مشاوره خانواده آنلاین رایگان عطاملک

فناوري امروزه همه چيز را درنورديده است. علوم مختلف و

عرصه هاي گوناگون آن ازپيشرفتهاي شگرفي كه در زمينه هاي اطلاعاتي بوجود آمده است. استفاد ههاي فراواني م يبرند و درآينده كاربرد فناوري اطلاعات گسترش بيشتري خواهد يافت. كشاورزي كه يكي از علوم اوليه بشرابتدائي م يباشد و قدمتي به بلندي تمدن بشريت دارد از اين تاثير مصون نمانده است. بخشمختلف كشاورزي از قبيل كشت غلات، باغها و كشت صيفي جات و حتي عمليات پس ازبرداشت نيز از اين فناوري كه امروزه به عنوان كشاورزي دقيق كه همان كاربرد فناوريهاي اطلاعاتي توام با استفاده از ماشينهاي پيشرفته م يباشد، در حال ظهور م يباشد. هر چند كه اين فناوري دردوران طفوليت خود قرار دارد ولي با توجه به پير شدن جمعيت جهاني و افزايش آن انتظار مي رودكه مسئله تامين غذا، حفظ محيط زيست و آب از عمده ترين و چالش برانگيزترين مسائل بشر درآينده نه چندان دور باشد. بهر حال كشاورزي اين فناوري را به چالش كشانده است. چالشي كه درآن نياز به تحقيقات گسترده و مداوم احساس م يشود تا با تكيه براين فناوري بتوان به مشكلات آينده نسل بشر فائق آمد. در اين مقاله به بررسي كاربرد اين فناوري جديد در كشتهاي دستي(باغات) پرداخته شده و اجزاء مولف ههاي كاربرد آن تشريح و مورد بررسي قرار م يگيرد. تحقيقات نشان م يدهد كه اين فناوري در مراحل نخستين خود قرار دارد و راهي طولاني جهت دستيابي به اهداف مورد نظر در پيش است.

كلمات كليدي : فناوري اطلاعات، كشاورزي دقيق، مديريت، محصولات باغي

١-مقدمه

كشاورزي دقيق مي تواند همچون سيستم جامعي تعريف و طراحي شود كه عمليات توليدكشاورزي را از طريق بكارگيري اطلاعات محصول، فناوري پيشرفته و مديريت عمليات بهينه نمايد. براي دستيابي به سيستمي چنين جامع، بايستي كار از مراحل برنامه ريزي محصول يا كالاشروع شده و تا مراحل فرآوري پس از برداشت 1 نيز ادامه يابد. اطلاعات، فناوري و مديريت كليدهاي موفقيت در سيستم توليد مي باشند. اطلاعات مي تواند با ارزش ترين منبع كشاورز امروزي باشد. اطلاعات دقيق در هرمرحله اي از توليد از برنامه ريزي اوليه گرفته تا مراحل پس ازبرداشت، مهم است. نيازمنديهاي اطلاعات شامل داد ههاي فيزيكي و مكاني محصول، خاك، آف تها، توپوگرافي و آب و هوا در طي فصل زراعي باشد. به هنگام مرحله پساز برداشت، دما، رطوبت و انگل ها پارامترهايي هستند كه از اهميت بالايي برخوردارند. برخي از اين اطلاعات را م يتوان از ركوردهاي قبلي محصول بدست آورد: ساير داد ه هايي كه در زمانهاي عمليات لازم مي شوند، بايستي در همان زمان جمع آوري گردند. فناوري، دومين جزء بحراني سيستم است. تجهيزات توليد و سيستم ها بايد با نيازمنديهايعملياتي كشاورزي دقيق سازگار باشند. از ديدگاه مكانيزاسيون، كشاورزي دقيق، عبارت است ازمسيري است كه توسعه بذركاري و كاربرد دقيق تجهيزات مواد شيميايي را بدنبال دارد. براي كنترلدقيق و تحويل مقادير دقيقي از مواد شيميايي تجهيزات طوري طراحي مي شوند تاكاربرد نيروهاي سيستمهاي اطلاعاتي ،(GPS) متغير را امكانپذير سازند. علاوه بر اين، سيستم موقعيت يابي جهاني با قابليت ،GPS . و رايانه ها كليدهاي سازنده بلوك ها در اين فناوري هستند ،(GIS جغرافيايي1- Post Harvesting Processing Phase٣تصحيح بالا، ثابت كرده است كه ابزاري موثر جهت بدست آوردن خصوصيات جغرافيايي مزرعه فراهم مي سازد. رايان هها نيز ،GPS توانائي سازماندهي اين اطلاعات را همراه با ،GIS . ميباشد قابليتهاي تجزيه و تحليل و كنترل را مهيا نموده تا اينكه بتوان سيستم جامعي كه در مديريت"سايت ويژه" و فرآيند عمليات پس از برداشت مورد نياز است را بسط و توسعه داد.مديريت سومين كليد موفقيت است. مديريت روندي است كه تجزيه و تحليل اطلاعات رافراهم نموده و آنها را جهت بكارگيري بموقع سازماندهي نموده و بموقع تصميمات مقتضي در هرمورد را اعمال مي نمايد. استفاده از اطلاعات و فناوري مي تواند براي كشاورز امروزي دردسترس قرار گيرد، عمليات مديريتي بايد جهت دستيابي به اهداف تعيين شده كشاورزي دقيق، اعمال گردد.بدون داشتن عمليات مديريتي موثر، اطلاعات و فناوري، اندكي به كارآئي سيستم توليد، مي افزايند.

