Technologie rolnictwa precyzyjnego wspierają drobnych rolników

Powszechne upowszechnienie się rolnictwa precyzyjnego można przypisać kilku kluczowym technologiom: telefonom komórkowym, dronom, satelitom i czujnikom na miejscu. Nawet jeśli nie wszystkie z nich są zupełnie nowe, fakt, że stają się one coraz bardziej przystępne cenowo i łatwo dostępne, sprawia, że stają się coraz bardziej istotne dla rolników na całym świecie.

Jednak pomimo generalnie optymistycznego nastawienia, zanim drobni rolnicy będą mogli wdrożyć te rozwiązania, konieczne jest pokonanie wielu przeszkód. Koncepcja “Pięciu A dostępu do technologii”, na którą składają się “dostępność”, “przystępność cenowa”, “świadomość”, “zdolność” i “sprawność”, stanowi pomocne ramy do analizy tych licznych trudności.

W wielu rejonach świata dostępność technologii rolnictwa precyzyjnego może być poważnie ograniczona z takich powodów, jak niedobory infrastruktury cyfrowej niezbędnej do obsługi takich rozwiązań (na przykład energii elektrycznej lub Internetu).

Choć nawet jeśli są dostępne, wielu rolników może nie mieć środków finansowych na ich zakup. Na przykład, rolnicy mogą nie pozwolić sobie na smartfon z połączeniem internetowym, niezbędnym warunkiem dla wielu technologii rolnictwa precyzyjnego.

Nawet jeśli realne rozwiązania są dostępne i opłacalne, rolnicy mogą nie być ich świadomi. Dotyczy to również wielu innych usług technologicznych świadczonych zarówno przez organizacje publiczne, jak i komercyjne. Istnieje również możliwość, że rolnicy nie posiadają umiejętności czytania, pisania i obsługi technicznej niezbędnych do korzystania z tych rozwiązań.

W badaniu przeprowadzonym przez GSMA respondenci z krajów o niskich i średnich dochodach, którzy znali mobilny Internet, odpowiedzieli, że jest to główna bariera uniemożliwiająca im korzystanie z Internetu.

Wreszcie rolnicy należący do grup niedostatecznie obsługiwanych, na przykład rolniczki, mogą nie mieć ‘działalności’ ze względu na liczne przeszkody społeczno-kulturowe, które stoją im na drodze i uniemożliwiają im dostęp do rozwiązań technologicznych.

Aby pokonać te przeszkody, konieczne są interwencje na poziomie operacyjnym i politycznym. Obejmują one tworzenie rozwiązań z myślą o użytkowniku, opracowywanie kreatywnych i inkluzywnych modeli biznesowych i świadczenia usług oraz uchwalanie przepisów umożliwiających cyfrową transformację sektora.

Złożony charakter przeszkód podkreśla potrzebę ściślejszej współpracy między wieloma interesariuszami, w tym sektorem rządowym i komercyjnym, społeczeństwem obywatelskim i środowiskiem akademickim, aby przyspieszyć wykorzystanie technologii cyfrowych przez drobnych rolników.

Istotne technologie rolnictwa precyzyjnego

W tej sekcji przedstawimy przegląd najważniejszych i najistotniejszych technologii rolnictwa precyzyjnego, aby promować rosnące wykorzystanie tych technologii.

1. Korzystanie z telefonów komórkowych 

Rosnąca penetracja telefonii komórkowej i Internetu stworzyła podwaliny pod rozwój szerokiej gamy usług świadczonych za pośrednictwem telefonii komórkowej na potrzeby przemysłu rolniczego.

Usługi te są również nazywane “usługami m-Agri”. Obejmują one zapewnienie rolnikom dostępu do środków produkcji, pożyczek, ubezpieczeń i targowisk, na których mogą sprzedawać swoje produkty.

Telefony komórkowe umożliwiają rolnikom i osobom zawodowo zajmującym się rolnictwem dwukierunkową komunikację, zapewniają funkcje monitorowania w czasie rzeczywistym oraz ułatwiają digitalizację i łatwe gromadzenie danych terenowych.

