دنیای مکانیزاسیون کشاورزی
بنده دانشجوی دکتری مکانیزاسیون کشاورزی(گرایش انرژی) هستم
                                                     کشاورزی دقیق

  مقدمه   

                امروزه اطلاعات رکن اساسی هر گونه عملیاتی را تشکیل می دهد، خواه این عملیات   می خواهد اقتصادی، بازرگانی، جنگی و یا کشاورزی باشد . نحوه دستیابی به اطلاعات، جمع آوری و پردازش آنها مبنای علم جدیدی شده است. که فناوری اطلاعات نام گرفته است. کشاورزی نیز که یکی از شاخه های علوم کاربردی می باشد که از این دگرگونی ها بی نصیب نمانده است و با توجه به مشکلات و مسائلی که در بخش کشاورزی موجود بوده و می باشد لزوم استفاده از این فناوری بیش از بیش آشکار گردید و زمینه ظهور کشاورزی دقیق فراهم گردید(3).

کشاورزی دقیق  جدیدترین فناوری در عرصه مهندسی کشاورزی می باشدکه هم اکنون در کشورهای پیشرفته به صورت جدی بکار گرفته می شود(7). کشاورزی دقیق اولین بار در دهه ١٩٨٠ در ایالات متحده امریکا معرفی شد. و بر پایه تقاضاهایی قرار داشت تا مسائل زیست محیطی که نتیجه فعالیت های کشاورزی همچون استفاده از کودو آفت کش ها بوده حل نماید. آزمایشات کشاورزی دقیق براساس مزارع بزرگ آغاز شد. سپس، کشاورزی دقیق به عنوان مزرعه داری دقیق شناخته شد (4). 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  نیز ادامه یابد.  اطلاعات، فناوری و مدیریت کلیدهای موفقیت در سیستم تولید می باشند (5).  از سال ١٩٩٢ ، هر دو سال یکبار، کنفرانس بین المللی در مورد کشاورزی دقیق بوسیله انجمن زراعت امریکا، انجمن علوم محصولات زراعی امریکا و انجمن علوم خاک امریکا تحت عنوان "کشاورزی دقیق" برگزار میگردد (4).   

 

 

اساس کشاورزی دقیق

                                 تغییرات زمین بی انتهاست ودر آن غیر یکنواختی وجود دارد وکشاورزی دقیق به دنبال مدیریت تنوع در ابعاد زمانی ومکانی است(6). مهمترین محور کشاورزی دقیق شناخت دقیق مزرعه ویازمین زراعی در نقاط مختلف آنست بطوری که به توان زمین زراعی را آسیب شناسی نموده و درجهت اصلاح آن متناسب با شرایط نقاط مختلف زمین گام برداشت(7). ارزیابی تنوع در مزرعه برای کشاورزی دقیق خیلی ضروری است زیرا شخص نمی تواند یک چیزی رامدیریت کند که آن را نشناسد(اولین مرحله شناخت است) معمولا فرایند هایی که عملکرد ورشد گیاه زراعی راتنظیم می کنند در طی زمان ومکان ثابت نیستند وتغییر می کنند .بنابراین به کمیت در آوردن تغییرات این فرایند ها وتعیین چگونگی وزمان برهم کنش این عوامل که تغییرات عملکرد گیاه زراعی را تحت تاثیر قرار می دهد ،مهم ترین مسئله در بحث کشاورزی دقیق است (6).

کشاورزی دقیق به سه عنصر نیاز مبرم دارد:

1.تعیین مکان یا موقعیت یابی جغرافیای

2.مکانیزم های کنترل آنی تغذیه، آفت کش ها، بذر کاری، آبیاری و..

3.پایگاه داده ها

پایگاه داده ها برای کمی کردن تغییرات وفهم بهتر از تنش های مختلف که چه طور بر رشد گیاهان ، نمو وعملکرد اثر می گذارند. ودر نهایتا بهترین نسخه برای تعیین مکان ایجاد        می شود .مقصود کار آمد کردن کود مورد نیاز زراعت تا مقدار آن کاهش یابد تا به محیط زیست ضربه نزند واز نظر اقتصادی هم به نفع زارع باشد(10).