اهداف برنامه جامع كشاورزي دقيق، در افزايش راندمان و كيفيت توليد استفاده كارآتر موادشيميايي و بذر، حفظ انرژي و حفاظت منابع آب و خاك خلاصه م يشوند. اين اهداف به دو نقطه مهم بحراني اشاره مي كنند بايستي قبل از تطابق هر سيستم توليد به آنها توجه نموده هزينه ها ومحيط زيست .

پروژ ه هاي كشاورزي دقيق در دانشگاه ايالتي كارولينا به دو قسمت تقسيم مي شود، مديريت مديريت "سايت .(PPM) و مديريت عمليات و فرآيندهاي پس از برداشت (SSM) " "سايت ويژه ويژه" همان مديريت توليد در سطح مزرعه مي باشد و مديريت فرآيند پس از برداشتاز لحظه برداشت محصول شروع شده و تا زمان فرآوري نهايي يا مصرف آن ادامه مي يابد.

مديريت "سايت ويژه کلا با مفهوم مديريتي عملياتي مرسوم مزرعه تفاوت دارد. درمديريت كلي مزرعه، متوسط شرايط براي مزرعه تعيين شده و بر طبق آن عمليات مديريتي اعمال ميگردد. در مديريت "سايت ويژه " مزارع به چندين منطقه مديريتي تقسيم م يشود، كه اغلب شبكه ناميده م يشود. اين حالت كمي تهاي مورد نياز هر قسمت از شبكه تعيين و بطور مجزا مديريت ميشود.

براي عملياتي كردن مديريت "سايت ويژ ه"، توليد كنندگان بايستي داراي اطلاعات ضروري و فناوري باشند. بطوريكه بتوان يك برنامه مديريتي جامع را به اجرا در آورد. نيازمنديهاي اطلاعاتي فضائي شامل خواص فيزيكي و شيميايي خاك، توپوگرافي مزرعه، جمعيت آفات، امراض گياهي و رطوبت در دسترس م يشود. فناوري براي بدست آوردن و بكار بردن اينگونه اطلاعات ضروري سيستم هاي كنترل و سيستم هاي تهيه نقشه محصول ،GPS/GIS م يباشد. فناوريهاي كليدي شامل ميباشند. با اين وجود، بمنظور استفاده بهينه از اين فناوري، اين فناوري بايستي بر روي تجهيزات توليد، كارنده ها، سمپاشها، ماشينهاي برداشت و ... نصب شود و سازگار با فناوري سطح بالا و دقت مورد نياز در كشاورزي دقيق باشد. تجهيزاتي كه نمي توانند با زراعت مرسوم خود را تطبيق دهند. در كشاورزي دقيق مورد قبول نخواهد بود.

