Zone de gestionare în agricultura de precizie pentru optimizarea randamentelor

Agricultura de precizie este o modalitate de agricultură care folosește tehnologia pentru a optimiza utilizarea inputurilor. Prin aplicarea inputurilor în cantitatea, momentul și locul potrivit, se poate îmbunătăți randamentul culturilor, calitatea, profitabilitatea și sustenabilitatea. Iar unul dintre conceptele cheie în agricultura de precizie este reprezentat de zonele de gestionare.

Ce sunt zonele de gestionare și de ce sunt utilizate?

O zonă de gestionare este o subregiune a unui câmp care are caracteristici similare și răspunde similar la intrări. Acestea se pot baza pe factori precum tipul de sol, textura, materia organică, conductivitatea electrică, altitudinea, panta, sănătatea culturilor, istoricul randamentului și alții.

Zonele de gestionare sunt utilizate pentru a împărți un câmp în unități mai mici, care pot fi gestionate diferit în funcție de nevoile și potențialul lor. De exemplu, un câmp poate avea zone cu texturi diferite ale solului, cum ar fi argilă, lut și nisip.

Aceste zone pot avea o capacitate de reținere a apei, disponibilitate a nutrienților și drenaj diferite. Aplicarea aceleiași cantități de apă sau îngrășământ pe întregul câmp poate duce la supra-irigare sau sub-fertilizare în unele zone și invers în altele.

Acest lucru poate duce la risipă de resurse, performanță redusă a culturilor și probleme de mediu. Prin crearea unor zone de cultivare bazate pe textura solului, fermierul poate ajusta ratele de irigare și fertilizare pentru fiecare zonă, astfel încât să corespundă condițiilor de sol și cerințelor culturilor. Acest lucru poate crește eficiența utilizării apei, eficiența utilizării nutrienților și randamentul culturilor.

Delimitarea zonelor de management în agricultura de precizie

Delimitarea zonelor de gestionare în AP este un proces de creare a unor zone diferite într-un câmp pe baza a ceea ce este similar în zona respectivă. Aceste zone îi ajută pe fermieri să decidă cum să utilizeze mai eficient lucruri precum apa, îngrășămintele și pesticidele.

Pentru a face acest lucru, fermierii colectează date despre sol, forma terenului sau cât de bine cresc culturile în diferite locuri. Apoi, folosesc programe de calculator pentru a grupa zone care sunt similare. De exemplu, locurile cu sol similar sau locurile unde culturile cresc întotdeauna bine devin zone separate.

Odată ce au aceste zone, fermierii pot fi mai inteligenți în ceea ce privește modul în care utilizează resursele. Ar putea oferi mai multă apă zonelor care au nevoie de ea sau ar putea folosi mai puține substanțe chimice în locuri care nu au nevoie de atât de multă apă. Acest lucru ajută la economisirea banilor, la protejarea mediului și la cultivarea unor culturi mai bune.

Există diferite metode și instrumente pentru delimitarea zonelor de activitate (MZ) în domeniul activităților publice (AP), dar una dintre cele mai comune și recomandate este analiza cluster. Analiza cluster este o tehnică de data mining care grupează punctele de date în clustere pe baza similarității sau diferenței lor.

Analiza cluster poate fi aplicată datelor spațiale, cum ar fi probele de sol, hărțile de randament sau imaginile din satelit, pentru a identifica zone omogene dintr-un câmp. Aceasta implică următorii pași cheie:

• Colectarea datelor: Colectați date despre câmp, cum ar fi informații despre sol, înregistrări ale randamentului și multe altele.
• Analiza datelor: Folosește tehnologia (precum GIS) pentru a studia datele, găsind tipare și diferențe pe teren.
• Grupare: Grupați zone similare pe baza datelor. De exemplu, zonele cu tipuri de sol similare devin zone.
• Definiția limiteiStabiliți limite clare între aceste zone pentru a evita amestecarea resurselor.
• Caracterizarea zoneiFiecare zonă este descrisă prin trăsăturile sale unice, cum ar fi tipul de sol sau nivelurile de nutrienți.
• Integrare de dateCombinați date din diferite surse, cum ar fi studii de sol și imagini din satelit, pentru a face zonele și mai precise.

