رأى

الزراعة الدقيقة تُحسن الإنتاج الزراعي والربحية

مقال لـ«الدكتور عطية الجيار».. أستاذ بمعهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة بمركز البحوث الزراعية

الزراعة الدقيقة (PA) هي مفهوم لإدارة الزراعة يعتمد على مراقبة وقياس والاستجابة للتنوع بين الحقول وداخلها في المحاصيل، أو لجوانب تربية الحيوانات، وتعود الفوائد التي سيتم الحصول عليها بشكل رئيسي إلى زيادة الغلة و / أو زيادة ربحية الإنتاج للمزارع. تأتي الفوائد الأخرى من ظروف العمل الأفضل وزيادة الرفق بالحيوان، وإمكانية تحسين الجوانب المختلفة للإشراف البيئي.

تابعونا على قناة الفلاح اليوم

تابعونا على صفحة الفلاح اليوم على فيس بوك

تقنيات مقترنة بإجراءات لربط المتغيرات المعينة بالممارسات الزراعية المناسبة مثل الحراثة والبذر والتسميد ومبيدات الأعشاب واستخدام مبيدات الآفات والحصاد وتربية الحيوانات. السمة الرئيسية لـPA تأتي من أنظمة تحديد المواقع، بشكل أساسي أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية (GNSS) التي تعد عاملاً رئيسيا لـ “الدقة”.

تعتبر الزراعة المحمية أكثر تقدما للزراعة، لا سيما مع المزارع الكبيرة وأحجام الحقول في مناطق زراعة الحبوب الرئيسية في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا، حيث يكون نموذج الأعمال لزيادة الربحية هو المحرك الرئيسي. تعد الزراعة المرورية التي يتم التحكم فيها (CTF) وأنظمة التوجيه التلقائي من أكثر التطبيقات نجاحا على الأراضي الصالحة للزراعة والتي تُظهر فوائد واضحة في جميع الحالات تقريبا.

شاهد: نموذج إلكتروني مقترح للتتبع والزراعة الدقيقة

بالنسبة لأساليب تطبيق المعدل المتغير (VRA)، مثل تحسين استخدام الأسمدة أو مبيدات الآفات في مناطق الحاجة، يختلف النجاح اختلافا كبيرا وفقا للعوامل المحددة للتطبيق. بالنسبة للفاكهة والخضروات وزراعة الكروم، حققت طرق الرؤية الآلية فوائد للمنتجات التي عادةً ما تكون ذات قيمة عالية وحيث تكون الجودة هي المفتاح للحصول على سعر مرتفع. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لمثل هذه المحاصيل وكذلك بالنسبة للمناطق الصالحة للزراعة، يخضع الري لمزيد من التدقيق نظرا لأن نقص المياه يحدث بشكل متكرر بينما يتطلب التوافر في المناطق الزراعية المكثفة إدارة دقيقة.

ومن ثم ، يتم استخدام تقنيات PA التي تستخدم مؤشرات دقيقة للإجهاد المائي لتعظيم كفاءة استخدام المياه. تُستخدم الزراعة الدقيقة للماشية (PLF) التي تعتمد على المراقبة التلقائية للحيوانات الفردية في إنتاج اللحوم والحليب والبيض ومراقبة سلوك الحيوانات ورفاهيتها وإنتاجيتها وكذلك بيئتها المادية.

مقدمة: الزراعة الدقيقة هي نظام إدارة يهدف إلى تقليل المدخلات مثل البذور والمياه والطاقة؛ حماية البيئة؛ وتعظيم الربحية. تستخدم الزراعة الدقيقة تقنية متقدمة مثل تقنية تحديد المواقع وأنظمة المعلومات الجغرافية والملاحة عبر الأقمار الصناعية والاستشعار عن بعد. هناك عوامل مختلفة تؤثر على اعتماد الزراعة الدقيقة مثل حجم المزرعة والشؤون القانونية والتفاعل الاجتماعي.

في ظل تغير المناخ والزيادات في عدد سكان العالم، يمكن أن يساعد اعتماد الزراعة الدقيقة المزارعين على مواجهة تحديات مختلفة لتحقيق الإنتاج المثالي وزيادة الربحية. تعتبر المعلومات والتكنولوجيا والإدارة العمود الفقري لنظام الزراعة الدقيقة، ويؤدي الجمع بين هذه العناصر إلى تقليل المدخلات وزيادة الإنتاجية. هاجمت تهديدات مختلفة الزراعة الدقيقة بما في ذلك التهديدات على السرية والتهديدات للسلامة والتهديدات للتوافر وازدحام إشارة الطيف.

اقرأ المزيد: الزراعة الذكية الطريق لتسريع التنمية الزراعية

الغرض الرئيسي من الزراعة الدقيقة (PA) هو دعم المزارعين من خلال توفير خدمات المعلومات والتكنولوجيا المخصصة التي تعزز الإنتاجية ، وتزيد الربحية وتقلل من التلوث البيئي.

تشمل PA المسماة أيضا الزراعة الدقيقة (PF) أو الزراعة الساتلية (SF) تقنيات الإدارة المتقدمة مثل استشعار التربة ورسم الخرائط، ورصد الغلة ورسم الخرائط، المعتمدة على الأقمار الصناعية تحديد المواقع، والاستشعار عن بعد، واستكشاف الحقول والمحاصيل، ونظم المعلومات الجغرافية (GIS)، وتطبيق المعدل المتغير (VRA)، والتوجيه الآلي.

