تعریف کشاورزی دقیق و مکانیزه
تعریف کشاورزی دقیق و مکانیزه

تعریف کشاورزی دقیق و مکانیزه

 مقدمه
كشاورزي دقيق (Precision Farming يا Precision Agriculture) يك مفهوم جديد در كشاورزي امروزي است و بر مبناي وجود ناهمگوني در سطح مزرعه استوار است. يكي از دلايل رشد كشاورزي دقيق در ميان دانشمندان و كشاورزان، پيشرفت تكنولوزي در زمينه هاي مختلف از جمله سيستم تعيين مختصات جغرافيايي GPS, سنسورها, عكسهاي هوايي يا ماهواره اي (يا سنجش از دور) و تسحيلات مديريت اطلاعات جغرافيايي است. بر اين اساس اطلاعات جمع آوري شده توسط تكنولوژي هاي ذكر شده براي انجام محاسبات دقيق در مورد سطح ناهمگوني در مزرعه از جهت هاي مختلف از جمله مقدار مواد مغذي خاك، گسترش و پخش آفتها بيماريها و علفهاي هرز در سطح مزرعه همچنين تصميم گيري در مورد موعد فعاليتهاي مديريتي و همچنين پيش بيني مقدار عملكرد مورد ارزيابي قرار خواهند گرفت .
 
به دست آوردن اطلاعات دقيق و اجرايي در زمينه كشاورزي رويكرد مهمي است كه در سال هاي اخير با رشد و توسعه صنعت الكترونيك، ارتباطات و بوجود آمدن نرم افزارهاي مرتبط عملي شده است. حسگرها و ريزپردازنده هاي ارزان قيمت به همراه منابع توان و سيستم هاي ماهواره اي، توانسته است بسياري از فعالان كشاورزي دنيا را به اطلاعات و داده هاي با ارزشي درخصوص حرفه شان مجهز نمايد. فن آوري اطلاعات (Information Technology) مفهومي است كه هم اكنون به موازات ديگر شاخه هاي علم در كشاورزي با عنوان كشاورزي دقيق (Precision Agriculture) نمود پيدا كرده است. در طي 15 سال اخير محققان در يافته اند كه خصوصيات و پارامترهاي مزرعه اعم از خصوصيات گياه و خاك، تحت تأثير زماني و مكاني تغيير پذيرند كه با انجام آزمايش هاي گسترده قابل شهود بود. از طرفي روش هاي كشاورزي دقيق مي توانند پايداري اقتصادي و محيطي توليد محصول را افزايش مي دهند.
در كشاورزي مرسوم، هر مزرعه به عنوان يك واحد تلقي مي شود و مبناي مديريتي، شرايط و خصوصيات متوسط مزرعه قرار مي گيرد و در نتيجه نهاده ها بر اساس همين خصوصيات تعريف مي شوند. اما كشاورزي دقيق با استفاده از فن آوري هاي اطلاعاتي مزرعه را به واحدهاي كوچك تر تقسيم بندي كرده و سپس به تعيين خصوصيات هر واحد مي پردازد. در نتيجه استفاده از اين فن آوري، توليد كننده ها قادر خواهند بود نهاده ها را در محل دقيق اعمال كرده در نهايت از بيماري و تلفات بكاهند. اما قبل از هر چيزي با فن آوري كشاورزي دقيق آشنا مي شويم:
GPS يا سيستم مكانيابي جهاني قلب كشاورزي دقيق است. دريافت كننده GPS وسيله اي است كه موقعيت خود ار از طريق چهار سيگنال ماهواره اي و محاسبات مثلثاتي در روي زمين تعيين مي كند. خطاهايي كه در اين سيستم وجود دارد مي تواند با نصب يك ايستگاه ثابت كه داراي موقعيت ثابت و مشخصي مي باشد، كمتر شود. اين ايستگاه، سيگنال هاي فرستاده شده چهار ماهواره را دريافت و پس از مقايسه محل محاسبه شده با محل دقيق خود، مقدار خطا را محاسبه نموده و موقعيت دقيق را به واحدهاي سيار در مزرعه مي فرستند. اين سيستم DGPS  (Differential Global Positioning System) نام دارد. ز آنجايي كه كشاورزي دقيق نياز به سطح بالايي از پردازش اطلاعات دارد، نرم افزارهايي نياز است تا بتوانند با استفاده از مقادير اندازه گيري شده و موقعيت مكاني، اطلاعات مفيد را كنترل يا تحليل كنند. سيستم GIS در واقع همين نقش را ايفاء مي كند و قادر است با استفاده از خصوصياتي مثل بافت خاك، نوع محصول، وضعيت مواد مغذي خاك و لايه هاي مختلفي از اطلاعات را به صورت نقشه توصيف نمايد. برخي از اين لايه هاي اطلاعاتي مي توانند مستقيماً و با اندازه گيري به دست آيند مثل pH خاك و برخي ديگر از طريق پردازش رياضي ساير داده ها همان طور كه گفته شده، خصوصيات مزرعه اي تغيير پذيرند بنابراين هدف كشاورزي دقيق نيز به تناسب اين دو تغيير پذيري اعمال متغير نهاده ها است. فن آوري نسبي متغير(Variable Rate Technology) كه در كشاورزي دقيق كاربرد فراواني پيدا كرده است در حقيقت به تجهيزاتي اطلاق مي شود كه مي توانند به طور خودكار ميزان استعمال مواد را با توجه به موقعيت مكاني تغيير دهند. در حال حاضر اين سيستم ها در كودپاشي‌‌ها، كارنده ها و سيستم هاي آبياري توسعه قابل توجهي داشته اند.
 
