نقش کشاورزی هوشمند در توسعه کشاورزی پایدار

نقش کشاورزی هوشمند در توسعه کشاورزی پایدار

بخش کشاورزي سهم مهمي در توليد ناخالص داخلي کشور دارد به طوريکه در سال 1387 بيش از 20 درصد از کل اشتغال را به خود اختصاص داده است. دستيابي به امنيت غذايي، کسب درآمدهاي ارزي و استقلال سياسي و اقتصادي از عمده ترين ضرورت هاي توجه به بخش کشاورزي است. توسعه کشاورزي بدون نگرش پايداري به آن موجب بروز مسايل و مشکلاتي گرديده است که مصرف بي رويه مواد شيميايي و تخريب محيط زيست از عمده ترين آن هاست. براين اساس از سال 1980 موضوع توسعه کشاورزي پايدار مورد توجه قرار گرفت. کشاورزي پايدار نوعي از کشاورزي است که کيفيت زندگي نسل هاي فعلي و آينده را از طريق حفظ و بهبود فرآيندهاي اکولوژيکي که زندگي بدان وابسته است را بهبود مي بخشد. مدل کشاورزي پايدار، تناسب اکولوژپکي، ماندگاري اقتصادي، مقبوليت اجتماعي و مسووليت سياسي را به عنوان چهار بعد تفکيک ناپذير از اهداف بلندمدت پايداري را مورد بحث قرار مي دهد که يکي از اهداف اساسي توسعه کشاورزي پايدار، ايجاد درآمد و اشتغال در نواحي روستايي در جهت افزايش رفاه و کاهش فقر روستایيان است که بايد مورد توجه قرار گيرد.
چالش های پیش بینی شده در کشاورزی تا آنجا که به نیاز به افزایش دو برابری مواد غذایی مربوط می شود ، هم اکنون پایداری کشاورزی را با تأمین امنیت غذایی برابری می کند. نیاز به یک سیستم غذایی جهانی کارآمد با منابع وجود دارد که جنبه پایداری را در نظر بگیرد. به عنوان مثال ، اگر در تلاش برای اطمینان از بهره وری در نحوه استفاده از آب در مزرعه خود ، روش های کاهش فرسایش خاک و اطمینان از تخریب حداقل ، یا حتی به حداقل رساندن ورودی انرژی هستید ، تنها نیستید. همه کشاورزان در سراسر کار امیدوارند که با حداقل هزینه ممکن به همه این اهداف و اهداف دیگر برسند. با این حال ، چنین اهدافی برخی از بالاترین نیازها را در کشاورزی ایجاد می کند که نمی توان با رویکردهای سنتی کشاورزی به موفقیت دست یافت.
با افزایش تقاضا ها و نیاز به کشاورزی پایدار ، برای سرمایه گذاران و ذینفعان مرتبط که سرمایه گذاری زیادی در دانش و ماشین آلات و دستگاه های پیشرفته تر انجام می دهند ، واقعاً ضروری است. در این مقاله ، ما به طور عمیق ، موضوع کشاورزی هوشمند و نقش آن در توسعه کشاورزی پایدار را بحث می کنیم.

