Oblakovni transformativni model preporuke usjeva mijenja preciznu poljoprivredu

Poljoprivreda je na raskrižju. S rastom globalne populacije na 9,7 milijardi do 2050. godine, poljoprivrednici moraju proizvesti 70% više hrane boreći se istovremeno s klimatskim promjenama, degradacijom tla i nestašicom vode.

Tradicionalne poljoprivredne metode, koje se oslanjaju na zastarjele prakse i nagađanja, više nisu dovoljne. Ulazi Model preporuke transformacijskih kultura (TCRM), AI-pokretano rješenje osmišljeno za izravno rješavanje ovih izazova.

Ovaj članak istražuje kako TCRM koristi strojno učenje, IoT senzore i računalstvo u oblaku za isporuku 94% precizne preporuke za usjeve, osnažujući poljoprivrednike da povećaju prinose, smanje otpad i usvoje održive prakse.

Rastuća potreba za umjetnom inteligencijom u modernom poljoprivredništvu

Potražnja za hranom vrtoglavo raste, ali tradicionalna poljoprivreda teško uspijeva. U regijama poput Pendžaba, Indije — velikog poljoprivrednog središta — zdravlje tla opada zbog prekomjerne uporabe gnojiva, a zalihe podzemnih voda brzo se iscrpljuju.

Poljoprivrednici često nemaju pristup podacima u stvarnom vremenu, što dovodi do pogrešnih odluka o izboru usjeva, navodnjavanju i korištenju resursa. Tu na scenu stupa precizna poljoprivreda, pokretan umjetnom inteligencijom, postaje ključan.

Za razliku od konvencionalnih metoda, precizna poljoprivreda koristi tehnologije poput IoT senzora i strojnog učenja za analizu uvjeta na terenu i pružanje prilagođenih preporuka. TCRM utjelovljuje ovaj pristup, nudeći poljoprivrednicima primjenjive uvide temeljene na hranjivim tvarima u tlu, vremenskim obrascima i povijesnim podacima.

Integriranjem umjetne inteligencije u poljoprivredu, TCRM premošćuje jaz između tradicionalnog znanja i moderne inovacije, osiguravajući da poljoprivrednici mogu održivo odgovoriti na buduće potrebe za hranom.

“Ovo nije samo pitanje tehnologije – radi se o osiguravanju da svaki poljoprivrednik ima alate za uspjeh.”

Kako TCRM funkcionira: Spajanje podataka i strojnog učenja

U svojoj srži, TCRM je AI sustav za preporuku usjeva koji kombinira više tehnologija kako bi pružio precizne savjete. Proces započinje prikupljanjem podataka. IoT senzori postavljeni na poljima mjere ključne parametre poput dušika (N), fosfora (P), kalija (K) u tlu, temperature, vlažnosti, oborina i pH razine.

Ovi senzori šalju podatke u stvarnom vremenu u platformu temeljenu na oblaku, koja također preuzima povijesne podatke o učinkovitosti usjeva iz globalnih baza podataka poput NASA-e i FAO-a. Nakon prikupljanja, podaci prolaze rigorozno čišćenje.

Vrijednosti koje nedostaju, poput očitanja pH tla, popunjavaju se regionalnim prosjekima, dok se izvanredne vrijednosti – poput naglih skokova vlažnosti – filtriraju. Tako očišćeni podaci zatim se normaliziraju radi osiguravanja dosljednosti; na primjer, vrijednosti oborina skaliraju se između 0 (100 mm) i 1 (1000 mm) radi pojednostavljenja analize.

Zatim preuzima hibridni model strojnog učenja TCRM-a. On kombinira Algoritmi slučajne šume—metoda koja koristi 500 stabala odlučivanja za izbjegavanje pogrešaka—s dubokim slojevima učenja koji otkrivaju složene obrasce.

Kako TCRM radi Spajanje podataka i strojno učenje

Ključna inovacija je mehanizam višeglave pažnje, koji identificira odnose između varijabli. Na primjer, prepoznaje da visoke količine oborina često koreliraju s boljom apsorpcijom dušika u usjevima poput riže.

Model je treniran tijekom 200 ciklusa (epoha) uz stopu učenja od 0,001, usavršavajući svoja predviđanja dok ne postigne 94% točnosti. Konačno, sustav isporučuje preporuke putem aplikacije temeljene na oblaku ili SMS upozorenja, osiguravajući da čak i poljoprivrednici u udaljenim područjima dobiju pravovremene savjete.

Zašto TCRM nadmašuje tradicionalne poljoprivredne metode

Tradicionalni sustavi preporuke usjeva, poput onih koji koriste logističku regresiju ili K-najbližih susjeda (KNN), nemaju sofisticiranost za rješavanje složenosti poljoprivrede.

Na primjer, KNN se bori s neuravnoteženim podacima - ako skup podataka ima više unosa za pšenicu nego za leću, njegova predviđanja naginju pšenici. Slično tome, AdaBoost, drugi algoritam, postigao je samo 11,5% točnosti u studiji zbog prekomjernog pristajanja. TCRM nadilazi te nedostatke svojim hibridnim dizajnom.

Spajanjem algoritama temeljenih na stablima (za transparentnost) s dubokim učenjem (za rješavanje složenih obrazaca), postiže se ravnoteža između točnosti i interpretativnosti.

U ispitivanjima, TCRM je postigao 97,67% unakrsna validacija rezultat, dokazujući njezinu pouzdanost u različitim uvjetima. Na primjer, kada je testirana u Punjabu, preporučila je sadnju šipka na farmama s visokim kalijem (120 kg/ha) i umjerenim pH (6,3), što je dovelo do povećanja prinosa od 30%.

Farmeri su također smanjili upotrebu gnojiva za 15%i otpad vode za 25%, jer je sustav pružao precizne smjernice za prehranu i navodnjavanje. Ovi rezultati ističu potencijal TCRM-a da transformira poljoprivredu iz industrije koja intenzivno koristi resurse u održiv, podatkovno vođen ekosustav.

TCRM nadmašuje tradicionalne poljoprivredne modele

Stvarni utjecaj: Studije slučaja iz Pendžaba

Poljoprivrednici u Punjabu suočavaju se sa ozbiljnim izazovima, uključujući iscrpljenu podzemnu vodu i neravnotežu hranjivih sastojaka u tlu. TCRM je ovdje testiran kako bi se procijenila njegova praktična vrijednost.

Jedan poljoprivrednik, na primjer, unio je podatke koji pokazuju dušik u tlu od 80 kg/ha, fosfor od 45 kg/ha i kalij od 120 kg/ha, uz pH od 6,3 i godišnju količinu oborina od 600 mm.

TCRM je analizirao ove podatke, prepoznao visoke razine kalija i optimalan pH raspon te preporučio šipak – kulturu poznatu po uspijevanju u takvim uvjetima. Farmer je dobio SMS upozorenje s detaljima o odabranom usjevu i idealnim gnojivima (urea za dušik, superfosfat za fosfor).

Tijekom šest mjeseci, poljoprivrednici koji su koristili TCRM izvijestili su 20-30% veći prinosi za osnovne usjeve poput pšenice i riže. Poboljšana je i učinkovitost resursa: upotreba gnojiva smanjena je za 15%, jer je sustav precizno odredio potrebe za hranjivim tvarima, a rasipanje vode palo je za 25% zahvaljujući navodnjavanju usklađenom s prognozama oborina.

Ovi ishodi pokazuju kako alati pokretani umjetnom inteligencijom, poput TCRM-a, mogu poboljšati produktivnost uz promicanje ekološke održivosti.

Tehničke inovacije iza TCRM-ovog uspjeha

Uspjeh TCRM-a ovisi o dva proboja. Prvo, njegovo mehanizam višeglave pažnje omogućuje modelu da uteže odnose između varijabli.

Na primjer, detektirala je snažnu pozitivnu korelaciju (0,73) između oborina i unosa dušika, što znači da usjevima u regijama s visokim oborinama pogoduju gnojiva bogata dušikom.

Obrnuto, utvrdila je blagu negativnu povezanost (-0.14) između pH vrijednosti tla i apsorpcije fosfora, što objašnjava zašto kisela tla zahtijevaju tretman vapnom prije sadnje usjeva bogatih fosforom poput krumpira.

Drugo, TCRM-ova integracija oblaka i SMS-a osigurava skalabilnost. Smješten na Amazon Web Services (AWS), sustav istovremeno podržava preko 10.000 korisnika, što ga čini primjenjivim za velike zadruge.

