Model Transformator Bazat pe Cloud de Recomandare a Culturilor Schimbă Agricultura de Precizie

Agricultura se află la o răscruce. Cu populația globală prognozată să ajungă la 9,7 miliarde până în 2050, fermierii trebuie să producă cu 70% mai multă hrană, în timp ce se luptă cu schimbările climatice, degradarea solului și lipsa apei.

Metodele tradiționale de agricultură, care se bazează pe practici depășite și pe ghicit, nu mai sunt suficiente. Intră în scenă Model Transformator pentru Recomandarea Culturilor (TCRM), o soluție bazată pe inteligență artificială, concepută pentru a aborda aceste provocări.

Acest articol explorează cum TCRM utilizează învățarea automată, senzorii IoT și calculul în cloud pentru a oferi 94% recomandări precise pentru culturi, dând fermierilor puterea de a crește producția, de a reduce risipa și de a adopta practici sustenabile.

Nevoia crescândă de inteligență artificială în agricultura modernă

Cererea de alimente este în continuă creștere, dar agricultura tradițională se chinuie să țină pasul. În regiuni precum Punjab, India — un important centru agricol — sănătatea solului se deteriorează din cauza utilizării excesive a fertilizatorilor, iar rezervele de apă subterană se epuizează rapid.

Fermierii se confruntă adesea cu lipsa accesului la date în timp real, ceea ce duce la decizii proaste privind selecția culturilor, irigațiile și utilizarea resurselor. Aici intervine agricultură de precizie, alimentat de AI, devine critic.

Spre deosebire de metodele convenționale, agricultura de precizie utilizează tehnologii precum senzori IoT și învățarea automată pentru a analiza condițiile de pe teren și a oferi recomandări personalizate. TCRM exemplifică această abordare, oferind fermierilor informații practice bazate pe nutrienții solului, tiparele meteorologice și date istorice.

Prin integrarea inteligenței artificiale în agricultură, TCRM face legătura între cunoștințele tradiționale și inovația modernă, asigurând că fermierii pot satisface cererea de hrană viitoare în mod sustenabil.

“Nu este vorba doar de tehnologie – este vorba de a ne asigura că fiecare fermier are instrumentele necesare pentru a prospera.”

Cum funcționează TCRM: Fuzionarea datelor și învățarea automată

În esență, TCRM este un Sistem de recomandare culturi AI care combină mai multe tehnologii pentru a oferi sfaturi precise. Procesul începe cu colectarea datelor. Senzorii IoT instalați pe teren măsoară parametri critici precum azotul (N), fosforul (P), potasiul (K) din sol, temperatura, umiditatea, precipitațiile și nivelul pH-ului.

Acești senzori alimentează cu date în timp real o platformă bazată pe cloud, care extrage, de asemenea, înregistrări istorice ale performanței culturilor din baze de date globale precum NASA și FAO. Odată colectate, datele sunt supuse unei curățări riguroase.

Valorile lipsă, cum ar fi cele ale pH-ului solului, sunt completate folosind medii regionale, în timp ce valorile aberante – precum vârfurile bruște de umiditate – sunt filtrate. Datele curățate sunt apoi normalizate pentru a asigura consecvența; de exemplu, valorile precipitațiilor sunt scalate între 0 (100 mm) și 1 (1000 mm) pentru a simplifica analiza.

Apoi, modelul hibrid de machine learning al TCRM preia controlul. Acesta combină Algoritmi Random Forest—o metodă ce folosește 500 de arbori de decizie pentru a evita erorile—cu straturi de deep learning ce detectează tipare complexe.

Cum funcționează TCRM: îmbinarea datelor și a învățării automate

O inovație cheie este mecanism de atenție multi-cap, care identifică relațiile dintre variabile. De exemplu, recunoaște că precipitațiile abundente corelează adesea cu o absorbție mai bună a azotului în culturi precum orezul.

Modelul este antrenat pe parcursul a 200 de cicluri (epoci) cu o rată de învățare de 0,001, ajustând predicțiile până când atinge o acuratețe de 94%. În final, sistemul implementează recomandări printr-o aplicație bazată pe cloud sau alerte SMS, asigurându-se că chiar și fermierii din zone izolate primesc sfaturi la timp.

De ce TCRM Depășește Metodele Tradiționale de Agricultură

Sistemele tradiționale de recomandare a culturilor, precum cele ce utilizează Regresia Logistică sau K-Nearest Neighbors (KNN), nu au finețea necesară pentru a gestiona complexitățile agriculturii.

De exemplu, KNN se luptă cu date dezechilibrate — dacă un set de date are mai multe intrări pentru grâu decât linte, predicțiile sale înclină spre grâu. În mod similar, AdaBoost, un alt algoritm, a obținut o acuratețe de doar 11,5% în studiu din cauza supraadaptării. TCRM depășește aceste defecte prin designul său hibrid.

Prin fuzionarea algoritmilor bazați pe arbori (pentru transparență) cu învățarea profundă (pentru gestionarea tiparelor complexe), acesta echilibrează acuratețea cu interpretabilitatea.

În studii, TCRM a obținut o 97.67% scor de validare încrucișată, dovedindu-și fiabilitatea în diverse condiții. De exemplu, atunci când a fost testată în Punjab, a recomandat rodii pentru culturile cu un conținut ridicat de potasiu (120 kg/ha) și un pH moderat (6,3), ducând la o creștere a producției de 30%.

De asemenea, fermierii au redus utilizarea fertilizanților cu 15%și risipa de apă cu 25%, deoarece sistemul a oferit îndrumări precise privind nutrienții și irigarea. Aceste rezultate subliniază potențialul TCRM de a transforma agricultura dintr-o industrie intensivă în resurse într-un ecosistem sustenabil, bazat pe date.

TCRM depășește modelele agricole tradiționale

Impact în Lumea Reală: Studii de Caz din Punjab

Agricultorii din Punjab se confruntă cu provocări severe, inclusiv epuizarea apei subterane și dezechilibrele nutrienților din sol. TCRM a fost testat aici pentru a evalua valoarea sa practică.

Un fermier, de exemplu, a introdus date care arată azot în sol la 80 kg/ha, fosfor la 45 kg/ha și potasiu la 120 kg/ha, alături de un pH de 6,3 și 600 mm precipitații anuale.

TCRM a analizat aceste date, a recunoscut nivelurile ridicate de potasiu și intervalul optim de pH și a recomandat rodia - o cultură cunoscută pentru faptul că prosperă în astfel de condiții. Fermierul a primit o alertă prin SMS detaliind alegerea culturii și îngrășămintele ideale (uree pentru azot, superfosfat pentru fosfor).

Pe parcursul a șase luni, fermierii care au folosit TCRM au raportat 20–30% randamente mai mari pentru culturi de bază precum grâul și orezul. Eficiența resurselor s-a îmbunătățit, de asemenea: utilizarea fertilizatorilor a scăzut cu 15%, deoarece sistemul a identificat nevoile exacte de nutrienți, iar risipa de apă a scăzut cu 25%, datorită irigării aliniate cu prognozele de precipitații.

Aceste rezultate demonstrează cum instrumentele bazate pe inteligență artificială, precum TCRM, pot spori productivitatea promovând în același timp sustenabilitatea mediului.

Inovațiile tehnice din spatele succesului TCRM

Succesul TCRM depinde de două realizări majore. Primul, al său mecanism de atenție multi-cap permite modelului să cântărească relațiile dintre variabile.

De exemplu, a detectat o corelație pozitivă puternică (0,73) între precipitații și asimilarea azotului, ceea ce înseamnă că culturile din regiunile cu precipitații abundente beneficiază de îngrășăminte bogate în azot.

În schimb, a constatat o legătură negativă ușoară (-0.14) între pH-ul solului și absorbția de fosfor, explicând de ce solurile acide necesită tratament cu var înainte de plantarea culturilor bogate în fosfor, cum ar fi cartofii.

În al doilea rând, TCRM integrare cloud și SMS asigură scalabilitate. Găzduit pe Amazon Web Services (AWS), sistemul gestionează peste 10.000 de utilizatori simultan, făcându-l viabil pentru cooperative mari.