مروری بر کشاورزی هوشمند

کشاورزی هوشمند یک مفهوم کشاورزی مدرن است که به دنبال استفاده از فناوری برای بهبود تولید محصولات کشاورزی است و در عین حال ورودی ها را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. همانطور که هست ، کشاورزی هوشمند یک رویکرد کشاورزی مبتنی بر اطلاعات است که نیاز به مشاهده آن را افزایش می دهد. این رویکرد اقداماتی را به کار می برد که از نظر اقتصادی و اکولوژیکی برای دستیابی به بهبود تولید در تولید معنی دار هستند.
اصطلاح کشاورزی دقیق ، که اغلب مخفف PA می شود، بیشتر استفاده می شود. در گزارشی در سال 2016 در مورد چگونگی تحول انقلابی در داده های بزرگ در زنجیره غذایی جهانی ، McKinsey & Company کشاورزی دقیق را چنین تعریف می کند: ” یک رویکرد با فناوری برای مدیریت کشاورزی که نیازهای مزارع و محصولات را مشاهده ، اندازه گیری و تجزیه و تحلیل می کند “. به گفته مک کینزی ، توسعه کشاورزی دقیق با دو روند شکل می گیرد: “قابلیت های کلان داده و تجزیه و تحلیل پیشرفته از یک طرف ، و رباتیک – تصاویر هوایی ، سنسورها ، پیش بینی های پیچیده هواشناسی محلی از سوی دیگر.
گزارش پارلمان اروپا در مورد کشاورزی دقیق و آینده کشاورزی در اروپا ، کشاورزی دقیق را چنین تعریف می کند :”یک مفهوم مدرن مدیریت کشاورزی با استفاده از تکنیک های دیجیتال برای نظارت و بهینه سازی فرایندهای تولید محصولات کشاورزی”. نکته اصلی در اینجا بهینه سازی است. کشاورزی دقیق به جای استفاده از مقدار مساوی کود در یک مزرعه کامل ، شامل اندازه گیری تغییرات خاک درون مزرعه و تطبیق استراتژی کود بر این اساس است. این امر منجر به مصرف بهینه کود ، صرفه جویی در هزینه ها و کاهش تأثیرات زیست محیطی می شود .
کشاورزی هوشمند بر اساس اصول کشاورزی دقیق مانند استفاده از راهنمای GPS در اعمال اقداماتی که خاص سایت است ، انجام می شود. با این حال ، با توجه به اینکه کشاورزی دقیقاً متمرکز بر اتخاذ برخی از فن آوری های کشاورزی است ، اجرای دستگاه های جمع آوری و تراکتور خودکار ، در میان سایر دستگاه ها و ماشین آلات کشاورزی ، رویکرد را به یک رویکرد جامع تر و گردتر تبدیل می کند که در آن تمرکز فقط با دقت مکانی اما به هوشمندانه ترین درمان موضوعات معمولي كه كشاورزي هوشمند براي حل آن در نظر گرفته است شامل جنبه هايي از قبيل مقدار كود مورد نياز براي استفاده ، زمان استفاده و ناحيه خاصي كه بايد مورد استفاده قرار گيرد ، منابع مورد نياز براي محافظت از گياهان و جنبه هاي مرتبط با آن است. با این حال ، حوزه کشاورزی با چالش اطلاعاتی چندگانه مواجه است. بیشتر کشاورزان قطعات بسیار کوچکی دارند که در آنجا مواد غذایی تولید می کنند. وضعیتی که منجر به اجرای اقدامات مکانی و زمانی بالا بر روی هر سیستم نظارتی مورد استفاده می شود. علاوه بر این ، در صورت استفاده از کشاورزی هوشمند ، اطلاعات پیچیده ای برای نتایج بهتر مورد نیاز است.