Za male poljoprivrednike bez interneta, Twilio API šalje SMS upozorenja – više od 3.000 mjesečno samo u Pendžabu – sa savjetima o usjevima i gnojivima. Ovaj dvostruki pristup osigurava da nijedan poljoprivrednik ne bude zapostavljen, bez obzira na povezanost.

Tehničke inovacije iza TCRM-ovog uspjeha

Izazovi u usvajanju umjetne inteligencije za poljoprivredu

Unatoč obećanju, TCRM se suočava s preprekama. Mnogi poljoprivrednici, osobito stariji, ne vjeruju preporukama umjetne inteligencije, preferirajući tradicionalne metode. U Pendžabu, samo 35% poljoprivrednika usvojilo je TCRM tijekom ispitivanja.

Trošak je još jedna prepreka: cijena IoT senzora 200500 po hektaru, nedostižno za male poljoprivrednike. Dodatno, TCRM-ovi podaci za obuku fokusirali su se na indijske usjeve poput pšenice i riže, ograničavajući njegovu korisnost za uzgajivače kvinoje ili avokada u drugim regijama.

Studija također ističe nedostatke u testiranju. Dok je TCRM postigao 97,67% u unakrsnoj validaciji, nije bio evaluiran pod ekstremnim uvjetima poput poplava ili dugotrajnih suša. Buduće verzije moraju riješiti ova ograničenja kako bi izgradile otpornost i povjerenje.

Budućnost umjetne inteligencije u poljoprivredi

Gledajući unaprijed, programeri TCRM-a planiraju integrirati Objašnjiva umjetna inteligencija (XAI) alate poput SHAP-a i LIME-a. Oni će pojasniti preporuke — na primjer, pokazati poljoprivrednicima da je usjev odabran jer su razine kalija bile 20% iznad praga.

Globalna ekspanzija je još jedan prioritet; dodavanje skupova podataka iz Afrike (npr. kukuruz u Keniji) i Južne Amerike (npr. soja u Brazilu) učinit će TCRM univerzalno primjenjivim.

Integracija interneta stvari u stvarnom vremenu pomoću dronova također je na vidiku. Dronovi mogu mapirati polja svaki sat, ažurirajući preporuke na temelju promjenjivog vremena ili aktivnosti štetnika.

Takve inovacije mogle bi pomoći u predviđanju najezde skakavaca ili gljivičnih infekcija, omogućujući preventivne mjere. Na kraju, partnerstva s vladama mogla bi subvencionirati IoT senzore, čineći preciznu poljoprivredu dostupnom svim poljoprivrednicima.

Zaključak

Model za preporuku transformativnih usjeva (TCRM) predstavlja iskorak u poljoprivrednoj tehnologiji. Kombinirajući umjetnu inteligenciju, IoT i računalstvo u oblaku, poljoprivrednicima nudi 94% točan, alat za donošenje odluka u stvarnom vremenu koji povećava prinose i štedi resurse.

Iako izazovi poput troškova i prepreka usvajanja ostaju, TCRM-ov potencijal za revoluciju u poljoprivredi je neupitan. Dok se svijet bori s klimatskim promjenama i rastom stanovništva, rješenja poput TCRM-a bit će ključna u stvaranju održive budućnosti sigurnosti hrane.

ReferencaSingh, G., Sharma, S. Enhancing precision agriculture through cloud based transformative crop recommendation model. Sci Rep 15, 9138 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-93417-3

Automatizirani AI okvir za mala i srednja poduzeća. Potpora savezne pokrajine Sjeverna Rajna-Vestfalija.

Drago nam je objaviti da GeoPard Poljoprivreda, u partnerstvu s Sveučilište primijenjenih znanosti Hamm-Lippstadt, primio je obavijest o dodjeli bespovratnih sredstava od Ministarstvo gospodarstva Sjeverne Rajne-Vestfalije za projekt Automatizirani okvir umjetne inteligencije za mala i srednja poduzeća (AKI4KMU). Ova inicijativa ima za cilj pojednostaviti korištenje i integraciju umjetne inteligencije u postojeće procese, s naglaskom na geoprostornu analitiku.

O projektu
The AKI4KMU Projekt, koji vodi konzorcij koji uključuje Hochschule Hamm-Lippstadt, FlyPard Analytics GmbH i Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG, usmjeren je na korištenje umjetne inteligencije (AI) i modernih komunikacijskih tehnologija za poticanje inovacija i održivosti, posebno u poljoprivrednom sektoru. Mala i srednja poduzeća (MSP) često se suočavaju s izazovima u prikupljanju podataka, evaluaciji i implementaciji umjetne inteligencije. Cilj ovog projekta je prevladati te prepreke unaprjeđenjem automatizirani procesi umjetne inteligencije i njihovo integriranje s Digitalni blizanci i 5G tehnologiju.

s projektnim partnerom prof. dr. Stefanom Henklerom

Ključni ciljevi

  • Optimizacija poljoprivredne učinkovitostiKorištenjem precizne poljoprivrede, analize temeljene na umjetnoj inteligenciji i digitalnih simulacija, projekt ima za cilj poboljšati učinkovitost i održivost poljoprivrede.
  • Smanjenje potrošnje resursaUvidi temeljeni na umjetnoj inteligenciji pomažu u smanjenju upotrebe vode i gnojiva, smanjujući operativne troškove za poljoprivrednike.
  • Poboljšanje donošenja odlukaUmjetna inteligencija poboljšava planiranje usjeva, otkrivanje štetnika i optimizaciju prinosa, povećavajući produktivnost i konkurentnost.
  • Realistične simulacije umjetne inteligencijeDigitalni blizanci omogućuju testiranje scenarija u stvarnom svijetu bez skupih fizičkih eksperimenata.

Utjecaj na regiju
Projekt, proveden u Sjeverna Rajna-Vestfalija, Njemačka, usklađen je s regionalnim inovacijskim strategijama i doprinosi razvoj naprednog tehnološkog ekosustava za poljoprivredu. Kroz Automatizacija pokretana umjetnom inteligencijom i održiva digitalna rješenja, projekt osnažuje mala i srednja poduzeća da otključaju puni potencijal umjetne inteligencije, stvarajući dugoročnu vrijednost za poduzeća i društvo.

Podržava Ministarstvo gospodarstva, industrije, klimatskih akcija i energetike savezne države Sjeverna Rajna-Vestfalija. Sufinancirano od strane Europske unije. Broj potpore EFRE-20800498.

Velike farme dominiraju krajolikom precizne poljoprivrede, kaže USDA

Usvajanje preciznih poljoprivrednih tehnologija raste, a veliki poljoprivredni sustavi predvode integraciju naprednih alata za povećanje učinkovitosti, smanjenje troškova i povećanje prinosa usjeva.

Prema izvješću Ministarstva poljoprivrede SAD-a (USDA), gotovo 70% velikih farmi, definiranih kao one s godišnjom bruto zaradom većom od $milijun dolara, koriste tehnologije poput monitora prinosa, sustava automatskog upravljanja i zemljovida tla za poboljšanje poslovanja.

Ovo je značajan kontrast u odnosu na samo 13% poljoprivrednih gospodarstava koja su izvijestila o korištenju sličnih tehnologija u 2023. godini, prema Službi za ekonomska istraživanja USDA-a.

Zašto veća poljoprivredna gospodarstva češće usvajaju preciznu poljoprivredu

Precizna poljoprivreda odnosi se na upotrebu naprednih tehnologija za optimizaciju poljoprivrednih praksi i povećanje produktivnosti. Za veće farme, prednosti ovih tehnologija su značajne.

Fokusirajući se na povećanje prinosa usjeva, smanjenje operativnih troškova i upravljanje nepredvidivim vremenskim i tržišnim promjenama, veliki farmovi imaju više financijskih sredstava za ulaganje u tehnologiju. To im olakšava usvajanje alata koji zahtijevaju značajne početne troškove, kao što su monitori prinosa, sustavi automatskog upravljanja i automatizirana oprema.

Prema anketi USDA, razlike u usvajanju tehnologije su očite. Dok je 68% velikih farmi koristilo tehnologije za podršku odlučivanju poput monitora prinosa i karata tla, samo ih je 13% malih farmi koristilo.

