Monitorowanie plonów w rolnictwie precyzyjnym: znaczenie i podstawowe elementy

W tym kontekście monitorowanie i mapowanie plonów jest przez wielu uważane za najcenniejszy wynalazek, jaki pojawił się ostatnio w rolnictwie. W tym artykule postaramy się to zrozumieć. mapowanie i monitorowanie plonów i ich potencjał w zwiększaniu wydajności i produktywności naszych gospodarstw rolnych.

Współczesne rolnictwo i systemy hodowli są wynikiem tysięcy lat tradycyjnej wiedzy, w dużej mierze wspieranej przez szybki postęp nauki i techniki w ostatnich stuleciach.

Zapotrzebowanie na żywność ze strony stale rosnącej populacji ludzkiej rośnie z roku na rok, a krytyczne problemy, takie jak globalne ocieplenie i zmiana klimatu, zagrażają zrównoważonemu rozwojowi obecnego systemu rolnego. W związku z tym rola technologii w optymalizacji produkcji rolnej nigdy nie była tak duża.

Czym jest mapowanie plonów?

Narzędzie to wprowadzono po raz pierwszy na początku lat 90. XX wieku. Jest to narzędzie do precyzyjnego rolnictwa, które obejmuje proces zbierania danych georeferencyjnych na temat różnych poziomów plonów, a także takich cech jak zawartość wilgoci w różnych częściach tego samego pola.

Podczas zbiorów kombajn mierzy te parametry za pomocą kilku czujników, a pomiar wraz z lokalizacją jest rejestrowany za pomocą narzędzi geoprzestrzennych. Informacje te służą do generowania mapy, która ułatwia rolnikom wizualizację.

Ponadto, pojedyncze pomiary charakterystyki plonów są następnie klasyfikowane według określonych stref lub zakresów za pomocą różnych kolorów, tworząc mapę zakresów lub mapę klasyfikacji stref. Liczba takich klasyfikacji może być dostosowana do potrzeb gospodarstwa.

Na przykład, w celu wygenerowania mapy plonów pola kukurydzy, którego średnia produkcja wynosi 250 buszli z akra, właściwe może okazać się podzielenie mapy na obszary, z których każdy ma plon 25 buszli z akra.

Zależy to jednak od wymaganego poziomu precyzji i dostępnej technologii. Standardowe mapy plonów składają się z 5-7 stref kolorów, których liczba rośnie wraz ze wzrostem wymagań dotyczących precyzji.

Jakie są podstawowe elementy systemu mapowania i monitorowania plonów?

Zastosowanie mapowania plonów na użytkach rolnych pozwala rolnikom optymalizować produkcję poprzez kierowanie środków produkcji do konkretnych obszarów w gospodarstwie, które najbardziej ich potrzebują.

Jednak mechanizm działania systemu monitorowania wydajności wymaga kilku istotnych komponentów zintegrowanych w łączony system umożliwiający generowanie danych i map w czasie rzeczywistym o wysokiej dokładności.

Choć elementy składowe mogą się różnić w zależności od wielkości gospodarstwa i rodzaju monitorowanych upraw, podstawowe elementy powszechniejszego systemu mapowania plonów zbóż obejmują:

• Czujnik przepływu ziarna: Czujnik przepływu ziarna zamontowany w kombajnie służy do określania faktycznej ilości zbieranego ziarna, gdy kombajn przemieszcza się po polu w czasie rzeczywistym.
• Czujnik wilgotności ziarna: W kombajnach zbożowych znajdują się również czujniki wilgotności ziarna, które mierzą pojemność elektryczną ziarna. Ma to na celu kompensację wahań wilgotności ziarna spowodowanych czynnikami środowiskowymi, takimi jak deszcz, temperatura itp.
• Czujnik prędkości względem ziemi: Aby uzyskać dokładne wyniki, ważne jest zmierzenie prędkości kombajnu zbożowego. Można to zrobić, korzystając z informacji GPS lub rzeczywistego czujnika prędkości na ziemi, który mierzy prędkość na podstawie obrotów kół.
• Odbiornik GPS: W celu geokodowania pomiarów dokonywanych przez inne czujniki, na kombajnie zbożowym zamontowany jest odbiornik GPS, który na bieżąco podaje lokalizację każdego wykonanego pomiaru.
• Wyświetlacz monitora wydajności: Jest to element montowany w kabinie kombajnu, w którym znajduje się operator/rolnik. Zapewnia on dostęp do przetwarzanych danych w czasie rzeczywistym na ekranie wyświetlacza, które są stale generowane przez kilka czujników.

Jaka jest rola monitorowania plonów w rolnictwie precyzyjnym?