برنامه های کاربردی کشاورزی هوشمند تنها بهره برداری های کشاورزی را مورد هدف قرار نمی دهد بلکه می تواند روندهای جدید و روبه رشد در بهره برداری کشاورزی مانند کشاورزی خانوادگی، در فضاهای کوچک یا پیچیده، فرهنگ های خاص و.. را هم تقویت کند. نقش کشاورزی هوشمند در رشد پایدار تولید محصوالت کشاورزی و همچنین کاهش مصرف نهاده های کشاورزی و کاهش خطر آلودگی های زیست محیطی با اجرای کشاورزی دقیق و از طریق توزیع نهاده ها بر اساس نیاز واقعیشان در هر قسمت از مزرعه که اطلاعات آن موجود می باشد، در آینده زراعت جهان بپردازد. در کشاورزی دقیق نهاده ها بر اساس نیاز واقعیشان در هر قسمت از مزرعه که اطلاعات آن موجود باشد، توزیع می شوند. زمان مصرف نهاده ها هم بر اساس تغییراتی که در نیازهای گیاه اتفاق می افتد و سایر عوامل خارجی نظیر شرایط اقلیمی تعیین می شود.
مفهوم دیگری که در رابطه با کشاورزی هوشمند مطرح است اتوماسیون کشاورزی و رباتیک هست که فرآینداستفاده از رباتیک،کنترل اتوماتیک و تکنیک های هوش مصنوعی در تمام سطوح تولیدکشاورز می باشد. سامانه اطلاعات جغرافیایی یک سامانه رایانه ای متشکل از سخت افزار، نرم افزار داده و کاربرها است که قادر می باشد داده های مکان دار را به طور رقومی کسب، نگهداری، بازیابی، مدلسازی و تجزیه و تحلیل نموده و به صورت متنی و گرافیکی ارائه نماید. در تعریف فوق بر ویژگی این چنین سامانه ها یعنی پرداختن به داده های مکان دار تأکید شده است. سنجش از دور را می توان فن شناسایی و تعیین مشخصه های پدیده های محیط بر اساس داده های که از راه دور کسب می شوند، دانست. با توجه به نکات فوق سنجش از دور را می توان در عوامل زیر خالصه کرد: منبع انرژی: اولین نیاز سنجش از دور منبع انرژی است تا بتواند امواج الکترومغناطیسی را به سوی پدیده ارسال کند. در طبیعت خورشید منبع اصلی انرژی مورد نیاز در سنجش از دور است. امواج و اتمسفر: امواج الکترومغناطیس در عبور از جو و قبل از برخورد با پدیده در اثر تماس با مولکول های هوا و سایر ذرات و گازهایموجود در جو از قبیل ازن، ترکیبات مختلف کربن با اکسیژن، مولکول های آب و غیره تحت تأثیر قرار می گیرد. این اثر در بازگشت انرژی از پدیده به سوی ابزار سنجنده در خارج از جو زمین نیز مطرح است. امواج و پدیده: امواج الکترومغناطیس پس از عبور از جو به سطح زمین رسیده و با پدیده های موجود در سطح زمین که عمدتاً آب، گیاه و خاک هستند برخورد می کند. رفتار پدیده ها در مقابل انرژی به سه حالت جذب، عبور و انعکاس می باشد. البته انرژی جذب شده تحت شرایطی مجدداً از سوی پدیده به خارج ساطع می شود. سنجنده: وسیله ای که تابش الکترومغناطیسی بازتابیده از یک شیء یا پدیده را آشکارسازی می کند، سنجنده (Senesor)نامیده می شود. سکو: وسیله ناقلی که سنجنده را حمل می کند، سکو (Platform )نام دارد. معمولا هواپیما یا ماهواره به عنوان سکو مورد استفاده قرار می گیرد. ارسال داده ها، دریافت و پردازش: انرژی ثبت شده توسط سنجنده هابه صورت پالس های الکترونیک به سوی زمین ارسال و توسط ایستگاه های گیرنده دریافت می شود. این داده ها که داده های خام نامیده می شود، در ایستگاه گیرنده مورد پردازش قرار گرفته و پس از اعمال تصحیحات تبدیل به اطلاعات تصویری می شود. تجزیه و تحلیل اطلاعات:اطلاعات ماهواره ای به دو روش چشمی و رقومی مورد پردازش و تجزیه و تحلیل دقیق قرار گرفته و بر اساس اهداف مطالعه تبدیل به اطلاعات مفید و کاربردی می شوند. بهره برداری: این عامل آخرین مرحله سنجش از دوراست که در آن اطلاعات کاربردی برای حل مشکل و یا تصمیم گیری و بر نامه ریزی در زمینه ای خاص مورد بهره برداری قرار می گیرد. کنترل علف های هرز در این سیستم به صورت مکان ویژه انجام می شود. نقشه های توزیع علف هرز می تواند برای انجام تصمیم گیری هایی مبنی بر اینکه کدام قسمت از مزرعه تیمار شود مورد استفاده قرار گیرد. مدیریت متناسب با مکان علف های هرز اثرات مطلوب محیطی و سودمند اقتصادی را نیز به همراه دارد و کاهش مصرف علف کش در نتیجه استفاده از این روش بین ۴۰ تا ۶۰ %می باشد. کنترل علف های هرز بر اساس توزیع مکانی آنها راهی برای صرفه جویی در هزینه هااست.شناسایی علف های هرز از طریق سنجش از دور بستگی به وجود تفاوت های بارز بین علف هرز و محیط پیرامون آن (خاک و گیاه زراعی)دارد. همچنین وجود وسایلی که بتوانند با تفکیک مناسب آنها را از یکدیگر شناسایی نمایند.

چگونه کشاورزی هوشمند باعث ترویج کشاورزی پایدار می شود؟

تا سال 2۰5۰ جمعیت جهان به بیشتر از 5.9 میلیارد نفر خواهد رسید. سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد فائو(FAO )  پیشبینی کرده است که حجم کل تولید موادغذایی در سراسر جهان تا سال 2۰5۰ نسبت به سال 2۰۰۶ به اندازه ی 7۰ درصد افزایش می یابد. جمعیت جهان به سرعت در حال رشد است در نتیجه به رشد پایدار تولید محصولات کشاورزی نیاز است. در این راستا روز به روز توجه و تمرکز بیشتری به زمین های کشاورزی هوشمند خواهد شد. از دیدگاه کشاورزان، در کشاورزی هوشمند کشاورز با تصمیم گیری، عملیات و مدیریت بهتر، بهره برداری از کشاورزی را کارآمدتر می کند. فراهم کردن اطلاعات برای تصمیم گیری های بهتر، کاهش هزینه کودهای شیمیایی و آفت کش ها از طریق افزایش کارایی آنها، فراهم کردن اطلاعات دقیق از مزرعه،  کاهش آلودگی محیطی، ارتباط بین اطلاعات مربوط به تغییرات عملکرد با تغییرات مواد غذایی خاک )، حاصلخیزی خاک در واقع شروعی برای کاربرد گسترده کشاورزی دقیق در سیستم زراعی بود افزون بر عامل بهره وری، افزایش کارآیی نیز دیگر هدف اصلی کشاورزی هوشمند است. برای دستیابی به این دو هدف فناوری اینترنت (اشیاء) وارد حوزه ی کشاورزی شده است.

کشاورزی هوشمند و کشاورزی پایدار به در دسترس بودن داده ها متکی هستند. کشاورزی هوشمند از طریق پایدار و همچنین مقرون به صرفه کشاورزی از طریق ترکیب ماهواره های ناوبری و ورودی زمین برای پشتیبانی از تصمیم گیری آگاهانه هنگام کار برای کشاورزان ، از کشاورزی پایدار و مقرون به صرفه پشتیبانی می کند. به عنوان مثال ، استفاده از حسگرها به کشاورزان کمک می کند تا تصمیم بگیرند که چگونه ، کجا و چه زمان منابع خاصی را برای بهبود تولیدات اقتصادی و اقتصادی اختصاص دهند.

به نظر می رسد علاوه بر اصلاح ژنتیکی و انتخاب محصولات ، کشاورزی هوشمند با استفاده از تکنیک ها و ابزارهای نوآورانه کشاورزی مسیر انقلاب سبز را طی می کند. به عنوان مثال ، کشاورزان اکنون می توانند از هواپیماهای بدون سرنشین ، دستگاه های جغرافیایی و حسگرها برای بهبود شیوه های کشاورزی خود استفاده کنند. به طور کلی ، این روش شامل استفاده از فن آوری شبکه ای برای دستیابی به اهداف تولید خاص و پشتیبانی از کشاورزی پایدار است. روندها نشان می دهد که ادامه کار کشاورزی هوشمند در کشاورزی به کاهش برخی از مشکلات امنیت غذایی که امروزه در مناطق مختلف جهان تجربه می شود کمک خواهد کرد.

پایداری در کشاورزی را می توان با استفاده مناسب از داده ها در تصمیم گیری به دست آورد. در حقیقت ، کشاورزی نوآورانه شاخه ای از تجزیه و تحلیل داده ها و ریاضیات محسوب می شود. هر روز ، کشاورزان یک سری متغیرها را تجربه می کنند ، از تنوع در ترکیب خاک گرفته تا تغییر در آب و هوا. چنین تغییراتی برای اجرای صحیح کشاورزی به تجزیه و تحلیل مناسب نیاز دارد. کشاورزی هوشمند که بر استفاده از داده های کلان در تصمیم گیری تأکید دارد می تواند به مقابله مناسب با برخی از این مشکلات و دستیابی به اهداف تعیین شده تولید کمک کند.

رصد زمین از زمان های قدیم مورد استفاده قرار می گرفته است اما پیشرفته ترین فناوری که در رویکردهای کشاورزی هوشمند ارائه شده است ، جمع آوری داده های ماهواره ای با کیفیت را تضمین می کند. چنین پیشرفتی مجموعه زمانی بسیار خوبی از داده ها از جمله توسعه زیست توده ، انواع محصولات ، شیوه های کشاورزی و مصیبت ها را در بر می گیرد.