Izvješće naglašava da veće operacije ne samo da imaju financijske mogućnosti za ulaganje u takve tehnologije, već mogu i više profitirati od njihove implementacije. Tehnologije precizne poljoprivrede, posebno one usmjerene na automatizaciju i odlučivanje temeljeno na podacima, mogu dovesti do veće učinkovitosti, boljeg upravljanja resursima i na kraju do viših profitnih marži.

Ključne tehnologije koje potiču usvajanje precizne poljoprivrede

Među raznim dostupnim alatima precizne poljoprivrede, nekoliko se ističe po širokoj upotrebi na velikim farmama:

  1. Mjerila prinosaOvi uređaji mjere količinu i kvalitetu usjeva tijekom žetve. Pružajući podatke u stvarnom vremenu, monitori prinosa omogućuju poljoprivrednicima procjenu varijabilnosti polja i donošenje informiranih odluka o upravljanju usjevima i raspodjeli resursa.
  2. Sustavi automatskog upravljanja: Ovi sustavi su sastavni dio poljoprivredne opreme velikih razmjera kao što su traktori i kombajni. Autosteering koristi GPS tehnologiju za upravljanje opremom, smanjujući ljudske pogreške i optimizirajući preciznost operacija poput sadnje, gnojidbe i žetve. Prema izvješću USDA, 70% velikih farmi koristilo je sustave za automatsko upravljanje, u usporedbi s samo 9% malih farmi.
  3. Karta tla i analitika podatakaTehnologija mapiranja tla pruža detaljne informacije o uvjetima tla na farmi, omogućujući poljoprivrednicima da donose precizne odluke o navodnjavanju, gnojidbi i sadnji. Razumijevanjem varijabilnosti sastava tla i razine vlage, veliki poljoprivrednici mogu povećati prinose i smanjiti troškove ulaganja.

Faktori koji utječu na prihvaćanje tehnologije

Izvješće USDA naglašava nekoliko čimbenika koji utječu na usvajanje precizne poljoprivrede, pri čemu su veličina farme i financijska sredstva najznačajniji. Veće farme, s većim prihodima i sposobnošću dugoročnih ulaganja, lakše usvajaju tehnologije koje zahtijevaju značajna početna ulaganja.

S druge strane, manje operacije, osobito one koje generiraju manje od $150.000 godišnje, suočavaju se s izazovima u opravdavanju početnog ulaganja zbog ograničenih proračuna i nižih marži profita.

Osim financijskih ograničenja, pri donošenju odluke o usvajanju novih tehnologija u obzir se uzima i priroda poljoprivrednog gospodarstva. Poljoprivredna gospodarstva u fazi umirovljenja, ili ona kojima upravljaju poljoprivrednici koji se približavaju umirovljenju, često su manje sklona ulagati u nove tehnologije, jer njihova dugoročna uključenost u poljoprivredno poslovanje može biti neizvjesna.

Za ove operacije, prednosti precizne poljoprivrede možda ne nadmašuju troškove, osobito ako poljoprivrednik planira prestati s aktivnom poljoprivredom u bliskoj budućnosti.

Borba za široko prihvaćanje

Iako precizne poljoprivredne tehnologije nude jasne prednosti, njihovo široko usvajanje bilo je sporije od očekivanog. Unatoč sve većoj upotrebi alata poput monitora prinosa i sustava automatskog upravljanja na velikim farmama, određene tehnologije još nisu stekle značajnu popularnost kod farmi svih veličina. Dronovi, nosivi uređaji za praćenje stoke i roboti za mužnju, na primjer, ostaju nedovoljno iskorišteni čak i kod većih farmi.

Upotreba dronova, koji se često smatraju obećavajućim alatom za nadzor usjeva i analizu polja, prijavila je samo 12% velikih obiteljskih poljoprivrednih gospodarstava u 2023. godini. Druge visokotehnološke alatke, poput robotskih muzilica i nosivih uređaja za stoku, također su imale nisku stopu usvajanja, a poljoprivrednici su oklijevali prihvatiti ove tehnologije zbog troškova, složenosti ili neizvjesnih koristi.

Uloga proizvođača opreme

Kako potražnja za preciznom poljoprivredom nastavlja rasti, proizvođači poljoprivredne opreme povećavaju ulaganja u napredne tehnologije. Tvrtke razvijaju pristupačnija i dostupnija rješenja kako bi zadovoljile potrebe šireg kruga poljoprivrednika, uključujući i one s manjim poslovanjem.

Međutim, unatoč tim naporima, tržište ostaje izazovno, s mnogim poljoprivrednicima koji još uvijek oklijevaju prihvatiti nove tehnologije usred teške poljoprivredne ekonomije.

Proizvođači se također fokusiraju na stvaranje automatiziranih sustava koji mogu pomoći u optimizaciji performansi traktora, kombajna i ostalih poljoprivrednih strojeva. Ove inovacije imaju za cilj pomoći poljoprivrednicima smanjiti troškove rada i povećati produktivnost, osiguravajući da precizne poljoprivredne tehnologije postanu privlačnije poljoprivrednicima svih veličina.

Zaključak

Tehnologije precizne poljoprivrede nude značajne prednosti poljoprivrednicima, posebno onima koji upravljaju velikim farmama. Pomoću alata kao što su monitori prinosa, sustavi automatskog upravljanja i karte tla, velike farme mogu optimizirati svoju produktivnost, smanjiti troškove i nositi se s izazovima koje postavljaju nestabilna tržišta i nepredvidljivo vrijeme. Međutim, visoki početni troškovi ovih tehnologija i dalje otežavaju njihovo usvajanje među manjim farmama, osobito onima s ograničenim financijskim sredstvima.

Kako se poljoprivredni sektor nastavlja razvijati, vjerojatno je da će se korištenje precizne poljoprivrede dodatno proširiti. Za male poljoprivrednike, razvoj pristupačnijih i dostupnijih rješenja bit će ključan kako bi se osiguralo da ove tehnologije budu dostupne svima. Čini se da će budućnost poljoprivrede sve više oblikovati digitalni alati koji poljoprivrednicima omogućuju donošenje pametnijih odluka utemeljenih na podacima u njihovim operacijama.

Evolucija precizne poljoprivrede: Kako prošlost oblikuje budućnost

Precizna poljoprivreda (Precision Ag), inovativan pristup poljoprivredi koji integrira tehnologiju, podatke i napredne metodologije, transformirao je poljoprivredni krajolik.

Poljoprivrednici, koristeći se alatima poput GPS navigacije, dronova, senzora i analize podataka, mogu povećati učinkovitost, smanjiti otpad i optimizirati prinose. Međutim, ovo revolucionarno polje nije nastalo izolovano. Njegova evolucija duboko je ukorijenjena u stoljetne poljoprivredne prakse, pokazujući kako prošlost služi kao prolog budućnosti.

Pogled unatrag: Temelji precizne poljoprivrede

Poljoprivreda je oduvijek bila područje inovacija. Znatno prije pojave moderne tehnologije, poljoprivrednici su se oslanjali na oštroumno promatranje, iskustvo i metodu pokušaja i pogrešaka kako bi poboljšali produktivnost.

Praktike poput plodoreda, navodnjavanja i selektivnog uzgoja primjeri su ranih oblika precizne poljoprivrede. Te metode, iako rudimentarne prema današnjim standardima, postavile su temelje modernim poljoprivrednim strategijama.

Industrijska revolucija u 18. i 19. stoljeću označila je značajan preokret. Mehanizirana oprema poput plugova, sijačica i vršalica poboljšala je učinkovitost, omogućujući poljoprivrednicima da upravljaju većim zemljišnim parcelama.

Tijekom ovog razdoblja također su se pojavila kemijska gnojiva i pesticidi, dodatno povećavajući prinose usjeva. Ove inovacije postavile su temelje za tehnologije usmjerene na preciznost koje su uslijedile u 20. i 21. stoljeću.

