Έξυπνη Γεωργία: Τι είναι, πώς εφαρμόζεται και οι τεχνολογίες της

Κάθε σεζόν, οι διαχειριστές γεωργικών εκμεταλλεύσεων αποφασίζουν πότε θα αρδεύσουν, πού θα πραγματοποιήσουν επιτόπιο έλεγχο και πόσο λίπασμα απαιτεί μια καλλιέργεια. Η έξυπνη γεωργία συνδέει αυτές τις αποφάσεις με μετρημένες συνθήκες αγρού, συνδυάζοντας αισθητήρες, λογισμικό και γεωπονική κρίση σε μία ενιαία διαδικασία. Αυτό το άρθρο εξηγεί πώς λειτουργεί, τι απαιτεί και πώς μπορούν να ξεκινήσουν οι παραγωγοί και οι αγροτικές επιχειρήσεις.

Τι είναι η έξυπνη γεωργία;

Η έξυπνη γεωργία είναι μια προσέγγιση διαχείρισης γεωργικών εκμεταλλεύσεων βάσει δεδομένων, στην οποία η ψηφιακή τεχνολογία υποστηρίζει κάθε στάδιο του κύκλου διαχείρισης: ανίχνευση και παρακολούθηση, ανάλυση και λήψη αποφάσεων, καθώς και παρέμβαση (1). Οι τεχνολογίες έξυπνης γεωργίας εντάσσονται στον ευρύτερο τομέα των γεωργικών τεχνολογιών· αυτό που καθορίζει την προσέγγιση είναι ο τρόπος με τον οποίο συνδέουν τις παρατηρήσεις αγρού με τις αποφάσεις.

Η γεωργία ακριβείας επικεντρώνεται στη διαχείριση της εκτιμώμενης χωρικής και χρονικής παραλλακτικότητας (2). Η έξυπνη γεωργία το επεκτείνει αυτό ανταποκρινόμενη επίσης σε συμβάντα πραγματικού χρόνου, όπως μια ειδοποίηση καιρού ή ασθένειας (1). Ο αυτοματισμός και η τεχνητή νοημοσύνη είναι προαιρετικά στοιχεία, όχι προϋποθέσεις εισόδου.

Πώς εφαρμόζεται η έξυπνη γεωργία;

Το σημείο εκκίνησης είναι ένα διαχειριστικό πρόβλημα, όχι μια συσκευή:

• Προσδιορισμός του προβλήματος: Ορίστε την απόφαση που κοστίζει περισσότερο όταν αποτυγχάνει, όπως ο χρόνος άρδευσης.

• Αξιολόγηση πρακτικών και δεδομένων: Καταγράψτε τι καταγράφεται ήδη και τι λείπει.

• Επιλογή εργαλείων: Αντιστοιχίστε κάθε επένδυση σε έξυπνη γεωργία σε ένα συγκεκριμένο κενό δεδομένων.

• Καθορισμός ρουτίνας λήψης αποφάσεων: Συμφωνήστε ποιος εξετάζει τα δεδομένα, πόσο συχνά και τι πυροδοτεί ενέργειες.

• Αξιολόγηση πριν από την επέκταση: Συγκρίνετε τα αποτελέσματα στο τέλος της σεζόν πριν από την κλιμάκωση.

Στην άρδευση, αισθητήρες σε διάφορα βάθη δείχνουν πώς μεταβάλλεται η ριζόσφαιρα: οι ρηχές μετρήσεις παρακολουθούν τη διήθηση, ενώ οι βαθύτερες μετρήσεις παρακολουθούν την εξάντληση του αποθηκευμένου νερού στο υπέδαφος (3). Ο παραγωγός συνυπολογίζει αυτές τις μετρήσεις σε σχέση με την πρόγνωση και το στάδιο της καλλιέργειας, αποφασίζει εάν θα αρδεύσει και, στη συνέχεια, ελέγχει πώς ανταποκρίθηκε το προφίλ.

Ποια είναι τα βασικά στοιχεία της έξυπνης γεωργίας;

Η τεχνολογία έξυπνης γεωργίας λειτουργεί ως αλυσίδα, ξεκινώντας από τη συλλογή δεδομένων μέσω αισθητήρων, δορυφόρων ή χειροκίνητης παρατήρησης (1). Η συνδεσιμότητα μεταφέρει αυτά τα δεδομένα σε μια πλατφόρμα, όπου το λογισμικό τα αποθηκεύει και η ανάλυση συγκρίνει τις μετρήσεις με τα γεωπονικά πρότυπα για να επισημάνει αποκλίσεις (1). Στη συνέχεια, οι άνθρωποι ερμηνεύουν το αποτέλεσμα και αποφασίζουν για την παρέμβαση· ο αυτοματισμός μπορεί να εκτελέσει ορισμένες ενέργειες, αλλά παραμένει προαιρετικός. Ένας αδύναμος κρίκος, όπως η κακή ποιότητα δεδομένων ή τα συστήματα που δεν μπορούν να ανταλλάξουν δεδομένα, περιορίζει την αξία ολόκληρης της αλυσίδας (1).

Ποια είναι τα οφέλη της έξυπνης γεωργίας;

Ένα βασικό πλεονέκτημα είναι ο σωστός χρονισμός: οι αλλαγές στην κατάσταση του εδάφους ή της καλλιέργειας γίνονται ορατές καθώς εξελίσσονται, όχι στην επόμενη επίσκεψη στον αγρό. Τα μετρημένα δεδομένα μπορούν να υποστηρίξουν πιο κατάλληλο χρονισμό άρδευσης και θρέψης, στοχευμένη παρακολούθηση των καλλιεργειών, προγραμματισμό βάσει καταγεγραμμένου ιστορικού και δομημένα αρχεία για ιχνηλασιμότητα.

Κάθε αποτέλεσμα εξαρτάται από συνθήκες. Τα αποτελέσματα βασίζονται στην ποιότητα των δεδομένων, τη σωστή τοποθέτηση των αισθητήρων (3), την ορθή γεωπονική ερμηνεία, καθώς και το τοπικό έδαφος και κλίμα. Η συλλογή δεδομένων από μόνη της δεν εξοικονομεί νερό ούτε αυξάνει την απόδοση· οι αποφάσεις που λαμβάνονται βάσει αυτών το επιτυγχάνουν.

Ποια είναι τα καλύτερα εργαλεία έξυπνης γεωργίας;

Τα καλύτερα εργαλεία έξυπνης γεωργίας ανταποκρίνονται σε μια καθορισμένη διαχειριστική ανάγκη. Τα κριτήρια περιλαμβάνουν την κλίμακα της εκμετάλλευσης, τη συνδεσιμότητα στον αγρό, τη συμβατότητα με τα υπάρχοντα συστήματα, τον προϋπολογισμό και την ικανότητα της ομάδας να ενεργεί βάσει όσων αναφέρουν τα εργαλεία.

Εργαλεία έξυπνης γεωργίας βασισμένα στο IoT

Οι συσκευές IoT (Internet of Things) είναι συνδεδεμένα όργανα αγρού που μεταδίδουν μετρήσεις αυτόματα. Οι μετεωρολογικοί σταθμοί καταγράφουν τη θερμοκρασία του αέρα, τη σχετική υγρασία, τη βροχόπτωση και τον άνεμο, υποστηρίζοντας την αντιπαγετική προστασία, τον χρονισμό των ψεκασμών και την αξιολόγηση κινδύνου ασθενειών. Οι αισθητήρες εδαφικής υγρασίας μετρούν την περιεκτικότητα ή την τάση του νερού στο έδαφος σε καθορισμένα βάθη της ριζόσφαιρας, καθοδηγώντας τον χρονισμό της άρδευσης.

Αυτός ο εξοπλισμός έξυπνης γεωργίας λαμβάνει σημειακές μετρήσεις, επομένως η τοποθέτηση καθορίζει πόσο αντιπροσωπευτικά είναι τα δεδομένα. Η Υπηρεσία Επέκτασης του Mississippi State University συνιστά την εγκατάσταση αισθητήρων σε μια περιοχή με τον επικρατούντα τύπο εδάφους του αγρού, τυπικό ανάγλυφο και μέση απόδοση (3).

Λογισμικό έξυπνης γεωργίας βάσει δεδομένων

Μια εφαρμογή έξυπνης γεωργίας συγκεντρώνει δεδομένα αισθητήρων, αρχεία αγρού και δορυφορικές εικόνες σε μία ενιαία προβολή, έτσι ώστε η τάση της εδαφικής υγρασίας να μπορεί να συσχετιστεί με το ιστορικό άρδευσης και την πρόγνωση. Η δορυφορική παρακολούθηση χαρτογραφεί δείκτες βλάστησης όπως ο NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ένας δείκτης ευρωστίας της φυλλικής επιφάνειας, σε ολόκληρους αγρούς.

Ο NDVI δεν μπορεί να προσδιορίσει την αιτία της ανεπαρκούς ανάπτυξης και η νεφοκάλυψη διακόπτει τη λήψη εικόνων, επομένως οι ανωμαλίες επιβεβαιώνονται με επιτόπιο έλεγχο (4). Το λογισμικό υποστήριξης αποφάσεων μετατρέπει στη συνέχεια τη συνδυασμένη εικόνα σε ειδοποιήσεις, καταγραφές ή συστάσεις.

Πώς υποστηρίζει η Doktar την έξυπνη γεωργία;

Η Doktar δομεί την προσέγγιση ως μια συνδεδεμένη αλυσίδα από τη μέτρηση στον αγρό έως την απόφαση. Ο FieldStation μετρά την υγρασία και τη θερμοκρασία του εδάφους σε πολλαπλά βάθη, καθώς και τη θερμοκρασία αέρα και τη σχετική υγρασία, και παρέχει μετρήσεις, ειδοποιήσεις χαμηλής υγρασίας εδάφους και ειδοποιήσεις παγετού στο Doktar App. Η εφαρμογή συνδυάζει αυτές τις μετρήσεις με δορυφορικούς χάρτες υγείας της καλλιέργειας που επισημαίνουν ζώνες για στοχευμένο επιτόπιο έλεγχο, ειδοποιήσεις καιρικού κινδύνου και καταγραφές δραστηριοτήτων αγρού και εργασιών της ομάδας. Ως εταιρεία έξυπνης γεωργίας, η Doktar συνδυάζει αυτά τα εργαλεία με γεωπονική εμπειρογνωμοσύνη, έτσι ώστε οι αποφάσεις να παραμένουν στον παραγωγό και να βασίζονται σε ιχνηλάσιμα δεδομένα αγρού.

Συχνές ερωτήσεις σχετικά με την έξυπνη γεωργία

Ακολουθούν τρία πρακτικά ερωτήματα υιοθέτησης.

Είναι η έξυπνη γεωργία κατάλληλη για μικρές εκμεταλλεύσεις;

Μπορεί να είναι, όταν η υιοθέτηση γίνεται σταδιακά. Η έναρξη με μία απόφαση προτεραιότητας, όπως ο χρόνος άρδευσης σε ένα αγροτεμάχιο υψηλής αξίας, περιορίζει την αρχική δέσμευση κεφαλαίου. Ο FAO επισημαίνει τη συνδεσιμότητα, τις γνώσεις και δεξιότητες, τις υποδομές και την πρόσβαση σε χρηματοδότηση ως προϋποθέσεις για την υιοθέτηση, ιδιαίτερα μεταξύ των παραγωγών μικρής κλίμακας (5).

Πόσο κοστίζει η εφαρμογή της έξυπνης γεωργίας;

Το κόστος ποικίλλει υπερβολικά ώστε ένας μεμονωμένος αριθμός να έχει νόημα. Οι κύριοι παράγοντες κόστους είναι το υλισμικό (hardware), οι συνδρομές, η εγκατάσταση, η συνδεσιμότητα, η συντήρηση και η εκπαίδευση του προσωπικού. Ένας πρακτικός έλεγχος είναι αν ένα εργαλείο αλλάζει τις αποφάσεις αρκετά συχνά ώστε να δικαιολογεί το συνολικό κόστος λειτουργίας του, και όχι μόνο την τιμή αγοράς του.

Μπορεί η έξυπνη γεωργία να συμβάλει στη μείωση της χρήσης νερού και λιπασμάτων;

Μπορεί να συμβάλει, αλλά οι μειώσεις δεν είναι εγγυημένες. Τα δεδομένα εδαφικής υγρασίας υποστηρίζουν την άρδευση σύμφωνα με τις μετρημένες συνθήκες της ριζόσφαιρας αντί για ένα σταθερό ημερολόγιο, και η ανάλυση εδάφους καθοδηγεί την πηγή και τη δόση του λιπάσματος, τα οποία, με τον σωστό χρονισμό και την τοποθέτηση προσαρμοσμένα στις απαιτήσεις της καλλιέργειας, αποτελούν τη βάση της ορθής διαχείρισης θρεπτικών στοιχείων 4R (6). Η πραγματική εξοικονόμηση εξαρτάται από τις βασικές πρακτικές, το έδαφος και το κλίμα.

Η έξυπνη γεωργία αποδίδει αποτελέσματα όταν η μέτρηση, η ερμηνεία και η δράση λειτουργούν ως μία ενιαία ρουτίνα. Το διασυνδεδεμένο χαρτοφυλάκιο εξοπλισμού αγρού και λογισμικού διαχείρισης εκμεταλλεύσεων της Doktar έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει αυτή τη διαδικασία σε κάθε καλλιεργητική περίοδο.

Παραπομπή(-ές):

(1) Wolfert, S., Ge, L., Verdouw, C., & Bogaardt, M.-J. (2017). Big Data in Smart Farming – A review. Agricultural Systems, 153, 69–80. https://doi.org/10.1016/j.agsy.2017.01.023

(2) International Society of Precision Agriculture. (2019, Ιούλιος). ISPA official definition of precision agriculture. ISPA Newsletter, 7(7). https://ispag.org/site/newsletter/?id=90

(3) Rix, J., Lo, H., Gholson, D., & Henry, M. (2024). Irrometer Watermark series: Location selection (Publication 3539). Mississippi State University Extension Service. https://extension.msstate.edu/publications/irrometer-watermark-series-location-selection

(4) Mulla, D. (2020, 29 Δεκεμβρίου). Trends in satellite remote sensing for precision agriculture. Crops & Soils, 54(1). American Society of Agronomy, Crop Science Society of America and Soil Science Society of America. https://www.sciencesocieties.org/publications/crops-soils/2021/january-february/trends-in-satellite-remote-sensing-for-precision

(5) Food and Agriculture Organization of the United Nations. (2022). The State of Food and Agriculture 2022: Leveraging agricultural automation for transforming agrifood systems. Key messages. FAO. https://www.fao.org/3/cb9479en/online/sofa-2022/key-messages.html

(6) Liu, G., Morgan, K. T., Li, Y., Zotarelli, L., Wang, Q., & DeValerio, J. (2015). What is 4R nutrient stewardship? (HS1264). UF/IFAS Extension. https://doi.org/10.32473/edis-hs1264-2015