تحدث التغييرات الرئيسية في القطاع الزراعي في سياق التحول الرقمي. هذا ليس مجرد إدخال برامج جديدة
إنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء ، إنترنت الأشياء)
تساعد المستشعرات في الوقت الفعليقياس خصائص التربة ، وتتبع هطول الأمطار ، ودرجة الحرارة ، والرطوبة ، وحركة المعدات. نتيجة لذلك ، يتمتع المزارعون بفرصة جمع كمية هائلة من البيانات وتجميعها في نظام معلومات وتحليل واتخاذ قرارات أكثر استنارة. يؤدي هذا إلى تحقيق وفورات في الموارد والمال ، وهو أمر مهم لمنطقة منخفضة الهامش مثل الزراعة. قبل إنترنت الأشياء ، لم يكن هذا ممكنًا.
على سبيل المثال ، يمكنك تثبيت أجهزة استشعار على المعدات ولفهم مكانها ، والطريق الذي تسلكه ، وما إذا كانت تنحرف عنها ، وما إذا كانت خاملة. نتيجة لذلك ، يعمل الاقتصاد الزراعي على تحسين الإنفاق على البنزين ويمنع السرقة. أجهزة الاستشعار في التربة وأجهزة استشعار الطقس ليس لها تأثير بهذه السرعة ، لكنها تساعد في التحكم في نمو النباتات ، وتقرر وقت التسميد ، وسقي المحاصيل ، ومعالجتها بالمبيدات للحصول على المزيد من الغلة.
السوق العالمي لإنترنت الأشياء في الزراعةتقدر بنحو 22 مليار دولار في عام 2021. وستنمو بنسبة 10٪ سنويًا ، لتتجاوز 35 مليار دولار بحلول عام 2026. لكن تطور إنترنت الأشياء ، بما في ذلك في الزراعة ، يتأثر بشدة بجودة الاتصال. غالبًا ما تكون الأراضي بعيدة عن الأبراج الخلوية ، ومن الصعب الحصول على تدفق ثابت للمعلومات من أجهزة الاستشعار. يجب أن يجعل الجيل الجديد من 5G هذه المهمة أسهل. لكن شغل الترددات ووقف إمدادات معدات الاتصالات المستوردة ونقص محطات القاعدة الروسية حالت حتى الآن دون التوزيع الشامل لشبكات الجيل الخامس في روسيا.
استشعار الأرض عن بعد
يمكن للأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار مراقبة ولسبر الأرض بدون عمل يدوي. تسمح لك صور الأقمار الصناعية بتقييم الوضع في الحقول على مسافات كبيرة ، بينما تعد الطائرات بدون طيار أكثر ملاءمة للمراقبة الدقيقة والتحديد. الميزة الرئيسية للطرق عن بعد هي التغطية الكبيرة والقدرة على الحصول بسرعة على البيانات اللازمة. مع السبر الأرضي ، تكون تكاليف العمالة أعلى بكثير ، وتستغرق العملية برمتها وقتًا أطول.
صور الأقمار الصناعية متاحة لثلاثة رئيسيةالموفرون - عائلة الأقمار الصناعية الأوروبية Sentinel ، والبرنامج الأمريكي Landsat و Roskosmos. في روسيا ، يتم استخدام Sentinel بشكل أساسي. تصل دقة صور Sentinel-2 إلى 10 أمتار لكل بكسل. تتميز الطائرات بدون طيار بدقة أعلى بكثير - تصل إلى 2 سم لكل بكسل ، ولكن يمكن أن يزن كل ملف عدة غيغابايت ، لذلك يصعب معالجتها. عادة ما تكون الأقمار الصناعية كافية لمراقبة المحاصيل.