Pojava moderne precizne poljoprivrede

Koncept precizne poljoprivrede kakav danas poznajemo počeo je poprimiti oblik krajem 20. stoljeća s napretkom u satelitskoj tehnologiji, računalnoj snazi i geografskim informacijskim sustavima (GIS). Ključne prekretnice u tom razdoblju uključuju:

  1. GPS Tehnologija (1990-e): Uvođenje GPS sustava revolucioniralo je poljoprivredu omogućavajući precizno navođenje strojeva. Poljoprivrednici su sada mogli optimizirati obrasce sadnje, gnojidbe i žetve, smanjujući preklapanje i minimizirajući rasipanje resursa.
  2. Praćenje prinosa (1990-e): Mjerači prinosa ugrađeni na kombajne pružili su detaljne podatke o prinosu usjeva, pomažući poljoprivrednicima u identificiranju područja unutar svojih polja s visokim i niskim prinosom.
  3. Daljinska detekcija (2000-te): Korištenje satelitskih snimaka i dronova omogućilo je poljoprivrednicima da s neviđenom preciznošću prate zdravlje usjeva, stanje tla i korištenje vode.
  4. Tehnologija varijabilnog prinosa (VRT) VRT je poljoprivrednicima omogućio primjenu inputa poput sjemena, gnojiva i pesticida u promjenjivim količinama po polju, prilagođenih specifičnim potrebama različitih zona.

Ove inovacije označile su prijelaz s općenitih poljoprivrednih praksi na upravljanje specifično za lokaciju, značajno poboljšavajući učinkovitost i održivost.

Trenutni pejzaž: Precizna poljoprivreda danas

U 21. stoljeću precizna poljoprivreda postala je temelj modernog ratarstva. Današnje tehnologije uključuju napredne senzore, algoritme strojnog učenja i analitiku podataka u stvarnom vremenu. Ključni trendovi koji oblikuju trenutni krajolik uključuju:

  • Veliki podaci i umjetna inteligencija: Poljoprivrednici sada prikupljaju ogromne količine podataka sa svojih polja, uključujući sastav tla, vremenske obrasce i učinak usjeva. Umjetna inteligencija obrađuje te podatke kako bi generirala primjenjive uvide.
  • Internet stvari (IoT): Pametni senzori i IoT uređaji omogućuju neprekidno praćenje uvjeta na terenu, omogućujući donošenje odluka u stvarnom vremenu.
  • Autonomni strojevi Samovozeći traktori i robotske beračice smanjuju potrebu za radnom snagom, istovremeno poboljšavajući preciznost i učinkovitost.
  • Fokus na održivost: Precizna poljoprivreda usklađuje se s rastućim naglaskom na održivost minimiziranjem upotrebe resursa, smanjenjem utjecaja na okoliš i poboljšanjem sekvestracije ugljika u tlu.

Budućnost precizne poljoprivrede

Gledajući unaprijed, precizna poljoprivreda spremna je za daljnji razvoj kako nove tehnologije mijenjaju industriju. Neki od najperspektivnijih razvoja uključuju:

  • Uređivanje gena: Alati poput CRISPR-a mogli bi omogućiti stvaranje usjeva dizajniranih za preciznu poljoprivredu, s osobinama optimiziranim za lokalno tlo i klimatske uvjete.
  • Prediktivna analitika Napredak u umjetnoj inteligenciji i strojnom učenju poboljšat će točnost prediktivnih modela, pomažući poljoprivrednicima u predviđanju izazova poput najezde štetnika ili vremenskih anomalija.
  • Blockchain Tehnologija Blockchain može poboljšati transparentnost i sljedivost u poljoprivrednim lancima opskrbe, osiguravajući etičko podrijetlo i pravedne cijene.
  • Proširena povezanost S uvođenjem 5G mreža, ruralna područja će dobiti pristup brzom internetu, omogućavajući još sofisticiranije tehnologije precizne poljoprivrede.

Prošlost kao Prolog: Učenje iz povijesti

Put precizne poljoprivrede naglašava ključnu lekciju: inovacija se nadograđuje na temeljima prošlosti. Rani poljoprivredni postupci naučili su nas važnosti promatranja i prilagodbe. Era mehanizacije istaknula je vrijednost učinkovitosti i skalabilnosti. Današnja precizna poljoprivreda kombinira te lekcije s najsuvremenijom tehnologijom kako bi se odgovorilo na izazove hranjenja rastuće globalne populacije.

Razumijevanjem i cijenjenjem povijesnog konteksta precizne poljoprivrede, možemo bolje odrediti njezin budući smjer. Prošlost služi ne samo kao vodič, već i kao podsjetnik da je napredak neprekinuto putovanje, ukorijenjeno u domišljatosti i otpornosti onih koji su bili prije nas.

Zaključak

Precizna poljoprivreda je dokaz snage ljudske inovativnosti i trajne relevantnosti povijesti. Dok stojimo na pragu novih otkrića, ključno je prepoznati da će napredak sutrašnjice biti oblikovan uvidima današnjice i lekcijama iz prošlosti. Prihvaćanjem ovog kontinuiteta možemo osigurati da se precizna poljoprivreda nastavi razvijati, promičući održivu i uspješnu budućnost kako za poljoprivrednike tako i za planet.

Turkmenistan usvaja naprednu tehnologiju daljinskog istraživanja za poboljšano praćenje usjeva

Poljoprivreda u Turkmenistanu čini skroman udio bruto domaćeg proizvoda (BDP) zemlje, no ima značajnu stratešku važnost. Veliki dio stanovništva živi u ruralnim područjima, s preko 40% radne snage zaposlene u poljoprivrednom sektoru.

Od stjecanja neovisnosti 1991. godine, Turkmenistan se suočava s izazovima u modernizaciji svojih poljoprivrednih praksi, uključujući nedostatak suvremenog sustava za praćenje usjeva koji bi mogao pružati pouzdane i pravovremene podatke. Takav sustav ključan je za informirano donošenje odluka, održivo upravljanje zemljištem i povećanje produktivnosti.

Kako bi se riješio taj nedostatak, Turkmenistan je surađivao s Organizacijom Ujedinjenih naroda za hranu i poljoprivredu (FAO) kako bi uveo napredne tehnologije daljinskog istraživanja i stručnost u praćenju korištenja zemljišta.

Ova suradnja, u okviru novopokrenutog projekta Programa tehničke suradnje FAO-a (TCP), ima za cilj optimizirati procese vezane uz praćenje usjeva, predviđanje i statističko izvještavanje, kao i testirati nove metodologije putem terenske primjene. Projekt bi trebao trajati do kraja 2026. godine.

Projekt su 7. siječnja 2025. službeno potpisali Viorel Gutu, pomoćnik glavnog direktora FAO-a i regionalni predstavnik za Europu i Srednju Aziju, te Charyyar Chetiyev, ministar poljoprivrede Turkmenistana.

“Daljinsko istraživanje nudi inovativne metode za prikupljanje i analizu podataka koje mogu koristiti raznim sektorima, uključujući poljoprivredu, upravljanje vodnim resursima i odgovor na katastrofe”, rekao je Maxim Gorgan, glavni tehnički direktor FAO-a za projekt. “U poljoprivredi pruža uvid u gotovo stvarnom vremenu u zasijane površine, dinamiku vegetacije, procjene prinosa, stres vode, planiranje navodnjavanja, pa čak i praćenje štetnika i bolesti.”

Početna faza projekta uključivat će temeljit pregled postojećih propisa i institucionalnih okvira vezanih uz praćenje usjeva i daljinsko istraživanje, s preporukama za potrebna poboljšanja. Metodologija će integrirati naprednu tehnologiju s tradicionalnim statističkim metodama, uzorkovanjem i prikupljanjem podataka.

FAO će također razviti prilagođeni program obuke za osoblje Ministarstva i Službe za zemljišne resurse kako bi ih opremio vještinama potrebnim za implementaciju i rad novog sustava za praćenje usjeva temeljenog na daljinskom istraživanju. Osim toga, inicijativa će istražiti integraciju daljinskog istraživanja u nastavne planove i programe visokog obrazovanja.

Kako bi se demonstrirao potencijal sustava, uspostavit će se pilot-plohe s različitim usjevima i agroklimatskim uvjetima. Ova demonstracijska područja generirat će podatke za poboljšanje metodologije i informirati razvoj koncepta za proširenje pristupa na nacionalnoj razini.

“Za poljoprivrednike, ova tehnologija može pomoći u prepoznavanju specifičnih potreba različitih područja unutar polja, omogućujući učinkovitije korištenje vode, gnojiva i drugih inputa, što u konačnici dovodi do boljih prinosa”, dodao je Gorgan.

Tijekom cijelog projekta, FAO će se pridržavati svojih regionalnih i globalnih smjernica, naglašavajući ravnopravnost spolova i odgovorno upravljanje zemljištem.