ديد هباني مزرعه و نقشه برداري در كشاورزي دقيق براي تعيين اطلاعات مربوطه جغرافيايي در بازه وسيعي از پارامترها مورد استفاده قرار مي گيرد. نمون هبرداري خاك وابسته به موقعيت۵جغرافيايش، نشان داده است كه مي تواند بعنوان يك ابزار موثر و كارآ در مشخص نمودن شرايط متغير خاك و مزرعه باشد. بمجرد اينكه، خواص تغذيه اي و بحراني خاك تعيين شدند، در صورت نياز گامهاي بعدي جهت حل مسئله براي هر محل مزرعه، م يتواند برداشته شود. علاوه بر اين، نقش هها را م يتوان با استفاده از ديده باني مزرعه براي بسياري ازآافات مزرعه توسعه داد. تعيين محل جمعيت آفات مزرعه در نواحي محدود، ما را قادر مي سازد تا بتوانيم مديريت "سايت – ويژه" را اعمال نمائيم. توسعه حسگرهاي زمان واقعي ١ براي نشان دادن پارامترهاي بحراني مي تواند بعنوان مكم لهاي نقش ههاي تهيه شده قبلي استفاده م يشود. حسگرها حاصلخيزي خاك، تنش گياهي يا جمعيت آفات را سنجيده و راه را جهت اجرا كردن الگوريتمهاي مديريتي و تصمي مگيريهاي مديريتي با فناوري كنترل مناسب بصورت اتوماتيك هموار مي سازند.كارند ههاي دقيق براي قرار دادن بذر در عمق مناسب و قرار دادن آن در بستر بذر طراحي م يشوند. كنترل دقيق ميزان كاشت بذر، فاصله و عمق نشانه هايي از كاشت دقيق مي باشند. مزاياي كاشت دقيق نسبت به كاشت مرسوم شامل كمتر بودن هزين ههاي تنك كردن، كاهش مصرف بذر، كاهش رقابت بين گياهان جوان و كاهش شوك وارد به گياهان به هنگام عمليات تنك كردن م يباشد. اين سيستم شامل حفظ گياه بعد از جوان هزني، آماده سازي بسيار مناسب بستر بذر و همچنين تيمار بذر م يباشد تا عملكرد كارنده بهبود يابد. به محض اينكه تصميم بر آن شد كه از كارنده دقيق بتوانيم استفاده نمائيم. فرصت هاي پيش روي موجود جهت بكارگيري مديريت "سايت ويژه" م يتواند مد نظر قرارگيرد. مي توان كنترلهاي متغير ميزان بذر را به كارنده نصب نمود تا به اپراتور اين توانايي داده شود كه ميزان بذر را در واحد سطح براي رسيدن به بهين هترين وضعيت كاشت، بتواند كنترل نمايد.1-Real- Time Sensors۶سمپاشهاي نرخ متغير ١ و سمپاشها قطعات كليدي فناوري مديريت "سايت ويژه" م يباشند.اينگونه تجهيزات پرونده گياه را قادر مي سازد تا مقادير متفاوت سم را تا رسيدن به نيازمنديهاي كه موقعيت مزرعه را تعيين GPS خواص تحت مديريت بكار برد. اين كار بوسيله كاربري سيستم م ينمايد، بدست م يآيد و كامپيوتري كه براي سمپاشي قرار گرفته است، نقشه توصيه شده ٢ را خوانده و يا داده هاي بدست آمده از حسگرها را قرائت و تفسير مي نمايد. سپس سيستم كنترل، تنظيمات لازم را جهت رسيدن به داد ههاي نقشه توصيه شده اعمال م ينمايد. از نظر فني كاربرد مقادير متفاوت آهك، كود و آفت كش ها امكانپذير بوده و ثابت شده اند. ممكن نيست كه مجموع استفاده از آهك و كود كاهش يابد. با اين وجود، اين كار م ي تواند بصورتي بسيار كارآ در مزرعه با تطبيق مقادير كاربرد با توجه به نيازمنديهاي "سايت- ويژه" استفاده شود. كاربرد آف تك شها، با داراي پتانسيل بالقو هاي جهت كاهش مصرف ، (IPM) استفاده از اصول تلفيقي مديريت آفت ٣ ٣٠ درصد دارا م يباشد. جمعيت آفات، نقش هبرداري شده و نسخ ههاي - آف تكش به ميزان ٨٠ تجويزي تعيين م يشوند. اطلاعات مقادير به سيستم كنترل ارسال مي شود و سمپاش با واكنش هاي خود كه با تغيير مقادير كاربرد سم همراه است به آن جواب مي دهد. نقش هبرداري محصول يكي از قسمت هاي حياتي حلقه بازخور ٤ در كشاورزي دقيق م يباشد. نقشه محصول، ممكن استبه مزرعه دار يا باغدار آن چيزي را كه در مزرعه اتفاق افتاده ست و نتيجه مديريت تصميم سازيها را در طول دوره توليد بگويد. باغدار سپس مي تواند اين

اطلاعات را جهت تصميم سازيهاي دقيق تر جهت سال آينده استفاده نمايد.