معرفي
 
واژه كشاورزي دقيق را با توضيحاتي كه در بخش قبل ذكر شد مي‌توان به صورت زير تعريف كرد:«مديريت دقيق گياه و خاك مطابق با شرايط متغير يك مزرعه». البته در فرهنگ اصطلاحات علمي از واژه هايي چون كشاورزي موضعي (Site specific management) Spot Agriculture نيز استفاده مي شود.قدم هاي اساسي در كشاورزي دقيق عبارتند از:
 
الف- شناسايي و تشخيص تغييرپذيري
 
ب- مديريت تغييرات
 
ج- ارزيابي عملي
 
الف- شناسايي و تشخيص تغيير پذيري: اين مرحله يك گام اساسي به شمار مي رود. يرا هيچ مديريتي بدون شناخت كافي از مسأله، ممكن نيست. همان طور كه گفته شده تغييرات مزرعه اي مي توانند مكانيSpatial variability) ) يا زماني(Temporal variability) باشند كه عمدتاً روش هاي استفاده شده به تعيين تغيرات مكاني مستلزم مطالعه روند رشد محصول درطول يك فصل زراعي مي باشد كه چيزي نيست جز تغييرپذيري زماني. بنابراين كاوش هر دو تغييرپذيري در كشاورزي دقيق ضروري به نظر مي رسد .
 
ب- مديريت تغييرات: زماني كه تغييرات درمزرعه مطالعه مكان يابي شد، توليد كننده بايد براساس دانش زراعي خود مديريت مناسبي متناسب با آن تغييرات اتخاذ كند. اين مديريت اصطلاحاً مديريت موضعي محصول (Site-specific crop management) نام دارد كهsscm  مشهوراست. البته هرچه قدر بعد زماني تغييرپذيري در اين شيوه مديريتي غالب تر باشد، مشكلات بيشتر است. به عنوان مثال در بحث پتاسيم و فسفر، بعد زماني تأثيرچنداني بر تغييرپذيري آن در مزرعه ندارد در حالي كه اين مطلب درمورد كودهاي نيتروژنه صادق نيست.
 
ج- ارزيابي عملي: سه مؤلفه اقتصاد، محيط زيست و انتقال فن آوري در اين مرحله بيشترين اهميت را دارند. مهمترين واقعيتي كه بايد در كشاورزي دقيق قبول كرد اين است كه اطلاعات وداده ها در اين نوع كشاورزي ارزش محسوب مي شوند نه فن آوري. بنابراين اين داده ها به هر شيوه اي كه به دست مي آيند، در صورت داشتن دقت بالا و خطاي قابل قبول، با ارزش بوده و يك ورودي براي مديريت موضعي اند. نكته دوّم اين است كه حفظ محيط زيست همواره به عنوان عامل تأثيرگذار در بوجود آمدن كشاورزي دقيق مطرح بوده است. كاهش استفاده از مواد شيميايي، سموم، آفت كش ها، افزايش كارايي كودها و در نتيجه افزايش بازدهي نهاده ها، جلوگيري فرسايش خاك  از مزاياي زيست محيطي اين نوع كشاورزي به شمار مي ‌آيند.
 