كيف ترى الطائرة بدون طيار المجال
الجمع بين بيانات ومعلومات الأقمار الصناعية معأجهزة الاستشعار المدفونة في الأرض على عمق عدة سنتيمترات ، فمن الممكن ، على سبيل المثال ، تجميع ملف تعريف درجة حرارة التربة. سيوفر هذا المهندس الزراعي من الاضطرار إلى التحقق يدويًا باستخدام مقياس حرارة ما إذا كانت درجة الحرارة في الحقل قد وصلت إلى القيم المثلى للبذر. تراعي الطرق البعيدة أيضًا خصائص الأقسام الفردية داخل نفس المجال.
نظم المعلومات الجغرافية (GIS)
بالنسبة للعاملين في مجال الأعمال الزراعية ، من المهم تصور المعلومات في شكل خرائط. اليوم ، نظم المعلومات الجغرافية هي أساس وقلب نظم المعلومات المتعلقة بإدارة المشاريع الزراعية.
يخلق الحيازة الزراعية مخططًا للتضاريس الرقمية ،المجالات والتكنولوجيا. في بعض الأحيان ينتشرون في عدة مناطق وحتى في البلدان. يتم تخزين المعلومات في نظام المعلومات وعرضها في شكل طبقات. الطبقة هي سمة للحقل ، على سبيل المثال ، الرطوبة والتضاريس وتغيرات الارتفاع ومرافق الري والصرف والمحاصيل. من خلال التبديل بين السمات المختلفة ، يمكن للمزرعة تكوين صورة شاملة لما يحدث في الحقول.
في GIS ، يمكنك أن ترى كيف يسير الحصادفي المناطق التي تم حصاد المحصول فيها بالفعل ، والتي لم يبدأ العمل فيها بعد. يمكن للمؤسسات الزراعية معرفة الحقول التي تمت معالجتها بمبيدات الآفات والتي لم يتم علاجها ، وما إذا كان هطول الأمطار قد انخفض ، وما إذا ظهرت الآفات. أو تتبع حركة المعدات بصريًا ، وتقييم الأميال ، وتكلفة الوقود ومواد التشحيم ، وفهم أسباب تجاوز القاعدة.
"في GIS يمكنك أن ترى كيف تسير حملة الحصاد"
الزراعة الدقيقة
الزراعة الدقيقة هي نظام عالي الدقةإدارة مشروع زراعي يتضمن تقنيات مختلفة: إنترنت الأشياء، ونظم المعلومات الجغرافية، واستشعار الأرض عن بعد. ويستند إلى المعلومات الواردة من مقدمي الخدمات وأجهزة الاستشعار.
تتضمن الزراعة تقسيم الحقل إلى قطع أرضبناءً على خصائصها ، ونتيجة لذلك ، البذر والري المتمايز والمعالجة بمبيدات الآفات. إذا كانت إحدى مناطق الحقل تحتوي عادةً على محصول أكثر ثراءً ، فيمكنك زراعة المزيد من البذور هناك. وإذا كانت التربة في مكان ما أكثر فقرًا ، فقم بزيادة كمية الأسمدة. الهدف النهائي هو حصاد المزيد من المحاصيل والادخار في جميع المراحل.
في الأساليب الكلاسيكية للزراعة ، المجالمعالجتها ككل. وفي الوقت نفسه ، قد تختلف المعلمات الزراعية والكيماوية الزراعية للتربة في نفس المجال ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالأراضي التي تبلغ مساحتها عدة آلاف من الهكتارات. يمكن للعمليات الزراعية ، مع مراعاة هذه الميزات ، توفير 15-20 ٪ من الموارد للقطاع الزراعي.
اليوم ، العديد من الحيازات الزراعية تنفذالعمل التجريبي المتعلق بالزراعة الدقيقة. وعادة ما يخصصون الأرض للمشاريع التجريبية ويستخدمون مؤشر NDVI لتقسيمها إلى قطع أرض. يتم حسابه من الصور المأخوذة من الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار ويجعل من الممكن التعرف على حالة المحاصيل في أجزاء مختلفة من الحقل.