Pentru micii fermieri fără acces la internet, API-ul Twilio trimite alerte SMS—peste 3.000 lunar doar în Punjab—cu sfaturi despre culturi și fertilizatori. Această abordare dublă asigură că niciun fermier nu este lăsat în urmă, indiferent de conectivitate.

Inovațiile tehnice din spatele succesului TCRM

Provocări în adoptarea IA pentru agricultură

În ciuda promisiunii sale, TCRM se confruntă cu obstacole. Mulți fermieri, în special cei în vârstă, nu au încredere în recomandările AI, preferând metodele tradiționale. În Punjab, doar 35% dintre fermieri au adoptat TCRM în timpul testelor.

Costul este o altă barieră: senzorii IoT costă 200500 de acri, inaccesibil pentru fermierii mici. În plus, datele de antrenament ale TCRM s-au concentrat pe culturi indiene precum grâul și orezul, limitând utilitatea sa pentru cultivatorii de quinoa sau avocado din alte regiuni.

Studiul subliniază, de asemenea, lacunele în testare. În timp ce TCRM a obținut 97,67% în validarea încrucișată, acesta nu a fost evaluat în condiții extreme precum inundații sau secete prelungite. Versiunile viitoare trebuie să abordeze aceste limitări pentru a construi reziliență și încredere.

Viitorul AI în agricultură

Privind spre viitor, dezvoltatorii TCRM intenționează să integreze IA explicabilă (XAI) instrumente precum SHAP și LIME. Acestea vor clarifica recomandările — de exemplu, arătând fermierilor că o cultură a fost aleasă deoarece nivelul de potasiu era cu 20% peste prag.

Extinderea globală este o altă prioritate; adăugarea de seturi de date din Africa (de exemplu, porumb în Kenya) și America de Sud (de exemplu, soia în Brazilia) va face TCRM universal aplicabil.

Integrarea IoT în timp real folosind drone este, de asemenea, la orizont. Dronele pot mapa câmpurile orar, actualizând recomandările în funcție de vremea în schimbare sau de activitatea dăunătorilor.

Un astfel de, inovații ar putea ajuta la prezicerea dăunătorilor sau a infecțiilor fungice, permițând acțiuni preventive. În cele din urmă, parteneriatele cu guvernele ar putea subvenționa senzorii IoT, făcând agricultura de precizie accesibilă tuturor fermierilor.

Concluzie

Modelul Transformator de Recomandări pentru Culturi (TCRM) reprezintă un salt înainte în tehnologia agricolă. Combinând inteligența artificială, IoT și cloud computing, acesta oferă fermierilor 94% precis, instrument de decizie în timp real care sporește randamentele și conservă resursele.

Deși provocări precum costurile și barierele de adopție persistă, potențialul TCRM de a revoluționa agricultura este incontestabil. În timp ce lumea se confruntă cu schimbările climatice și cu creșterea populației, soluții precum TCRM vor fi vitale în crearea unui viitor durabil și sigur din punct de vedere alimentar.

Referință: Singh, G., Sharma, S. Îmbunătățirea agriculturii de precizie printr-un model transformator de recomandare a culturilor bazat pe cloud. Sci Rep 15, 9138 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-93417-3

Cadru automat de inteligență artificială pentru IMM-uri. Grant din partea statului Renania de Nord-Westfalia.

Suntem încântați să anunțăm că GeoPard Agricultură, în parteneriat cu Universitatea de Științe Aplicate Hamm-Lippstadt, a primit o notificare de grant de la Ministerul Afacerilor Economice din Renania de Nord-Westfalia pentru proiect Cadru de inteligență artificială automatizat pentru IMM-uri (AKI4KMU). Această inițiativă își propune să simplifice utilizarea și integrarea inteligenței artificiale în procesele existente, cu accent pe analiza geospațială.

Despre proiect
The AKI4KMU Proiectul, condus de un consorțiu format din Hochschule Hamm-Lippstadt, FlyPard Analytics GmbH și Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG, se concentrează pe valorificarea inteligenței artificiale (IA) și a tehnologiilor moderne de comunicare pentru a stimula inovația și sustenabilitatea, în special în sectorul agricol. Întreprinderile mici și mijlocii (IMM-uri) se confruntă adesea cu provocări în colectarea datelor, evaluarea și implementarea IA. Acest proiect își propune să depășească aceste obstacole prin avansarea... procese automatizate de inteligență artificială și integrarea lor cu Gemeni digitali și tehnologia 5G.

cu partenerul de proiect Prof. Dr. Stefan Henkler

Obiective cheie

  • Optimizarea eficienței agricolePrin valorificarea agriculturii de precizie, a analizelor bazate pe inteligență artificială și a simulărilor digitale, proiectul își propune să îmbunătățească eficiența și sustenabilitatea agriculturii.
  • Reducerea consumului de resurseInformațiile bazate pe inteligență artificială ajută la minimizarea utilizării apei și a îngrășămintelor, reducând costurile operaționale pentru fermieri.
  • Îmbunătățirea procesului decizionalIA îmbunătățește planificarea culturilor, detectarea dăunătorilor și optimizarea randamentului, stimulând productivitatea și competitivitatea.
  • Simulări realiste ale inteligenței artificialeGemenii digitali permit testarea în scenarii reale fără experimente fizice costisitoare.

Impactul asupra regiunii
Proiectul, realizat în Renania de Nord-Westfalia, Germania, se aliniază cu strategiile regionale de inovare și contribuie la dezvoltarea unui ecosistem tehnologic avansat pentru agricultură. Prin Automatizare bazată pe inteligență artificială și soluții digitale sustenabile, proiectul oferă IMM-urilor posibilitatea de a debloca întregul potențial al inteligenței artificiale, creând valoare pe termen lung pentru întreprinderi și societate.

Susținut de Ministerul Afacerilor Economice, Industriei, Acțiunii Climatice și Energiei din landul Renania de Nord-Westfalia. Cofinanțat de Uniunea Europeană. Numărul grantului EFRE-20800498.

Fermele mari domină peisajul agriculturii de precizie, spune USDA

Adoptarea tehnologiilor agriculturii de precizie este în creștere, fermele la scară largă fiind în fruntea integrării instrumentelor avansate pentru a spori eficiența, a reduce costurile și a crește randamentele culturilor.

Conform unui raport al Departamentului Agriculturii din SUA (USDA), aproape 701 milioane de ferme la scară largă, definite ca cele cu venituri anuale de peste 14 milioane de ferme, utilizează tehnologii precum monitoare de randament, sisteme de autodirecție și hărți ale solului pentru a-și îmbunătăți operațiunile.

Acesta este un contrast semnificativ față de doar 13% de ferme mici care au raportat că utilizează tehnologii similare în 2023, potrivit Serviciului de Cercetare Economică al USDA.

De ce fermele mai mari sunt mai predispuse să adopte agricultura de precizie

Agricultura de precizie se referă la utilizarea tehnologiilor avansate pentru optimizarea practicilor agricole și maximizarea productivității. Pentru fermele mai mari, beneficiile acestor tehnologii sunt substanțiale.

Concentrându-se pe creșterea randamentelor culturilor, reducerea costurilor operaționale și gestionarea fluctuațiilor meteorologice imprevizibile și a pieței, fermele de mari dimensiuni au mai multe resurse financiare pentru a investi în tehnologie. Acest lucru le facilitează adoptarea de instrumente care necesită costuri inițiale substanțiale, cum ar fi monitoare de randament, sisteme de autodirecție și echipamente automatizate.

Conform sondajului USDA, disparitatea în adoptarea tehnologiei este evidentă. În timp ce 68% dintre fermele la scară mare au folosit tehnologii de asistență decizională, cum ar fi monitoare de randament și hărți ale solului, doar 13% dintre fermele la scară mică au folosit aceste instrumente.

Raportul subliniază faptul că operațiunile mai mari nu numai că au capacitatea financiară de a investi în astfel de tehnologii, dar pot beneficia și mai mult de pe urma implementării lor. Tehnologiile agriculturii de precizie, în special cele axate pe automatizare și luarea deciziilor bazate pe date, pot duce la o eficiență mai mare, o mai bună gestionare a resurselor și, în cele din urmă, la marje de profit mai mari.