يتأثر اعتماد نظام PA بالعناصر المختلفة مثل الشخصية للمزارعين، وحجم المزرعة، وخصائص الآلات، وخصائص التكنولوجيا، والشؤون القانونية، والتفاعل الاجتماعي، إلخ.

تلعب الدولة دورا مباشرا في المنصات الذكية الخاصة بالدولة المتقدمة والتي توفر للمزارعين توصيات زراعية ذات صلة بالسياق وشخصية من خلال هواتفهم المحمولة، كما تساعد الدولة في جعل هذه الخدمات الاستشارية أكثر قابلية للتخصيص وذكية مع مرور الوقت، من خلال تقييم وتعزيز النظم الزراعية الموجودة.

أصبحت الدولة مجالا مثيرا للاهتمام لإدارة الموارد الطبيعية مثل المياه والتربة والبذور وتطبيق التنمية الزراعية المستدامة الحديثة، فهي تجلب الزراعة إلى عصر المعلومات الرقمية، وكذلك استخدام الدولة في قطاع الإنتاج الحيواني لتحسين إنتاجية اللحوم والحليب.

التعاريف والفوائد المتوقعة

على الرغم من وجود تعريفات أكثر تعقيدا، فإن الوصف البسيط لـ Precision Agriculture هو وسيلة “لتطبيق العلاج المناسب في المكان المناسب في الوقت المناسب”. إنه مفهوم لإدارة الزراعة يعتمد على مراقبة وقياس والاستجابة للتنوع داخل الحقول وداخلها في المحاصيل أو في جوانب تربية الحيوانات.

التعريف الفعلي الأول للمناطق المحمية على أنها “نظام زراعي متكامل قائم على المعلومات والإنتاج مصمم لزيادة كفاءة الإنتاج والإنتاجية والربحية على المدى الطويل والخاصة بالموقع والمزرعة بأكملها مع تقليل التأثيرات غير المقصودة على الحياة البرية والبيئة”. ركز هذا التعريف على استراتيجيات إدارة “المزرعة بأكملها” باستخدام تكنولوجيا المعلومات، وإبراز التحسينات المحتملة على الإنتاج مع تقليل الآثار البيئية.

نهج إدارة المحاصيل الخاصة بالموقع (SSM) هو “شكل من أشكال المناطق المحمية يتم بموجبه تحسين القرارات المتعلقة بتطبيق الموارد والممارسات الزراعية لتتناسب بشكل أفضل مع متطلبات التربة والمحاصيل لأنها تختلف في المجال”. لا تقتصر الاختلافات المشار إليها في هذا التعريف على المكانية ولكنها تشمل أيضا الملاحظات طوال الموسم أو بين المواسم.

بدأ التنفيذ الفعلي في ثمانينيات القرن العشرين عندما قام المزارعون بدمج الأسمدة المطورة حديثا القادرة على نشر تقنية تطبيق معدل متغير (VRA) مع خرائط أظهرت التباين المكاني لخصائص التربة الكيميائية. ترتبط الزراعة المحمية أيضا بالنهج الأحدث المرتبطة بالقدرة على التكيف مع تغير المناخ، مثل الزراعة الذكية مناخيا (CSA)، والتي تهدف إلى تطوير الظروف الفنية والاستثمارية لتحقيق التنمية الزراعية المستدامة للأمن الغذائي في ظل تغير المناخ.

هناك بعض الأدلة من الأبحاث التي تظهر أن التدهور البيئي ينخفض عند تطبيق طرق PA، بما في ذلك زيادة كفاءة استخدام الوقود مما يؤدي إلى خفض بصمة الكربون. تتضمن بعض الأمثلة الأخرى ترشيح النترات في أنظمة الزراعة، مما يدل على أن طرق التطبيق المتغيرة كانت ناجحة في تقليل تلوث المياه الجوفية وأن طرق PA قد تقلل من التآكل عند إجراء الحرث الدقيق.

اقرأ المزيد: استراتيجيات لزيادة الإنتاجية واستقرار أنظمة الزراعة في الأراضي الجافة

لذلك، يُنظر إلى المناطق المحمية على أنها طريقة للمساعدة في تلبية التدابير المحددة في التشريعات البيئية الموجودة في بلدان مثل الولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا.

تقدم الزراعة الدقيقة أيضا بعض الفوائد للظروف الاجتماعية وظروف العمل. على سبيل المثال، تتوفر أنظمة التوجيه التلقائي لمجموعة متنوعة من موديلات الجرارات مما يجعل العمل أقل إجهادا. أيضا، يوفر تطور تقنيات تربية الألبان الدقيقة فرصا هائلة لتحسين تقديم تطبيقات إدارة الأبقار الفردية تلقائيا وبالتالي تقليل متطلبات العمالة مثل الحلب مرتين يوميا، وهناك أيضا حجج حول زيادة رفاهية الحيوان.