از دیدگاه مکانیزاسیون، کشاورزی دقیق، عبارت است ازمسیری است که توسعه بذرکاری و کاربرد دقیق تجهیزات مواد شیمیایی را بدنبال دارد.  برای کنترل دقیق و تحویل مقادیر دقیقی از مواد شیمیایی تجهیزات طوری طراحی می شوند تاکاربرد نیروهای سیستم های اطلاعاتی ،(GPS) متغیر را امکان پذیر سازند.  علاوه بر این، سیستم موقعیت یابی جهانی با قابلیت ،GPS  و رایانه ها کلیدهای سازنده بلوک ها در این فناوری هستند ،(GIS) جغرافیایی تصحیح بالا، ثابت کرده است که ابزاری موثر جهت بدست آوردن خصوصیات جغرافیایی مزرعه فراهم می سازد. رایانه ها نیز ، GPS توانائی سازماندهی این اطلاعات را همراه با ،  GIS می باشد قابلیت های تجزیه و تحلیل و کنترل را مهیا نموده تا اینکه به توان سیستم جامعی که در مدیریت"  سایت ویژه" و فرآیند عملیات پس از برداشت مورد نیاز است را بسط و توسعه داد .(5)

 

کشاورزی نقطه ای

                                   براساس اصل "وجود اختلاف های زراعی در سطح مزرعه"،یک مزرعه چندین هکتاری دارای تفاوت های اساسی در سطح پتانسیل زراعی در قسمت های مختلف می باشدنقاط مختلف مزرعه از لحاظ رویش و رشدگیاه متفاوت است ودر مرحله رشد از لحاظ سبز برگی ورشد قدی، در بسیاری از مزارع بخوبی نمایان است.بنابراین   می توان در مرحله به زراعی با شناخت دقیق ونقطه به نقطه مزرعه، شرایط مزرعه را بررسی و در جهت اصلاح ویکنواختی مزرعه گام برداشت.این مسئله مهمترین موضوع این فن است که گاها به کشاورزی نقطه ای  ویا کشاورزی ویژه  نیز خوانده می شود(7).

 

نقشه عملکرد یا مانیتورینگ محصول

                      دید ه بانی مزرعه و نقشه برداری در کشاورزی دقیق برای تعیین اطلاعات مربوطه به جغرافیایی در بازه وسیعی از پارامترها مورد استفاده قرار می گیرد. نمونه برداری خاک وابسته به موقعیت جغرافیایش، نشان داده است. که می تواند بعنوان یک ابزار موثر و کارا در مشخص نمودن شرایط متغیر خاک و مزرعه باشد. به مجرد اینکه، خواص  تغذیه ای و بحرانی خاک تعیین شدند، در صورت نیاز گام های بعدی جهت حل مسئله برای هر محل مزرعه، می تواند برداشته شود.  علاوه بر این، نقشه ها را  می توان با استفاده از دیده بانی مزرعه برای بسیاری ازآفات مزرعه توسعه داد  ( 5).                

شاید مانیتورینگ مجصول، بنیادی ترین بخش کشاورزی دقیق باشد. روش سنتی مانیتورینگ محصول که با وزن کردن دسته محصولات برداشت شده انجام می گردد، راهی را بدست می دهد که در روش مانیتورینگ لحظه ای محصول در کشاورزی دقیق به درد می خورد. مثلادر برداشت غلات مانیتورینگ مدرن محصول از سنسورهایی بهره می برد که در روی کمباین قرار داده می شود تا میزان هر داده  GPSمحصول برداشت شده همراه با سرعت برداشت را ثبت نماید. این داده ها را با مکان می دهد(3). تصویر شماره یک. کارخانه مسی فرگوسن جز اولین کارخانه هایی بود که در کمباینهای ساخت خود سیستم پردازش وترسیم نقشه عملکرد را برروی کمباین های خود نصب کرد این کمباین ها دارای سیستم تشخیص موقعیت جهانی (DGPS) هستند این سیستم مناسب       می تواند پیام های دریافت شده توسط دستگاه موقعیت یاب که بر روی سقف کمباین وبالای موتور نصب شده است  بخشی از اصول کار این سامانه برای کاربران  بر روی خود دستگاه ذکر شده است (8).  تصویر شماره دو.  این نقش می تواند با نتایج GIS ترکیب شده و امکان تهیه نقشه محصول  در سیستم حاصل از کشاورزان و مشاوران محصول در رابطه با نقشه های داده های آزمایش خاک، نقشه های کاربرد مواد شیمیایی و سایر اطلاعات مقایسه گردد و برای مدیریت برنامه سایت  ویژه در سال بعد  مورد استفاده قرار گیرد(3).