Projekti Programa tehničke suradnje FAO-a pružaju zemljama članicama pristup tehničkoj stručnosti i podršci organizacije, doprinoseći Ciljevima održivog razvoja i potičući dugoročni poljoprivredni razvoj.

Tiskane sonde za tlo mogle bi pomoći poljoprivrednicima povećati prinose i smanjiti troškove

Inženjeri sa Sveučilišta Wisconsin-Madison stvorili su pristupačne senzore za praćenje razine nitrata u tlu u stvarnom vremenu za vrste tla uobičajene u Wisconsinu. Ovi tiskani elektrokemijski senzori mogu pomoći poljoprivrednicima da donose pametnije odluke o gnojidbi, što im potencijalno može uštedjeti novac.

“Naši senzori mogu poljoprivrednicima dati jasniju sliku o razinama hranjivih tvari u njihovom tlu i koliko je nitrata dostupno za usjeve. Ove informacije im omogućuju donošenje preciznih odluka o tome koliko je gnojiva potrebno”, kaže Joseph Andrews, docent strojarstva na Sveučilištu Wisconsin-Madison i glavni istraživač. “Smanjenje upotrebe gnojiva moglo bi značiti značajne uštede troškova, posebno za velike farme.”

Nitrat je neophodan za rast usjeva, ali previše nitrata može prodrijeti u podzemne vode, zagađujući pitku vodu i šteteći okolišu. Ovi novi senzori mogu poslužiti i kao alati u poljoprivrednim istraživanjima, prateći otjecanje nitrata i vodeći bolje prakse za smanjenje onečišćenja.

Tradicionalne metode praćenja nitrata u tlu oduzimaju puno vremena, skupe su i ne nude trenutne rezultate. Kako bi se riješio taj problem, Andrews, stručnjak za tiskanu elektroniku, i njegov tim osmislili su ove senzore kao jednostavniju i ekonomičniju alternativu.

Za ovaj projekt, istraživači su koristili metodu inkjet ispisa za izradu potenciometrijskih senzora, koji su vrsta tankoslojnih senzora koji koriste elektrokemijske reakcije. Ovi senzori se obično koriste za precizno mjerenje razine nitrata u tekućim otopinama. Međutim, obično ne rade dobro u tlu jer grube čestice tla mogu ogrebati senzore i utjecati na točna očitanja.

Oblik i ugradnja tiskanih senzora za tlo.jpg

Andrews objašnjava: “Naš glavni cilj bio je postići da ovi elektrokemijski senzori učinkovito rade u zahtjevnim uvjetima tla i točno detektiraju nitratne ione.”

Kako bi riješili ovaj problem, tim je dodao zaštitni sloj preko senzora koristeći materijal zvan poliviniliden fluorid. Prema Andrewsu, ovaj materijal ima dvije važne kvalitete. Prvo, ima izuzetno male pore, oko 400 nanometara, koje propuštaju nitratne ione, ali sprječavaju ulazak čestica tla. Drugo, hidrofilan je, što znači da privlači vodu poput spužve.

Andrews kaže: “To znači da će naš senzor apsorbirati svu vodu koja sadrži nitrate, što je ključno jer i tlo upija vodu. Bez toga bi senzoru bilo teško dobiti dovoljno vlage, ali budući da naš materijal odgovara apsorpciji vode tla, pomaže u privlačenju vode bogate nitratima na površinu senzora radi točnih očitanja.”

Istraživači su podijelili svoj napredak u radu objavljenom u ožujku 2024. u časopisu Advanced Material Technologies.

Rad i testiranje tiskanih senzora za tlo

Tim je testirao svoje senzore u dvije vrste tla koje se nalaze u Wisconsinu: pjeskovitom tlu, koje je uobičajeno u sjeverno-središnjem području, i muljevitom ilovastom tlu, koje se nalazi u jugozapadnom Wisconsinu. Otkrili su da senzori daju točne rezultate u obje vrste.

Sada istraživači dodaju svoje senzore za nitrate sustavu koji nazivaju "naljepnica za mjerenje". Ovaj sustav kombinira tri različita senzora - za nitrate, vlagu i temperaturu - na fleksibilnoj plastičnoj foliji s ljepilom na poleđini.

Planiraju postaviti nekoliko ovih senzorskih naljepnica na štap na različitim visinama, a zatim zakopati štap u tlo. Ova postavka omogućit će im mjerenje uvjeta na različitim dubinama u tlu.

Andrews objašnjava: “Mjerenjem nitrata, vlage i temperature na različitim dubinama tla sada možemo pratiti proces ispiranja nitrata i promatrati kako se nitrat kreće kroz tlo, nešto što prije nismo mogli učiniti.”

U ljeto 2024. istraživači će nastaviti s testiranjem svojih senzora postavljanjem 30 senzorskih šipki u tlo na poljoprivrednim istraživačkim stanicama Hancock i Arlington na Sveučilištu Wisconsin-Madison.

Tim radi na patentiranju ove tehnologije putem Zaklade za istraživanje alumna Wisconsina.

Koautori sa Sveučilišta Wisconsin-Madison uključuju Kuan-Yu Chen, Aatreshu Biswas, Shuohao Cai i profesora Jingyi Huanga s Odjela za znanost o tlu.

Ovo istraživanje financirali su USDA-in Zakladni program Inicijative za istraživanje poljoprivrede i hrane (projekt br. WIS04075), potpora Nacionalne zaklade za znanost pod nazivom Signali u tlu br. 2226568 i Centar za inovacije u mliječnoj industriji Sveučilišta Wisconsin–Madison.

Izazovi s kojima se američki poljoprivrednici suočavaju s osiguranjem usjeva i klimatskim promjenama

Bloomberg: U Kansasu je dugotrajna suša uništila usjeve i oštetila tlo, ali farma Gaila Fullera se ističe. Njegove ovce, krave i kokoši slobodno lutaju, hraneći se usjevima i biljkama u bujnom i živopisnom okruženju.

Međutim, ako tornado, poplava ili jaka suša pogodi Fullerovu farmu, on bi sam morao pokriti sve troškove. To je zato što njegove metode uzgoja nisu pokrivene saveznim osiguranjem usjeva, što je stara sigurnosna mreža koja nije pratila klimatske promjene.

Fuller je jedan od mnogih poljoprivrednika koji nemaju dovoljno osiguranja jer industrija ne podržava prelazak s tradicionalne na regenerativnu poljoprivredu. Regenerativna poljoprivreda može pomoći u hvatanju dovoljno ugljika da se poljoprivredne emisije prepolove do 2030. godine.

Ova promjena je važna za usporavanje klimatskih promjena i zaštitu poljoprivrednika od njihovih učinaka, ali industrija osiguranja ne prati taj trend.

U SAD-u, poljoprivreda uzrokuje oko 11% svih emisija stakleničkih plinova. Velik dio toga dolazi od obrade tla, koja oslobađa ugljikov dioksid, i korištenja previše gnojiva, koje emitira dušikov oksid.

Dušikov oksid je staklenički plin koji je preko 270 puta jači od CO2. Regenerativna poljoprivreda pomaže u smanjenju tih emisija apsorpcijom ugljikovog dioksida fotosintezom, skladištenjem ugljika u tlu i hvatanjem dušika koji bi inače otjecao u obližnje potoke.

Ekstremni vremenski uvjeti sada se događaju češće i prijete usjevima i lancima opskrbe. Prema američkom Monitoru suše, dvadeset četiri države, uključujući Kansas, suočavaju se s teškim do iznimnim sušama. To je problem, baš kao i obilne kiše koje mogu poplaviti usjeve i pada sve jače.

Istraživači sa Sveučilišta Stanford otkrili su da je gotovo 201 od 140 milijardi funti funti isplaćenih za osiguranje usjeva od 1991. do 2017. godine posljedica porasta temperatura. Smatraju da će se taj postotak nastaviti povećavati kako ekstremni vremenski uvjeti postaju sve češći zbog klimatskih promjena.

Unatoč tim rizicima i prednostima koje regenerativna poljoprivreda nudi za borbu protiv klimatskih promjena, jači poticaji održali su trenutni sustav, kaže Anne Schechinger, direktorica neprofitne organizacije Environmental Working Group (EWG) za Srednji zapad.

Police osiguranja usjeva uglavnom pokrivaju uobičajene usjeve poput kukuruza, soje, pamuka i pšenice. Poljoprivrednici koji uzgajaju ove usjeve obično imaju osiguranje od višestrukih rizika, koje ih štiti od loših usjeva uzrokovanih stvarima poput bolesti, poplava, suša i drugih teških vremenskih uvjeta.