Cum se creează zonele de gestionare?

Există diferite metode pentru crearea zonelor de management în agricultura de precizie. Câteva dintre metodele comune sunt:

• Utilizarea hărților sau studiilor pedologice existente care oferă informații despre proprietățile și limitele solului.
• Utilizarea senzorilor sau sondelor de sol care măsoară parametrii solului, cum ar fi conductivitatea electrică, umiditatea, pH-ul și altele.
• Utilizarea teledetecției sau a imaginilor aeriene care captează indicatori ai sănătății culturilor, cum ar fi indicii de vegetație, biomasa, conținutul de clorofilă și altele.
• Utilizarea monitoarelor de randament sau a hărților care înregistrează datele privind randamentul și calitatea culturilor pe mai mulți ani.
• Utilizarea instrumentelor de analiză sau modelare a datelor care integrează mai multe surse de date și aplicarea tehnicilor statistice sau spațiale pentru a identifica modele și clustere.

1. Hărți sau studii pedologice

În agricultura de precizie, zonele de tip MZ sunt create prin valorificarea hărților sau studiilor de sol existente, care oferă date esențiale despre proprietățile și limitele solului.

Se utilizează două metode principale de eșantionare a solului: eșantionarea pe grilă, care împarte câmpul în pătrate pentru probele de sol, și eșantionarea pe zone, care grupează zonele cu proprietăți similare ale solului. Eșantionarea pe grilă oferă informații detaliate despre variabilitatea câmpului, dar vine cu costuri mai mari din cauza numărului mare de probe.

Eficacitatea eșantionării zonale depinde de metodă și dimensiune. Prin integrarea acestor date cu abordările de eșantionare, agricultura de precizie optimizează alocarea resurselor în funcție de condițiile specifice de sol din cadrul zonelor, promovând sustenabilitatea și productivitatea culturilor.

2. Conductivitatea electrică a solului

În agricultura de precizie, senzorii și sondele de sol măsoară parametrii esențiali ai solului, cum ar fi conductivitatea electrică (EC), umiditatea și pH-ul. EC-ul solului, exprimat în mS/m, măsoară capacitatea de conductivitate electrică a solului.

Prin trimiterea de curenți controlați în sol și geoetichetarea măsurătorilor cu coordonate GPS, aceste instrumente ajută la cuantificarea variațiilor texturii solului și a potențialului de randament. Ele informează deciziile privind gestionarea nutrienților, ratele de semănat, adâncimile și programele de irigare.

Datele privind conductivitatea electrică a solului oferă, de asemenea, informații rapide și rentabile despre proprietățile solului, cum ar fi textura, capacitatea de schimb cationic (CEC), drenajul, materia organică și salinitatea, permițând crearea unor zone de procesare (MZ) precise pentru practici agricole optimizate.

3. Teledetecție sau imagini aeriene

Crearea zonelor de management în agricultura de precizie implică utilizarea teledetecției sau a imaginilor aeriene pentru a capta indicatori cruciali ai sănătății culturilor, cum ar fi indicii de vegetație, biomasa, conținutul de clorofilă și multe altele.

Acest lucru se realizează prin utilizarea avioanelor sau dronelor echipate cu tehnologie de imagistică capabilă să genereze imagini de înaltă rezoluție. Prin utilizarea unor tehnici sofisticate de analiză a imaginilor, aceste imagini sunt procesate pentru a delimita zonele din teren.

4. Monitoare de randament

În agricultura de precizie, zonele sunt stabilite prin utilizarea monitoarelor de randament și a hărților care colectează date vitale privind randamentul și calitatea culturilor pe parcursul mai multor ani.

Acest proces, cunoscut sub numele de cartografiere a randamentului, implică monitorizarea în timp real a combinelor de recoltat, captarea de informații despre masa culturilor, nivelurile de umiditate și suprafața acoperită.

Ulterior, aceste date sunt valorificate pentru a crea hărți complete ale randamentului, ceea ce duce la practici agricole mai precise și mai eficiente.

5. Instrumente de analiză sau modelare a datelor

În agricultura de precizie, creăm cu atenție zone de producție (MZ), folosind instrumente avansate care analizează datele. Aceste instrumente reunesc o mulțime de informații diferite și ne ajută să vedem tipare în fermă. Folosesc matematică și hărți pentru a afla unde ar trebui să ne concentrăm atenția. Acest lucru îi ajută pe fermieri să facă alegeri inteligente cu privire la locul în care să utilizeze resurse precum apa și îngrășămintele. Îmbunătățește agricultura și ajută culturile să crească bine.

Totuși, alegerea metodei depinde de disponibilitatea datelor, tipul de date care trebuie modificate, dimensiunea câmpului, costul tehnologiei și preferințele fermierului. Scopul este de a crea zone semnificative, consecvente și practice.

Cum se utilizează MZ-urile? Beneficiile

Odată ce zonele sunt create, acestea pot fi utilizate pentru a ghida aplicările cu rată variabilă (VRA) ale unor inputuri precum semințe, îngrășăminte, apă și pesticide. VRA este o tehnică ce permite modificarea ratei de aplicare a inputurilor într-un câmp pe baza informațiilor din zona de gestionare.

Pentru a implementa VRA, fermierul are nevoie de:

• Un regulator de rată variabilă care poate ajusta rata de aplicare în funcție de o hartă de prescripție sau de feedback-ul unui senzor.
• Un sistem de poziționare globală (GPS) care poate localiza poziția aplicatorului în câmp.
• Un sistem informațional geografic (GIS) care poate stoca, afișa și analiza date spațiale, cum ar fi zonele geografice (MZ) și hărțile de prescripție geografică.

Utilizarea VRA bazată pe MZ-uri poate ajuta fermierul să:

• Aplicați inputurile acolo unde sunt cele mai eficiente și evitați supraaplicarea sau subaplicarea.
• Îmbunătățirea productivității solurilor cu fertilitate limitată sau cu apă limitată.

În plus, prin personalizarea ratelor de aplicare a factorilor de producție, fermierii pot reduce costurile factorilor de producție pe solurile care nu răspund la factorii de producție sau au un potențial de productivitate scăzut. Această abordare eficientă din punct de vedere al costurilor asigură investiția inteligentă a resurselor.

De asemenea, merită menționat faptul că agricultura de precizie, cu MZ și aplicații cu rată variabilă (VRA), aduce beneficii mediului prin minimizarea levigării nutrienților, reducerea scurgerilor de substanțe chimice în corpurile de apă și prevenirea eroziunii solului.

Optimizați zonele de gestionare cu GeoPard

GeoPard Agriculture simplifică agricultura de precizie cu ajutorul Funcția Zone de gestionare și hărți VRA, permițând utilizatorilor să creeze zone personalizate și hărți de prescripție pe baza diverselor straturi de date, cum ar fi imagini din satelit, analiza solului și multe altele.

Aceste hărți sunt compatibile cu echipamentele și utilajele agricole. Utilizatorii pot efectua, de asemenea, analize multistrat, pot identifica zone cu potențial de randament mai mare sau mai mic și pot detecta tendințele de stabilitate a câmpului. Platforma oferă hărți multistrat pentru a descoperi dependențele dintre diferite hărți zonale și facilitează ajustări ușoare ale zonelor.

În plus, GeoPard acceptă cartografierea cu rată variabilă (VRA) pentru operațiuni agricole precise și oferă statistici privind acuratețea la nivel de zonă. Oferă compatibilitate a datelor pentru export și permite personalizarea manuală a zonelor și prescripții bazate pe ecuații pentru calcularea costurilor.

Concluzie

Agricultura de precizie este o abordare transformatoare a agriculturii care valorifică tehnologia și informațiile bazate pe date pentru a îmbunătăți producția agricolă. Fie prin utilizarea datelor de la senzorii de sol, teledetecție, monitoare de randament sau instrumente de analiză a datelor, aceasta permite fermierilor să creeze zone de management adaptate câmpurilor lor. Aceste zone optimizează alocarea resurselor, ducând la îmbunătățirea randamentelor culturilor, reducerea costurilor și practici agricole sustenabile.