تقنيات الاستشعار

أصبح تنفيذ المحسوسات ممكنًا بفضل تطوير تقنيات الاستشعار جنبا إلى جنب مع الإجراءات لربط المتغيرات المعينة بإجراءات إدارة الزراعة المناسبة مثل الزراعة والبذر والتسميد واستخدام مبيدات الأعشاب والحصاد. فيما يتعلق بالتكنولوجيات، كان التقدم ممكنا بسبب التطور السريع، والتصغير، وتحسين الدقة لتكنولوجيا النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية (GNSS) منذ عام 1999.

في الواقع، فإن تكنولوجيا GNSS (التي يعد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو الأكثر استخدامًا في الوقت الحاضر) تُستخدم الآن على نطاق واسع في العديد من المزارع للمهام المتعلقة بتحديد المواقع الجغرافية (مثل أنظمة التوجيه التلقائي) وإنتاج معلومات مرجعية جغرافية (مثل رسم خرائط الإنتاجية).

لقد مكّن نظام GNSS من توسيع أنظمة توجيه الآلات والتوجيه التلقائي والتحكم في حركة المرور (CTF). تمكن هذه الأساليب الآلات من القيادة على طول المسارات القابلة للتكرار بدقة، مما يقلل من الأخطاء التي يرتكبها المشغل، ويقلل من التعب ويسمح بمزيد من توقيت العمليات.

عنصر مهم آخر هو استخدام تقنية المعدل المتغير (VRT) التي تسمح بالبذر الدقيق، وتحسين كثافة الزراعة وتحسين كفاءة معدل تطبيق مبيدات الأعشاب والمبيدات الحشرية والمغذيات، مما يؤدي إلى خفض التكلفة وتقليل التأثير البيئي.

تتوفر حاليا العديد من أجهزة الاستشعار وتستخدم لجمع البيانات أو توفير المعلومات. تم تصميم هذه الأجهزة للتسجيل في الموقع وأثناء التنقل. توجد أجهزة لتقييم حالة التربة، مثل مستشعرات التوصيل الكهربائي الظاهر (ECa)، ومستشعرات جاما-إشعاعية للتربة، وأجهزة رطوبة التربة، من بين أشياء أخرى، ويقوم البعض الآخر بتسجيل معلومات الطقس أو بيانات المناخ الجزئي (مقياس الحرارة، مقياس الرطوبة، إلخ).

يتم إعطاء أهمية خاصة لأجهزة الاستشعار التي تم تطويرها لتحديد الحالة الفسيولوجية للمحاصيل (مثل مستشعرات النيتروجين). تعتمد هذه المستشعرات على مبادئ الاستشعار عن بعد، وتجمع البيانات القائمة على النقطة أو المكانية حيث يمكن أن تختلف الدقة المكانية، أي حجم البكسل المصور رقميا، من أقل من 2 سم إلى أكثر من 10 أمتار.

غالبا ما يهدف الاستشعار عبر أطوال موجية مختلفة (مرئية، قريبة من الأشعة تحت الحمراء ، حرارية) باستخدام كاميرات متعددة الأطياف وفائقة الأطياف على متن المنصات المحمولة جوا والأقمار الصناعية، إلى اشتقاق مؤشرات الغطاء النباتي التي تشرح حالة مظلة المحاصيل (مثل محتوى الكلوروفيل، ومستوى الإجهاد) وتنوعها في المكان والزمان.

اقرأ المزيد: «التقنيات الحديثة في الزراعة»

تم تكريس اهتمام خاص مؤخرا لاستخدام المركبات الجوية غير المأهولة وخفيفة الوزن منخفضة التكلفة (UAV) التي غالبا ما تسمى الطائرات بدون طيار، ولكن يُطلق عليها الآن بشكل صحيح أنظمة جوية موجهة عن بُعد (RPAS)، تم تطويرها في البداية للأغراض العسكرية والتي يتم تطبيقها الآن في المجال المدني التطبيقات.

وأخيرا، فإن أهم لاعب في تبني تقنية الزراعة الدقيقة هو المزارع. بدأ هذا في أوائل التسعينيات من قبل المزارعين الأكثر توجها نحو الأعمال التجارية بحماس أولي متبوعا بمستوى معين من الإحباط بسبب نقص الدعم والربحية المنخفضة نسبيا التي تم الحصول عليها. يعتمد اعتماد هذا النهج حاليا بشكل شبه كامل على القطاع الخاص الذي يقدم الأجهزة والمنتجات والخدمات للمزارعين. بشكل عام تعتبر مشورة الخدمة العامة محدودة للغاية.

تطبيق الزراعة الدقيقة

ـ تُستخدم الزراعة الدقيقة في معظم الأحيان وأكثرها تقدما بين المزارع الصالحة للزراعة، ولا سيما المزارع الكبيرة ذات الحقول الكبيرة الحجم في مناطق زراعة الحبوب الرئيسية، وحيث يتم اتباع نهج الأعمال (لزيادة الربحية إلى أقصى حد) منذ فترة طويلة.

ـ أنجح مثال على الزراعة المحمية على الأراضي الصالحة للزراعة هو استخدام الزراعة المرورية الخاضعة للرقابة (CTF)، والتي تمكنت من تقليل تكاليف الآلات والمدخلات بنسبة تصل إلى 75٪ في بعض الحالات، مع زيادة غلة المحاصيل أيضًا.