واژه انتقال فن آوري، بيشتر مرتبط با انتقال اطلاعات به بخش صنعت و عملياتي كردن طرح هاي تحقيقاتي و ترويج برآيند آنها در ميان كشاورزان مي باشد
 
جمعيت نيل به اهداف فوق و كاربردي كردن قدم هاي اساسي كشاورزي دقيق، سيستم هاي محاسبه اي سيّار اعم از كامپيوتر ها ونرم افزارهاي مناسب چون نرم افزارهاي GIS براي ثبت داده ها و تحليل و كنترل آنها مورد نياز خواهند بود. كترل ادوات و نهاده ها توسط دو روش عمده صورت مي گيرد: يكي روش همزمان (Real-time) است كه در اين روش، خصوصيتي از گياه يا خاك به صورت پيوسته (On-the-go) اندازه گيري شده و سيستم هاي كنترلي واقع در تراكتور، به طور همزمان و با استفاده از اين اندازه گيري، نهاده مورد نظر را تعيين و اعمال مي كنند . اين مطلب مي تواند در كنترل عمق ادوات كشاورزي نيز قابل استفاده باشد.
 
روش بعدي كه « نقشه مبنا» (Map-based) نام دارد زماني به كار مي رود كه نقشه اي از خصوصيات خاك يا گياه قبلاً توسط حسگرها يا نمونه برداري و با استفاده از تركيبي از سيستم هاي GPS و GIS تهيه شده باشد وهم اكنون دراختيار پردازشگر كابين تراكتور باشد.
 
نكته مهم در اين روش اين است كه بايد نقشه مورد نظر اطلاعات بروزي از خصوصيات را ارائه دهد در غير اين صورت كارايي لازم را نخواهد داشت.
 
در حال حاضر تركيبي از اين دو روش مي تواند به عنوان گزينه مطلوب تري پيشنهاد گردد.
 
حسگرهاي پيوسته يا در حال حركت، برمبناي پنج اصل فيزيكي طبقه بندي شده اند. حسگرهاي الكتريكي ومغناطيسي، هدايت/ مقاومت الكتريكي، ظرفيت خازني ويا القاي مغناطيسي را تحت تأثير جنس تشكيل دهنده يك ماده اندازه گيري مي كنند. حسگرهاي نوري و راديو متري نيز از امواج الكترو مغناطيسي براي كاوش سطح انرژي جذب شده، باز تابيده شده يا انتقال يافته توسط وزارت خاك يا بافت گياه استفاده مي كنند. همچنين اين حسگرها مي توانند از اصل ديد ماشين (Machine Vision ) براي شناسايي گونه هاي مختلف گياهان يا اندازه گيري تراكم گياه به صورت « همزمان» بهره بگيرند. حسگرهاي صوتي از صداي ايجاد شده توسط درگيري وسيله با خاك و اندازه گيري آن استفاده مي كنند. حسگرهاي بادي با تزريق مقدار معيني باد به داخل خاك مي توانند ميزان فشردگي خاك را تعيين كنند. حسگرهاي مكانيكي، نيروي ايجاد شده در اثر درگيري يك وسيله با خاك يا گياه را اندازه گيري مي كنند. از اين حسگرها ي الكترو شيميايي شامل غشاءهاي يون انتخابي‌ مي باشند كه دراثرفعاليت يون هاي مشخصي در محلول خاك، ايجاد ولتاژ مي كنند. مي توان با كاليبره كردن اين ولتاژ، سطح فعاليت يون هاي انتخابي را كاوش نمود.
اگرچه توليد كنندگان، حسگرهايي را ترجيح مي دهندكه داراي ورودي مستقيم به الگوريتم هاي تصميم گيري باشند ولي واقعيت اين است كه حسگرهاي ساخته شده، تنها قادر به كاوش غيرمستقيم پارامترهاي خاك يا گياه مي باشند. به عنوان مثال، تغييرات هدايت الكتريكي خاك كه توسط حسگرهاي الكتريكي اندازه گيري مي شود بيانگرتغييرات در شوري خاك، رطوبت، بافت و نيز ماده آلي خاك مي باشند. 
بنابراين افزايش دقت و كارايي حسگرهاي مذكور، از جمله چالش هاي اساسي در تحقق كشاورزي دقيق است.
 
بنابر توضيحات فوق حال مي توان چهار مؤلفه اساسي كشاورزي دقيق را نام برد:
1- سنجش از راه دور Remote Sensing
 
2- GIS
3-DGPS
4- VRT
ازطريق عكس برداري فضايي از سطح مزرعه مي توان اطلاعات مفيدي در خصوص رطوبت موجود در گياه و خاك، سطح پوشش گياهي و.... به دست آورد. كه به روش سنتي از راه دور معروف است. خصوصيت غير مخرّب آن باعث مي شود كه هيچ گونه تصرفي از جهت عبور و مرور ادوات و ماشين ها و يا نمونه برداري در مزرعه صورت نپذيرد ودرنهايت خطاي عكس برداري كه در چند سال اخير به حدود چند سانتي متر كاهش يافته است نيزاز نكات قابل توجه اين روش محسوب مي شود . با همه توصيف هايي كه شد، بهترين حالت، تركيب روش هاي سنجش از راه دور با نقشه هاي به دست آمده از روش هاي ديگر است تا بتوان اطلاعات جامع و مفيدي به دست آورد.
 
