitkemiseen tarkoitetuissa roboteissa, autonomisissa traktoreissa, sadon seuranta botteja ja sadonkorjuurobotteja, jotta voidaan vähentää maatilan valvontaan tarvittavien matkojen määrää, minimoida satovahingot ja -hävikit, lisätä maatilan satoa ja vähentää polttoaineenkulutusta.

Tarkkuusviljelyteknologioiden, kuten robottien, nousevat kustannukset ovat merkittävin este niiden laajalle levinneelle käytölle alikehittyneissä maissa.

Esimerkiksi vuonna 2017 robottiavusteisen maatalouden tiedustelun alkukustannuksiksi odotettiin yli 1 49 000 eekkeriä ja vuosittaisiksi käyttökustannuksiksi 1 418 eekkeriä hehtaaria kohden. Muiden kevyisiin tehtäviin, kuten kitkemiseen ja leikkaamiseen, suunniteltujen mobiilirobottien hinta saattaa nopeasti nousta 15 000 eekkeriä 43 000 eekkeriin.

Jotta roboteista tulisi taloudellisesti kannattavampi vaihtoehto, tutkitaan kuitenkin erilaisia liiketoimintamalleja.

Esimerkiksi yrityksen liiketoimintamalli voi sisältää ARaaSin, joka viittaa "maatalousrobotit palveluna". Korvaamalla viljelijöitä maatalousrobottien käytöstä tämä konsepti tarjoaa pienviljelijöille kätevän ja turvallisen taloudellisen vaihtoehdon.

2. Muuttuvanopeuksinen teknologia (VRT)

Sadon määräävät tekijät ovat harvoin yhdenmukaisia koko pellolla. Lisäksi panosten johdonmukainen käyttö ei takaa mahdollisimman suurta tuotantoa tai kannattavuutta.

Muuttuvan annostelun teknologia (VRT) mahdollistaa panosten, kuten lannoitteiden, kemikaalien ja siemenkapseleiden, annosten räätälöinnin ja huomattavan vaihtelun pellon sopivissa paikoissa, jotta voidaan maksimoida panosten tehokkuus ja sitä kautta yksittäisten peltojen sato ja voitto. Tämä tehdään koko alueen potentiaalin maksimoimiseksi.

Toimitusta varten ajoneuvot, kuten droonit, traktorit ja muut maatalousrobotit, varustetaan laitteilla, jotka voivat toimia vaihtelevalla nopeudella (esim. ruiskut ja levittimet).

Pienet tilat eivät usein pysty perustelemaan tällaisten laitteiden hankintaa niiden kohtuuttoman korkeiden kustannusten (arviolta 150 000–250 000 TP4T) ja niiden monimutkaisuuden vuoksi viljelijöiden ymmärtää ja toteuttaa.

GeoPard on yksi autonomisen täsmäviljelyn teknologiayrityksistä, joka pystyy käsittelemään mitä tahansa georeferoidun maatilan dataa. Autamme kasvinviljelyyn osallistuvia yrityksiä täsmäviljelyratkaisuissa ja tehostamme toimintaansa.

Myös viljelijät ja satoneuvojat voivat saada täsmäviljely yrityksemme teknologioita. API, white label -ratkaisut ja widgetit ovat joitakin muita palveluita, joita tarjoamme suurille maatalousyrityksille. Tämän ansiosta he voivat ottaa ratkaisunsa käyttöön vain muutamassa viikossa.

Usein kysytyt kysymykset

1. Mikä seuraavista on todennäköisin syy siihen, miksi useimmat pienviljelijät välttävät täsmäviljelyteknologiaa?

Todennäköisin syy siihen, miksi useimmat pienviljelijät välttävät täsmäviljelyteknologiaa, on näiden teknologioiden käyttöönottoon ja toteuttamiseen liittyvät korkeat alkukustannukset. Pienviljelijöillä on usein rajalliset taloudelliset resurssit, ja he saattavat pitää täsmäviljelyä liian kalliina ja saavuttamattomana.

Lisäksi rajallinen pääsy tekniseen tietämykseen, infrastruktuurin puute sekä riittämättömät koulutus- ja tukipalvelut voivat myös estää pienviljelijöitä ottamasta käyttöön täsmäviljelyteknologiaa.

2. Miten GPS-teknologian käyttö tällä tavalla hyödyttää maanviljelijää?

GPS-teknologian käyttö täsmäviljelyssä hyödyttää viljelijöitä tarjoamalla tarkan peltokartoituksen, mahdollistamalla kohdennetun lannoituksen, virtaviivaistamalla maatilan toimintoja ja helpottamalla datalähtöistä päätöksentekoa.

Tarkka peltokartoitus auttaa viljelijöitä ymmärtämään peltojensa vaihteluita ja optimoimaan resurssien kohdentamista. Kohdennettu lannoite vähentää jätettä ja alentaa kustannuksia. GPS-ohjatut koneet parantavat toiminnan tehokkuutta, säästäen aikaa ja työvoimaa. Tiedonkeruu ja -analyysi mahdollistavat tietoon perustuvan päätöksenteon tuottavuuden ja kannattavuuden parantamiseksi.