شاهد: رسالة من قناة الفلاح اليوم إلى المزارعين لمعرفة كل جديد عن الزراعة

ـ في الزراعة التقليدية، يتم استخدام الأسمدة ومواد التحكم في المحاصيل بشكل موحد فوق الحقول، مما يؤدي إلى الإفراط في الاستخدام في بعض الأماكن وقلة التطبيق في أماكن أخرى. تتيح طرق PA استخدام الأسمدة مكانيًا لتحسين التطبيق باستخدام طرق تطبيق المعدل المتغير (VRA). ربحية هذه الأساليب قابلة للنقاش، اعتمادًا على مجموعة من العوامل.

ـ يعتبر اعتماد PA في الفواكه والخضروات وزراعة الكروم أكثر حداثة مما هو عليه في الاراضى الصالحة للزراعة، مع زيادة سريعة في اعتماد أساليب الرؤية الآلية.

ـ القيمة العالية والمخاطر العالية على جودة هذه المنتجات تجعل حجة قوية لتطبيق تقنيات PA. مثال على ذلك طرق PA في زراعة الكروم (Precision Viticulture، PV) حيث يتجنب تقييم جودة العنب وخرائط الغلة التي تم الحصول عليها من الاستشعار عن بعد والأدوات الميدانية خلط العنب بجودة مختلفة أثناء الحصاد.

ـ في محاصيل الفاكهة والخضروات عالية القيمة ، تتطور طرق الري الدقيقة بسرعة من أجل توفير المياه وزيادة الغلات وتحسين الجودة. يتم زيادة كفاءة استخدام المياه من خلال استراتيجيات الري الناقصة وقد تستخدم مستشعرات حرارية للاستشعار عن بعد في الحقول والجو.

ـ الزراعة الدقيقة للماشية (PLF) التي تعتمد على المراقبة التلقائية للحيوانات الفردية تستخدم في نمو الحيوانات وإنتاج الحليب والبيض واكتشاف الأمراض، وكذلك لمراقبة سلوك الحيوان وبيئته المادية.

الزراعة الدقيقة في الأراضي الصالحة للزراعة

يعد استخدام تقنيات المناطق المحمية في الأراضي الصالحة للزراعة هو الأكثر استخدامًا والأكثر تقدمًا بين المزارعين. ربما يكون المثال الأكثر نجاحًا هو استخدام الزراعة المرورية (CTF). تمكن المزارعون في أستراليا والمملكة المتحدة من تقليل تكاليف الآلات والمدخلات، مما أدى إلى زيادة غلة المحاصيل. CTF هو نهج مزرعة كامل يهدف إلى تجنب تلف المحاصيل غير الضروري وضغط التربة بواسطة الآلات الثقيلة، مما يقلل التكاليف التي تفرضها الطرق القياسية. تتضمن طرق المرور الخاضعة للرقابة حصر جميع المركبات الميدانية في الحد الأدنى من ممرات المرور الدائمة بمساعدة تقنية GNSS وأنظمة دعم القرار.

تم التعرف على الفوائد البيئية لاستخدام CTF في المراجع مع العديد من الأمثلة. أظهرت دراسة أجريت في الدنمارك أنه مقارنة بالطرق القياسية، قلل صندوق المناخ الصناعي من التأثيرات البيئية مثل (ترشيح المغذيات في المياه السطحية والجوفية).

يتم تمكين التخفيضات من خلال زيادة غلات الحبوب المزروعة بأقل ضغط للتربة، مما يقلل الجريان السطحي لمركب P وانبعاثات N2O وNH3 في التربة داخل الحقول، واستخدام التوجيه التلقائي ، مما يقلل من التداخل أثناء استخدام الأسمدة ومبيدات الآفات.

من التطبيقات المهمة الأخرى للزراعة الدقيقة في الأراضي الصالحة للزراعة تحسين استخدام الأسمدة، بدءا من العناصر الغذائية الرئيسية الثلاثة وهي النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم. في الزراعة التقليدية ، يتم استخدام هذه الأسمدة بشكل موحد فوق الحقول في أوقات معينة خلال العام.

هذا يؤدي إلى الإفراط في التطبيق في بعض الأماكن وقلة التطبيق في أماكن أخرى. ترتبط التكلفة البيئية ارتباطًا مباشرًا بالإفراط في التطبيق الذي يسمح بترشيح النيتروجين والفوسفور من الحقل إلى المياه الجوفية والسطحية أو إلى مناطق أخرى من الحقل لا تكون مرغوبة فيها.

باستخدام طرق PA، يمكن استخدام الأسمدة بكميات أكثر دقة، مع مكون مكاني وزمني لتحسين التطبيق. التكنولوجيا التي تسمح للمزارع بالتحكم في كمية المدخلات في الأراضي الصالحة للزراعة هي تطبيق المعدل المتغير (VRA)، والذي يجمع بين نظام التحكم المتغير (VR) مع معدات التطبيق لتطبيق المدخلات في وقت و / أو موقع محدد تحقيق معدلات التطبيق الخاصة بالموقع من المدخلات.