در دانشگاه گی اورگیا (UGA)  یک سیستم دقیق  نظارت بر عملکرد بادام زمینی (PYMS) طراحی شد ودر مزارع ناهموار غرب تگزاس بکار برده شد نتایج بدست آمده از محاسبه عملکرد با این روش ونقشه ترسیم شده با آن کاملا با آنچه از زمین برداشت شد مطابقت داشت ونشان داد که در این سیستم نقشه عملکرد با عملکرد واقعی قابل قیاس بوده است(9). جدول شمار یک.  هنگامی که این نقش هها در سیستم قرار  می گیرند و با هم دیگر ادغام می شوند، نقشه محصول٬ روابط بین میزان محصول و متغیرهای وضعیت مزرعه را بصورت مستند نشان می دهد(3)

 

برخی از کارهای صورت گرفته با کمک این فناوری در چند نقطه از جهان

 

            در شمال ایتالیا، تغییرات عملکرد ذرت وابسته به NO3 خاک است. در آغاز فصل رویش محتوای خاک از نظر میزان کربن ونیتروژن  آزمایش می گردد.در تحقیقی در میسوری تغییرات N مورد بررسی قرار گرفت ومعلوم شد که نیاز به مصرف کود نیتروژنه کمتری است. اما سود حاصل از این کار در مقابل هزینه آزمایشات کمتر بود. در نبرسکا هم تفاوت معنی داری در محصول ذرت با اعمال دقیق نیاز کودی حاصل نشد.تعیین تغییرات لازم در احتیاج گیاهان در خاکهای مختلف مشکل است وپیش بینی آن سخت است .آنها در نهایت مشاهده کردند که تنوع مشاهده شده در عملکرد ها وابسته به محتوای آب ذخیره در خاک بوده است ودر پژوهشی که با کاربرد ابزار کشاورزی دقیق در روی ذرت وسویا در منطقه ای که دچار خشکسالی بود انجام دادن  همبستگی بین میزان عملکرد و آب باقی مانده در خاک مشاهده شد.( 10)

 

سنجش از راه دور به کمک ماهواره ها

                  در سال های اخیر یکی از مسائل عمده کاربردی نمودن فناوری سنجش از دور در دنیا در زمینه کشاورزی، دسترسی به اطلاعات و تهیه آمار می باشد . لذا استفاده از داده های تولیدی از سنجش از دور می تواندسیستم کنونی کشاورزی را به سمت کشاورزی دقیق سوق دهد. سنجنده های موجود روی ماهواره های مختلف طیف های بازتابی پوشش گیاهان را ثبت  می نمایند .از این داده ها می توان برای شناسایی نوع گیاه٬ وضع سلامت گیاهان وبرآورد عملکرد آنها استفاده کرد(2).با تلفیق داده های زراعی، داده های سنجش از دور و اطلاعات مکانی وبا استفاده از تجزیه تحلیل های آماری مدلی متشکل از پارامتر های سنجش از دور، شاخص سطح برگ برای تخمین میزان محصول ارائه گردد(1). 

 ماهواره  TERRAبا داشتن پنج سنجنده فرصت مناسبی را برای بررسی زمین ، اقیانوس واتمسفر فراهم آورده است(2). اراضی زیر کشت گندم و جو در دشت قزوین با استفاده از 8 تصویر ماهواره IRSکه تقویم زراعی گندم آبی را در دشت قزوین پوشش می داد تفکیک و با استفاده از شاخص های تولید شده از تصاویرو نمونه برداری های زمینی که شاخص سطح برگ و میزان محصول آن انداز ه گیری    IRS ماهواره شده بود ، به برازش مدل هایی جهت تخمین عملکرد گندم آبی در دشت قزوین پرداخته شد . بر اساس IRS حاصل از تصاویر ماهواره LAI نتایج بدست آمده بهترین زمان برای تخمین عملکرد با استفاده در مرحله اواسط ساقه دهی می باشد .هر چقدر تاج پوشش گندم آبی افزایش یافت شاخص سطح برگ حاصل از تصاویر  IRS در تخمین عملکرد کاهش معنی داری پیدا کرد ( 1) . یک شکل .  در پژوهشی دیگر با استفاده از ماهواره تصاویر باند قرمز وباند مادون قرمز بادوره زمانی شانزده روزه مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت نتایج نشان که هم در اوایل وهم در اواخر فصل رشد گندم بین دو باند قرمز ومادون قرمز نزدیک، هم بستگی مثبتی وجود داشته  ومقدار NDVI کاهش می یابد (2). نمودار یک.