Tehnologii cheie care stimulează adoptarea agriculturii de precizie

Printre diversele unelte pentru agricultura de precizie disponibile, câteva se remarcă prin utilizarea lor pe scară largă în fermele mari:

  1. Monitoare de randamentAceste dispozitive măsoară cantitatea și calitatea culturilor pe măsură ce sunt recoltate. Prin furnizarea de date în timp real, monitoarele de randament permit fermierilor să evalueze variabilitatea câmpului și să ia decizii informate privind gestionarea culturilor și alocarea resurselor.
  2. Sisteme de ghidare automatăAceste sisteme sunt parte integrantă a echipamentelor agricole de mari dimensiuni, cum ar fi tractoarele și combinele de recoltat. Autodirecția utilizează tehnologia GPS pentru a ghida echipamentele, reducând erorile umane și optimizând precizia operațiunilor precum plantarea, fertilizarea și recoltarea. Conform raportului USDA, 70% dintre fermele mari au folosit sisteme de autodirecție, comparativ cu doar 9% dintre fermele mici.
  3. Hărți ale solului și analiză a datelorTehnologia de cartografiere a solului oferă informații detaliate despre condițiile solului dintr-o fermă, permițând fermierilor să ia decizii precise cu privire la irigații, fertilizare și plantare. Prin înțelegerea variabilității compoziției solului și a nivelurilor de umiditate, fermierii la scară largă pot crește randamentele și pot reduce costurile cu factorii de producție.

Factorii care influențează adoptarea tehnologiei

Raportul USDA evidențiază mai mulți factori care influențează adoptarea agriculturii de precizie, dimensiunea fermei și resursele financiare fiind cei mai importanți. Fermele mai mari, cu venituri mai mari și capacitatea de a face investiții pe termen lung, sunt mai predispuse să adopte tehnologii care necesită un capital inițial substanțial.

Pe de altă parte, operațiunile mai mici, în special cele care generează mai puțin de 150.000 de miliarde de lire sterline pe an, se confruntă cu dificultăți în justificarea investiției inițiale din cauza bugetelor limitate și a marjelor de profit mai mici.

Pe lângă constrângerile financiare, natura fermei joacă, de asemenea, un rol în adoptarea tehnologiei. Fermele de pensionare, sau cele operate de fermieri care se apropie de pensionare, sunt adesea mai puțin înclinate să investească în noi tehnologii, deoarece implicarea lor pe termen lung în afacerea agricolă poate fi incertă.

Pentru aceste operațiuni, beneficiile agriculturii de precizie s-ar putea să nu depășească costurile, în special dacă fermierul intenționează să renunțe treptat la agricultura activă în viitorul apropiat.

Lupta pentru adoptarea pe scară largă

Deși tehnologiile agriculturii de precizie oferă avantaje clare, adoptarea lor pe scară largă a fost mai lentă decât se aștepta. În ciuda utilizării tot mai mari a unor instrumente precum monitoarele de randament și sistemele de autodirecție în fermele mari, anumite tehnologii nu au câștigat încă o tracțiune semnificativă la nivelul fermelor de dimensiuni mari. Dronele, dispozitivele portabile de monitorizare a animalelor și mulsoarea robotizată, de exemplu, rămân subutilizate chiar și în fermele de dimensiuni mari.

Utilizarea dronelor, care sunt adesea văzute ca un instrument promițător pentru monitorizarea culturilor și analiza terenurilor, a fost raportată de doar 12% de ferme familiale la scară largă în 2023. Alte instrumente de înaltă tehnologie, cum ar fi mulgătoarele robotizate și dispozitivele purtabile pentru animale, au înregistrat, de asemenea, rate scăzute de adoptare, fermierii ezitând să adopte aceste tehnologii din cauza costurilor, complexității sau beneficiilor incerte.

Rolul producătorilor de echipamente

Pe măsură ce cererea pentru agricultura de precizie continuă să crească, producătorii de echipamente agricole își intensifică investițiile în tehnologii avansate. Companiile dezvoltă soluții mai accesibile și mai accesibile pentru a satisface nevoile unei game mai largi de fermieri, inclusiv ale celor cu exploatații mai mici.

Cu toate acestea, în ciuda acestor eforturi, piața rămâne dificilă, mulți fermieri ezitând încă să adopte noi tehnologii pe fondul unei economii agricole dificile.

Producătorii se concentrează, de asemenea, pe crearea de sisteme automatizate care pot ajuta la optimizarea performanței tractoarelor, combinelor și a altor utilaje agricole. Aceste inovații au ca scop ajutarea fermierilor să reducă costurile cu forța de muncă și să crească productivitatea, asigurându-se că tehnologiile agriculturii de precizie devin mai atractive pentru fermierii de toate dimensiunile.

Concluzie

Tehnologiile agriculturii de precizie oferă beneficii substanțiale fermierilor, în special celor care gestionează operațiuni la scară largă. Cu instrumente precum monitoare de randament, sisteme de autodirecție și hărți ale solului, fermele mari își pot optimiza productivitatea, pot reduce costurile și pot gestiona provocările generate de piețele volatile și vremea imprevizibilă. Cu toate acestea, costurile inițiale ridicate ale acestor tehnologii continuă să împiedice adoptarea lor în rândul fermelor mai mici, în special a celor cu resurse financiare limitate.

Pe măsură ce industria agricolă continuă să evolueze, este probabil ca utilizarea agriculturii de precizie să se extindă și mai mult. Pentru micii fermieri, dezvoltarea unor soluții mai accesibile și mai accesibile va fi esențială pentru a se asigura că aceste tehnologii sunt disponibile pentru toți. Se pare că viitorul agriculturii va fi din ce în ce mai mult modelat de instrumentele digitale care permit fermierilor să ia decizii mai inteligente, bazate pe date, în cadrul operațiunilor lor.

Evoluția agriculturii de precizie: Cum trecutul modelează ziua de mâine

Agricultura de precizie (Precision Ag), o abordare inovatoare a agriculturii care integrează tehnologia, datele și metodologiile avansate, a transformat peisajul agricol.

Prin utilizarea unor instrumente precum ghidarea GPS, dronele, senzorii și analiza datelor, fermierii pot maximiza eficiența, reduce risipa și optimiza randamentele. Cu toate acestea, acest domeniu revoluționar nu a apărut izolat. Evoluția sa este adânc înrădăcinată în practici agricole vechi de secole, demonstrând cum trecutul servește drept prolog pentru viitor.

O privire în urmă: Fundamentele agriculturii de precizie

Agricultura a fost întotdeauna un domeniu al inovației. Cu mult înainte de apariția tehnologiei moderne, fermierii se bazau pe observație atentă, experiență și încercări repetate pentru a-și îmbunătăți productivitatea.

Practici precum rotația culturilor, irigațiile și creșterea selectivă exemplifică forme timpurii de agricultură de precizie. Aceste metode, deși rudimentare conform standardelor actuale, au pus bazele strategiilor agricole moderne.

Revoluția industrială din secolele al XVIII-lea și al XIX-lea a marcat un punct de cotitură semnificativ. Echipamentele mecanizate, precum plugurile, semănătoarele și mașinile de treierat, au sporit eficiența, permițând fermierilor să gestioneze parcele mai mari de teren.

Această perioadă a marcat și apariția îngrășămintelor chimice și a pesticidelor, stimulând și mai mult randamentul culturilor. Aceste inovații au pregătit scena pentru tehnologiile de precizie care aveau să apară în secolele XX și XXI.

Apariția agriculturii de precizie moderne

Conceptul de agricultură de precizie, așa cum îl cunoaștem astăzi, a început să prindă contur la sfârșitul secolului al XX-lea, odată cu progresele înregistrate în tehnologia satelitară, puterea de calcul și sistemele informaționale geografice (GIS). Printre momentele cheie din această perioadă se numără:

  1. Tehnologia GPS (anii 1990): Introducerea sistemelor GPS a revoluționat agricultura, permițând navigarea precisă a utilajelor. Fermierii puteau acum optimiza modelele de plantare, fertilizare și recoltare, reducând suprapunerile și minimizând risipa de resurse.
  2. Monitorizarea randamentului (anii 1990): Monitoarele de randament instalate pe combinele de recoltat au furnizat date detaliate despre performanța culturilor, ajutând fermierii să identifice zonele cu randament ridicat și scăzut de pe câmpurile lor.
  3. Teledetecție (anii 2000): Utilizarea imaginilor din satelit și a dronelor le-a permis fermierilor să monitorizeze sănătatea culturilor, condițiile solului și consumul de apă cu o precizie fără precedent.
  4. Tehnologie cu rată variabilă (VRT): VRT le-a permis fermierilor să aplice inputuri precum semințe, îngrășăminte și pesticide în rate variabile pe un câmp, adaptate nevoilor specifice ale diferitelor zone.