يتم تحديد VRs على أساس القياس المسبق، على سبيل المثال من الاستشعار عن بعد أو أجهزة الاستشعار المركبة على الآلة. تم دمج مجموعة مكملة من المكونات مثل مستقبل DGPS والكمبيوتر وبرامج VR ووحدة التحكم لجعل VRA تعمل.

الزراعة الدقيقة في قطاعي الفاكهة والخضروات وزراعة الكروم

في زراعة الفاكهة والخضروات، يسمح الاعتماد السريع الأخير لأساليب رؤية الماكينة للمزارعين بتصنيف المنتجات ومراقبة جودة الأغذية وسلامتها، مع أنظمة الأتمتة التي تسجل المعلمات المتعلقة بجودة المنتج، وهي تشمل اللون والحجم والشكل والعيوب الخارجية ومحتوى السكر والحموضة والصفات الداخلية الأخرى.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون تتبع العمليات الميدانية مثل رش المواد الكيميائية واستخدام الأسمدة ممكنًا لتوفير طرق معالجة كاملة للفواكه والخضروات. يمكن الكشف عن هذه المعلومات للمستهلكين لإدارة المخاطر وتتبع الأغذية وكذلك للمنتجين من أجل الزراعة الدقيقة للحصول على جودة أعلى وعوائد أكبر مع مدخلات محسّنة. في حالة استخدام مبيدات الآفات في البساتين، تتكون الطرق عادةً من رش كميات ثابتة من مخاليط وقاية النبات دون مراعاة التباين الفعلي في حجم وكثافة تيجان الأشجار.

غالبا ما يؤدي عدم وجود تعديل لحساب تقلب البستان إلى خسارة كبيرة في الخليط. في السنوات الأخيرة عدة مناهج جديدة تم تطويرها بحيث تأخذ في الاعتبار الحجم الفعلي للشجرة، وحالة المحصول، وكذلك الظروف البيئية.

يعد تطوير واعتماد تقنيات ومنهجيات المناطق المحمية في زراعة الكروم (يُطلق عليه اسم زراعة الكروم الدقيقة، PV) أكثر حداثة مما هو عليه في الأراضي الصالحة للزراعة. ومع ذلك، مدفوعا بالقيمة العالية للمحصول وأهمية الجودة، توجد بالفعل العديد من المشاريع البحثية في مناطق إنتاج النبيذ في العالم.

تعد خرائط جودة العنب والمحصول ذات أهمية كبيرة أثناء الحصاد لتجنب خلط العنب من مختلف أنواع النبيذ المحتملة. الطرود التي تتمتع بفرص أكبر للطاقة الكهروضوئية هي تلك التي تكشف عن درجة عالية من تباين العائد. ستعني الدرجة العالية من التباين ارتفاع VRA للمدخلات، وبالتالي، فائدة اقتصادية وبيئية أكبر مقارنة بالإدارة الموحدة.

 أصبح الري أو استخدام المياه بشكل عام قضية مهمة بشكل متزايد. في المحاصيل عالية القيمة، تتطور طرق الري الدقيقة بسرعة من أجل توفير المياه مع تحسين الغلات وجودة الفاكهة. في زراعة الكروم الدقيقة، حدثت ثلاث مراحل رئيسية من التطوير على مدى العشرين عاما الماضية: 1) تم تخصيص أنظمة الاستشعار في البداية لتحسين الميزات الموجودة على الماكينة؛ 2) تم تجهيز الآلات بأجهزة استشعار لضبط الجوانب التشغيلية ؛ 3) تم نشر أنظمة متقدمة تجمع معلومات عالية الدقة (الغلة والسكر ومراقبة لون الحصاد).

على الرغم من ممارسة الري لعدة قرون، لم يتم استخدام الري الدقيق إلا مؤخرا حيث كان على القطاع الاستجابة لمطالب المجتمع لخفض تخصيص المياه وتحسين الكفاءة. لا تزال هناك فجوة كبيرة بين البحث وممارسة الري في المزرعة، وهو ما ينعكس في الاختلافات الكبيرة بين المحصول الفعلي والمحتمل.

في معظم الحالات، يمكن أن تُعزى “فجوات العائد” إلى الإدارة دون المستوى الأمثل، والتكنولوجيا غير الملائمة و/ أو نقص التدريب. أثبتت استراتيجيات الري نجاحها في زيادة كفاءة استخدام المياه (WUE) في تقليل استخدام المياه. تم اختبار العديد من الاستراتيجيات ، مثل الري الناقص المنظم (RDI) والتجفيف الجزئي للجذور (PRD) والري الناقص المستمر (SDI).

أظهر الاستخدام الناجح لـ RDI في أشجار الفاكهة والكروم ليس فقط زيادة في إنتاجية المياه، ولكن أيضا في أرباح المزارعين. نظرا لأن أوروبا تتأثر بشدة بتغير المناخ الذي يزيد من تقلب هطول الأمطار والحاجة إلى المياه في مواجهة العواصف الجنوبية الحارة بشكل متزايد، فقد يتطور الري الدقيق في السنوات القادمة ويلعب دورا رئيسيًا في إدارة المياه.

