Introduzione agli strumenti per l'agricoltura di precisione :L'agricoltura di precisione (PA) o agricoltura di precisione è un sistema di gestione della produzione agricola e zootecnica che utilizza un sistema di posizionamento globale (GPS) per monitorare la posizione del campo delle apparecchiature per raccogliere informazioni e applicare input come richiesto in ciascuna posizione. L'agricoltura di precisione è anche chiamata gestione delle colture satellite o gestione delle colture site-specific. Questo viene utilizzato principalmente per sviluppare un sistema di supporto decisionale per la gestione completa dell'azienda agricola per ottimizzare gli input e gli output dei diversi sistemi a intervalli regolari. L'agricoltura di precisione comprende metodi di rilevamento vicino e remoto che utilizzano sensori IoT, che aiutano a monitorare gli stati delle colture a più livelli di crescita. L'agricoltura di precisione prevede l'acquisizione e l'elaborazione di una grande quantità di dati relativi alla salute delle colture. Diversi parametri sono coinvolti nella salute di una pianta, e includendo anche il livello dell'acqua, temperatura, e altri. In questo articolo abbiamo anche trattato gli argomenti seguenti sugli strumenti per l'agricoltura di precisione;
L'agricoltura di precisione consente all'agricoltore di sapere con precisione quali parametri sono necessari per un raccolto sano, dove sono necessari questi parametri, e in quale importo in un determinato momento. Ciò richiede la raccolta di informazioni massicce da diverse fonti e diverse parti del campo come i nutrienti del suolo, la presenza di parassiti ed erbe infestanti, contenuto di clorofilla nelle piante, e condizioni meteorologiche. L'obiettivo principale dell'agricoltura di precisione ne delinea i vantaggi. L'approccio principale definisce le colture e i requisiti del suolo per una produttività ottimale da un lato e per preservare le risorse, garantisce la sostenibilità e la tutela ambientale dall'altro. Questo processo nell'agricoltura regolare aiuta a risolvere i problemi vitali dell'agricoltura come lo spreco di risorse, costi elevati, e distruttivo impatto ambientale.
La necessità di un'agricoltura di precisione è;
L'agricoltura di precisione fonde i nuovi metodi nati dall'era dell'informazione con un'industria agricola matura. Quindi, è un sistema integrato di gestione delle colture che tenta di far corrispondere il tipo e la quantità di input con le effettive esigenze delle colture per piccole aree all'interno di un campo agricolo. Le caratteristiche ambientali includono le condizioni meteorologiche, erbacce, insetti, e malattia.
L'agricoltura di precisione è un sistema di gestione dell'agricoltura basato sull'utilizzo di metodi moderni in ogni fase del lavoro. Un campo di solito ha zone eterogenee. L'agricoltura di precisione consente di identificare queste zone e gestire la variabilità che deriva da un campo eterogeneo. Ciò consente principalmente agli agricoltori di utilizzare semi, fertilizzanti, e pesticidi in modo più efficiente e aumentare la resa.
Anche gli obiettivi principali dell'agricoltura di precisione si sono ampliati;
L'agricoltura di precisione è un approccio in cui gli input vengono utilizzati in quantità precise per ottenere rese medie maggiori rispetto ai metodi di coltivazione tradizionali. Perciò, è un sistema completo progettato per ottimizzare la produzione utilizzando un elemento chiave di informazioni, tecnologia, e gestione, per aumentare l'efficienza produttiva, migliorare la qualità del prodotto, risparmiare energia e proteggere l'ambiente. Così, l'agricoltura di precisione è un concetto interessante e i suoi principi portano naturalmente all'aspettativa che gli input agricoli possano essere utilizzati in modo più efficace, con conseguenti miglioramenti dei profitti e produzioni meno gravose dal punto di vista ambientale.
L'agricoltura di precisione è un approccio alla gestione agricola che utilizza l'IT (tecnologia dell'informazione) per garantire che le colture e il suolo ricevano esattamente ciò di cui hanno bisogno per una salute ottimale. L'obiettivo dell'agricoltura di precisione è garantire la redditività, sostenibilità, e la tutela dell'ambiente. L'agricoltura di precisione è anche conosciuta come agricoltura satellite e gestione delle colture site-specific (SSCM). Aiuta ad evitare pratiche indesiderate a un raccolto, indipendentemente dalle condizioni pedoclimatiche locali, il che significa che riduce il lavoro, acqua, input come fertilizzanti, e pesticidi, eccetera., e garantisce prodotti di qualità.
Agricoltura di precisione significa eseguire qualsiasi pratica di gestione agricola in base allo stato del pezzo di terra. PA crea l'immagine di alcuni programmi computerizzati che controllano i macchinari tramite segnali satellitari o alcune configurazioni di sensori locali che possono prevedere lo sviluppo delle colture. Ecco perché l'agricoltura di precisione è considerata il futuro dell'agricoltura. Significa una serie di strategie e strumenti che consentono agli agricoltori di ottimizzare e aumentare la qualità e la produttività del suolo mettendo in atto una serie di interventi chiave mirati, un risultato che può essere raggiunto attraverso l'introduzione di tecnologie avanzate.
Il sistema di agricoltura di precisione offre molti vantaggi economici, sociale, e vantaggi ambientali rispetto ai metodi tradizionali;
Altri vantaggi dell'agricoltura di precisione sono;
Maggiore efficienza decisionale – Se gli agricoltori utilizzano sensori per monitorare il campo, avranno accesso a lungo termine ai dati in tempo reale. Per di qua, un gestore del sito sarà in grado di distinguere i modelli e prevedere i cambiamenti, potenziali rischi, e la resa delle colture, sia durante la raccolta che durante la stagione di crescita.
Accesso ai registri dell'azienda agricola – L'utilizzo della tecnologia per i sistemi di gestione delle aziende agricole aumenta l'accessibilità dei dati. Con l'agricoltura di precisione, i membri del team non sono più vincolati allo spazio ufficio. Grazie a metodi basati su cloud, tutti i dati necessari sono gratuiti per l'accesso in qualsiasi momento da qualsiasi dispositivo.
Migliore protezione delle colture – Per proteggere il luogo dagli insetti dannosi per il raccolto e gli agricoltori tendono a esagerare con il loro utilizzo di azoto. E, oltre a ridurre la sostenibilità ambientale del sito, l'uso di prodotti chimici è costoso. Con l'agricoltura di precisione, un agricoltore sarà in grado di somministrare prodotti chimici solo quando necessario e quindi proteggere le colture in modo più efficiente.
Le pratiche agricole di precisione possono ridurre la quantità di nutrienti e altri input colturali utilizzati, aumentando al contempo i raccolti. Così, gli agricoltori ottengono un ritorno sul loro investimento risparmiando sull'acqua, pesticida, e costi di fertilizzante.
I problemi di produzione possono essere facilmente affrontati attraverso l'agricoltura di precisione, se adeguatamente curati. Gli agricoltori devono trovare in anticipo le loro esigenze specifiche in modo che segua l'identificazione degli strumenti ideali per soddisfare le loro esigenze. Questi strumenti di agricoltura di precisione sono essenziali per creare efficienza, registrazioni più accurate, e facilita la gestione della fattoria. Pertanto, trovare le tue esigenze prima di spendere qualsiasi moneta in software e gadget è importante.
Dopo aver determinato le esigenze agricole, ora puoi scegliere gli strumenti che desideri incorporare per risolvere le tue esigenze. Strumenti per l'agricoltura di precisione, pacchetti software, e i sistemi di guida variano in termini di prezzo e qualità. Anche, gli agricoltori dovrebbero assicurarsi di capire cosa occorre per mettere in funzione nuovi strumenti di precisione e cosa ci si aspetta da loro quando li utilizzano per ottenere un maggiore successo in agricoltura. Gli agricoltori devono essere consapevoli dei loro particolari strumenti che possono essere utilizzati per diversi tipi di colture; o se sarà utilizzato solo per una parte dell'azienda agricola o sarà l'intero appezzamento di terreno; e quale personale dell'azienda si occuperà della gestione e utilizzando gli strumenti di agricoltura di precisione o se è necessaria una formazione specializzata. Questo tipo di piano di implementazione ha un impatto significativo sugli strumenti selezionati per soddisfare esigenze specifiche. Avere un piano per l'implementazione in tempo aiuterà gli agricoltori a ottenere il massimo successo con gli strumenti di agricoltura di precisione.
È importante che chiunque consideri l'agricoltura di precisione abbia familiarità con gli strumenti tecnologici disponibili. Applicazioni informatiche utilizzate principalmente per creare precisi piani agricoli, mappe di campo, esplorazione delle colture, mappe di rendimento e per definire la quantità esatta di input da applicare ai campi. Tra i vantaggi di questo processo c'è la possibilità di creare un piano agricolo rispettoso dell'ambiente, che a sua volta aiuta a ridurre i costi e ad aumentare i rendimenti. Dall'altro lato, queste applicazioni forniscono dati di valore limitato che non possono essere applicati per grandi soluzioni di agricoltura di precisione a causa dell'impossibilità di integrare i dati ottenuti in altri sistemi di supporto.
I principali strumenti utilizzati per l'agricoltura di precisione sono;
1. Attrezzatura per l'autoguida
2. Tecnologia a tasso variabile
3. Internet delle cose
4. Tecnologia dei sensori di prossimità
5. Sistema di posizionamento globale e sistema informativo geografico
6. Campionamento della griglia
7. Sensori remoti
8. Sensori di prossimità
9. Sistemi di irrigazione di precisione
10. Registrazioni e analisi
11. Monitoraggio e mappatura della resa
Questo tipo di metodo consente agli agricoltori di coprire un vasto campo in modo accurato e veloce. Elimina principalmente le sovrapposizioni, salta, e lacune da qualsiasi prodotto che gli agricoltori applicano. Di conseguenza, fertilizzante, insetticidi, pesticidi, e i prodotti per la protezione delle colture vengono applicati solo nella giusta quantità e nel luogo in cui sono necessari. Gli strumenti di autoguida riducono anche al minimo gli incidenti solitamente causati da queste macchine.
Concime a tecnologia a tasso variabile (VRT), insetticida, acqua, e le applicazioni di pesticidi possono essere utili nella lotta contro parassiti e malattie. Le applicazioni della tecnologia a tasso variabile di potassio (K) e fosforo (P) possono essere vantaggiose, a seconda della fertilità del campo. Le zone di gestione devono essere sviluppate piuttosto che basarsi solo sui campioni di suolo della griglia.
La tecnologia a tasso variabile (VRT) è qualsiasi tecnologia o metodo che consente agli agricoltori di controllare il numero di input applicabili all'interno di aree agricole definite. Questo metodo utilizza software specializzato, controllori, e sistema di posizionamento globale differenziale (DGPS).
VRT si riferisce principalmente a qualsiasi tecnologia che consente l'applicazione variabile di input e consente agli agricoltori di controllare il numero di input che applicano in un luogo specifico. I componenti di base di questa tecnologia VRT includono un computer, Software, un controllore, e un sistema di posizionamento globale differenziale (DGPS). Esistono tre approcci di base all'utilizzo del metodo VRT basato su mappe, basata su sensori, e manuale.
L'applicazione di fertilizzanti a dose variabile consente principalmente ai produttori di colture di applicare diversi tassi di fertilizzante in ciascuna posizione attraverso i campi. La tecnologia necessaria per eseguire la fertilizzazione a tasso variabile include un computer in cabina e un software con una mappa di applicazione della zona di campo, attrezzature fertilizzanti in grado di cambiare i tassi durante il funzionamento, e il sistema di posizionamento globale (GPS).
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L'Internet delle cose sta aiutando a cambiare il modo in cui gli agricoltori lavorano attraverso l'agricoltura di precisione, un concetto di gestione dell'azienda agricola che utilizza sensori, dati, e comunicazione di rete per personalizzare il sistema di allevamento. Quindi, il risultato è un sistema più efficiente che promuove una crescita sostenibile riducendo i costi.
Le soluzioni di agricoltura IoT per l'agricoltura di precisione consentono il monitoraggio in tempo reale per raccogliere dati preziosi che possono avere un impatto significativo sull'efficienza operativa. IoT ha una gamma di diverse applicazioni per i sistemi agricoli;
Esistono diversi tipi di sensori. I sensori di umidità e temperatura sono alcuni dei sensori importanti. Questi sensori possono aiutare l'agricoltore a rilevare qualsiasi tipo di problema riscontrato dalle colture, o sottolineare che il bestiame potrebbe essere sottoposto. Quindi, aiuta l'agricoltore a risolvere facilmente i problemi con meno risorse.
Ricevitori GPS (Global Positioning System)
Il Global Positioning System è un insieme di 24 satelliti nell'orbita terrestre. Quindi, invia segnali radio che possono essere elaborati da un ricevitore di terra per trovare la posizione geografica sulla terra. Ha una probabilità del 95% che la posizione data sulla terra sia entro 10-15 metri dalla posizione effettiva.
Il GPS è un satellite che identifica la posizione dell'attrezzatura da campo entro un metro dal sito effettivo nell'azienda agricola. Quindi, l'importanza di conoscere una posizione di precisione entro pochi pollici è;
Il GPS fornisce un accurato sistema di posizionamento necessario per l'implementazione sul campo della tecnologia a velocità variabile. L'attuale Internet rende possibile lo sviluppo di un meccanismo per un'efficace gestione dell'azienda agricola utilizzando il telerilevamento.
Sistemi Informativi Territoriali (GIS)
I sistemi di informazione geografica sono sistemi hardware e software per computer che utilizzano attributi di caratteristiche e dati di posizione per produrre mappe. I dati di riferimento geografico possono essere visualizzati nel sistema GIS, aggiungendo una prospettiva visiva per l'interpretazione.
Il sistema GIS è costituito da un software che immette, recupera, I negozi, mostra, e analizza le informazioni geografiche di riferimento sotto forma di mappa. Questa tecnologia comprende hardware, Software, e procedure atte a supportare la compilazione, Conservazione, recupero, e analisi degli attributi delle caratteristiche e dei dati sulla posizione per produrre mappe. Questo sistema collega le informazioni in un'unica posizione in modo che possano essere estrapolate quando necessario. Benchè, il database GIS può fornire informazioni sulla topografia del campo, tipi di terreno, test del suolo, irrigazione, tassi di applicazione chimica, e la resa delle colture.
Il GIS migliora le operazioni agricole e la produttività complessiva. Utilizzando seminatrici e irrigatori dotati di computer non passano due volte la stessa linea, il che significa che si evitano sovrapposizioni e aree mancanti. Quindi, questa innovazione riduce il consumo di materiali e protegge la natura nel caso di applicazioni chimiche, per non parlare del fatto che concimazioni e annaffiature eccessive distruggono i raccolti.
Il campionamento a griglia è un tipo di processo che prevede la suddivisione di un campo in diversi blocchi più piccoli, ad esempio 0,5-5 ettari. Quindi il terreno viene campionato all'interno di queste griglie a tassi di applicazione precisi e corretti. Quindi, vengono poi prelevati i campioni, misto, e inviati ai laboratori del suolo per test e analisi. Il campionamento della griglia rivela principalmente come i nutrienti sono distribuiti in un campo. Ciò impedisce l'applicazione eccessiva di fertilizzante nelle aree in cui i livelli di nutrienti sono elevati. Il metodo di campionamento a griglia consente l'arricchimento del suolo con fertilizzante nelle aree in cui i livelli di nutrienti sono bassi. Il campionamento del suolo aiuta i produttori a sviluppare zone di gestione e mappe di prescrizione nell'agricoltura di precisione, aumentando la precisione della velocità e il posizionamento degli input necessari come fertilizzanti e calce per regolare i livelli di pH. I produttori e i gestori normalmente utilizzano strategie di campionamento a griglia o a zone quando raccolgono campioni di suolo.
I sensori remoti sono classificati come;
Questi sensori remoti indicano principalmente variazioni nel colore del campo che corrisponde a cambiamenti nella struttura e nel tipo del suolo, crescita del raccolto, condizione animale, e confini di campo. Generalmente, i dati telerilevati forniscono uno strumento per valutare la salute delle colture. Anche, le fotocamere elettroniche possono registrare immagini nel vicino infrarosso altamente correlate con il tessuto vegetale sano. Nuovi sensori remoti ad alta risoluzione spettrale stanno aumentando le informazioni raccolte dai satelliti. Benchè, le immagini telerilevate possono aiutare a determinare la posizione e l'entità dello stress delle colture. L'analisi di tali immagini utilizzate in tandem con lo scouting può aiutare a trovare la causa di alcune componenti dello stress delle colture. Le immagini telerilevate possono quindi essere utilizzate per sviluppare e implementare un piano di trattamento spot che ottimizzi l'uso di prodotti chimici agricoli. Il metodo determina i fattori che possono stressare una coltura in un momento specifico per trovare la quantità di umidità del suolo.
I sensori remoti sono categorie di sensori aerei o satellitari. Possono indicare variazioni nei colori del campo che corrispondono a cambiamenti nel tipo di suolo, sviluppo delle colture, confini del campo, strade, e acqua, ecc. Le immagini aeree e satellitari possono essere elaborate per fornire indici vegetativi, che riflettono la salute delle piante. La scienza a distanza in termini agricoli significa vedere le colture dall'alto (da un satellite o da un aereo a bassa quota) senza entrare in contatto, e registrare ciò che viene visualizzato e visualizzare l'immagine, e quindi fornire la mappa per individuare più efficacemente i problemi sul campo. In un sistema di telerilevamento, il trasferimento di informazioni è realizzato mediante l'uso di radiazioni elettromagnetiche (EMR). Grazie al telerilevamento, siamo stati in grado di osservare vaste regioni adatte all'agricoltura e avvalendoci di sensori per misurare l'energia a lunghezze d'onda che sono oltre la portata della visione umana (infrarossi ultravioletti, eccetera.). Il metodo del telerilevamento può essere utilizzato per fornire preziose informazioni sulle varie risorse agricole che influenzano la produzione. Alcune delle principali aree di applicazione agricola sono;
Previsione della produzione agricola – Comprende principalmente l'identificazione delle colture, stima della superficie, e previsione del rendimento.
Mappatura del suolo – Le carte pedologiche forniscono le informazioni sull'idoneità e la limitazione del suolo per la produzione agricola, che sono utili nella selezione dei sistemi di coltivazione adeguati e nella pianificazione ottimale dell'uso del suolo.
Mappatura delle terre desolate – Wasteland significa aree colpite dal sale, suoli acidi, suoli erosi, aree acquitrinose, e terra arida, eccetera.
Stress idrico –I sensori SAR (Synthetic Aperture Radar) sono sensibili all'umidità del suolo. Richiede un ampio uso dell'elaborazione per rimuovere il rumore indotto dalla superficie.
Rilevamento di insetti – Il sistema di telerilevamento aereo o satellitare non è stato utilizzato con successo per identificare e localizzare direttamente gli insetti. Il rilevamento indiretto di insetti attraverso lo stress di rilevamento delle piante è stato generalmente utilizzato nelle colture annuali. Generalmente, il livello di danno economico per il trattamento viene superato dal momento in cui lo stress della pianta viene rilevato dagli entomologi di telerilevamento preferiscono fare lo scouting diretto sul campo per rilevare gli insetti in tempo.
Questi sensori possono essere utilizzati per misurare i parametri del suolo come lo stato dell'azoto e il livello di pH del suolo e le proprietà del raccolto mentre il trattore collegato al sensore passa sul campo.
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Il sistema di irrigazione di precisione è un metodo innovativo che utilizza l'acqua con saggezza e aiuta gli agricoltori a ottenere raccolti più elevati con una quantità minima di acqua. Vengono sviluppate tecnologie di comunicazione wireless e di sensori per monitorare le condizioni del suolo e dell'ambiente, insieme ai parametri operativi delle macchine per l'irrigazione (cioè portata e pressione) per ottenere una maggiore efficienza nell'uso dell'acqua.
Generalmente, i sensori elettronici possono raccogliere molti dati in un breve periodo. Anche, i controllori elettronici possono essere progettati per fornire segnali registrati elettronicamente. Può essere utile registrare le dosi di fertilizzante effettivamente applicate dall'attrezzatura di applicazione, non solo quello che avrebbe dovuto essere scritto secondo una mappa di prescrizione. Benchè, gli agricoltori vorranno tenere traccia dei dati annuali per studiare le tendenze della fertilità, rendimenti, salinità, e altri parametri. Ciò significa che è necessario un database di grandi dimensioni con la capacità di archiviare, e recuperare, dati per analisi future.
Diversi vantaggi si ottengono da un processo automatizzato di acquisizione, immagazzinare, e analizzare i record del campo fisico. È possibile effettuare analisi dettagliate delle attività e dei risultati di gestione dell'azienda agricola. Gli agricoltori possono esaminare le prestazioni delle nuove varietà per regione specifica del sito, misurare l'effetto di diverse profondità di semina, e mostrare al proprio banchiere i rendimenti effettivi ottenuti ei livelli di rischio associati.
I monitor di rendimento sono una combinazione di diversi componenti. In genere includono diversi sensori e componenti come un dispositivo di archiviazione dati che controlla l'interazione di questi componenti. I sensori misurano la massa, velocità del separatore, velocità al suolo, e grano. I ricevitori del sistema di posizionamento globale vengono utilizzati principalmente per registrare la posizione dei dati di resa. Benchè, suolo, paesaggio, e altri fattori ambientali dovrebbero essere valutati anche quando si interpreta una mappa della resa. Usato correttamente, le informazioni sulla resa forniscono un feedback importante nel determinare gli effetti di input gestiti come fertilizzanti, lime, seme, pesticidi, e pratiche culturali tra cui la lavorazione del terreno e l'irrigazione. L'esame delle registrazioni delle informazioni sulla resa di diversi anni e l'inclusione dei dati di anni meteorologici estremi aiuta a determinare se il livello di resa osservato.
Le mappe delle rese vengono prodotte elaborando i dati di una mietitrebbia adottata dotata di un GPS integrato con un sistema di registrazione della resa. Generalmente, la mappatura della resa prevede la registrazione del flusso di grano attraverso la mietitrebbia, registrando allo stesso tempo l'effettivo sul campo.
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