فن آوري نرخ متغير(VRT) از سه بخش اساسي تشكيل يافته است:
 
1- كنترل كننده
 
2- موقعيت ياب
 
3- فعال كننده
 
كنترل كننده در واقع شامل تجهيزات دقيقي است كه مي تواند با استفاده از نقشه، وضعيت مكان مورد نظر را از نظر خصوصيت خاك يا گياه  پردازش كند. اين پردازش به كمك موقعيت ياب مي تواند موقعيت يك مكان را با نقطه تعيين شده در نقشه هماهنگ كرده ودر نتيجه تصميم لازم را براي استعمال نهاد، اتخاذ نمايد. سيستم موقعيت ياب در واقع يك دريافت كننده DGPS است كه مختصات موقعيت جغرافيايي مكان مورد نظررا از لحاظ طول و عرض جغرافيايي و همچنين ارتفاع نمايش مي دهد. در مرحله آخر، فعال كننده، تصميم اتخاذ شده توسط پردازشگر را عملي مي سازد.
 
تجارب كشورهاي مختلف در مورد كاربرد كشاورزي دقيق
 
1-      مديريت عناصر غذايي در سيستم هاي كاشت ذرت و سويا، ايالات متحده آمريكا
 
سيستم هاي كشت ديمي وآبي كمربند ذرت آمريكا با مزارع بزرگ و كاربرد فن آوري هاي جديد شناخته شده است. با وجود اين كه طي 30 سال گذشته، افزايش عملكرد خوبي در اين مزارع رخ داد امّا آلودگي آبهاي زيرزميني (به علت استفاده مداوم ازسموم و كودهاي شيميايي درروش هاي مرسوم ) معضل اساسي اين كشاورزي بوده است. كشاورزي دقيق گرچه ابتدا با هدف ايجاد سود بيشتر متولد شد امّا هم اكنون، نيل به سود پايداروكاهش آلودگي هاي زيست محيطي از مهمترين نتايج آن است .
 
درابتداي به وجود آمدن كشاورزي دقيق دراين منطقه، عمدتاً سيستم هاي VRT، مزارع بزرگ را مديريت مي كرد. به خصوص در كاربرد متغير كودهاي نيتروژنه، فسفاته و پتاسيم وديگرنهاده ها اين سيستم جايگاه خاصي داشت.
امّا با گذشت زمان و توسعه سيستم هاي مديريت موضعي (sscm) مزارع به واحدهاي كوچك تري از لحاظ مديريتي تقسيم شدند. همچنين به علت هزينه بالاي نمونه برداري درمزارع وسيع، رويكرد سنجش ازراه دور، حسگرهاي on-the-go وتهيه نقشه هاي عملكردي جايگزين روش هاي قديمي گشت. بنابراين كشاورزي دقيق درآمريكا جايگاه خاصي پيدا كرد. البته درمرحله ارزيابي عملي اين سيستم مشخص شد كه اگر چه با كاربرد اين تكنولوژي سطح استفاده از نهاده ها كاهش پيدا كرد امّا افزايش معني داري درعملكرد محصول مشاهده نشد مچنين روشن نيست كه آيا كاربرد VRT مي تواند باعث كاهش آبشويي نيترات گردد يا خير. به هرحال اين تكنولوژي فعلا به صورت گسترده وفراگيركاربرد پيدا نكرده است امّا مطالعه وبررسي ها بويژه در بحث مواد مغذي، چالش اساسي محققان كشاورزي دقيق در آمريكا است.
 
2 مديريت كود نيتروژنه در كاشت غلات، شمال اروپا
 
عملكرد غلات زمستانه و استفاده از كود نيتروژنه در اروپا بالاست. برآوردهايي كه در انگلستان و آلمان صورت مي پذيرد مبين اين است كه هزينه استفاده از نيتروژن مازاد وغيرضروري بسيارزياد مي باشد . اگر چه در دانمارك، استفاده از نيتروژن داراي يك حدّ بيشينه است، مطالعات درزمينه كاربرد بهينه ميزان نيتروژن وافزايش كارايي آن محور اساسي تحقيقات انگلستان اشاره مي شود امّا تحقيقات مشابهي نيزدركشورهايي چون آلمان ودانمارك درحال انجام است.
برنامه كشاورزي دقيق درجنوب انگلستان درطي 5 سال انجام شد كه هدف عمده آن تعيين خط مشي هايي جهت افزايش كارايي نهاده ها و كاهش صدمات زيست محيطي بود.
اين برنامه درعمل شامل 3 مرحله بود:
 
1) كاوش و بررسي سطح تغييرپذيري درمزارع انگليس.
 