Rolnictwo precyzyjne jest to wykorzystanie technologii i danych w działalności rolniczej w celu określenia rodzaju środków produkcji rolnej, ich poziomu/ilości oraz dokładnego miejsca w gospodarstwie, w którym należy je zastosować, aby obniżyć koszty, zwiększyć produktywność i zmaksymalizować wydajność.

Chociaż monitory plonów stosowane są w rolnictwie od niemal trzech dekad, dopiero teraz zaczynają odgrywać istotną rolę w precyzyjnym rolnictwie.

Monitorowanie plonów jest stosowane w rolnictwie precyzyjnym, ponieważ pozwala identyfikować, mierzyć i opisywać zmienność wewnątrzpolową w ramach systemu upraw, co stanowi podstawę koncepcji rolnictwa precyzyjnego.

Dostarcza zmiennych danych w obrębie jednego pola. Dane te powstają w wyniku złożonej interakcji między wieloma czynnikami występującymi w gospodarstwie rolnym, takimi jak metody zarządzania, czynniki środowiskowe i klimatyczne.

W rezultacie dane te stają się kluczowym atutem przy próbie zrozumienia gospodarstwa pod kątem zastosowania innych precyzyjnych narzędzi rolniczych.

Istnieją jednak pewne utrudnienia w wykorzystaniu tych danych w ogólnych systemach rolnictwa precyzyjnego. Jedną z takich poważnych przeszkód jest maksymalna zmienność czasowa danych dotyczących plonów, występująca w tym samym cyklu uprawowym, jak również w przypadku upraw z różnych lat.

Tę zmienność można przypisać złożonej interakcji kilku czynników wymienionych wcześniej. Co więcej, czas wykonania pomiarów może również wpływać na dane dotyczące plonów i dawać niepełny, a nawet niedokładny obraz produktywności gruntów rolnych.

Poza tym, błędna kalibracja lub błędy systemowe to kolejne problemy związane z wykorzystaniem tych danych w rolnictwie precyzyjnym. Dlatego korzystając z danych monitorowania plonów w systemach rolnictwa precyzyjnego, należy zadbać o kilka rzeczy:

• Na przykład, dane z jednego roku nie mogą być wykorzystane do przeprowadzenia interwencji w rolnictwie precyzyjnym w kolejnym roku. Dlatego też, aby przeprowadzić dokładną i wiarygodną analizę czasową, którą można wdrożyć w terenie, konieczne jest udostępnienie danych dotyczących plonów z wielu lat.
• Co więcej, wszelkie działania operacyjne lub działania związane ze zbiorami powinny być zaplanowane i ułożone z wyprzedzeniem w taki sposób, aby zminimalizować zmienność czasową, a sprzęt i oprogramowanie powinny być zoptymalizowane, dobrze skalibrowane i ulepszone.
• Wreszcie, liczne badania wykazały ogromny potencjał wykorzystania danych dotyczących zmienności plonów na danym obszarze pola w celu podejmowania lepszych decyzji agronomicznych poprzez połączenie ich z narzędziami rolnictwa precyzyjnego.

Jakie są korzyści z mapowania plonów?

Istnieje szereg korzyści związanych ze stosowaniem monitorowania plonów w celu wygenerowania mapy plonów gospodarstwa rolnego.

Jednakże wszystkie korzyści sprowadzają się do faktu, że narzędzie to dostarcza rolnikom i zarządcom gruntów rolnych cennych informacji w postaci map, które pomagają im zrozumieć obszary o wysokiej i niskiej wydajności w ich gospodarstwach.

Pozwala im to przypisać poziom produkcji do wielu przyczyn, co pozwala na poprawę obszarów o niskiej produkcji i utrzymanie obszarów o wysokiej produkcji. Innymi słowy, informacje te mogą być pomocne w podejmowaniu decyzji dotyczących:

Uprawa gleby: Zarówno brak uprawy, jak i nadmierna uprawa mogą obniżyć produkcję w gospodarstwie, co może mieć miejsce na małych obszarach w dużych gospodarstwach, zwłaszcza jeśli nie przeprowadzono systematycznej uprawy. Identyfikacja tych obszarów ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia lepszej uprawy w kolejnym cyklu.

Zalecenia dotyczące nawozów:VRF (Nawożenie zmienne) zazwyczaj przeprowadza się poprzez pobranie próbek gleby i analizę danych glebowych. Mapy plonów można również wykorzystać do rekomendacji nawożenia, ponieważ uwzględniają one zmienność w obrębie pola. Jednak najlepsze rezultaty można osiągnąć, stosując oba te narzędzia łącznie.

Wymagania dotyczące nawadniania: Jednym z głównych elementów monitorowania plonów jest wilgotność. W związku z tym mapy plonów stanowią cenne narzędzie do planowania nawadniania. Na przykład obszary o niskiej wydajności na mapie plonów mogą być spowodowane intensywnym lub słabym nawadnianiem w bieżącym cyklu uprawowym. Informacje te są niezbędne do określenia optymalnego poziomu nawadniania.

Płodozmian: Mapowanie plonów może dać wyobrażenie o właściwym płodozmianie jako całości. Odnosząc się do danych dotyczących plonów zebranych w przeszłości w różnych okresach zbiorów, można precyzyjnie określić czas zbiorów, w którym plony są największe.

Oprócz zbierania danych o plonach, mapowanie plonów przynosi także inne korzyści:

• Korzyści finansowe: Mapy plonów i dane dotyczące plonów są coraz częściej wykorzystywane jako dokumentacja przy zabezpieczaniu finansów w formie kredytów bankowych, dzierżaw itp. Służą one do określania ogólnej wartości plonu.
• Testowanie nowych produktów: Aby przetestować nowy produkt lub uprawę, wcześniejsze mapy plonów pozwalają rolnikom podejmować świadome decyzje dotyczące wprowadzania ich na pole, a mapa plonów uzyskana później daje dokładne wskazanie wyników i potencjału danej uprawy.
• Badania naukowe prowadzone w gospodarstwach rolnych: W wielu rodzajach badań naukowych prowadzonych obecnie w gospodarstwach rolnych, mapy plonów stanowią istotną część procesu naukowego. Dane generowane na mapie plonów są poddawane analizie statystycznej w celu przeprowadzania eksperymentów lub testowania hipotez, które prowadzą do postępu naukowego w dziedzinie rolnictwa.

Podsumowując, mapowanie plonów gospodarstwa rolnego dostarcza rolnikom niezwykle istotnych informacji o swoim gospodarstwie, które mogą być wykorzystane do podejmowania świadomych i przemyślanych decyzji mających na celu zwiększenie ogólnej produktywności, zrównoważonego rozwoju i rentowności gospodarstwa na wiele sposobów.

Jak jednak wspomniano wcześniej, mapa plonów jednorocznych może dawać mylne wrażenie co do faktycznego charakteru pola, dlatego też systematyczne stosowanie mapowania plonów i procesu monitorowania jest istotne, gdyż pomaga w generowaniu wiarygodnej i dokładnej wieloletniej mapy plonów.

W ten sposób wygenerowana mapa plonów może dotyczyć pojedynczego cyklu uprawy lub cykli obejmujących wiele upraw. płodozmian.

Kto może pomóc w mapowaniu plonów?

Najwyraźniej monitorowanie plonów może pomóc rolnikom w lepszym gospodarowaniu. Te potężne narzędzia lub procesy powstają dzięki połączeniu oprogramowania i sprzętu z różnych dziedzin technologii, takich jak geoinformatyka, czujniki, kartografia cyfrowa, internet rzeczy (IoT), przetwarzanie i analityka.

Choć dla rolników zrozumienie szczegółów wszystkich komponentów może być przytłaczające, to wszyscy mogą łatwo zwizualizować i zrozumieć wrażenia użytkownika końcowego związane z wynikami.

Jednak ze względu na wymagany poziom precyzji, ważne jest, aby polegać na wysoce kompetentnym dostawcy usług, takim jak GeoPard.

GeoPard oferuje dedykowane rozwiązanie rolnicze o nazwie Yield Data, które umożliwia rolnikom konstruowanie map polowych strefy zarządzania na mapach. Analizuje dane dotyczące plonów i konwertuje je na mapy aplikacji o zmiennym dawkowaniu, takie jak mapy VRF.

Jak wspomniano wcześniej, posiada zintegrowaną funkcję planowania pobierania próbek gleby, która zwiększa precyzję wyników. Dzięki wydajnym możliwościom przetwarzania, GeoPard umożliwia przeprowadzanie wielowarstwowej analizy i wizualizację wielu atrybutów danych dotyczących plonów, takich jak wilgotność, masa, objętość, zużycie paliwa, prędkość itp.

Platforma oparta na chmurze gwarantuje, że Twoje dane nigdy nie zostaną naruszone ani utracone, co jest niezwykle istotne przy mapowaniu plonów Twojego gospodarstwa przez wiele lat.

Często zadawane pytania

1. W jaki sposób rozwój monitoringu plonów stał się korzystny?

Rozwój monitoringu plonów stał się korzystny, ponieważ umożliwia rolnikom podejmowanie świadomych decyzji dotyczących alokacji zasobów w celu uzyskania optymalnych plonów. Pomaga on również w ocenie wydajności różnych odmian upraw i praktyk zarządzania, ułatwiając podejmowanie lepszych decyzji.

Pomaga również identyfikować obszary niskiej produktywności, umożliwiając rolnikom rozwiązywanie problemów i poprawę ogólnej wydajności gospodarstwa. Ponadto zapewnia cenną dokumentację i umożliwia prowadzenie dokumentacji na potrzeby zgodności, planowania finansowego i analizy historycznej.