تربية الماشية الدقيقة

تعرف تربية المواشي الدقيقة (PLF) بأنها إدارة الإنتاج الحيواني باستخدام المبادئ والتكنولوجيا من هندسة العمليات. يحاول PLF من خلال نظام إدارة متكامل (IMS) التعرف على كل حيوان على حدة، ويتم تطبيقه عادةً على تربية الخنازير والدواجن الأكثر كثافة، ومنتجات الألبان.

تشمل العمليات المناسبة لنهج PLF نمو الحيوانات وإنتاج الحليب والبيض واكتشاف ومراقبة الأمراض والجوانب المتعلقة بسلوك الحيوان والبيئة المادية مثل البيئة الحرارية الدقيقة وانبعاثات الملوثات الغازية.

أدى تقدم أنظمة المراقبة والتحكم إلى تطوير آلات الحلب الأوتوماتيكية التي يتم تسويقها الآن من قبل العديد من الشركات المصنعة الأوروبية. بشكل أساسي، يربط التثبيت التلقائي لأكواب الحلمات كل بقرة، في الوقت الذي تختاره، وتجنب الضرر الذي يلحق بالبقرة والضرر المحتمل الناتج عن الماكينة.

تشمل الأنظمة الجديدة أنظمة مراقبة الحليب للتحقق من مستويات الدهون والميكروبات، مما يساعد على تحديد الإصابات المحتملة، بالإضافة إلى أنظمة التغذية الروبوتية الجديدة، وأنظمة الوزن، والمنظفات الآلية، ودوافع الأعلاف وغيرها من الوسائل المساعدة مثل أنظمة التصوير لتجنب الاتصال المباشر مع الحيوانات.

المبرر الاقتصادي لهذه الوحدات باهظة الثمن هو أنها توفر لكل بقرة فرصة للحلب أكثر من الإجراء المعتاد. هذا مفيد للأبقار ويزيد من إنتاج الحليب. يمكن استخدام أنظمة جديدة لرصد بيانات الأعلاف واستهلاك المياه للكشف المبكر عن العدوى. وتشمل التطورات الأخرى مراقبة القطيع المتنامي حيث يكون قياس النمو في الوقت الحقيقي مهمًا لتزويد المنتجين بتحويل الأعلاف ومعدلات النمو. تكتشف المستشعرات الصوتية زيادة سعال الخنازير كمؤشر على عدوى الجهاز التنفسي.

تناقش الدراسات الحديثة أن الإدارة المحسنة يمكن أن ترفع غلة الأبقار إلى 20000 لتر لكل فترة حياة مع زيادة متوسط العمر المتوقع للأبقار. يمكن أن يؤدي ارتفاع الغلة والعمر الأطول إلى تقليل انبعاثات الميثان الزراعية بنسبة 30٪.

يصعب قياس جودة العلف ولكن باستخدام بلعة الأس الهيدروجيني في كرش الأبقار الخافرة ، يمكن تتبع الأس الهيدروجيني بدقة وتعديل التغذية حسب الضرورة. تُستخدم الآن أجهزة استشعار أخرى لتقديم تنبيهات تتعلق بالولادة والخصوبة. يراقب ميزان الحرارة المهبلي درجة الحرارة، ووشيك الولادة وانكسار المياه، ويتصل بالمزارع عبر الرسائل القصيرة.

أيضا يوجد مستشعر يوضع على طوق حيوان يسجل المعلمات لاكتشاف علامات الشبق والاستعداد للإخصاب. ثم تسمح رسالة SMS للمزارع بالتخطيط للتلقيح.

أتاح استخدام تقنية GNSS وضع علامات على الأبقار لتوفير معلومات التتبع المتعلقة بسلوك الحيوان. مراقبة السلوك مهم للكشف عن خصوبة الأبقار أو مرضها. من المهم أيضا توفير معلومات عن كثافة استخدام المراعي وإدارة الحقول وفقًا للمعلومات المسجلة مسبقًا.

إن تطوير تقنية العلامات في تطور سريع لزيادة الدقة وتقليل استهلاك الطاقة. أحد الأمثلة على ذلك هو مشروع المسار الإلكتروني (www.etrack-project.eu) الذي أثبت أنه يوفر معلومات كافية لمراقبة الحيوانات عن بعد وإدارتها. يستخدم السياج الافتراضي الموقع القائم على GNSS لحيوان بالاشتراك مع محفز صوتي أو كهربائي لحصر الحيوانات داخل منطقة جغرافية محددة مسبقا بدون أسوار ثابتة.

اقتصاديات الزراعة الدقيقة

يعد تقييم ربحية الزراعة الدقيقة عاملاً رئيسياً. ربحية الدولة أمر بالغ الأهمية لاتخاذ قرار التبني من قبل المزارعين. على الرغم من هذه الأهمية وتوافر العديد من الدراسات حول اقتصاديات الزراعة الدقيقة ، فإن الاستنتاجات العامة المتعلقة بالربحية غير واضحة بسبب الاعتماد على العديد من العوامل المعقدة التي لا يمكن نقلها عبر أنواع المحاصيل أو المناطق الجغرافية.

بالإضافة إلى ذلك، فإن العديد من الدراسات حول اقتصاديات المناطق المحمية غير قابلة للمقارنة، وفي بعض الحالات، كانت هناك افتراضات غير واقعية أدت إلى تقييمات متفائلة للغاية لأرباح المناطق المحمية للمزارعين. بالإضافة إلى ذلك على الرغم من وجود مؤلفات مكثفة قدمها الموردون، لا توجد أمثلة كثيرة للأدوات “الموضوعية” لتحديد الربحية المحتملة للمزارعين لتبني أساليب الزراعة المحمية.