Baš kao i zdravstveno, automobilsko ili imovinsko osiguranje, procjena gubitaka ili šteta u osiguranju usjeva ovisi o standardima koji se nazivaju Dobra poljoprivredna praksa. Ovi standardi osiguravaju da niski prinosi nisu posljedica lošeg upravljanja.

Međutim, ta pravila ne mogu uključivati prakse koje bi mogle smanjiti prinos usjeva, pa se obično slijede tradicionalne industrijske, monokulturne metode. Na primjer, poljoprivredniku koji uzgaja različite usjeve između redova ili prekasno završava uzgoj pokrovnih usjeva moglo bi se odbiti isplata osiguranja.

Regenerativna poljoprivreda često znači uzgoj različitih usjeva zajedno na istom polju i korištenje višegodišnjih biljaka s nižim prinosom, što može stvoriti probleme osiguravateljima. No, prema profesorici Silviji Secchi sa Sveučilišta u Iowi, isplate osiguranja usjeva uglavnom ne ovise o tome povećavaju li ili smanjuju li prakse poljoprivrednika klimatske rizike.

Fuller, poljoprivrednik iz obitelji s tri generacije poljoprivrednika, počeo je isprobavati regenerativne metode poljoprivrede sredinom 1990-ih. Vjerovao je da će te metode s vremenom dati bolje prinose i jače usjeve.

Pokrovne usjeve sadio je izvan sezone, što je uobičajena regenerativna praksa. To su netržišne kulture koje poboljšavaju zdravlje tla. Tijekom tog vremena, Fuller je još uvijek imao osiguranje usjeva i slijedio njegova pravila, uništavajući svoje pokrovne usjeve herbicidom prije sadnje svojih tržišnih usjeva.

U kolovozu 2012. godine dogodila se jaka suša te je Fullerovo osiguravajuće društvo pregledalo njegovo zemljište. Zaključili su da su preostali pokrovni usjevi korov i odbili su sve njegove zahtjeve. Zbog toga mu je kreditna institucija oduzela operativnu kreditnu liniju.

Fuller je tužio svoju osiguravajuću tvrtku i pobijedio. No dvije godine kasnije, kada mu je trebalo pokrivanje gubitaka za dva polja soje, ponovno su odbili njegove zahtjeve. Zbog financijskih problema morao je smanjiti veličinu svoje farme s 1800 hektara na 400 hektara, te je konačno odlučio prestati koristiti osiguranje usjeva.

“Nakon što bankrotirate kao poljoprivrednik, prilično je teško vratiti se u normalu”, rekao je Fuller. “Nisam želio biti dio tog sustava. Moramo pronaći bolji način za poljoprivredu.”

Tijekom proteklog desetljeća, Ministarstvo poljoprivrede SAD-a uvelo je promjene u program osiguranja usjeva kako bi se pozabavilo klimatskim rizicima. Te promjene uključuju dodavanje pokrića za nove usjeve i ponudu poticaja od $5 po hektaru za sadnju pokrovnih usjeva tijekom izvan sezone.

Agencija za upravljanje rizicima, koja nadgleda savezno osiguranje usjeva, povećala je svoju pokrivenost za određene klimatski pametne prakse, poput smanjenja potrošnje vode, pokrovnih usjeva i ubrizgavanja dušika u tlo umjesto rasipanja po površini.

Međutim, poljoprivrednici moraju slijediti određena pravila, poput ranog prekida uzgoja pokrovnih usjeva, što neki znanstvenici smatraju ograničavajućim faktorom smanjenja emisija.

Sustav osiguranja usjeva već se suočava s izazovima klimatskih promjena. Glasnogovornik USDA-e rekao je da se mora prilagoditi kako bi potaknuo prakse prikladne za različite regije i pokrio različite rizike. Program također mora ostati financijski stabilan, što znači da mora naplaćivati premije koje su dovoljno visoke da pokriju očekivane gubitke.

“Čak i u malim razmjerima, jaka oluja može naštetiti jednoj vrsti usjeva, a istovremeno osigurati prijeko potrebnu kišu za drugu”, rekao je glasnogovornik USDA-e za Bloomberg Green.

“Osiguranje usjeva je dobrovoljno”, rekao je RJ Layher, direktor vladinih poslova u Američkoj federaciji poljoprivrednih ureda. Poljoprivrednici koji koriste regenerativne tehnike koje nisu uključene u Dobre poljoprivredne prakse mogu potražiti druge mogućnosti, dodao je, poput pokazivanja Agenciji za upravljanje rizicima da su njihove prakse financijski ispravne.

Teško je bilo kojem poljoprivredniku prikupiti dovoljno podataka kako bi pokazao da klimatski prihvatljive prakse poput diverzifikacije usjeva neće utjecati na prinos.

USDA je 2014. godine pokrenuo Program zaštite prihoda cijele farme. Ovaj program osigurava cjelokupni prihod farme umjesto samo pojedinačnih usjeva. Nudi sigurnosnu mrežu za poljoprivrednike koji sade prateće usjeve ili uzgajaju životinje na svojim poljima.

Međutim, ne sudjeluje mnogo poljoprivrednika u Programu zaštite prihoda cijele farme. Prema Schechingeru iz EWG-a, u 2023. godini prodano je samo oko 1800 polica. To je manje od 1% osiguranja usjeva. Program ima puno papirologije i ograničenje prihoda koje ne pokriva uvijek prihod cijele farme, što agentima osiguranja otežava prodaju, a poljoprivrednicima kupnju, prema Layheru.

Layher je također rekao da Farm Bureau podržava olakšavanje korištenja Programa zaštite prihoda cijele farme poljoprivrednicima i prodaje osiguravajućim agentima. Ta poboljšanja predložena su u Zakonu o poljoprivredi, koji je u Zastupničkom domu odgođen barem do rujna.

Pokret regenerativne poljoprivrede još je uvijek malen, ali je posljednjih godina porastao uz federalnu podršku i interes agrobiznisa. Tvrtke poput CoverCress Inc., uglavnom u vlasništvu Bayer AG-a, potiču poljoprivrednike na sadnju pokrovnih usjeva za održivo zrakoplovno gorivo. General Mills Inc. ima pilot programe koji pomažu 24 uzgajivača pšenice u Wichitu u Kansasu da započnu svoje regenerativne prakse.

Trenutno, poticaj za promjenu pravila osiguranja uglavnom ovisi o poljoprivrednicima poput Fullera i Ricka Clarka. Clark je poljoprivrednik treće generacije iz zapadno-središnje Indiane koji je neosiguran šest godina jer se bavi regenerativnom poljoprivredom.

Kad Clark ne radi na svojoj farmi, koja koristi pokrovne usjeve na svih 7000 hektara, podučava druge poljoprivrednike kako prestati koristiti kemijska gnojiva i umjesto toga koristiti pokrovne usjeve.

“Moramo osigurati da put do promjene bude jednostavan”, rekao je Clark. Jedan od najvećih problema za neosigurane poljoprivrednike jest taj što njihovi zajmodavci često zahtijevaju da imaju osiguranje kako bi nastavili dobivati kredite.

Clark je krajem 2022. govorio pred Kongresom u ime Regenerate America, grupe koja se zalaže za poljoprivrednu reformu. Zatražio je promjene za koje je Schechinger rekao da su potrebne. Dan nakon što je Clark govorio, Kongres je usvojio Zakon o smanjenju inflacije, veliki zakon o klimi predsjednika Joea Bidena koji uključuje 19,5 milijardi funti za programe očuvanja USDA-e. Clark je smatrao da je u tome imao malu ulogu.

“Ponekad dok govoriš, pitaš se sluša li te itko”, rekao je Clark. Ali onda, “osjećaš kao da možda tvoje riječi ne padaju na gluhe uši i da možda neki ljudi stvarno obraćaju pažnju.”

IzvorBloomberg Businessweek (Bloomberg LP)

Postupni pomak prema preciznoj poljoprivredi

Od 1990-ih, precizna poljoprivreda nastoji revolucionirati uzgoj pružajući poljoprivrednicima detaljne informacije o svojim usjevima i tehnologiju za učinkovito korištenje tih podataka.

