Έξυπνοι αισθητήρες για την παρακολούθηση υπαίθριων καλλιεργειών.

Abstract

Η γεωργία ακριβείας (Precision Agriculture) αποτελεί ένα σύστημα παραγωγής αγροτικών προϊόντων που στηρίζεται στη διαχείριση των εισροών σε ένα αγρό σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες της καλλιέργειας. Τα συστήματα της γεωργίας ακριβείας στηρίζονται στις δυνατότητες που παρέχουν οι νέες τεχνολογίες για την αναγνώριση της χωρικής – χρονικής παραλλακτικότητας των αναγκών της καλλιέργειας και την ανάπτυξη συστημάτων μεταβλητών παροχών των εισροών . Σε αντίθεση με τις συμβατικές μεθόδους αγροτικής παραγωγής , όπου οι εισροές παρέχονται ενιαία στον αγρό, θεωρώντας ότι υπάρχει μια αποδεκτή ομοιογένεια στις εδαφολογικές ιδιότητες και τη γονιμότητα του εδάφους, την εδαφική υγρασία , τους πληθυσμούς των ζιζανίων και των εντόμων, και τα χαρακτηριστικά των φυτών, η γεωργία ακριβείας διαχειρίζεται τον αγρό σε μικρότερες περιοχές ( διαχειριστικές ζώνες ) που εμφανίζουν μια σχετική ομοιομορφία που ανταποκρίνεται περισσότερο στην πραγματικότητα . Με τη γεωργία ακριβείας διαχειριζόμαστε αποτελεσματικότερα την τοπική παραλλακτικότητα ενός αγρού με στόχο : • Την αύξηση της απόδοσης της παραγωγής. • Τη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων. • Την ορθολογική και αποτελεσματικότερη χρήση των χημικών εισροών. • Τη μείωση κατανάλωσης ενέργειας . • Την προστασία του εδάφους και των υπογείων υδάτων. Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιεί η γεωργία ακριβείας αποτελούνται από ηλεκτρονικούς υπολογιστές, παγκόσμια συστήματα εντοπισμού θέσης (GPS), γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (GIS), διάφορα είδη αισθητήρων, και συστήματα ελέγχου της εφαρμογής εισροών. Στην παρούσα εργασία θα εστιάσουμε στο ρόλο των αισθητήρων για την παρακολούθηση διάφορων παραμέτρων που είναι καθοριστικοί για μια αποδοτική και ποιοτική καλλιέργεια. Οι αισθητήρες είναι μηχανισμοί αυτόματης δειγματοληψίας και ταχείας μέτρησης. Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες αισθητήρων όπως σοδειάς, αγρού, εδάφους, φυτών, ζιζανίων ή προσβολών. Οι ειδικοί αισθητήρες τοποθετούνται στα χωράφια και συλλέγουν πληροφορίες για θερμοκρασία, υγρασία, καιρικές συνθήκες, ασθένειες κ.ά. Με τη χρήση τέτοιων αισθητήρων κάθε παραγωγός μπορεί να έχει άμεση πρόσβαση σε μια σειρά κρίσιμων για τον αγρό πληροφοριών που σχετίζονται με την φυσιολογική ανάπτυξη και τις ανάγκες της καλλιέργειάς του. Επίσης θα παρουσιαστούν διάφορες εμπειρίες εφαρμογής Γεωργίας Ακριβείας στην Ελλάδα σε υπαίθριες παραδοσιακές καλλιέργειες και προγράμματα που πραγματοποιούνται αυτή τη στιγμή στον ελλαδικό χώρο, όπως το πρόγραμμα «Αγρόκτημα του Μέλλοντος» και APOLLO. Στην παράγραφο 4.5 αναφέρονται κάποιες από τις εταιρίες που διαθέτουν αισθητήρες και λογισμικά προγράμματα για εφαρμογές Γεωργίας Ακριβείας. Στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται η εφαρμογή αισθητήρων σε βαμβακοκαλλιέργεια περίπου 70 στρεμμάτων. Από το παράδειγμα αυτό προκύπτει ότι ο παραγωγός μπορεί να κάνει απόσβεση του εξοπλισμού από την πρώτη κιόλας καλλιεργητική περίοδο. Το συμπέρασμα της παρούσας μελέτης είναι ότι η Γεωργία Ακριβείας μπορεί να εφαρμοστεί και σε μικρά αγροτεμάχια με επιτυχία και να προσφέρει αφενός ποιοτικότερα προϊόντα και αφετέρου μεγαλύτερα κέρδη στους παραγωγούς με σεβασμό στους φυσικούς πόρους.

Precision Agriculture is a system for delivering agricultural products based on the management of inputs in a field according to the actual needs of the crop. Precision farming systems are based on the potential of new technologies to identify the spatial - time variation of crop needs and the development of variable inputs. Contrary to conventional agricultural production methods where inputs are provided uniformly in the field, considering that there is an acceptable homogeneity in soil and soil fertility, soil moisture, weed and insect populations, and plant characteristics, precision farming manages the field in smaller areas (management areas) that display a relative uniformity that is more responsive to reality. With precision farming, we manage more effectively the local variation of a field, aiming: • Increasing production performance. • Improving product quality. • The rational and more efficient use of chemical inputs. • Reduce energy consumption. • Protection of soil and groundwater. The technologies used by precision farming are comprised of computers, global positioning systems (GPS), geographic information systems (GIS), various types of sensors, and input control systems. In this thesis we will focus on the role of sensors in monitoring various parameters that are crucial for efficient and qualitative cultivation. The sensors provide automatic sampling and rapid measurement. There are various categories of sensors such as crops, fields, soil, plants, weeds or pests. Special sensors are placed in the fields and collect information on temperature, humidity, weather, illness, etc. By using such sensors, each producer has direct access to a range of critical field information related to normal growth and the needs of his crop. We will also present various open-air traditional crop applications of Precision and programs currently taking place in Greece, such as “Farm of the Future” program and APOLLO. Section 4 lists some of the companies that provide sensors and software programs for Precision Agriculture applications. In Section 5, a smart agriculture application is presented in a 70000m2 field with cotton. The results are that the farmer can achieve the amortization of the capital which is spent during the first year. The conclusion of this study is that Precision Agriculture can be applied to small parcels successfully and offer both better products and higher profits to producers respecting natural resources.