2) توسعه تكنيك هايي جهت اندازه گيري تغييرات در طي فصل رشد (مديريت تغييرات)
 
3) ترويج وانتقال اطلاعات به كشاورز و توليد كننده و توجيه بخش كشاورزي دقيق نسبت به مزاياي استفاده از كشاورزي خصوصياتي مانند رطوبت خاك، بافت خاك، ومواد مغذي آن به صورت نقشه هايي تهيه شد. و به صورت كاربردي در اختيار برنامه هاي GIS و GPS قرار گرفت. درمرحله ارزيابي عملي اين فن آوري، محققان انگليسي دريافتند كه كاربرد متغير نيتروژن با استفاده از كشاورزي دقيق، استفاده مازاد N را تا   كاهش مي‌دهد و نيز سودي معادل 36 يورو بر هكتار درمقايسه با روشهاي سنّتي عايد كشاورز مي‌كند درمجموع يافته هاي بررسي كشاورزي دقيق در انگلستان وبه طور كلّي اروپا  مشابه نتايج آمريكا بود. بدين معني كه اگرچه به عنوان مثال كاهش چشمگيري در استفاده‌ ازN وجود داشت امّا همچنان افزايش در عملكرد و ميزان پروتئين دانه، مشاهده نشد.
 
3- مديريت عناصر غذايي در مزارع آبي برنج، آسيا
 
در آسيا، مزارع خصوصي داراي ابعاد كوچكي هستند و بنابراين تنها مي توان، ازتجهيزات كوچك استفاده نمود. بررسي هاي مزرعه اي نشان داده است كه عدم قطعيت هاي بسياري دراثر تغييرپذيري منابع تغذيه اي خاك در همين مزارع موجود است .بنابراين،‌ ‌كشاورزي دقيق درمناطقي چون چين، هندوستان و فيليپين توسعه يافت وبررسي هايي كه طي سالهاي 1997تا2000 در179 نقطه از مناطق برنج خيزآسيايي انجام گرفت مبين اين واقعيت بود كه به طور متوسط عملكرد دانه برنج 11 درصد افزايش و استفاده از كود نيتروژنه 4 درصد درمقايسه با روش هاي مرسوم كاهش يافت و در نتيجه سود متوسطي معادل 46 دلار آمريكا درهر هكتار و در هر چين برداشت، عايد كشاورزان شد. بنابراين مديريت موضعي مواد مغذي (Site  Specific  Nutrient  Management) در اين مناطق با وجود كوچك بودن مزارع (كه مشكل مزارع ايران نيز مي باشد) پاسخ نسبتاً خوبي ارائه كرده است.
 
4- كشاورزي دقيق در هندوستان
 
با وجود اين كه كشاورزي دقيق تقريباً در حال حاضر در انحصار كشورهاي رشد يافته است امّا در كشورهاي رشد يافته است امّا در كشورهاي در حال توسعه چون هندوستان نيز تلاش هايي براي اجراي اين فن‌آوري انجام شده است ‌‌‌‌‍‌. در حال حاضر، پتانسيل استفاده از كشاورزي دقيق در هند به دليل كمبود تكنيك‌هاي اندازه‌‌گيري و تحليل فاكتورهاي موثر خاك و گياه محدود شده است‌‍ .
 
الف- بوجود آمدن سيستم هاي مختلف علمي شامل دانشمندان كشاورزي در سنجش هاي مختلف آن مهندسان، سازندگان و اقتصاددانان به منظور مطالعه دورنماي كلي كشاورزي دقيق.
 
ب- تشكيل تعاوني هاي كشاورزي جهت تهيه تجهيزات، چرا كه بسياري از لوازم مورد نياز اين فن‌آوري گران قيمت هستند.
 
ج- تلاش جهت ادغام اراضي كشاورزي با دخالت مكانسيم هاي درست.
 
د- ترويج و آگاهي دادن به كشاورزان نسبت به مزاياي استفاده از كشاورزي دقيق از جمله كاهش ميزان مصرف كود، آب، حشره كش‌ها و آفت كش‌ها.
 