Napravljeni su mnogi napreci, poboljšavajući preciznost u poljoprivredi. Moderni traktori mogu se sami upravljati pomoću GPS-a, a poljoprivrednici sada mogu prilagoditi brzinu primjene sjemena i gnojiva. Napredak je također zabilježen u genetici usjeva i upravljanju korovom.

“Jedino što nismo unaprijedili je senzor”, rekao je Pablo Sobron, osnivač Impossible Sensing. “Sposobnost da vidimo stvari koje su važne, kako u biljkama, tako i u tlu i korijenju.”

Sobron i njegov tim znanstvenika u St. Louisu sada razvijaju drugu inačicu prototipa senzora namijenjenog montiranju na stražnji dio stroja za sadnju. Ovaj senzor omogućit će poljoprivrednicima pregled informacija u stvarnom vremenu o razinama hranjivih tvari, zdravlju tla, uvjetima vlage i drugim čimbenicima koji utječu na pojedinačne biljke dok prolaze kroz svoja polja.

“Naše uvjerenje je da će preciznije poznavanje područja farme kojima je potrebno više ili manje gnojiva pomoći poljoprivrednicima da primijene pravu količinu”, rekao je Sobron. “Prava vrijednost i potreba ovdje je pružiti uvide i znanje, propisujući što učiniti i kada.”

Ovi podaci trebali bi poljoprivrednicima pomoći u donošenju odluka koje ne samo da poboljšavaju njihovu zaradu, već također smanjuju prekomjernu upotrebu gnojiva i kemikalija te čine navodnjavanje preciznijim.

Ipak, Sobron je priznao da napredak u preciznoj poljoprivredi još nije u potpunosti transformirao poljoprivredu.

“Ne ispunjava očekivanja s obzirom na marketing koji je imao”, rekao je.

Vjerojatno će proći godine prije nego što obećavajući alati, poput lasera, budu prihvaćeni na tisućama, a kamoli na milijunima hektara poljoprivrednih površina.

“Eksperimentiranje je rizik”, rekao je Bill Leigh, poljoprivrednik iz okruga Marshall, Illinois, koji sa svojim bratom uzgaja oko 2.200 jutara kukuruza i soje. Od početka 1980-ih, Leigh je postupno dodavao sve više preciznih alata svojoj opremi, koji su mu pomogli da učinkovitije sadi sjeme i primjenjuje gnojiva, herbicide i fungicide.

Ali ova promjena je bila spora, objasnio je.

“Nije to skok na obje noge, to je proces,” rekao je Leigh. “Previše je skupo i previše je toga na kocki da bi se to izletjelo i shvatilo da na kraju nema jame za skok, nego betonske ploče.”

Nova poljoprivredna tehnologija u nekim slučajevima može koštati više od $100.000. Leigh je spreman uložiti u to ako vidi ekonomski povrat. Ovo financijsko razmatranje je ključno jer mnoge farme posluju s malom zaradom.

Prema direktoru BioSTL Agrifood-a Chadu Zimmermanu, još uvijek postoji jaz između nove dostupne tehnologije i poljoprivrednika koji je koriste jer si mnogi ne mogu priuštiti isprobavanje nečeg novog na svim svojim poljima.

“Ne možemo ih moliti da preuzmu veći rizik, da samo pristanu na smanjenje profita kako bi ostvarili nečiji tuđi cilj”, rekao je Zimmerman.

Ovo stavlja pritisak na tvrtke da dokažu da njihova precizna poljoprivredna tehnologija doista donosi rezultate. Mnoge tvrtke rade na tome, primijetila je Alison Doyle, izvanredna direktorica Istraživačkog parka Sveučilišta Iowa State.

“Mnoge poljoprivredne tvrtke pozicioniraju se više u tehnološkom sektoru nego u tradicionalnoj poljoprivredi”, rekao je Doyle.

Rad je glavni čimbenik. Danas ima manje poljoprivrednih radnika nego u prošlosti, a današnja poljoprivredna gospodarstva su mnogo veća, dodao je Doyle.

“Kada imate operaciju te veličine, gdje su cijene sirovina i ulaznih cijena tamo gdje jesu, tražite mali dio marže gdje god ga možete pronaći,” rekla je. “Dakle, ti precizni alati postaju nužni.”

Kako SDSU oblikuje revoluciju precizne poljoprivrede u državi?

Sveučilište South Dakota State (SDSU) pokrenulo je program koji podučava i pomaže poljoprivrednicima u korištenju precizne poljoprivrede.

U Brookngsu, Južna Dakota, novi program precizne poljoprivrede SDSU-a bio je uspješan u poticanju lokalnih i nekih drugih poljoprivrednika sa Srednjeg zapada na prihvaćanje više tehnologije u svojim operacijama. Međutim, poljoprivrednici u drugim državama sporije prihvaćaju ovu tehnologiju.

SDSU je postao prvo sveučilište u zemlji koje je uspostavilo program koji educira i pomaže poljoprivrednicima u korištenju precizne poljoprivrede, što je znanstvena disciplina integriranja novih tehnologija i tradicionalnih metoda za poboljšanje operativne učinkovitosti, što dovodi do povećanih prinosa usjeva uz minimiziranje utjecaja na okoliš.

Na primjer, korištenje satelita globalnog pozicioniranja pomaže u preciznom ciljanju kemikalija i gnojiva tamo gdje su najpotrebniji.

Ali Mirzakhani Nafchi, izvanredni profesor na centru za preciznu poljoprivredu, spomenuo je da škola radi na povećanju korištenja kroz obrazovanje i istraživanje kako bi tehnologiju učinila praktičnijom za poljoprivrednike.

“Veoma sam optimističan da će uspjeti. I vidjet ćemo promjene ne samo u Južnoj Dakoti, nego i u cijeloj zemlji i svijetu”, rekao je Nafichi.

Južna Dakota ima jedan od najvećih postotaka korištenja, s 53% poljoprivrednika koji koriste preciznu poljoprivrednu tehnologiju, prema studiji američkog Ministarstva poljoprivrede.

U drugim srednjozapadnim državama poput Sjeverne Dakote, Iowe, Illinoisa i Nebraske, više od polovice poljoprivrednika koristi preciznu poljoprivredu, prema studiji koju je provela SDSU Ness School of Management and Economics.

Međutim, na nacionalnoj razini, samo 27% poljoprivrednika koristi prakse precizne poljoprivrede za upravljanje usjevima ili stočarstvom, kako je utvrdila Nessova studija.

Prednosti precizne poljoprivrede, izazovi usvajanja

Precizna poljoprivreda (precizna poljoprivreda) tehnologije postaju sve popularnije među poljoprivrednicima. Sustavi automatskog upravljanja u strojevima jedna su široko korištena tehnologija. Pomažu poljoprivrednicima upravljati svojim strojevima bez potrebe za ručnim upravljanjem. Druga važna tehnologija je “georeferenciranje”, koje uključuje snimanje digitalnih slika za precizno određivanje lokacija.

Prednosti precizne poljoprivrede, izazovi usvajanja

Satitelitske snimke također se naširoko koriste, pri čemu ih je isprobalo gotovo 60%poljoprivrednika, prema istraživanju Ness-a. Ova tehnologija omogućuje poljoprivrednicima pregled njihovih polja iz zraka. Istraživanja pokazuju da precizne poljoprivredne tehnologije obično povećavaju proizvodnju usjeva za 4% i poboljšavaju učinkovitost raspoređivanja gnojiva za 7% , prema istraživanju udruge proizvođača opreme. Dodatno, precizna poljoprivreda smanjuje upotrebu herbicida, pesticida, fosilnih goriva i vode.

Međutim, unatoč prednostima poboljšanja prinosa i uroda, faktori poput troškova i nedostatka općeg znanja o preciznoj poljoprivredi spriječili su mnoge poljoprivrednike da ove tehnologije koriste onoliko široko koliko se očekivalo.

Anna Karels, studentica centra za preciznu poljoprivredu, primijetila je da, iako zahtijeva ulaganje novca za početak, dugoročno dugoročno štedi novac.

“Mislim da je mnogim poljoprivrednicima teško shvatiti da, iako to može povećati moje početne troškove, isplati se tijekom određenog broja godina – rekao je Karels.

Nafči je spomenuo da će snižavanje početne stope potaknuti više poljoprivrednika na korištenje tehnologije.