الإطار المفاهيمي للتحليل الاقتصادي

يحتاج التحليل الاقتصادي لـ Precision Farming إلى النظر في استثمار المزارع في التكنولوجيا المطلوبة مقارنة بالفوائد المتوقعة. يتم وصف الربحية عادة بمعايير نظرية رأس المال مثل صافي القيمة الحالية. المشكلة الرئيسية الناشئة، وبالتالي فإن تحليلات الاستثمار تخضع للافتراضات. أنواع التكلفة المرتبطة بتنفيذ هي:

ط) تكاليف المعلومات المتعلقة بالاستثمارات الضرورية في التكنولوجيا، بما في ذلك رسوم الإيجار لأجهزة أو آلات معينة.

2) التكاليف التي تنطوي على معالجة البيانات ورسوم الترخيص المحددة ومنتجات البرمجيات والأجهزة لتحليل البيانات.

3) تكاليف التعلم ، ويرجع ذلك أساسًا إلى الوقت الإضافي المطلوب للمزارع لتطوير مخططات الإدارة ، ومعايرة الآلات، بالإضافة إلى تكاليف الفرصة “الضائعة” بسبب الاستخدام غير الفعال لتقنية المناطق المحمية.

تركز الفوائد المحتملة من الزراعة المحمية بشكل أساسي على: 1) تحسين غلة المحاصيل؛ 2) تعظيم الاستفادة من المدخلات؛ و3) تحسين إدارة وجودة العمل. قد تختلف الربحية الفعلية بشكل كبير، لأنها تعتمد على التكلفة وعلى وظيفة المنفعة المقدرة لاستجابة النظام الزراعي المطبقة.

لا يمكن تقييم الاستجابة الأخيرة إلا بالرجوع إلى نظام بدون تقنية PA. لهذا السبب، هناك حاجة إلى وضع نظام كمرجع عند تقييم الربحية المحتملة لكل حالة محددة. هذا مفيد بشكل خاص في مناطق الإنتاج حيث لا يزال من الممكن تحقيق مكاسب كبيرة في الإنتاج الفعلي نحو الإنتاج المحتمل.

يتمثل أحد الجوانب المهمة لربحية المناطق المحمية في حجم المزرعة، حيث تتطلب جميع تقديرات التكلفة / المنفعة حدًا أدنى لحجم المزرعة من أجل توزيع استثمارات التكلفة الثابتة على مساحة الحقول والمزرعة. قامت المنشورات المختلفة بتقييم هذه المشكلة، حيث يختلف متوسط حجم الحقل بشكل كبير.

بالإضافة إلى حجم الحقل، هناك جانب مهم آخر لاعتماد ناجح وهو مدى ملاءمة الحقول لاعتماد أساليب المناطق المحمية. عندما يكون حجم الحقل صغيرا، أو عندما لا يمتلك المزارع التكنولوجيا، قد يكون المقاولون المتخصصون، وتقاسم طرق الزراعة والأساليب التعاونية مناسبا لاستخدام المعدات بين مختلف المزارعين.

الاستنتاجات

بالنظر إلى الاحتياجات المجتمعية والبيئية المستقبلية سيكون التحدي الرئيسي للزراعة هو قدرتها على ضمان مستوى عالٍ من الإنتاج مع تحسين حماية الموارد الطبيعية. الزراعة الدقيقة هي نهج لاتخاذ القرار يعتمد على المعلومات لإدارة المزرعة مصمم لتحسين العملية الزراعية من خلال إدارة كل خطوة بدقة.

بهذه الطريقة يمكن أن توفر الدولة نهجا إداريا يعمل على تحسين كل من الإنتاج الزراعي والربحية – وهو الهدف الرئيسي لمعظم المؤسسات الزراعية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يأتي جزء من الربحية من انخفاض استخدام المدخلات (الآلات، والعمالة، والأسمدة، والمواد الكيميائية، والبذور ، والمياه، والطاقة، وما إلى ذلك)، مما يؤدي إلى توفير التكاليف وكذلك الفوائد البيئية. اليوم ، البنية التحتية التكنولوجية للزراعة الدقيقة موجودة لدعم تنفيذ أوسع.

لا تزال هناك عقبات أمام اعتماد الزراعة الدقيقة من قبل المزارعين. وتشمل هذه التصورات الثقافية، ونقص الخبرة الفنية المحلية، والبنية التحتية والقيود المؤسسية، والفجوات المعرفية والتقنية، وتكاليف بدء التشغيل المرتفعة مع وجود خطر في بعض الحالات بعدم كفاية العائد على الاستثمار.

حتى الآن كان موردو القطاع الخاص هم المحرك الواضح لتنمية المناطق المحمية واعتمادها. يمكن للدعم المقدم من الحكومات والمؤسسات العامة الأخرى أن يلعب دورا مهما في تبني أوسع للتقنيات الدقيقة.