برخلاف گذشته ، امروزه کشاورزان می توانند از روش های کشاورزی هوشمند برای جمع آوری داده ها و تصمیم گیری آگاهانه از آن استفاده کنند. تکنیک های مختلف تجزیه و تحلیل داده ها وجود دارد که کشاورزان می توانند از آنها استفاده کنند. به عنوان مثال ، اگرچه فناوری هوشمند ، کشاورزان می توانند حاصلخیزی زمین های کشاورزی خود را از طریق تجزیه و تحلیل و مقایسه تصاویر ماهواره ای ایجاد کنند و در پایان از داده ها برای استخراج پتانسیل عملکرد یک سرزمین معین استفاده کنند.

با کشاورزان هوشمند ، اندازه گیری متغیرها و پردازش داده ها با دقت آسان است. هدف این کار اطمینان از ساده تر بودن کارها، بهبود عملکرد و کاهش هزینه ها و حرکت به سمت کشاورزی پایدار است. به عنوان مثال، روشهای كشاورزی هوشمند را می توان در استفاده از فناوری GPS كه در تراكتورها اعمال می شود ، مشاهده كرد. با چنین رویکردهایی ، کشاورزان می توانند داده های مربوط به موقعیت خودرو را انتقال دهند و بتوانند زمین را به طور یکنواخت کشت کنند و به شما امکان صرفه جویی زیادی در مصرف سوخت را می دهند.

فرصت های کشاورزی هوشمند

کشاورزی هوشمند با هدف کاهش ردپای اکولوژیکی فرصت های زیادی را در اختیار شما قرار می دهد. استفاده از ورودی هایی که مخصوص سایت یا حداقل استفاده از منابعی مانند سموم دفع آفات و کودها است می تواند به کاهش مشکلات شستشو و انتشار گازهای مضر گلخانه ای به محیط زیست کمک کند. اکنون بهبود ICT امکان ایجاد یک شبکه حسگر را فراهم می کند که به موجب آن کشاورزان می توانند وضعیت خاک ، حیوانات و گیاهان را به یکدیگر متصل کرده و با نیازهای تولیدی مانند داروها ، کود و آب هماهنگ کنند.

ثانیا ، با کشاورزی هوشمند ، دستیابی به سودآوری در کشاورزی آسان است. استفاده از تکنیک های خاص برای کاهش ورودی های منابع می تواند اطمینان حاصل کند که کشاورزان صرفه جویی بسیار زیادی در نیروی کار و نیاز به داده های مکانی معتبر در کاهش خطر می کنند. این امر به این واقعیت نسبت داده می شود که کشاورزی هوشمند استفاده از فناوری در پیش بینی های هواشناسی سایت خاص ، نقشه برداری احتمال از بلایا و بیماری ها و پیش بینی عملکرد را تشویق می کند.

فناوری اطلاعات برای تصویب و اجرای کشاورزی هوشمند مانعی ندارد. آنچه بیشتر مردم باید از آن استقبال کنند ، دانش و درک چگونگی عملکرد این مفهوم است. کشاورزی هوشمند پتانسیل زیادی در سودآوری و پایداری کشاورزی ، افزایش مقبولیت مصرف کننده ، کاهش ورودی منابع و هزینه دارد.

کشاورزی هوشمند یکی از بهترین روش‌ها برای مقابله با بحران جهانی غذا و روشی نوین و مقرون به صرفه در کشاورزی محسوب می‌شود. اخیرا روزنامه گاردین، در مقاله‌ای کشاورزی هوشمند را به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین فرصت‌های کسب‌و‌کار جهانی معرفی کرده است.امروزه با توجه به مقیاس رشد جمعیت جهانی، به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه، افزایش تقاضای جهانی برای محصولات کشاورزی، محدود بودن زمین‌های کشاورزی قابل کشت، تغییرات آب و هوایی و… شاهد گرایش روزافزون به کشاورزی هوشمند و دقیق در زمینه تولید محصولات کشاورزی هستیم که باعث شکل‌گیری بازاری رو به رشد در این صنعت شده است.