Aceste inovații au marcat tranziția de la practici agricole generalizate la un management specific amplasamentului, sporind semnificativ eficiența și sustenabilitatea.

Peisajul actual: Agricultura de precizie astăzi

În secolul XXI, agricultura de precizie a devenit o piatră de temelie a agriculturii moderne. Tehnologiile actuale încorporează senzori avansați, algoritmi de învățare automată și analiză a datelor în timp real. Principalele tendințe care modelează peisajul actual includ:

  • Big Data și IA: Fermierii colectează acum cantități masive de date de pe câmpurile lor, inclusiv compoziția solului, modelele meteorologice și performanța culturilor. Inteligența artificială procesează aceste date pentru a genera informații utile.
  • Internetul Lucrurilor (IoT): Senzorii inteligenți și dispozitivele IoT permit monitorizarea continuă a condițiilor de teren, permițând luarea deciziilor în timp real.
  • Mașini autonome: Tractoarele autonome și combinele robotizate de recoltat reduc necesarul de forță de muncă, îmbunătățind în același timp precizia și eficiența.
  • Accent pe sustenabilitate: Agricultura de precizie se aliniază cu accentul tot mai mare pus pe sustenabilitate prin minimizarea utilizării resurselor, reducerea impactului asupra mediului și îmbunătățirea sechestrării carbonului în soluri.

Viitorul agriculturii de precizie

Privind în perspectivă, agricultura de precizie este pregătită să evolueze în continuare, pe măsură ce tehnologiile emergente remodelează industria. Printre cele mai promițătoare evoluții se numără:

  • Editarea genelor: Instrumente precum CRISPR ar putea permite crearea de culturi special concepute pentru agricultura de precizie, cu trăsături optimizate pentru condițiile locale de sol și climă.
  • Analiză predictivă: Progresele în domeniul inteligenței artificiale și al învățării automate vor îmbunătăți acuratețea modelelor predictive, ajutând fermierii să anticipeze provocări precum focarele de dăunători sau anomaliile meteorologice.
  • Tehnologia Blockchain: Blockchain-ul poate spori transparența și trasabilitatea în lanțurile de aprovizionare agricole, asigurând aprovizionarea etică și prețuri corecte.
  • Conectivitate extinsă: Odată cu implementarea rețelelor 5G, zonele rurale vor avea acces la internet de mare viteză, permițând tehnologii agricole de precizie și mai sofisticate.

Trecutul ca prolog: Învățând din istorie

Călătoria agriculturii de precizie subliniază o lecție esențială: inovația se bazează pe fundațiile trecutului. Practicile agricole timpurii ne-au învățat importanța observației și a adaptării. Era mecanizării a evidențiat valoarea eficienței și a scalabilității. Agricultura de precizie de astăzi combină aceste lecții cu tehnologia de ultimă generație pentru a aborda provocările legate de hrănirea unei populații globale în creștere.

Prin înțelegerea și aprecierea contextului istoric al agriculturii de precizie, putem naviga mai bine în viitorul acesteia. Trecutul servește nu doar ca ghid, ci și ca o reamintire a faptului că progresul este o călătorie continuă, înrădăcinată în ingeniozitatea și rezistența celor care au venit înaintea noastră.

Concluzie

Agricultura de precizie este o dovadă a puterii inovației umane și a relevanței durabile a istoriei. Aflându-ne în pragul unor noi descoperiri, este esențial să recunoaștem că progresele de mâine vor fi modelate de perspectivele de astăzi și de lecțiile trecutului. Prin îmbrățișarea acestei continuități, putem asigura că agricultura de precizie continuă să evolueze, promovând un viitor sustenabil și prosper atât pentru fermieri, cât și pentru planetă.

Turkmenistanul adoptă tehnologii avansate de teledetecție pentru o mai bună monitorizare a culturilor

Agricultura în Turkmenistan reprezintă o parte modestă din produsul intern brut (PIB) al țării, însă are o importanță strategică semnificativă. O mare parte a populației locuiește în zone rurale, peste 401 TP3T din forța de muncă fiind angajată în sectorul agricol.

De la obținerea independenței în 1991, Turkmenistanul s-a confruntat cu provocări în modernizarea practicilor agricole, inclusiv absența unui sistem contemporan de monitorizare a culturilor, capabil să furnizeze date fiabile și în timp util. Un astfel de sistem este crucial pentru luarea deciziilor în cunoștință de cauză, gestionarea durabilă a terenurilor și creșterea productivității.

Pentru a remedia această lacună, Turkmenistanul a încheiat un parteneriat cu Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură (FAO) pentru a introduce tehnologii avansate de teledetecție și expertiză în monitorizarea utilizării terenurilor.

Această colaborare, în cadrul proiectului recent lansat al Programului de Cooperare Tehnică (TCP) al FAO, își propune să optimizeze procesele legate de monitorizarea culturilor, prognoză și raportare statistică, precum și să testeze noi metodologii prin aplicații pe teren. Proiectul este programat să se desfășoare până la sfârșitul anului 2026.

Pe 7 ianuarie 2025, proiectul a fost semnat oficial de Viorel Gutu, director general adjunct și reprezentant regional al FAO pentru Europa și Asia Centrală, și de Charyyar Chetiyev, ministrul Agriculturii din Turkmenistan.

“Teledetecția oferă metode inovatoare de colectare și analiză a datelor care pot aduce beneficii diverselor sectoare, inclusiv agricultura, gestionarea resurselor de apă și răspunsul în caz de dezastre”, a declarat Maxim Gorgan, responsabil tehnic principal FAO pentru proiect. “În agricultură, aceasta oferă informații aproape în timp real despre zonele însămânțate, dinamica vegetației, estimările randamentului, stresul hidric, planificarea irigațiilor și chiar monitorizarea dăunătorilor și bolilor.”

Faza inițială a proiectului va implica o analiză amănunțită a reglementărilor și cadrelor instituționale existente legate de monitorizarea culturilor și teledetecție, cu recomandări pentru îmbunătățirile necesare. Metodologia va integra tehnologia avansată cu metodele statistice tradiționale, eșantionarea și colectarea datelor.

FAO va dezvolta, de asemenea, un program de instruire personalizat pentru personalul ministerului și al Serviciului de Resurse Funciare, pentru a-i dota cu competențele necesare pentru implementarea și operarea noului sistem de monitorizare a culturilor bazat pe teledetecție. În plus, inițiativa va explora integrarea teledetecției în programele de învățământ superior.

Pentru a demonstra potențialul sistemului, vor fi înființate parcele pilot cu diverse culturi și condiții agroclimatice. Aceste zone demonstrative vor genera date pentru a rafina metodologia și vor fundamenta dezvoltarea unui concept pentru extinderea abordării la nivel național.

“Pentru fermieri, această tehnologie poate ajuta la identificarea nevoilor specifice ale diferitelor zone dintr-un câmp, permițând o utilizare mai eficientă a apei, îngrășămintelor și a altor factori de producție, ducând în cele din urmă la randamente mai bune”, a adăugat Gorgan.

Pe parcursul proiectului, FAO va respecta liniile directoare regionale și globale, punând accent pe egalitatea de gen și guvernanța responsabilă a terenurilor.

Proiectele Programului de Cooperare Tehnică al FAO oferă țărilor membre acces la expertiza și sprijinul tehnic al organizației, contribuind la Obiectivele de Dezvoltare Durabilă și promovând dezvoltarea agricolă pe termen lung.

Senzorii de sol imprimați ar putea ajuta fermierii să crească randamentul culturilor și să reducă costurile

Inginerii de la Universitatea din Wisconsin-Madison au creat senzori accesibili pentru a monitoriza nivelurile de nitrați din sol în timp real, pentru tipurile de sol comune în Wisconsin. Acești senzori electrochimici imprimați pot ajuta fermierii să ia decizii mai inteligente cu privire la fertilizare, economisindu-le potențial bani.