1- Variable – Range Spragers

1- Feedback loop

3 - Mass Accumulation

4 - Load Sensors

٧

مانيتورهاي محصول براي آن دسته از محصولات باغي در دسترس م يباشند كه بصورت دستي برداشت مي شوند. فناوري حال حاضر در مانيتورينگ محصولات باغي در طبقه بندي جمع آوري تود هاي داد هها قرار م يگيرند. جريان تود هاي در ماشينهايي استفاده م يشود كه محصول برداشت شده به يك نقاله منتقل مي شود. لودسلها بر روي قرقر ههاي هرز گرد تكي هگاهي تسمه GPS قرارم يگيرد تا وزن ماده را بر روي تسمه ثبت نمايد. نمون هبرداري وزني مداوم با داد ههاي تركيب م يشود تا نقشه مربوطه جغرافيائي برداشت تهيه گردد. سيستم جمع آوري تود هاي داده ها همراه با مانيتورينگ محصول از لودسلهايي 1 كه در ته مخزن محصول يا واگن قرار گرفته، سود م يبرد تا وزن محصول را به هنگامي كه وارد مخزن م يشود انداز هگيري نمايد. با تركيب تغيير وزن و زمان مربوطه، نقشه محصول بدست مي آيد. GPS در واگن در واحد زمان به همراه داده هاي دستي و GPS براي محصولاتي كه بصورت دستي كاشته مي شوند استفاده از گيرنده هاي سيست مهاي دستي برداشت اطلاعات مسير براي توسعه و ايجاد نقشه هاي محصول تحت تحقيق و بررسي قرار دارند. و اميد مي رود كه با توسعه اين وسايل بتوان گامهاي بلندي را در راستاي كشاورزي دقيق باغات برداشت.

فرآوري پس از برداشت بلافاصله پس از برداشت محصول انجام مي گردد. حمل و نقل نامناسب محصول بهنگام پروسه انتقال مي تواند آسيب هاي جدي را به كيفيت محصول وارد سازد. كاربردهاي كشاورزي دقيق در مديريت فرآيند عمليات پس از برداشت ازحسگرهايي استفاده۱ –Feed back٨ م ينمايد كه شرايط و وضعيت محصول بهنگام بهبودسازي شرايط محصول و انبار نشان م يدهد تا به پارامترهاي بهينه دست يافته و كيفيت را حفظ نمائيم. سيست مهاي اتوماتيك كنترل براي تنظيم دما، رطوبت و تحويل هواي تازه استفاده مي شوند. با مانيتورينگ مدام شرايط محصول بهنگام پروسه بهبود سازي يا انبار يا حمل و نقل تنظيماتي كه م يتواند اعمال گردد كه در حالت روشهاي مرسوم با كنترل دستي هرگز نمي توانست عملي شود. پس با مانيتورينگ مداوم مي توان شرايط محصول را بصورت لحظه اي در فرآيند بهبودسازي و يا انبار ثبت و پس از تجزيه و تحليل هاي لازم در همانزمان، تنظيمات مقتضي را به مورد اجرا در آمده تا كيفيت حفظ و حتي بالا برده شود.

كشاورزي دقيق يك سيستم مديريت جامع است كه براي بهينه سازي توليد طراحي م يشود. استفاده از المانهاي كليدي همچون اطلاعات، فناوري و مديريت، كشاورزي دقيق م يتواند در راستاي افزايش بازده توليد، بهبود كيفيت محصول، بهبود بازده استفاده از مواد شيميايي، حفظ انرژي و حفاظت محيط زيست قدم بردارد. فناوري و عمليات مديريتي همچون ديد هباني مزرعه، نقش هبرداري مزرعه كنترل نرخ متغير، نقشه محصول و فرآوري پس از برداشت مي تواند براي محصولات باغي تطابق يابد. هنوز بيشتر اين فناوري در دوران طفوليت خود قرار دارد. تحقيقات بيشتري لازم است تا اينكه به مرحله بلوغ برسد. هنگامي كه اين فناوري عملياتي گرديد، تحقيقات ديگري مورد نياز خواهد بود تا اثرات و منافع اقتصادي و زيست محيطي بسياري از المانهاي كشاورزي دقيق را روشن سازد.

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).