بر همين اساس مطالعاتي با همكاري بخش فضايي (Department of space) و دولت هندوستان در قالب 8 طرح پژوهشي در مزارع  ICRISAT و مزارع خصوصي كشاورزان تدوين شده است. هدف اين سري پژوهش ها، بررسي شكاف عملكردي در مزارع، تغيير پذيري خصوصيات مكاني در خاك و تغييرپذيري خصوصيات وابسته به زمان و فصل و نمايش آنها است كه توسط اطلاعات حاصله از حسگرهاي نوري و ميكرويوي انجام مي شود. محصولات كاشته شده در مزارع مورد مطالعه شامل گندم، سورگوم، برنج، سويا و بقولات هستند. مشابه اين تحقيقات در ابعاد كوچك تر نيز انجام شده است
 
موانع توسعه كشاورزي دقيق در دنيا
 
 براي پرداختن به موانع سر راه توسعه و پيشرفت كشاورزي دقيق، ابتدا بايد فاكتورهاي موثر بر توسعه آن را بررسي كرد. اين فاكتورها به دو دسته مهم طبقه بندي مي شوند: فاكتورهاي كلان و دوست مهرور و فاكتورهاي خورد يا فاكتورهايي كه مربوط به توليدكنندگان وكشاورزان است. متوسط مساحت اراضي كشاورزي، حرفه اي بودن كشاورزان، سودآورد بودن آن، سواد و اطلاعات نرم افزاري و داشتن امكانات و تجهيزات ماهواره اي و فضايي، از جمله عوامل كلاني هستند كه جايگزين سازي و عملي كردن كشاورزي دقيق دريك كشور به صورت قابل توجهي تحت تأثير اين عوامل مي باشد.
 
سود اقتصادي بيشتر، افزايش عملكرد محصول، كاهش مصرف نهاده هايي مانند كود و آب و آساني كار نيز از ديدگاه فردي براي كشاورزان حائز اهميت است. در راستاي عملياتي كردن شيوه هاي كشاورزي دقيق در هر كشوري چهار سؤال مهم مطرح مي شود.
 
1- آيا اطلاعات به دست آمده از كشاورزي دقيق قابل تحقيق به بخش كشاورزي هست و اساساً چه شيوه هاي مديريتي قابل تطبيق با اطلاعات بدست آمده مي توان اتخاذ كرد؟
 
2-     آيا اطلاعات بروز و جديد هستند؟
 
3-    آيا اطلاعات براي شخصي كه مي خواهد تصميم گيري كند معني دار است تا اين شخص دست به تغيير و تحول بزند؟
 
4-     آيا اطلاعات را مي توان در حيطه عمل پياده كرد؟
 
 با پذيرفتن اين كه اطلاعات مهم، قابل دسترسي، بروز و جديد و هم چنين معني دار مي باشند و مي توان در عرصه عمل اجرا كرد،يك توليدكننده نسبت به انجام و اجراي سيستم هاي كشاورزي دقيق متقاعدمي شود.امّابايدتوجه داشت كه كشاورزي دقيق يك امرتدريجي وقدم به قدم است وهرگزباتصميمات عاجل وسريع قابل اجرا نخواهد بود. موانع و عوامل بازدارنده دركشورهاي در حال توسعهء چون ايران را مي توان از ميان فاكتورهاي مذكور چه در بخش كلان و چه در بعد فردي، جستجو كرد در استراليا، ترويج و انتقال فن آوري، بيشترين اهميت را از لحاظ بازدارندگي نسبت به عواملي چون اقتصاد و تجهيزات ايفا مي كندزامّا در كشورهايي چون هندوستان، سطح كوچك اراضي، غير يكنواختي سيستم هاي كاشت، كمبود دانش فني و نرم افزاري در ميان كشاورزان و توليدكنندگان و هزينه هاي بالا به عنوان محدود كننده هاي كشاورزي دقيق مطرح هستند. با اين توضيح كه در هند بيش از 58 درصد مزارع كشاورزي مساحت كمتر از يك هكتار داشته و متوسط مساحت اراضي اين كشور 57/1 هكتار است. تنها در ايالاتي چون پنجاب، گوجارات و هاريانا بيش از 20 درصد از اراضي مساحتي بيش از 4 هكتار دارند. البته زمين هايي با وسعت بيش از 15 هكتار نيز در بخش پاتيالاي ايالت پنجاب وجود دارند كه مناسب براي اجراي طرح هاي كشاورزي دقيق به نظر مي رسند و به همين دليل در حال حاضر در دو ايالت پنجاب و هاريانا، مقدماتي براي اجراي كشاورزي دقيق براي محصولات محوري چون برنج و گندم تدارك ديده شده است.
 
كاربرد فناوري‌نانو در كشاورزي
 
تصور اتحاديه اروپا از اقتصاد مبني بر دانش، بيشينه كردن پتانسيل فناوري زيستي براي سودبري بيشتر اقتصادي، اجتماعي و زيست‌محيطي اين اتحاديه است. چالش‌هاي جديدي در اين بخش وجود دارد كه از آن جمله مي‌توان به افزايش تقاضا براي مواد غذايي سالم و مطمئن، تهديدهاي جدي براي محصولات كشاورزي و شيلات، كاهش خطر بيماري و الگوهاي متغير آب و هوايي اشاره كرد.
 
فناوري‌نانو با كمك ابزارهاي جديد، توانايي دگرگون سازي صنايع غذايي و كشاورزي را دارد و مي‌تواند از اين ابزارها براي تشخيص رفتارهاي مولكولي بيماري‌ها، كشف سريع بيماري و افزايش توانايي گياهان براي جذب مواد غذايي استفاده كند. همچنين در صنايع كشاورزي مي‌توان از حسگرها و سيستم‌هاي رسانش هوشمند براي مبارزه با ويروس‌ها و پاتوژن‌هاي محصولات كشاورزي بهره‌ جست.
 
در آينده نزديك با بهره‌گيري از كاتاليست‌هاي نانوساختار، افزايش كارايي آفت‌كش‌ها و علف‌كش‌ها، امكان كاهش حجم استفاده از اين مواد را خواهيم داشت.
 
كاربرد كشاورزي دقيق
 
كشاورزي دقيق كه همواره آرزويي ديرينه بوده است، كمك مي‌كند كه بتوان با كمترين ورودي (كودها، آفت‌كش‌ها، علف‌كش‌ها و. . .) بيشترين خروجي (عملكرد محصولات) را به دست آورد؛ اين هدف با بررسي متغيرهاي‌ محيطي و عملكردهاي هدفمند قابل دستيابي است. در كشاورزي دقيق با استفاده از رايانه‌ها، سيستم‌هاي ماهواره‌اي مكان‌ياب جهاني (GPS) و دستگاه‌هاي حسگر كنترل از راه دور، مي‌توان در مورد كيفيت رشد محصولات كشاورزي، تشخيص دقيق طبيعت منطقه و مشكلات آن، تصميم صحيح گرفت. مي‌توان به گونه‌اي تنظيم كرد كه اين كار علاوه بر كاهش هزينه، به كاهش ضايعات كشاورزي كمك كرده، آلودگي محيط زيست را به حداقل برساند. حسگرهاي كوچك و سيستم‌هاي كنترل و پايش كه با كمك فناوري‌نانوساخته شده‌اند، مي‌توانند تأثير مهمي بر اين شيوه جديد كشاورزي داشته باشند.
 
يكي از نقش‌هاي اصلي ابزارهاي مبتني بر فناوري‌نانو، افزايش استفاده از حسگرهاي خودكاري است كه براي كنترل‌ بلادرنگ به دستگاه‌هاي GPS متصل مي‌شوند. اين نانوحسگرها مي‌توانند در سراسر كشتزار پخش شده و شرايط خاك و رويش محصول را كنترل و تنظيم كنند. در حال حاضر از حسگرهاي بي‌سيم در بخش‌هاي خاصي از آمريكا و استراليا استفاده مي‌شود.
 
كاربردهاي نانو در زراعت :
 
امروزه با استفاده از نانو سنسورها مشخص مي شود كه هر قسمت كوچك از مزرعه به چه ميزان عناصر غذائي و سم نياز دارد و بدين وسيله از آلودگي‌ محيط زيست جلوگيري‌كرده ، سلامت محصولات و افزايش بازده اقتصادي‌ راممكن مي سازد.
 
نانو سنسور ها مي توانند با كنترل دقيق وگزارش دهي به موقع نياز هاي گياهان به مركز پردازش اطلاعات سيستم را در نگهداري محصولات ياري نمايد.
 
- ايجاد گلخانه‌هاي كم‌هزينه‌تر با هدف صرفه‌جويي در مصرف انرژي و دوام بيشتر در برابر رطوبت ساختارهاي نانويي مي توانند گلخانه هايي در حجم كم اما انبوه پديد آورند كه تقريباً با اندازه اي برابر 10 درصد كل مزارع زير كشت در حال حاضر ، مي توانند جمعيت كنوني جهان را تغذيه نمايند. در اين صورت ميليونها هكتار از زمين هاي كشاورزي به محيط هاي طبيعي براي سكونت حيوانات در سراسر جهان باز گردانده مي شوند
 
كاربردهاي نانو در اصلاح نباتات:
 
-      انتقال ژن هاي مورد نظر به سلول هاي گياهي با استفاده از نانومواد در اين روش از سامانه ي رسانش نانوذرات طلاي پوشيده با DNA يا RNA بداخل سلول استفاده مي شود.
 
-      ساخت ابزارهاي جديد براي بيولوژي سلولي و مولكولي اين ابزار ها جهت تعيين مولكول‌هاي خاص ، شناسايي و جداسازي آن ها استفاده مي شوند و كاربري بسياري دارند كه از اين بين مي توان به موارد زير اشاره كرد:
 
تكنولوژي و علم توليد مثل ، اصلاح نژاد حيوانات و گياهان ، تبديل ضايعات به انرژي و محصولات جانبي مفيد و علم و تكنولوژي كودسازي
 
-         اصلاح بذور به شيوه اتمي
 
كاربردهاي نانو در توليد سموم و كود هاي موثر و كم خطر:
 
ذرات سموم كشاورزي به وسيله عواملي از قبيل باد ، وارد هوا شده و با ورود به سيستم تنفسي انسان ، آن را در معرض انواع بيماري هاي استنشاقي قرار مي دهد ، تحولات نانوفناوري ، با افزايش ميزان سوددهي و كاهش عوارض سموم كشاورزي ، معضلات ناشي از اين سموم را رفع مي كند و آنها را به محصولاتي كاملاً مفيد تبديل مي كند.
 
-      توليد سموم و كودهاي شيميايي با استفاده از نانوذرات و نانوكپسول ها اين نسل از سموم و كود ها قابليت رهايش كنترل شده يا تاخيري ، جذب و تاثيرگذاري بيشتر و سازگاري با محيط زيست را دارا هستند.
 
-      توليد كريستالهاي نانويي جهت افزايش كارايي استفاده از آفت‌كش‌ها استفاده از كريستالهاي نانويي امكان كاربرد آفت‌كش‌ها با دُز هاي كمتر را فراهم مي آورد و اين يعني به حداقل رساندن ورود اين تركيبات خطرناك به طبيعت.
 
-         توليد نانوكودها (Nanofertilizers)
 
اين تركيبات نانويي به سرعت و به صورت كامل جذب گياه شده و به خوبي نيازها و كمبود هاي غذايي آن را مرتفع مي سازد.
 
كاربردهاي نانو در گياه پزشكي:
 
-      كنترل فعاليت هاي اجزاي سلولي گياهان بدون آسيب رساني به آنها
شيوه هاي كنوني براي بررسي سلول ها بسيار ابتدايي است و دانشمندان براي شناخت آنچه كه در سلول اتفاق مي افتد ناگريزند سلول ها را از هم بشكافند و در اين حال بسياري از اطلاعات مهم مربوط به سيالهاي درون سلول يا ارگانهاي موجود در آن از بين مي رود. پيشرفت هاي نانوفناوري بطور خاص مطالعات بنيادي زيست شناسي را تقويت خواهد كرد.
 
محققان اميدوارند در آينده اي نه چندان دور با استفاده از نانوفناوري موفق شوند فعاليت اجزاي هر سلول را تحت كنترل خود در آورند.  هم اكنون گام هاي بلندي در اين زمينه برداشته شده ، به عنوان نمونه دانشمندان ميتوانند فعاليت پروتئين ها و مولكول D.N.A را در درون سلول كنترل كنند.  به كمك نانوفناوري روش جديدي براي بررسي بيان ژن و آناليز mR.N.A سلولهاي زنده بدون مرگ يا تخريب آنها با استفاده از ميكروسكوب نيروي اتمي AFM ارائه شده است.
 
-      حسگرهاي هوشمند و سيستم‌هاي حمل هوشمند به منظور رديابي و مبارزه ي سريع و مفيد با ويروس‌ها و ساير عوامل بيماريزا گياهي به كار مي روند.
 
-         تيمار مولكولي بيماريها، رديابي سريع بيماريها، افزايش توانمندي گياهان براي جذب مواد مورد نياز

نوشته شده در 05/12/1395 پنجشنبه ساعت 23:10:52 توسط samira


بازگشت به صفحه کشاورزی دقیق و مکانیزه


امتیاز شما به این مطلب

در کادر زیر نظر خود را درج نمایید




 refresh
کد امنیتی را وارد نمایید