“Senzorii noștri pot oferi fermierilor o imagine mai clară asupra nivelurilor de nutrienți din sol și a cantității de nitrați disponibile pentru culturi. Aceste informații le permit să ia decizii precise cu privire la cantitatea de îngrășământ necesară”, spune Joseph Andrews, profesor asistent de inginerie mecanică la UW-Madison și cercetător principal. “Reducerea utilizării îngrășămintelor ar putea însemna economii semnificative de costuri, în special pentru fermele mari.”

Nitrații sunt esențiali pentru creșterea culturilor, dar o cantitate prea mare de nitrați se poate infiltra în apele subterane, poluând apa potabilă și dăunând mediului. Acești noi senzori pot servi, de asemenea, ca instrumente în cercetarea agricolă, urmărind scurgerile de nitrați și ghidând practici mai bune pentru reducerea poluării.

Metodele tradiționale de monitorizare a nitraților din sol necesită mult timp, sunt costisitoare și nu oferă rezultate imediate. Pentru a rezolva această problemă, Andrews, expert în electronică imprimată, și echipa sa au conceput acești senzori ca o alternativă mai simplă și mai economică.

Pentru acest proiect, cercetătorii au folosit o metodă de imprimare cu jet de cerneală pentru a realiza senzori potențiometrici, care sunt un tip de senzor cu peliculă subțire ce utilizează reacții electrochimice. Acești senzori sunt de obicei utilizați pentru a măsura cu precizie nivelurile de nitrați din soluțiile lichide. Cu toate acestea, de obicei nu funcționează bine în sol, deoarece particulele rugoase ale solului pot zgâria senzorii și pot afecta precizia citirilor.

Forma și instalarea senzorilor de sol imprimați.jpg

Andrews explică: “Scopul nostru principal a fost să facem ca acești senzori electrochimici să funcționeze eficient în condiții dificile de sol și să detecteze cu precizie ionii de nitrați.”

Pentru a rezolva această problemă, echipa a adăugat un strat protector peste senzor folosind un material numit fluorură de poliviniliden. Potrivit lui Andrews, acest material are două calități importante. În primul rând, are pori extrem de mici, de aproximativ 400 de nanometri, care permit trecerea ionilor de nitrați, dar țin particulele de sol afară. În al doilea rând, este hidrofil, ceea ce înseamnă că atrage apa ca un burete.

Andrews spune: “Aceasta înseamnă că orice apă care conține nitrați va fi absorbită de senzorul nostru, ceea ce este crucial deoarece și solul absoarbe apa. Fără aceasta, senzorului i-ar fi greu să obțină suficientă umiditate, dar, deoarece materialul nostru se potrivește cu absorbția de apă a solului, acesta ajută la atragerea apei bogate în nitrați la suprafața senzorului pentru citiri precise.”

Cercetătorii și-au împărtășit progresul într-o lucrare publicată în martie 2024 în Advanced Material Technologies.

Senzori de sol imprimați în funcțiune și testare

Echipa și-a testat senzorii în două tipuri de sol găsite în Wisconsin: sol nisipos, care este comun în zona central-nordică, și sol lut-lutos, care se găsește în sud-vestul statului Wisconsin. Ei au descoperit că senzorii au dat rezultate precise în ambele tipuri.

Acum, cercetătorii adaugă senzorii lor de nitrați la un sistem pe care îl numesc “autocolant de detectare”. Acest sistem combină trei senzori diferiți - pentru nitrați, umiditate și temperatură - pe o folie flexibilă de plastic cu adeziv pe spate.

Ei intenționează să plaseze mai multe dintre aceste autocolante de detectare pe o tijă la diferite înălțimi, apoi să îngroape tija în sol. Această configurație le va permite să măsoare condițiile la diferite adâncimi în sol.

Andrews explică: “Prin măsurarea nitraților, umidității și temperaturii la diferite adâncimi ale solului, putem acum urmări procesul de levigare a nitraților și observa cum se deplasează nitrații prin sol, lucru pe care nu l-am putut face înainte.”

În vara anului 2024, cercetătorii vor continua testarea senzorilor lor prin plasarea a 30 de tije senzoriale în sol la stațiile de cercetare agricolă Hancock și Arlington ale UW-Madison.

Echipa lucrează la brevetarea acestei tehnologii prin intermediul Fundației de Cercetare a Absolvenților din Wisconsin.

Printre co-autorii de la UW–Madison se numără Kuan-Yu Chen, Aatresha Biswas, Shuohao Cai și profesorul Jingyi Huang de la Departamentul de Știința Solului.

Această cercetare a fost finanțată de Programul Fundațional al Inițiativei de Cercetare Agricolă și Alimentară al USDA (proiectul nr. WIS04075), grantul 2226568 al Fundației Naționale pentru Știință și de Centrul de Inovare în Domeniul Lactatelor al Universității din Wisconsin-Madison.

Provocările cu care se confruntă fermierii americani în ceea ce privește asigurarea culturilor și schimbările climatice

Bloomberg: În Kansas, o secetă lungă a distrus culturile și a deteriorat solul, dar ferma lui Gail Fuller iese în evidență. Oile, vacile și găinile sale cutreieră libere, hrănindu-se cu culturile și plantele într-un mediu luxuriant și plin de viață.

Totuși, dacă o tornadă, o inundație sau o secetă severă ar lovi ferma lui Fuller, acesta ar trebui să acopere toate costurile singur. Acest lucru se datorează faptului că metodele sale agricole nu sunt acoperite de asigurarea federală pentru culturi, care este o plasă de siguranță veche care nu a ținut pasul cu schimbările climatice.

Fuller este unul dintre numeroșii fermieri care nu au suficiente asigurări, deoarece industria nu susține trecerea de la agricultura tradițională la agricultura regenerativă. Agricultura regenerativă poate ajuta la captarea unei cantități suficiente de carbon pentru a reduce emisiile agricole la jumătate până în 2030.

Această schimbare este importantă pentru a încetini schimbările climatice și a proteja fermierii de efectele acestora, dar industria asigurărilor nu ține pasul.

În SUA, agricultura este cauza a aproximativ 11% din totalul emisiilor de gaze cu efect de seră. O mare parte din acestea provin din aratul solului, care eliberează dioxid de carbon, și din utilizarea excesivă a îngrășămintelor, care emite protoxid de azot.

Protoxidul de azot este un gaz cu efect de seră de peste 270 de ori mai puternic decât CO2. Agricultura regenerativă ajută la reducerea acestor emisii prin absorbția dioxidului de carbon prin fotosinteză, stocarea carbonului în sol și captarea azotului care altfel s-ar scurge în râurile din apropiere.

Vremile extreme se produc tot mai des acum și amenință culturile și lanțurile de aprovizionare. Potrivit Monitorului Secetei din SUA, douăzeci și patru de state, inclusiv Kansas, se confruntă cu secete severe până la excepționale. Aceasta este o problemă, la fel ca ploile abundente care pot inunda culturile și cad mai abundent.

Cercetătorii de la Universitatea Stanford au descoperit că aproape 201,3 trilioane de lire sterline din cele 14,140 de miliarde de lire sterline plătite pentru asigurările de culturi între 1991 și 2017 s-au datorat creșterii temperaturilor. Ei cred că acest procent va continua să crească pe măsură ce fenomenele meteorologice extreme devin mai frecvente din cauza schimbărilor climatice.

În ciuda acestor riscuri și a beneficiilor pe care agricultura regenerativă le oferă pentru combaterea schimbărilor climatice, stimulente mai puternice au menținut sistemul actual, spune Anne Schechinger, directoarea Midwest la organizația non-profit Environmental Working Group (EWG).

Polițele de asigurare a culturilor acoperă în mare parte culturi comune precum porumbul, soia, bumbacul și grâul. Fermierii care cultivă aceste culturi primesc de obicei o asigurare multi-risc, care îi protejează împotriva recoltelor proaste cauzate de factori precum boli, inundații, secete și alte fenomene meteorologice severe.

La fel ca în cazul asigurărilor de sănătate, auto sau de proprietate, evaluarea pierderilor sau a daunelor în asigurarea culturilor depinde de standarde numite Bune Practici Agricole. Aceste standarde asigură că randamentele scăzute nu sunt cauzate de o gestionare defectuoasă.

Totuși, aceste reguli nu pot include practici care ar putea reduce randamentul unei culturi, așa că, de obicei, ele urmează metodele industriale tradiționale, de monocultură. De exemplu, unui fermier care cultivă diferite culturi între rânduri sau își încheie prea târziu culturile de acoperire i-ar putea fi respinse cererile de despăgubire de asigurare.

Agricultura regenerativă înseamnă adesea cultivarea diferitelor culturi împreună pe același câmp și utilizarea plantelor perene cu randament mai mic, ceea ce poate crea probleme pentru asigurători. Însă, potrivit profesoarei Silvia Secchi de la Universitatea din Iowa, plățile pentru asigurările de culturi nu depind în mare parte de faptul dacă practicile unui fermier cresc sau reduc riscurile climatice.

Fuller, un fermier dintr-o familie cu trei generații de agricultori, a început să încerce metode de agricultură regenerativă la mijlocul anilor 1990. El credea că aceste metode vor oferi randamente mai bune și culturi mai puternice în timp.

El a plantat culturi de acoperire în extrasezon, ceea ce este o practică regenerativă obișnuită. Acestea sunt culturi non-comerciale care îmbunătățesc sănătatea solului. În această perioadă, Fuller încă avea asigurare pentru culturi și a respectat regulile acesteia, distrugând culturile de acoperire cu erbicide înainte de a planta culturile de piață.

În august 2012, a avut loc o secetă severă, iar compania de asigurări a lui Fuller i-a inspectat terenul. Au decis că culturile de acoperire rămase erau buruieni și i-au respins toate cererile. Din această cauză, instituția sa de credit i-a retras linia de credit operațională.

Fuller și-a dat compania de asigurări în instanță și a câștigat. Dar doi ani mai târziu, când a avut nevoie de ei pentru a acoperi pierderile a două plantații de soia, aceștia i-au respins din nou pretențiile. Aceste probleme financiare l-au obligat să reducă suprafața fermei sale de la 1800 de acri la 400 de acri și, în cele din urmă, a decis să nu mai utilizeze asigurarea pentru culturi.

“Odată ce dai faliment ca fermier, e destul de greu să-ți revii”, a spus Fuller. “Nu voiam să fac parte din acel sistem. Trebuie să găsim o modalitate mai bună de a face agricultură.”

În ultimul deceniu, Departamentul Agriculturii din SUA a adus modificări programului de asigurare a culturilor pentru a aborda riscurile climatice. Aceste modificări includ adăugarea de acoperire pentru culturile noi și oferirea unui stimulent de $5 pe acru pentru plantarea culturilor de acoperire în extrasezon.

Agenția de Management al Riscurilor, care supraveghează asigurările federale pentru culturi, și-a extins acoperirea pentru anumite practici inteligente din punct de vedere climatic, cum ar fi reducerea consumului de apă, culturile de acoperire și injectarea de azot în sol în loc de împrăștierea acestuia deasupra.

Cu toate acestea, fermierii trebuie să respecte reguli specifice, cum ar fi încetarea timpurie a culturilor de acoperire, ceea ce, conform unui studiu al oamenilor de știință, limitează capacitatea acestor practici de a reduce emisiile.

Sistemul de asigurări pentru culturi se confruntă deja cu provocări din cauza schimbărilor climatice. Acesta trebuie să se adapteze pentru a încuraja practici potrivite pentru diferite regiuni și pentru a acoperi diverse riscuri, a declarat un purtător de cuvânt al USDA. Programul trebuie, de asemenea, să rămână stabil financiar, ceea ce înseamnă că trebuie să perceapă prime suficient de mari pentru a acoperi pierderile preconizate.

“Chiar și la scară mică, o furtună puternică poate dăuna unui tip de cultură, în timp ce poate oferi ploaia mult necesară altuia”, a declarat purtătorul de cuvânt al USDA pentru Bloomberg Green.

“Asigurarea culturilor este voluntară”, a declarat RJ Layher, directorul pentru afaceri guvernamentale la Federația Americană a Birourilor Agricole. Fermierii care utilizează tehnici regenerative care nu sunt incluse în Bune Practici Agricole pot căuta alte opțiuni, a adăugat el, cum ar fi demonstrarea Agenției de Management al Riscului că practicile lor sunt solide din punct de vedere financiar.

Este dificil pentru orice fermier să colecteze suficiente date pentru a demonstra că practicile prietenoase cu clima, cum ar fi diversificarea culturilor, nu vor afecta randamentul.

În 2014, USDA a lansat Programul de protecție a veniturilor din întreaga fermă. Acest program asigură întregul venit al unei ferme în loc de doar culturile individuale. Acesta oferă o plasă de siguranță pentru fermierii care plantează culturi însoțitoare sau cresc animale pe câmpurile lor.

Cu toate acestea, nu mulți fermieri fac parte din Programul de protecție a veniturilor întregii ferme. Potrivit lui Schechinger de la EWG, doar aproximativ 1.800 de polițe au fost vândute în 2023. Aceasta reprezintă mai puțin de 1% de asigurări de culturi. Programul are o mulțime de documente și un plafon de venituri care nu acoperă întotdeauna întregul venit al fermei, ceea ce face dificilă vânzarea de către agenții de asigurări și cumpărarea de către fermieri, potrivit lui Layher.

Layher a mai spus că Biroul Agricol susține facilitarea utilizării Programului de Protecție a Veniturilor la Nivel Întreg pentru Ferme de către fermieri și facilitarea vânzărilor pentru agenții de asigurări. Aceste îmbunătățiri sunt sugerate în Proiectul de Lege Agricolă, care este amânat în Cameră cel puțin până în septembrie.

Mișcarea agriculturii regenerative este încă mică, dar a crescut în ultimii ani datorită sprijinului federal și interesului din partea agroindustriei. Companii precum CoverCress Inc., deținută în mare parte de Bayer AG, încurajează fermierii să planteze culturi de acoperire pentru combustibil sustenabil pentru aviație. General Mills Inc. are programe pilot pentru a ajuta 24 de cultivatori de grâu din Wichita, Kansas, să își înceapă practicile regenerative.

În prezent, eforturile pentru schimbarea regulilor de asigurare depind în principal de fermieri precum Fuller și Rick Clark. Clark este un fermier din a treia generație din centrul-vest al Indianei, care nu este asigurat de șase ani pentru că practică agricultura regenerativă.

Când Clark nu lucrează la ferma sa, care folosește culturi de acoperire pe toate cele 7.000 de acri, el îi învață pe alți fermieri cum să renunțe la utilizarea îngrășămintelor chimice și să folosească în schimb culturi de acoperire.

“Trebuie să ne asigurăm că drumul către schimbare este ușor”, a spus Clark. Una dintre cele mai mari probleme pentru fermierii neasigurați este că creditorii lor le cer adesea să aibă asigurare pentru a continua să obțină împrumuturi.

Clark a vorbit în fața Congresului la sfârșitul anului 2022 pentru Regenerate America, un grup care promovează reforma agricolă. El a cerut schimbările pe care Schechinger le-a considerat necesare. A doua zi după ce Clark a vorbit, Congresul a adoptat Legea privind reducerea inflației, importanta lege climatică a președintelui Joe Biden, care include 14 miliarde de lire sterline (19,5 miliarde de lire sterline) pentru programele de conservare ale USDA. Clark a simțit că a jucat un mic rol în acest sens.

“Uneori, când vorbești, te întrebi dacă cineva te ascultă”, a spus Clark. Dar apoi, “simți că poate cuvintele tale nu cad pe urechi surde și poate că unii oameni sunt cu adevărat atenți.”

SursăBloomberg Businessweek (Bloomberg LP)

Trecerea treptată către agricultura de precizie

Încă din anii 1990, agricultura de precizie și-a propus să revoluționeze agricultura, oferind cultivatorilor informații detaliate despre culturile lor și tehnologia necesară pentru a utiliza eficient aceste date.

S-au făcut multe progrese, sporind precizia în agricultură. Tractoarele moderne se pot ghida singure folosind GPS-ul, iar fermierii pot acum ajusta rata de aplicare a semințelor și a îngrășămintelor. De asemenea, s-au observat progrese în genetica culturilor și gestionarea buruienilor.

“Singurul lucru pe care nu l-am avansat este senzorul”, a spus Pablo Sobron, fondatorul Impossible Sensing. “Capacitatea de a vedea lucruri care contează atât în plante, cât și în sol și în rădăcini.”

Sobron și echipa sa de oameni de știință din St. Louis dezvoltă acum al doilea prototip al unui senzor conceput pentru a fi montat pe spatele unei mașini de plantat. Acest senzor va permite fermierilor să vadă informații în timp real despre nivelurile de nutrienți, sănătatea solului, condițiile apei și alți factori care afectează plantele individuale în timp ce acestea își conduc câmpurile.

“Credem că o cunoaștere mai precisă a zonelor fermei care necesită mai mult sau mai puțin îngrășământ îi va ajuta pe fermieri să aplice cantitatea potrivită”, a spus Sobron. “Adevărata valoare și nevoie aici este de a oferi perspective și cunoștințe, prescriind ce trebuie făcut și când.”

Aceste date ar trebui să ajute fermierii să ia decizii care nu numai că le îmbunătățesc profiturile, ci și reduc utilizarea excesivă a îngrășămintelor și substanțelor chimice și fac irigațiile mai precise.

Cu toate acestea, Sobron a recunoscut că progresele în agricultura de precizie nu au transformat încă complet agricultura.

“Nu se ridică la înălțimea așteptărilor cu care a fost promovat”, a spus el.

Probabil vor trece ani până când instrumente promițătoare, precum laserele, vor fi adoptate pe mii, darămite milioane, de acri agricoli.

“Experimentarea este un risc”, a spus Bill Leigh, un fermier din comitatul Marshall, Illinois, care cultivă aproximativ 2.200 de acri de porumb și soia împreună cu fratele său. De la începutul anilor 1980, Leigh a adăugat treptat unelte de precizie la echipamentele sale, care l-au ajutat să planteze semințe și să aplice îngrășăminte, erbicide și fungicide mai eficient.

Însă această schimbare a fost lentă, a explicat el.

“Nu e o săritură cu ambele picioare, e un proces”, a spus Leigh. “E pur și simplu prea scump și există prea multe riscuri să faci acel salt înălțat și să realizezi că nu există o groapă pentru săritura în înălțime la final, ci o bucată de beton.”

Noua tehnologie agricolă poate costa în unele cazuri peste $100.000. Leigh este dispus să facă astfel de investiții dacă vede un randament economic. Această considerație financiară este crucială, deoarece multe ferme operează cu marje mici.

Potrivit directorului BioSTL Agrifood, Chad Zimmerman, există încă o diferență între noua tehnologie disponibilă și fermierii care o utilizează, deoarece mulți nu își permit să încerce ceva nou pe toate câmpurile lor.

“Nu le putem cere să își asume mai multe riscuri, ci pur și simplu să își reducă profitul pentru a îndeplini obiectivul altcuiva”, a spus Zimmerman.

„Acest lucru pune presiune pe companii pentru a demonstra că tehnologia lor agricolă de precizie chiar oferă rezultate. Multe lucrează la acest aspect”, a remarcat Alison Doyle, director asociat la Parcul de Cercetare al Universității de Stat din Iowa.

“Multe dintre companiile agricole se poziționează mai mult în spațiul tehnologic decât în agricultura tradițională”, a spus Doyle.

Forța de muncă este un factor major. Sunt mai puțini muncitori agricoli astăzi decât în trecut, iar fermele de astăzi sunt mult mai mari, a adăugat Doyle.

“Când ai o operațiune atât de mare, unde prețurile mărfurilor și prețurile factorilor de producție sunt la nivelurile actuale, cauți o marjă de profit infimă oriunde o poți găsi”, a spus ea. “Așadar, aceste unelte de precizie devin necesare.”

Cum modelează SDSU revoluția agriculturii de precizie în stat?

Universitatea de Stat din Dakota de Sud (SDSU) a inițiat un program care predă și ajută fermierii să utilizeze agricultura de precizie.

În Brookings, Dakota de Sud, noul program de agricultură de precizie al SDSU a reușit să încurajeze fermierii locali și alți fermieri din Midwest să adopte mai multe tehnologii în operațiunile lor. Cu toate acestea, fermierii din alte state adoptă mai lent această tehnologie.

SDSU a devenit prima universitate din țară care a stabilit un program care educă și asistă fermierii în utilizarea agriculturii de precizie, care este știința integrării noilor tehnologii și a metodelor tradiționale pentru a îmbunătăți eficiența operațională, ducând la creșterea randamentelor culturilor, minimizând în același timp efectele asupra mediului.

De exemplu, utilizarea sateliților de poziționare globală ajută la direcționarea substanțelor chimice și a îngrășămintelor exact acolo unde este cea mai mare nevoie de ele.

Ali Mirzakhani Nafchi, profesor asistent la centrul de agricultură de precizie, a menționat că școala lucrează pentru a crește utilizarea prin educație și cercetare, pentru a face tehnologia mai practică pentru fermieri.

“Sunt foarte optimist că va funcționa. Și vom vedea schimbări nu doar în Dakota de Sud, ci în țară și în lume”, a spus Nafichi.

Dakota de Sud are unul dintre cele mai mari procente de utilizare, cu 53% de fermieri care utilizează tehnologie agricolă de precizie, potrivit unui studiu al Departamentului Agriculturii din SUA.

În alte state din Midwest, cum ar fi Dakota de Nord, Iowa, Illinois și Nebraska, mai mult de jumătate dintre fermieri folosesc agricultura de precizie, potrivit unui studiu realizat de Școala de Management și Economie Ness a SDSU.

Cu toate acestea, la nivel național, doar 27% dintre fermieri utilizează practici agricole de precizie pentru a gestiona culturile sau animalele, conform studiului Ness.

Beneficii ale agriculturii de precizie, provocări în calea adoptării

Tehnologiile agriculturii de precizie (agricultura de precizie) devin din ce în ce mai populare în rândul fermierilor. Direcția automată a utilajelor este o tehnologie utilizată pe scară largă. Aceasta îi ajută pe fermieri să își dirijeze utilajele fără a fi nevoie să o facă manual. O altă tehnologie importantă este “georeferențierea”, care implică preluarea de imagini digitale pentru a identifica locațiile.

Beneficii ale agriculturii de precizie, provocări în calea adoptării

Imaginile din satelit sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă, aproape 60% de fermieri încercând-o, potrivit unui studiu realizat de Ness. Această tehnologie permite fermierilor să își vadă câmpurile de sus. Cercetările arată că tehnologiile agricole de precizie cresc de obicei producția culturilor cu 4% și îmbunătățesc eficiența aplicării îngrășămintelor cu 7%, potrivit unui studiu realizat de Asociația Producătorilor de Echipamente. În plus, agricultura de precizie reduce utilizarea erbicidelor, pesticidelor, combustibililor fosili și a apei.

Cu toate acestea, în ciuda beneficiilor îmbunătățirii randamentelor și randamentelor, factori precum costul și lipsa de cunoștințe generale despre agricultura de precizie au împiedicat mulți fermieri să utilizeze aceste tehnologii pe scară largă, așa cum se aștepta.

Anna Karels, studentă la centrul de agricultură de precizie, a remarcat că, deși necesită bani pentru a începe, în cele din urmă economisește bani pe termen lung.

“Cred că multor fermieri le este greu să înțeleagă că, da, acest lucru îmi poate crește costurile inițial, dar se amortizează pe parcursul unui anumit număr de ani”, a spus Karels.

Nafchi a menționat că reducerea ratei inițiale va stimula mai mulți fermieri să utilizeze tehnologia.

“Costurile inițiale pentru aplicarea ratei variabile sunt prea mari”, a spus Nafchi. “Așadar, imaginați-vă dacă am primi ajutor. Poate cumva să o facem mai puțin costisitoare, sau să reducem costurile inițiale, sau pur și simplu să le oferim un stimulent, o investiție și să-i rugăm să încerce. Și apoi vor vedea că rentabilitatea investiției lor este foarte bună. Sunt foarte optimist că o vor folosi.”

Dacă costurile inițiale sunt prea mari pentru unii fermieri, există programe de ajutor. Potrivit Biroului de Responsabilitate al Guvernului SUA, USDA și Fundația Națională pentru Știință au alocat aproape 14200 de milioane de lire sterline pentru cercetare și dezvoltare în agricultura de precizie între 2017 și 2021.

Un alt motiv pentru ratele scăzute de adoptare este lipsa de cunoștințe despre noua tehnologie. Există însă opțiuni pentru ca fermierii din Dakota de Sud să afle mai multe.

“Concesionari precum John Deere organizează o mulțime de cursuri în care le arată fermierilor cum să îl folosească”, a spus Karels.

Centrul de Agricultură de Precizie Raven

Centrul de Agricultură de Precizie Raven a fost înființat pentru a ajuta studenții de la specializare să învețe despre agricultura de precizie în moduri practice.

Clădirea are încăperi pline cu echipamente și produse agricole de precizie pe care studenții le folosesc pentru învățare practică. A fost deschisă în august 2021, costând 14 milioane de lire sterline (aproximativ 46,2 milioane de lire sterline), fiind primul program de agricultură de precizie din țară.

Centrul de Agricultură de Precizie Raven

“Dorim să ducem programul nostru de agricultură de precizie la nivelul următor și să îmbunătățim experiențele studenților noștri”, a spus Muthukumarappan.

Departamentul trebuie să continue să facă schimbări pentru a ține pasul cu noile tehnologii. Acesta este un domeniu în care programul se poate îmbunătăți, potrivit unor studenți.

“Programul de agricultură de precizie va trebui să se schimbe în mod constant pentru a se adapta la toate noile tehnologii care apar. Și cred că poate SDSU ar putea face o treabă puțin mai bună în a ține pasul cu asta”, a spus Karels.

Acesta este un aspect la care lucrează programul.

O modificare este adăugarea mai multor specializări pentru a colecta mai multe date despre agricultura de precizie.

“Anterior, aveam o singură rețetă pentru toți studenții înscriși în programul de agricultură de precizie, ceea ce înseamnă că combinăm agronomia și tehnologiile și îl transformăm într-un program robust”, a spus Muthukumarappan. “Acum, îl facem mai ușor de utilizat. Și avem trei filiere diferite. Una este pentru filiera tehnologică. Cealaltă este pentru filiera agronomiei. Iar cealaltă este pentru filiera datelor, percutoare electronice.”

“În prezent, noii noștri membri ai facultății lucrează la dezvoltarea de biosenzori și vehicule fără pilot”, a spus Muthukumarappan.

Scopul programului este de a efectua mai multe cercetări care vor face agricultura de precizie mai practică pentru fermieri, ceea ce ar putea crește ratele de adopție.

Programul își propune să crească ratele de înscriere până în 20% în următorii cinci ani, pentru a face acest obiectiv realizabil. Misiunea SDSU este de a simplifica această tehnologie și de a o face mai practică pentru fermieri, a spus Nafchi.

În prezent, programul are 66 de studenți.

“Avem resurse excelente ca și clădire. Cu toate acestea, nu am avut multe resurse didactice, resurse umane, pentru a face lucruri, a oferi lucruri și a desfășura activități de cercetare în acest spațiu”, a spus Muthukumarappan. “În ultimii doi ani, am reușit să angajăm trei noi cadre didactice pentru a desfășura activități de cercetare de înaltă performanță, a atrage mai mulți bani pentru cercetare și a ajuta programul nostru de cercetare să crească.”


Sursă: South Dakota News Watch

Hărțile zonelor de gestionare și cultivatorii de porumb: Cât de mult contează acestea?

În timpul analizelor multianuale, cercetătorii au testat dacă hărțile zonelor de gestionare bazate pe condițiile solului, topografie sau alte caracteristici ale peisajului pot prezice în mod fiabil care părți ale unui lan de porumb vor beneficia cel mai mult de creșterea ratelor de semănat sau de aplicarea azotului.

Studiul a arătat că, contrar presupunerilor comune, reacțiile parcelelor de cultură la aceleași intrări variază semnificativ de la an la an. Factorul cel mai imprevizibil, vremea, pare să aibă cel mai mare impact asupra modului în care culturile au reacționat la aceste intrări. Cu toate acestea, fermierii pot lua în continuare măsuri pentru a gestiona impactul vremii asupra culturilor lor.

Cartografierea zonelor de gestionare a apărut datorită creșterii interesului pentru agricultura digitală – utilizarea noilor tehnologii de colectare și analiză a datelor pentru a înțelege mai bine interacțiunea factorilor care afectează randamentele culturilor, a explicat profesorul de științe agricole Nicolas Martin de la Universitatea din Illinois, Urbana-Champaign, care a efectuat analiza împreună cu fostul cercetător postdoctoral Carlos Agustin Alesso.

Aceste metode implică utilizarea senzorilor de teren, a datelor din satelit și a altor instrumente digitale pentru a urmări modul în care culturile răspund la condițiile locale, îngrășăminte, doze de însămânțare și alte resurse. Scopul este de a minimiza practicile risipitoare sau distructive, maximizând în același timp randamentul, a adăugat Martin.

Studiul recent a folosit o metodă unică pentru a valida predicțiile hărților zonelor de gestionare.

“Am folosit utilajele noastre agricole pe post de imprimantă, generând un mozaic de materiale, similar unei cuverturi cu diverse culori”, a explicat Martin. “Am implementat experimentul nostru în mai multe locații, utilizând un design complet randomizat.”

Cercetătorii și-au efectuat studiul pe șapte parcele tipice de producție de porumb neirigat din Illinois. Fiecare parcelă a fost împărțită în numeroase parcele. Diferite rate de semănat porumb și aplicare a azotului au fost atribuite aleatoriu fiecărei parcele.

În plus, cercetătorii au măsurat compoziția solului, topografia și alte caracteristici ale peisajului specifice fiecărui amplasament. Au standardizat toate variabilele, cu excepția condițiilor meteorologice, pe toate câmpurile. Acest studiu a fost realizat între 2016 și 2021.

Cercetătorii au măsurat randamentul fiecărei parcele la momentul recoltării, pe parcursul mai multor ani. Acest lucru i-a ajutat să identifice care parcele au răspuns cel mai bine la diverse intrări în fiecare an. Au folosit un algoritm avansat de tip pădure aleatoriu pentru a stabili ce factori - cum ar fi condițiile meteorologice, caracteristicile solului sau panta - au prezis cel mai precis dacă creșterea aplicării azotului sau utilizarea unei rate de semănat mai mari ar stimula randamentele.

Martin a explicat că variabilele meteorologice sunt principalii factori care influențează modelele spațiale de răspuns la azot sau la dozele de semănat, urmate îndeaproape de atributele peisajului și ale solului. În plus, el a observat că aceste răspunsuri variază anual din cauza efectelor meteorologice, ceea ce duce la inconsecvență, cel puțin în câmpurile pe care le-am examinat.

“Aceasta înseamnă că o parcelă care răspunde bine la o doză mai mare de azot într-un an s-ar putea să nu răspundă la fel de bine data viitoare când este plantată cu porumb”, a spus el. “Acest lucru face ca conceptul de cartografiere a zonelor de gestionare să fie un predictor nesigur al răspunsurilor culturilor la factorii de producție.”

“Credem că aceste descoperiri pot explica parțial de ce tehnologiile agriculturii de precizie nu au fost adoptate uniform de către fermieri”, a spus Martin.

Cercetătorii consideră că colectarea mai multor date pe parcursul mai multor ani și utilizarea unor instrumente mai bune pentru analiza la fața locului ar putea spori acuratețea cartografierii zonelor de gestionare.

Această cercetare a fost susținută de Serviciul de Conservare a Resurselor Naturale din cadrul Departamentului Agriculturii din SUA și de Institutul Național pentru Alimentație și Agricultură.

wpChatIcon
wpChatIcon

    Solicită Demo Gratuit GeoPard / Consultanță








    Prin apăsarea butonului accepți termenii noștri Politica de confidențialitate. Avem nevoie de asta pentru a răspunde solicitării dumneavoastră.

      Abonare


      Prin apăsarea butonului accepți termenii noștri Politica de confidențialitate

        Trimiteți-ne informații


        Prin apăsarea butonului accepți termenii noștri Politica de confidențialitate