Smartfony wyposażone w GPS mogą ułatwić gromadzenie precyzyjnych danych o położeniu i umożliwić dystrybucję spersonalizowanych informacji do rolników. Urządzenia komórkowe stanowią bardzo przystępne medium do rozpowszechniania informacji i spostrzeżeń z wykorzystaniem innych technologii rolnictwa precyzyjnego, takich jak satelity, czujniki terenowe i bezzałogowe statki powietrzne (UAV).

Być może telefon z jedynie najbardziej podstawowymi funkcjami i pozbawiony “inteligentnych” funkcji oferuje rolnikom różne możliwości odblokowania zindywidualizowanych informacji.

Dzięki temu rolnicy, którzy nie dysponują środkami finansowymi na zakup smartfona lub mieszkają w miejscach, gdzie dostęp do Internetu jest ograniczony lub nie ma go wcale, mogą korzystać z technologii rolnictwa precyzyjnego.

Usługi doradztwa rolniczego oparte na telefonach komórkowych, z których korzystają obecnie niezliczeni rolnicy na całym świecie, są najpowszechniejszą opcją. Usługi te są również nazywane “rozszerzeniami cyfrowymi”.”

Potrafią one przezwyciężyć wiele niedogodności, z którymi borykają się pracownicy doradztwa rolniczego (AEW), takich jak mała liczebność grupy, ograniczona udowodniona skuteczność i brak zaufania rolników do porad udzielanych przez AEW.

Usługi doradcze stanowią opłacalną strategię poprawy wyników w rolnictwie, nawet jeśli wpływ samych usług doradczych jest niewielki.

Przykładowo, w jednym z badań odkryto, że rolnicy, którzy zwiększyli ilość wapna stosowanego w swoich uprawach w odpowiedzi na alerty SMS, uzyskali stosunek korzyści do kosztów wynoszący nawet 10 do 1.

2. Wykorzystanie satelitów jako technologii rolniczych

Dane widmowe zebrane przez satelity mogą być wykorzystane do tworzenia map indeksów widmowych, które zapewniają wizualną reprezentację stanu gospodarstwa, a jednocześnie informują rolnika o tym, które obszary gospodarstwa wymagają uwagi. ARVI, NBR i NDVI Oto przykłady często stosowanych indeksów widmowych.

• Znormalizowany wskaźnik różnicy wegetacji, czyli NDVI, ocenia, jak zielona jest roślinność i może służyć jako zamiennik oceny stanu zdrowia upraw na całym polu.
• NBR stosuje się zarówno do oceny rozmiaru pożaru, jak i monitorowania trwających pożarów.
• ARVI monitoruje stężenie cząstek stałych i umożliwia użytkownikom lokalizację regionów dotkniętych zanieczyszczeniem lub nawet takimi działaniami, jak rolnictwo żarowe.

Dzięki aplikacjom mobilnym rolnicy mogą uzyskać mapy farm ilustrujące zróżnicowanie wewnątrz gospodarstwa pod względem kondycji upraw i informacji doradczych dotyczących konkretnych gospodarstw.

Integracja danych satelitarnych z kilkoma innymi źródłami danych, takimi jak pogoda, czujniki na miejscu i dane rolnicze (stosowanie nawozów, daty sadzenia itp.), a następnie przetwarzanie ich za pomocą algorytmów uczenia maszynowego może dostarczyć lokalnym rolnikom jeszcze dokładniejszych informacji.

Kilka nowych firm oferuje technologie rolnictwa precyzyjnego. Obejmują one rozwiązania dotyczące stosowania nawozów oraz prognozowania plonów na podstawie zdjęć satelitarnych.

Satelity mogą również dostarczać informacji geolokalizacyjnych. Systemy nawigacyjne oparte na danych satelitarnych, takie jak GPS, pomagają w gromadzeniu danych georeferencyjnych i określaniu dokładnych lokalizacji w terenie.

Jest ona konieczna do precyzyjnego doboru nasion, herbicydów i pestycydów, a także do zarządzania zrównoważonym wykorzystaniem wody i wspomagania ogólnych praktyk rolniczych.

Łączne wykorzystanie satelitów i systemów nawigacyjnych pozwala na scharakteryzowanie zmienności gleby i upraw w gospodarstwach rolnych, co umożliwia stosowanie intensywniejszych i skuteczniejszych metod uprawy.

3. Wykorzystanie bezzałogowych statków powietrznych (BSP) w rolnictwie precyzyjnym

W połączeniu z kilkoma innymi formami technologii (wieloczujnikami i technologią zmiennej prędkości) drony są wykorzystywane w kolejnych etapach cyklu wzrostu upraw. Zakres obejmuje ocena gleby do sadzenia nasion lub opryskiwania upraw aż po ustalenie optymalnego czasu zbiorów.

Mają dwa główne zastosowania: wykrywanie i redukcję ilości pracy, którą trzeba wykonać. Drony wyposażone w kamery i inne czujniki umożliwiają prowadzenie nadzoru lotniczego w czasie rzeczywistym i zapewniają niezrównany widok gospodarstwa.

Ładunki, które można przymocować do dronów, podobnie jak w systemach opryskowych, mogą zmniejszyć ręczną pracę wymaganą do wykonywania określonych zadań rolniczych, takich jak zwiady oraz stosowanie herbicydów, nawozów i insektycydów.

4. Wykorzystanie czujników i Internetu Rzeczy (IoT) 

Plantatorzy mogą opierać swoje decyzje na danych zebranych przez czujniki na miejscu, które monitorują cechy pól i upraw z większą dokładnością.

Technologie rolnictwa precyzyjnego, takie jak czujniki, są wykorzystywane w następujących zastosowaniach: precyzyjnym sadzeniu i opryskiwaniu, monitorowaniu szkodników i gleby, inteligentnym nawadnianiu, monitorowaniu plonów, monitorowaniu pogody i monitorowaniu środowiska.

Komunikacja między urządzeniami musi być regulowana zestawem reguł, aby czujniki na miejscu mogły się ze sobą komunikować i przesyłać dane. Termin “protokół sieciowy” odnosi się do tego z góry określonego zestawu wytycznych.

Ponieważ różne sieci bezprzewodowe zazwyczaj oferują różne zasięgi i przepustowości transmisji danych, najlepiej nadają się do wielu zastosowań.

Technologia znana jako sieci rozległe o niskim poborze mocy (LPWAN) zyskuje coraz większą popularność w zastosowaniach Internetu rzeczy w rolnictwie.

Sieć LPWAN jest optymalna w sytuacjach, gdy inteligentne urządzenia komunikują się na znaczną odległość, ale muszą przesyłać jedynie ograniczoną ilość danych. Technologie sieciowe LPWAN obejmują na przykład LoRaWAN i NB-IoT.

Oprócz dużego zasięgu (do 20 kilometrów), czujniki te charakteryzują się również wysoką efektywnością energetyczną. Dzięki temu baterie zasilające czujniki mogą działać nawet 15 lat.

Ponieważ nie jest zależny od 4G ani GPS, LoRaWAN zyskał na popularności w technologiach i aplikacjach rolnictwa precyzyjnego, zapewniając niezawodną transmisję danych oraz geolokalizację. Oznacza to, że lepiej nadaje się do stosowania w bardziej odległych miejscach o mniejszym zasięgu 4G.

Dodatkowe technologie rolnictwa precyzyjnego

Rozwój rolnictwa precyzyjnego wspierany jest przez takie osiągnięcia technologiczne, jak: technologia zmiennej stawki (VRT), roboty rolnicze i automatyzacja.

Jednak drobni rolnicy najwyraźniej nie są w stanie wdrożyć tych praktyk ze względu na wysokie koszty, brak akceptowalnych modeli biznesowych i wymóg posiadania pewnego poziomu wiedzy technicznej.

1. Robotyka i automatyzacja rolnictwa

Rolnicy na całym świecie coraz częściej sięgają po robotykę różnego rodzaju, np. roboty do odchwaszczania, autonomiczne traktory, monitorowanie upraw botów i robotów żniwnych, które mają ograniczyć liczbę kursów niezbędnych do monitorowania gospodarstwa, zminimalizować uszkodzenia i straty plonów, zwiększyć plony i obniżyć zużycie paliwa.

Rosnące koszty technologii rolnictwa precyzyjnego, takich jak roboty, stanowią największą barierę utrudniającą ich powszechne stosowanie w krajach słabo rozwiniętych.

Na przykład w 2017 roku przewidywano, że początkowy koszt robotyzacji w rolnictwie wyniesie ponad 9000 rupii indyjskich ($), a roczny koszt operacyjny $18 rupii indyjskich ($18 rupii indyjskich) na hektar. Cena innych robotów mobilnych przeznaczonych do lżejszych zadań, takich jak pielenie i przycinanie, może szybko wzrosnąć z 15 000 rupii indyjskich ($15 000 rupii indyjskich) do 30 000 rupii indyjskich ($15 000 rupii indyjskich).

Aby jednak roboty stały się bardziej opłacalną opcją finansową, badane są różne modele biznesowe.

Przykładowo model biznesowy firmy może obejmować usługę ARaaS, czyli “roboty rolnicze jako usługa”. Koncepcja ta, polegająca na wynagradzaniu rolników za korzystanie z robotów rolniczych, zapewnia drobnym rolnikom wygodną i bezpieczną alternatywę finansową.

2. Technologia zmiennej stawki (VRT)

Rzadko kiedy czynniki decydujące o plonach na danym polu są jednolite. Ponadto, konsekwentne stosowanie środków produkcji nie zapewnia maksymalnej możliwej produkcji ani rentowności.

Aby zmaksymalizować efektywność nakładów, a tym samym wzrost plonów i zysków z poszczególnych pól, technologia zmiennego dawkowania (VRT) obejmuje dostosowywanie i znaczne różnicowanie dawek nakładów, takich jak nawozy, środki chemiczne i strąki nasienne, w odpowiednich lokalizacjach na całym polu. Ma to na celu maksymalizację potencjału całego obszaru.

Na potrzeby dostaw pojazdy takie jak drony, traktory i inne roboty rolnicze są wyposażane w sprzęt, który może pracować ze zmienną wydajnością (np. opryskiwacze i rozsiewacze).

Drobni rolnicy często nie są w stanie uzasadnić zakupu takiego sprzętu ze względu na jego horrendalnie wysoki koszt (szacowany na kwotę od $150 000 do $250 000), a także ze względu na trudności ze zrozumieniem i obsługą przez rolników.

GeoPard to jedna z firm zajmujących się autonomiczną technologią rolnictwa precyzyjnego, która może przetwarzać dowolne dane z gospodarstwa georeferencyjnego. Wspieramy firmy zajmujące się uprawą roślin w zakresie rozwiązań rolnictwa precyzyjnego, pomagając im jednocześnie zwiększyć efektywność ich działalności.

Plantatorzy i konsultanci ds. upraw mogą również uzyskać rolnictwo precyzyjne Technologie naszej firmy. API, rozwiązania white label i widżety to tylko niektóre z usług, które oferujemy dużym agrobiznesom. Dzięki temu mogą one wdrożyć swoje rozwiązania w ciągu zaledwie kilku tygodni.

Często zadawane pytania

1. Która z poniższych przyczyn jest najbardziej prawdopodobnym powodem, dla którego większość drobnych rolników unika precyzyjnej technologii rolniczej?

Najbardziej prawdopodobnym powodem, dla którego większość drobnych rolników unika technologii rolnictwa precyzyjnego, są wysokie koszty początkowe związane z wdrożeniem tych technologii. Drobni rolnicy często dysponują ograniczonymi środkami finansowymi i mogą postrzegać rolnictwo precyzyjne jako zbyt drogie i niedostępne.

Ponadto ograniczony dostęp do wiedzy technicznej, brak infrastruktury oraz niewystarczające szkolenia i usługi wsparcia mogą również zniechęcać drobnych rolników do stosowania technologii rolnictwa precyzyjnego.

2. Jakie korzyści przynosi rolnikom wykorzystanie technologii GPS?

Zastosowanie technologii GPS w rolnictwie precyzyjnym przynosi korzyści rolnikom, ponieważ zapewnia dokładne mapowanie pól, umożliwia ukierunkowane stosowanie środków produkcji, usprawnia prace rolnicze i ułatwia podejmowanie decyzji w oparciu o dane.

Dokładne mapowanie pól pomaga rolnikom zrozumieć zmienność warunków panujących na ich polach, optymalizując alokację zasobów. Celowe zastosowanie nakładów zmniejsza straty i obniża koszty nakładów. Maszyny sterowane za pomocą GPS zwiększają wydajność operacyjną, oszczędzając czas i pracę. Gromadzenie i analiza danych umożliwiają podejmowanie świadomych decyzji w celu poprawy produktywności i rentowności.