الذكاء الاصطناعي والنمذجة الرياضية
نطاق تطبيقات الذكاء الاصطناعي والنماذج الرياضية بلغةالزراعة واسعة جدا. على سبيل المثال ، تسمح لك بالتنبؤ بكمية الحصاد خلال الدورة الكاملة للعمل الزراعي. بفضل هذا ، يمكن للمزارعين تقدير مقدار الأموال التي سيكسبونها في نهاية الموسم.
الاتجاه الشائع الآخر هو دوران المحاصيل.ما يسمى بممارسة زراعة أنواع مختلفة من المحاصيل على نفس الأرض لعدة مواسم نمو. يتميز كل محصول بالكائنات الحية الدقيقة الخاصة به في نظام الجذر ، وتوازن العناصر الكيميائية التي يأخذها من الأرض. لذلك إذا زرعت نفس النباتات في الحقل لعدة سنوات ، فإن خصوبة التربة ستنخفض كل عام. من الممكن أن يتم سحب الأرض من الاستخدام الزراعي للسماح لها بالتعافي. وإذا قمت بتحديد تسلسل المحاصيل بشكل صحيح ، فلا يمكنك فقط الخروج من توازن العناصر النزرة في التربة ، ولكن يمكنك أيضًا تحسين حالتها.
يمكن للمؤسسة الزراعية بناء التحسيننموذج رياضي ، مع الأخذ في الاعتبار العوامل المختلفة (المحاصيل السابقة ، غلات المحاصيل ، وما إلى ذلك) ، يعطي توصيات للزراعة المستقبلية. يمكن للنماذج الرياضية المماثلة أيضًا تعظيم الأرباح. للقيام بذلك ، من الضروري إثرائهم ببيانات عن الأسعار والمبيعات.
"تساعد المستشعرات في قياس خصائص التربة في الوقت الفعلي ، وتتبع هطول الأمطار ودرجة الحرارة والرطوبة وحركة المركبات"
الآفاق والصعوبات
يتم إعاقة تطوير التكنولوجيا في مجال الزراعةالعديد من العوامل: الاعتماد الكبير على الواردات من الصناعة الروسية من حيث قاعدة العناصر، وتجزئة البيانات وعدم وجود بروتوكولات موحدة لنقلها، وقضايا الأمن السيبراني (في حالة إنترنت الأشياء).
علاوة على ذلك ، استخدام التكنولوجيا في الزراعةفي الوقت الحالي ، تستطيع الحيازات الزراعية الكبيرة القيام بذلك في المزرعة ، لأن إدخال مثل هذه الأدوات يتطلب استثمارات ليس فقط في شراء الأجهزة ، ولكن أيضًا في تدريب الأشخاص. غالبًا ما تفعل المزارع الصغيرة القليل للابتكار وما زالت تحتفظ بالمعلومات على الورق في أحسن الأحوال. كلما أصبحت الشركة أكبر ، زادت حاجتها إلى تحسين العمليات الداخلية وزيادة الإنتاجية.
تنظيف نظام المعلوماتمستحيل حتى يتم تشغيل هذا الطلب. لاتخاذ قرارات بناءً على المعلومات ، يجب عليك أولاً فهم عملياتك: فهم مكان الحصول على هذه المعلومات ، وما هي البيانات المفقودة ، وما يجب القيام به للحصول عليها ، وكيفية التغلب على مقاومة الموظفين الذين لا يرغبون في مشاركة المعرفة أو تستخدم بالفعل للعمل في وضع معين. لذلك ، يحدث التحول الرقمي من أعلى إلى أسفل ويبدأ مع الإدارة العليا.
قراءة المزيد:
كشفت وكالة ناسا عن أصل كوكب هاوميا - أكثر الكواكب غموضًا في النظام الشمسي
جعلت الكائنات الحية المريخ غير صالح للسكنى
يمكن للكبد أن يعمل لأكثر من 100 عام: أخبر العلماء كيف يكون ذلك ممكنًا