نتیجه گیری

                     در کشورهای پیشرفته وتوسعه یافته به طور گسترده ای از تکنولوژی های جدید جهت افزایش راندمان وعملکرد مزارع کشاورزی بهره برداری می گردد بطوریکه در زمینه های به زراعی وبه نژادی هر روزه روشهای جدید وموثر به کار گرفته می شود که در نتیجه این عملیات در مزارع پیشرفته ومکانیزه، عملکردگندم به بیش از 15 تن در هکتار افزیش یافته است  .(7)به کار گیری فن آوری کشاورزی دقیق امری مسلم واجتناب ناپذیر است. و هم اکنون در بسیاری ازکشورهای پیشرفته این فناوری ها  به کار گرفته شده است.طبیعتا هر کشوری سریعتر بتواند این فناوری ها را بومی سازدی نماید هزینه های ناشی از وابستگی به حداقل خواهد رسید. اگرجدیت لازم در این امر نباشد در کشاورزی رقابتی امروز ایران جایگاهی نخواهد داشت ودر آینده ای نه چندان دور به بزرگترین وارد کننده محصولات کشاورزی بدل خواهد شد.لازم است عظمی فرا سیاسی در کسانی که امروز متولی سرنوشت کشور شده اند به وجود آید تا با به کار گیری مدیرانی فهیم به اوضاع ودلسوز مردم وکشور  قطار خارج شده از ریل کشاورزی کشور به خط برگردد. آیندگان مارا قضاوت خواهند و قضاوت اطرافیان سرابی بیش برای خوش خیالان نیست.  مجتبی شعاع دی ماه هشتادو هشت.

منابع

 

1.اسدی راشد، ه.  و٬ میرباقری و ع٬  آبکار  .تخمین عملکرد گندم آبی دشت قزوین با استفاده از شاخص سطح برگ تولید شده از تصاویر ماهواره  IRS. http://ncc.org.ir. on line at:

 

2.ثنائی نژاد٬ س. ح . الف. ر، شاه طهماسبی. ر٬ صدر آبادی حقیقی و ک . کلارستانی.  1386 . مطالعه تغییرات طیف بازتابی مزارع گندم در مشهد با استفاده ازتصاویر MODIS. مجله علوم وفنون کشاورزی ومنابع طبیعی. سال دوازدهم. شماره چهل پنجم (الف) .19-11.

 

3.غفاری، ح. کاربرد فناوری اطلاعات در کشاورزی، کشاورزی دقیق. انتشارات دانشگاه تبریز. http://ict.moe.org.ir. .on line at:  الف.

4. غفاری، ح. معرفی سه الگوی کشاورزی دقیق براساس فناوریهای موجود در چین جهت توسعه پایدار کشاورزی در ایران. انتشارات دانشگاه تبریز. http://ict.moe.org.ir on line at:.  .ب.

5.غفاری، ح. کاربرد فناوری کشاورزی دقیق در تولید محصولات باغی. انتشارات دانشگاه تبریز. http://ict.moe.org.ir  on line at: .ج.

 

6.میری٬ ح. ر.  1388. جزوه کلاسی مباحث نوین در زراعت.دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارسنجان.

 

7.نظرزاده اوغاز، ص.تهیه نقشه عملکرد مزرعه ، اولین گام در کشاورزی دقیق.تحقیقات کشاورزی ومنابع طبیعی خراسان رضوی. http://www.koaj.ir on line at:

 

 

 

8.Blackmore٫ B. S.  1994. Precision Farming; An Introduction. Outlook on Agriculture 23 (4):275-280.

 

9.Schubert٫  A.  M,  C.  Trostle,  and  D.  Porter. Precision Agriculture Yield Mapping  Systemfor  Peanuts on  the Texas South Plains. on line at http://precisionagriculture.tamu.edu

10.YIELD VARIABILITY, YIELDMONITORING and YIELD MAPPING . on line at http://www.precisionag. org.



موضوع مطلب : مقالات کشاورزی دقیق
موضوعات
صفحات وبلاگ
امکانات جانبی




چاپ تضمینی مقالات کشاورزی در مجلات ISI
یاحضرت فاطمه زهرا 14685503473080344567.jpg" rel="shortcut icon">
 
 
بالای صفحه