“Početni troškovi za primjenu varijabilnom brzinom su previsoki, rekao je Nafchi. ”Pa zamislite da dobijemo pomoć. Nekako možda učiniti ga jeftinijim ili smanjiti početne troškove, ili jednostavno pružiti poticaj, investiciju za njih, i zamoliti ih da samo isprobaju. A onda vide da je povrat ulaganja zaista dobar. Vrlo sam optimističan da će ga koristiti.“

Ako su početni troškovi previsoki za neke poljoprivrednike, postoje programi pomoći. Prema Uredu za odgovornost američke vlade, USDA i Nacionalna zaklada za znanost dali su gotovo $200 milijuna za istraživanje i razvoj precizne poljoprivrede od 2017. do 2021. godine.

Drugi razlog niske stope usvajanja je nedostatak znanja o novoj tehnologiji. Ali postoje mogućnosti za poljoprivrednike u Južnoj Dakoti da saznaju više.

“Zastupništva poput John Deerea, organiziraju puno radionica gdje poljoprivrednicima pokazuju kako se to koristi”, rekao je Karels.

Centar za preciznu poljoprivredu Raven

Centar za preciznu poljoprivredu Raven osnovan je kako bi studentima na tom studijskom smjeru omogućio praktično učenje o preciznoj poljoprivredi.

Objekt ima prostorije ispunjene opremom i preciznim poljoprivrednim proizvodima koje studenti koriste za praktično učenje. Otvoren je u kolovozu 2021. godine, koštao je $46,2 milijuna, što ga čini prvim programom precizne poljoprivrede u zemlji.

Centar za preciznu poljoprivredu Raven

“Želimo unaprijediti naš program precizne poljoprivrede na višu razinu i poboljšati iskustva naših studenata”, rekao je Muthukumarappan.

Odjel mora nastaviti s promjenama kako bi pratio nove tehnologije. Ovo je jedno područje u kojem program može napredovati, prema nekim studentima.

“Program precizne poljoprivrede je nešto što će se morati stalno mijenjati kako bi se prilagodio svim novim tehnologijama koje se pojavljuju. I mislim da bi SDSU možda mogao malo bolje pratiti to”, rekao je Karels.

Ovo je nešto na čemu program radi.

Jedna od promjena je dodavanje specijaliziranijih smjerova kako bi se prikupilo više podataka o preciznoj poljoprivredi.

“Prije smo imali jedan recept za sve studente koji su upisani u program precizne poljoprivrede, što znači da smo spojili agronomiju i tehnologije te ih učinili jednim snažnim programom”, rekao je Muthukumarappan. “Sada ga činimo prilagođenijim korisnicima. I imamo tri različita smjera. Jedan je za smjer tehnologije. Drugi je za smjer agronomije. A treći je za smjer podataka, elektroničkih napadača.”

“Trenutno naši novi zaposlenici rade na razvoju biosenzora i bespilotnih letjelica”, rekao je Muthukumarappan.

Cilj programa je provesti više istraživanja koja će učiniti preciznu poljoprivredu praktičnijom za poljoprivrednike, što bi zauzvrat moglo povećati stope usvajanja.

Programom se nastoji povećati broj upisa za 20% u sljedećih pet godina kako bi se taj cilj učinio ostvarivim. Misija SDSU-a je pojednostaviti ovu tehnologiju i učiniti je praktičnijom za poljoprivrednike, rekao je Nafchi.

Trenutno program ima 66 studenata.

“Imamo sjajne resurse kao zgrada. Međutim, nismo imali mnogo fakultetskih resursa, ljudskih resursa, za obavljanje stvari, nuđenje stvari i provođenje istraživačkih aktivnosti u ovom području,” rekao je Muthukumarappan. “U protekle dvije godine uspjeli smo zaposliti tri nova fakultetska člana za provođenje vrhunskih istraživačkih aktivnosti, privući više istraživačkih sredstava i pomoći našem istraživačkom programu da raste.”


South Dakota News Watch

Karte zona upravljanja i uzgajivači kukuruza: Koliko su važni?

Tijekom višegodišnje analize, istraživači su testirali mogu li karte zona upravljanja temeljene na uvjetima tla, topografiji ili drugim značajkama krajolika pouzdano predvidjeti koji će dijelovi kukuruzišta imati najviše koristi od povećanih stopa sjetve ili primjene dušika.

Studija je otkrila da, suprotno uvriježenim pretpostavkama, reakcije usjeva na iste čimbenike značajno variraju iz godine u godinu. Čini se da najnepredvidljiviji čimbenik, vrijeme, ima najveći utjecaj na to kako su usjevi reagirali na te čimbenike. Međutim, poljoprivrednici i dalje mogu poduzeti korake za upravljanje utjecajima vremena na svoje usjeve.

Mapiranje zona upravljanja nastalo je zbog porasta interesa za digitalnu poljoprivredu - korištenje novih tehnologija prikupljanja i analize podataka kako bi se bolje razumjelo međudjelovanje čimbenika koji utječu na prinose usjeva, objasnio je profesor znanosti o poljoprivredi sa Sveučilišta Illinois Urbana-Champaign, Nicolas Martin, koji je proveo analizu s bivšim postdoktorskim istraživačem Carlosom Agustinom Alessom.

Ove metode uključuju korištenje senzora na terenu, satelitskih podataka i drugih digitalnih alata za praćenje kako usjevi reagiraju na lokalne uvjete, gnojivo, količine sjemena i druge inpute. Cilj je smanjiti rasipanje ili destruktivne prakse uz istovremeno maksimiziranje prinosa, dodao je Martin.

Nedavna studija koristila je jedinstvenu metodu za validaciju predviđanja karata zona upravljanja.

“Koristili smo naše poljoprivredne strojeve kao pisač, generirajući mozaik ulaza sličan prošivenom pokrivaču s raznim bojama”, objasnio je Martin. “Eksperiment smo proveli na više lokacija, koristeći potpuno randomizirani dizajn.”

Istraživači su proveli svoju studiju na sedam tipičnih nenavodnjavanih lokacija za proizvodnju kukuruza u Illinoisu. Svaka lokacija bila je podijeljena na brojne parcele. Različite stope sjetve kukuruza i primjene dušika nasumično su dodijeljene svakoj parceli.

Osim toga, istraživači su izmjerili sastav tla, topografiju i druge značajke krajolika specifične za svako mjesto. Standardizirali su sve varijable osim vremenskih uvjeta na poljima. Ova studija provedena je od 2016. do 2021. godine.

Istraživači su nekoliko godina mjerili prinos svake parcele u vrijeme žetve. To im je pomoglo da utvrde koje parcele najbolje reagiraju na različite unose svake godine. Koristili su napredni algoritam slučajne šume kako bi utvrdili koji čimbenici - poput vremenskih uvjeta, karakteristika tla ili nagiba - najtočnije predviđaju hoće li povećanje primjene dušika ili korištenje veće sjetvene norme povećati prinose.

Martin je objasnio da su vremenske varijable primarni čimbenici koji utječu na prostorne obrasce odgovora na dušik ili sjetvu, a atributi krajolika i tla usko slijede. Osim toga, napomenuo je da se ti odgovori mijenjaju svake godine zbog vremenskih utjecaja, što rezultira nedosljednošću, barem na poljima koja smo ispitali.

“To znači da parcela koja dobro reagira na veću količinu dušika jedne godine možda neće tako dobro reagirati sljedeći put kada se na njoj zasadi kukuruz”, rekao je. “Zbog toga koncept mapiranja zona upravljanja nije pouzdan prediktor odgovora usjeva na unose.”

“Vjerujemo da ovi nalazi mogu djelomično objasniti zašto poljoprivrednici nisu jednoglasno usvojili tehnologije precizne poljoprivrede”, rekao je Martin.

Istraživači vjeruju da bi prikupljanje više podataka tijekom više godina i korištenje boljih alata za analizu na licu mjesta moglo poboljšati točnost mapiranja zona upravljanja.

Ovo istraživanje podržali su Služba za očuvanje prirodnih resursa Ministarstva poljoprivrede SAD-a i Nacionalni institut za hranu i poljoprivredu.

wpChatIkona
wpChatIkona

    Zatražite besplatnu GeoPard demo / konzultaciju








    Klikom na gumb prihvaćate naše Pravila o privatnosti. Treba nam kako bismo odgovorili na vaš zahtjev.

      Pretplati se


      Klikom na gumb prihvaćate naše Pravila o privatnosti

        Pošaljite nam informacije


        Klikom na gumb prihvaćate naše Pravila o privatnosti