ولكن، يجب أن يأخذ أي قرار صادر عن الهيئات العامة لزيادة تمكين هذا التبني في الاعتبار الكامل وميزة أي بنية تحتية تجارية موجودة مسبقا. على الرغم من أن الاستخدام المحتمل للتقنيات الدقيقة في إدارة الآثار الجانبية البيئية للزراعة وتقليل التلوث أمر جذاب، إلا أن الفوائد المقدمة للبيئة لم يتم تقييمها إلا قليلا مع عدم توفر أرقام محددة. يذكر بعض المزارعين أن تحسين الجوانب البيئية لمزارعهم يعد عنصرا مهما في اتخاذ قرار بتبني تقنية المناطق المحمية، ولكن هذا على الأرجح يأتي من قيمهم وتصوراتهم الشخصية. تتمثل الخطوة التالية الواضحة في إجراء دراسات مكرسة لتحديد هذه الفوائد البيئية نظرا لأن هذا غير موثق حاليا بشكل جيد.

ستظهر فوائد الربحية الأعلى على الفور على مستوى المزرعة. في المقابل، بالنسبة للوضع البيئي، ستكون التأثيرات واضحة، ليس فقط على مستوى المزرعة، ولكن أيضا في المناظر الطبيعية المجاورة (الغطاء النباتي، والجداول، ومناطق الجريان السطحي) وقد يستغرق ظهورها سنوات.

لذلك، فإن فكرة الصالح العام بالمعنى المحلي أو الإقليمي، بدلاً من مجرد الاستفادة من مزرعة فردية، هي فكرة تنطبق على الفوائد البيئية المحتملة. ومن ثم ، فإن دراسة الفوائد المحتملة تحتاج إلى إضافة تلك الفوائد من النطاق الأوسع إلى تلك المتراكمة على مستوى المزرعة. يبدو أن تعزيز الزراعة الدقيقة من خلال السياسة الزراعية المشتركة يمكن تبريره اقتصاديًا وبيئيًا وحتى اجتماعيا.

من الضروري إجراء مزيد من التحقيقات والتدابير المصاحبة لتجنب الدفع التكنولوجي غير المناسب حيث لا يحتمل أن تكون المحمية العامة ناجحة، ولتعظيم المنفعة العامة المحتملة من خلال التركيز على أنواع المزارع والممارسات الزراعية المحددة.

ولكن نظرا لأن هذه تتطلب تمويلا مشتركا، فمن الضروري مشاركة والتزام الدول الأعضاء من خلال تدابير تتفق مع منطق التدخل الخاص ببرنامج التنمية الإقليمية الخاص بهم. من المتوقع أن يتبع التبني الناجح مراحل الاستكشاف والتحليل والدعم والتنفيذ. من الضروري إشراك MS في المراحل الثلاث الأولى قبل أن يعتمدوا الأموال للتنفيذ.

المراجع

  1. Bewley, J.M., and Russell, R.A., (2010), Reasons for slow adoption rates of precision dairy farming technologies: evidence from a producer survey, In: Proceedings of the First North American Conference on Precision Dairy Management 2010.
  2. Busse, M., Doernberg, A., Siebert, R., et al., (2013), Innovation mechanisms in German precision farming, Precision Agric, pp. 1-24.
  3. Gebbers, R. and Adamchuk, V.I., (2010), Precision Agriculture and Food Security, Science Vol. 327 no. 5967, pp. 828-831, DOI: 10.1126/science.
  4. Griffin, T., D. Lambert, J. Lowenberg-DeBoer, (2005), Economics of Lightbar and Auto- Guidance GPS Navigation Technologies, in Precision Agriculture ’05, J.V. Stafford, ed. Wageningen Academic Publishers, Wageningen, Netherlands.
  5. Holland J.K., Erickson B., Widmar D.A., (2013), Precision agricultural services dealership survey results, (Under Faculty Review), Dept. of Agricultural Economics, Purdue University, West Lafayette, Indiana 47907-2056, USA,
  6. Mandel, R., Lawes, R.; Robertson, M., (2011), what’s preventing growers from implementing precision agriculture (PA)? In: Paterson, J., Nicholls, C.: Agribusiness Crop updates 2011, Perth, pp. 148-152.
  7. Mazzetto, F., Calcante, A., Mena, A., et al., (2010), Integration of optical and analogue sensors for monitoring canopy health and vigour in precision viticulture, Precision Agriculture, 11(6), pp. 636-649.
  8. Pierpaolia E., Carlia G., Pignattia E., et al., (2013), Drivers of Precision Agriculture Technologies Adoption: A Literature Review, Procedia Technology 8 (2013), pp. 61 – 69.
  9. Schieffer, T., and Dillon, T., (2013), Precision agriculture and agro-environmental policy, in: Precision agriculture ’13, Ed Stafford J., Wageningen Academic Publishers, ISBN: 978- 90-8686-224-5.
  10. Shockley, J., Dillon, C. R., Stombaugh, T., et al., (2012), Whole farm analysis of automatic section control for agricultural machinery, Precision Agric. 13, pp. 411-420.

Zhang, N., Wang, M., Wang, N., (2002), Precision agriculture—a worldwide overview, Computers and Electronics in Agriculture, 36, pp. 113-132.

تابع الفلاح اليوم علي جوجل نيوز

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى