کاربرد فناوری کشاورزی دقیق(GPS)در تولید محصولات باغی

کاربرد فناوری کشاورزی دقیق(GPS)در تولید محصولات باغی

چکیده

فناوری امروزه همه چیز را درنوردیده است. علوم مختلف و

عرصه های گوناگون آن ازپیشرفتهای شگرفی که در زمینه های اطلاعاتی بوجود آمده است. استفاد ههای فراوانی م یبرند و درآینده کاربرد فناوری اطلاعات گسترش بیشتری خواهد یافت. کشاورزی که یکی از علوم اولیه بشرابتدائی م یباشد و قدمتی به بلندی تمدن بشریت دارد از این تاثیر مصون نمانده است. بخشمختلف کشاورزی از قبیل کشت غلات، باغها و کشت صیفی جات و حتی عملیات پس ازبرداشت نیز از این فناوری که امروزه به عنوان کشاورزی دقیق که همان کاربرد فناوریهای اطلاعاتی توام با استفاده از ماشینهای پیشرفته م یباشد، در حال ظهور م یباشد. هر چند که این فناوری دردوران طفولیت خود قرار دارد ولی با توجه به پیر شدن جمعیت جهانی و افزایش آن انتظار می رودکه مسئله تامین غذا، حفظ محیط زیست و آب از عمده ترین و چالش برانگیزترین مسائل بشر درآینده نه چندان دور باشد. بهر حال کشاورزی این فناوری را به چالش کشانده است. چالشی که درآن نیاز به تحقیقات گسترده و مداوم احساس م یشود تا با تکیه براین فناوری بتوان به مشکلات آینده نسل بشر فائق آمد. در این مقاله به بررسی کاربرد این فناوری جدید در کشتهای دستی(باغات) پرداخته شده و اجزاء مولف ههای کاربرد آن تشریح و مورد بررسی قرار م یگیرد. تحقیقات نشان م یدهد که این فناوری در مراحل نخستین خود قرار دارد و راهی طولانی جهت دستیابی به اهداف مورد نظر در پیش است.

کلمات کلیدی : فناوری اطلاعات، کشاورزی دقیق، مدیریت، محصولات باغی

١-مقدمه

کشاورزی دقیق می تواند همچون سیستم جامعی تعریف و طراحی شود که عملیات تولیدکشاورزی را از طریق بکارگیری اطلاعات محصول، فناوری پیشرفته و مدیریت عملیات بهینه نماید. برای دستیابی به سیستمی چنین جامع، بایستی کار از مراحل برنامه ریزی محصول یا کالاشروع شده و تا مراحل فرآوری پس از برداشت 1 نیز ادامه یابد. اطلاعات، فناوری و مدیریت کلیدهای موفقیت در سیستم تولید می باشند. اطلاعات می تواند با ارزش ترین منبع کشاورز امروزی باشد. اطلاعات دقیق در هرمرحله ای از تولید از برنامه ریزی اولیه گرفته تا مراحل پس ازبرداشت، مهم است. نیازمندیهای اطلاعات شامل داد ههای فیزیکی و مکانی محصول، خاک، آف تها، توپوگرافی و آب و هوا در طی فصل زراعی باشد. به هنگام مرحله پساز برداشت، دما، رطوبت و انگل ها پارامترهایی هستند که از اهمیت بالایی برخوردارند. برخی از این اطلاعات را م یتوان از رکوردهای قبلی محصول بدست آورد: سایر داد ه هایی که در زمانهای عملیات لازم می شوند، بایستی در همان زمان جمع آوری گردند. فناوری، دومین جزء بحرانی سیستم است. تجهیزات تولید و سیستم ها باید با نیازمندیهایعملیاتی کشاورزی دقیق سازگار باشند. از دیدگاه مکانیزاسیون، کشاورزی دقیق، عبارت است ازمسیری است که توسعه بذرکاری و کاربرد دقیق تجهیزات مواد شیمیایی را بدنبال دارد. برای کنترلدقیق و تحویل مقادیر دقیقی از مواد شیمیایی تجهیزات طوری طراحی می شوند تاکاربرد نیروهای سیستمهای اطلاعاتی ،(GPS) متغیر را امکانپذیر سازند. علاوه بر این، سیستم موقعیت یابی جهانی با قابلیت ،GPS . و رایانه ها کلیدهای سازنده بلوک ها در این فناوری هستند ،(GIS جغرافیایی1- Post Harvesting Processing Phase٣تصحیح بالا، ثابت کرده است که ابزاری موثر جهت بدست آوردن خصوصیات جغرافیایی مزرعه فراهم می سازد. رایان هها نیز ،GPS توانائی سازماندهی این اطلاعات را همراه با ،GIS . میباشد قابلیتهای تجزیه و تحلیل و کنترل را مهیا نموده تا اینکه بتوان سیستم جامعی که در مدیریت"سایت ویژه" و فرآیند عملیات پس از برداشت مورد نیاز است را بسط و توسعه داد.مدیریت سومین کلید موفقیت است. مدیریت روندی است که تجزیه و تحلیل اطلاعات رافراهم نموده و آنها را جهت بکارگیری بموقع سازماندهی نموده و بموقع تصمیمات مقتضی در هرمورد را اعمال می نماید. استفاده از اطلاعات و فناوری می تواند برای کشاورز امروزی دردسترس قرار گیرد، عملیات مدیریتی باید جهت دستیابی به اهداف تعیین شده کشاورزی دقیق، اعمال گردد.بدون داشتن عملیات مدیریتی موثر، اطلاعات و فناوری، اندکی به کارآئی سیستم تولید، می افزایند.

۲ اهداف

اهداف برنامه جامع کشاورزی دقیق، در افزایش راندمان و کیفیت تولید استفاده کارآتر موادشیمیایی و بذر، حفظ انرژی و حفاظت منابع آب و خاک خلاصه م یشوند. این اهداف به دو نقطه مهم بحرانی اشاره می کنند بایستی قبل از تطابق هر سیستم تولید به آنها توجه نموده هزینه ها ومحیط زیست .

مواد و روشها

پروژ ه های کشاورزی دقیق در دانشگاه ایالتی کارولینا به دو قسمت تقسیم می شود، مدیریت مدیریت "سایت .(PPM) و مدیریت عملیات و فرآیندهای پس از برداشت (SSM) " "سایت ویژه ویژه" همان مدیریت تولید در سطح مزرعه می باشد و مدیریت فرآیند پس از برداشتاز لحظه برداشت محصول شروع شده و تا زمان فرآوری نهایی یا مصرف آن ادامه می یابد.

٢- مدیریت "سایت ویژه " -١

مدیریت "سایت ویژه کلا با مفهوم مدیریتی عملیاتی مرسوم مزرعه تفاوت دارد. درمدیریت کلی مزرعه، متوسط شرایط برای مزرعه تعیین شده و بر طبق آن عملیات مدیریتی اعمال میگردد. در مدیریت "سایت ویژه " مزارع به چندین منطقه مدیریتی تقسیم م یشود، که اغلب شبکه نامیده م یشود. این حالت کمی تهای مورد نیاز هر قسمت از شبکه تعیین و بطور مجزا مدیریت میشود.

برای عملیاتی کردن مدیریت "سایت ویژ ه"، تولید کنندگان بایستی دارای اطلاعات ضروری و فناوری باشند. بطوریکه بتوان یک برنامه مدیریتی جامع را به اجرا در آورد. نیازمندیهای اطلاعاتی فضائی شامل خواص فیزیکی و شیمیایی خاک، توپوگرافی مزرعه، جمعیت آفات، امراض گیاهی و رطوبت در دسترس م یشود. فناوری برای بدست آوردن و بکار بردن اینگونه اطلاعات ضروری سیستم های کنترل و سیستم های تهیه نقشه محصول ،GPS/GIS م یباشد. فناوریهای کلیدی شامل میباشند. با این وجود، بمنظور استفاده بهینه از این فناوری، این فناوری بایستی بر روی تجهیزات تولید، کارنده ها، سمپاشها، ماشینهای برداشت و ... نصب شود و سازگار با فناوری سطح بالا و دقت مورد نیاز در کشاورزی دقیق باشد. تجهیزاتی که نمی توانند با زراعت مرسوم خود را تطبیق دهند. در کشاورزی دقیق مورد قبول نخواهد بود.

دید هبانی مزرعه و نقشه برداری در کشاورزی دقیق برای تعیین اطلاعات مربوطه جغرافیایی در بازه وسیعی از پارامترها مورد استفاده قرار می گیرد. نمون هبرداری خاک وابسته به موقعیت۵جغرافیایش، نشان داده است که می تواند بعنوان یک ابزار موثر و کارآ در مشخص نمودن شرایط متغیر خاک و مزرعه باشد. بمجرد اینکه، خواص تغذیه ای و بحرانی خاک تعیین شدند، در صورت نیاز گامهای بعدی جهت حل مسئله برای هر محل مزرعه، م یتواند برداشته شود. علاوه بر این، نقش هها را م یتوان با استفاده از دیده بانی مزرعه برای بسیاری ازآافات مزرعه توسعه داد. تعیین محل جمعیت آفات مزرعه در نواحی محدود، ما را قادر می سازد تا بتوانیم مدیریت "سایت – ویژه" را اعمال نمائیم. توسعه حسگرهای زمان واقعی ١ برای نشان دادن پارامترهای بحرانی می تواند بعنوان مکم لهای نقش ههای تهیه شده قبلی استفاده م یشود. حسگرها حاصلخیزی خاک، تنش گیاهی یا جمعیت آفات را سنجیده و راه را جهت اجرا کردن الگوریتمهای مدیریتی و تصمی مگیریهای مدیریتی با فناوری کنترل مناسب بصورت اتوماتیک هموار می سازند.کارند ههای دقیق برای قرار دادن بذر در عمق مناسب و قرار دادن آن در بستر بذر طراحی م یشوند. کنترل دقیق میزان کاشت بذر، فاصله و عمق نشانه هایی از کاشت دقیق می باشند. مزایای کاشت دقیق نسبت به کاشت مرسوم شامل کمتر بودن هزین ههای تنک کردن، کاهش مصرف بذر، کاهش رقابت بین گیاهان جوان و کاهش شوک وارد به گیاهان به هنگام عملیات تنک کردن م یباشد. این سیستم شامل حفظ گیاه بعد از جوان هزنی، آماده سازی بسیار مناسب بستر بذر و همچنین تیمار بذر م یباشد تا عملکرد کارنده بهبود یابد. به محض اینکه تصمیم بر آن شد که از کارنده دقیق بتوانیم استفاده نمائیم. فرصت های پیش روی موجود جهت بکارگیری مدیریت "سایت ویژه" م یتواند مد نظر قرارگیرد. می توان کنترلهای متغیر میزان بذر را به کارنده نصب نمود تا به اپراتور این توانایی داده شود که میزان بذر را در واحد سطح برای رسیدن به بهین هترین وضعیت کاشت، بتواند کنترل نماید.1-Real- Time Sensors۶سمپاشهای نرخ متغیر ١ و سمپاشها قطعات کلیدی فناوری مدیریت "سایت ویژه" م یباشند.اینگونه تجهیزات پرونده گیاه را قادر می سازد تا مقادیر متفاوت سم را تا رسیدن به نیازمندیهای که موقعیت مزرعه را تعیین GPS خواص تحت مدیریت بکار برد. این کار بوسیله کاربری سیستم م ینماید، بدست م یآید و کامپیوتری که برای سمپاشی قرار گرفته است، نقشه توصیه شده ٢ را خوانده و یا داده های بدست آمده از حسگرها را قرائت و تفسیر می نماید. سپس سیستم کنترل، تنظیمات لازم را جهت رسیدن به داد ههای نقشه توصیه شده اعمال م ینماید. از نظر فنی کاربرد مقادیر متفاوت آهک، کود و آفت کش ها امکانپذیر بوده و ثابت شده اند. ممکن نیست که مجموع استفاده از آهک و کود کاهش یابد. با این وجود، این کار م ی تواند بصورتی بسیار کارآ در مزرعه با تطبیق مقادیر کاربرد با توجه به نیازمندیهای "سایت- ویژه" استفاده شود. کاربرد آف تک شها، با دارای پتانسیل بالقو های جهت کاهش مصرف ، (IPM) استفاده از اصول تلفیقی مدیریت آفت ٣ ٣٠ درصد دارا م یباشد. جمعیت آفات، نقش هبرداری شده و نسخ ههای - آف تکش به میزان ٨٠ تجویزی تعیین م یشوند. اطلاعات مقادیر به سیستم کنترل ارسال می شود و سمپاش با واکنش های خود که با تغییر مقادیر کاربرد سم همراه است به آن جواب می دهد. نقش هبرداری محصول یکی از قسمت های حیاتی حلقه بازخور ٤ در کشاورزی دقیق م یباشد. نقشه محصول، ممکن استبه مزرعه دار یا باغدار آن چیزی را که در مزرعه اتفاق افتاده ست و نتیجه مدیریت تصمیم سازیها را در طول دوره تولید بگوید. باغدار سپس می تواند این

اطلاعات را جهت تصمیم سازیهای دقیق تر جهت سال آینده استفاده نماید.

1- Variable – Range Spragers

1- Feedback loop

3 - Mass Accumulation

4 - Load Sensors

٧

مانیتورهای محصول برای آن دسته از محصولات باغی در دسترس م یباشند که بصورت دستی برداشت می شوند. فناوری حال حاضر در مانیتورینگ محصولات باغی در طبقه بندی جمع آوری تود های داد هها قرار م یگیرند. جریان تود های در ماشینهایی استفاده م یشود که محصول برداشت شده به یک نقاله منتقل می شود. لودسلها بر روی قرقر ههای هرز گرد تکی هگاهی تسمه GPS قرارم یگیرد تا وزن ماده را بر روی تسمه ثبت نماید. نمون هبرداری وزنی مداوم با داد ههای ترکیب م یشود تا نقشه مربوطه جغرافیائی برداشت تهیه گردد. سیستم جمع آوری تود های داده ها همراه با مانیتورینگ محصول از لودسلهایی 1 که در ته مخزن محصول یا واگن قرار گرفته، سود م یبرد تا وزن محصول را به هنگامی که وارد مخزن م یشود انداز هگیری نماید. با ترکیب تغییر وزن و زمان مربوطه، نقشه محصول بدست می آید. GPS در واگن در واحد زمان به همراه داده های دستی و GPS برای محصولاتی که بصورت دستی کاشته می شوند استفاده از گیرنده های سیست مهای دستی برداشت اطلاعات مسیر برای توسعه و ایجاد نقشه های محصول تحت تحقیق و بررسی قرار دارند. و امید می رود که با توسعه این وسایل بتوان گامهای بلندی را در راستای کشاورزی دقیق باغات برداشت.

٢- مدیریت فرآیند پس ازبرداشت -٢

فرآوری پس از برداشت بلافاصله پس از برداشت محصول انجام می گردد. حمل و نقل نامناسب محصول بهنگام پروسه انتقال می تواند آسیب های جدی را به کیفیت محصول وارد سازد. کاربردهای کشاورزی دقیق در مدیریت فرآیند عملیات پس از برداشت ازحسگرهایی استفاده۱ –Feed back٨ م ینماید که شرایط و وضعیت محصول بهنگام بهبودسازی شرایط محصول و انبار نشان م یدهد تا به پارامترهای بهینه دست یافته و کیفیت را حفظ نمائیم. سیست مهای اتوماتیک کنترل برای تنظیم دما، رطوبت و تحویل هوای تازه استفاده می شوند. با مانیتورینگ مدام شرایط محصول بهنگام پروسه بهبود سازی یا انبار یا حمل و نقل تنظیماتی که م یتواند اعمال گردد که در حالت روشهای مرسوم با کنترل دستی هرگز نمی توانست عملی شود. پس با مانیتورینگ مداوم می توان شرایط محصول را بصورت لحظه ای در فرآیند بهبودسازی و یا انبار ثبت و پس از تجزیه و تحلیل های لازم در همانزمان، تنظیمات مقتضی را به مورد اجرا در آمده تا کیفیت حفظ و حتی بالا برده شود.

بحث و نتیجه گیری

کشاورزی دقیق یک سیستم مدیریت جامع است که برای بهینه سازی تولید طراحی م یشود. استفاده از المانهای کلیدی همچون اطلاعات، فناوری و مدیریت، کشاورزی دقیق م یتواند در راستای افزایش بازده تولید، بهبود کیفیت محصول، بهبود بازده استفاده از مواد شیمیایی، حفظ انرژی و حفاظت محیط زیست قدم بردارد. فناوری و عملیات مدیریتی همچون دید هبانی مزرعه، نقش هبرداری مزرعه کنترل نرخ متغیر، نقشه محصول و فرآوری پس از برداشت می تواند برای محصولات باغی تطابق یابد. هنوز بیشتر این فناوری در دوران طفولیت خود قرار دارد. تحقیقات بیشتری لازم است تا اینکه به مرحله بلوغ برسد. هنگامی که این فناوری عملیاتی گردید، تحقیقات دیگری مورد نیاز خواهد بود تا اثرات و منافع اقتصادی و زیست محیطی بسیاری از المانهای کشاورزی دقیق را روشن سازد.

منابع

1-Dainell. J. Frank, Vegetable Production & Marketing News, Extension Horticulture,

Texas Agricultural Extension Service, 2001.

2-Roberson. T. Gray, Precision Agriculture Technology for Horticulure Production,

Hort Technology, Joly- September 2000, 10(3).

به نقل از سایت
همیار آنلاینwww.hamyaronline.ir
http://atamalek.ir/thread-171.html