Γεωργία ακριβείας

Η γεωργία ακριβείας είναι ένας γενικός όρος για τη χρήση σύγχρονων τεχνολογιών που βασίζονται σε δεδομένα για την καλλιέργεια καλλιεργειών. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές τεχνικές, η γεωργία ακριβείας έχει πολλά πλεονεκτήματα. Η εφαρμογή τεχνολογιών ακριβείας μπορεί να διαδραματίσει ρόλο στην κατανόηση των τοπικών τύπων εδάφους, στη βελτίωση της ποιότητας του εδάφους, στην πραγματοποίηση ρεαλιστικών επιλογών καλλιεργειών, στη διαχείριση του χρόνου φύτευσης και συγκομιδής άρδευσης, στον σχεδιασμό και την εφαρμογή ασθενειών, στη διαχείριση παρασίτων και ζιζανίων, στην εφαρμογή θρεπτικών ουσιών, στην παρακολούθηση και στην πρόβλεψη της απόδοσης. Η γεωργία ακριβείας παρέχει καλύτερη κατανόηση των χωρικών απαιτήσεων μιας συγκεκριμένης γεωργικής περιοχής, η οποία μπορεί να συνδυαστεί με υψηλής ακρίβειας εργαλεία υποστήριξης αποφάσεων και συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης. Η εφαρμογή αυτών των εργαλείων αποτρέπει τις άσκοπες ενέργειες και παρέχει πληροφορίες για έγκαιρη διαχείριση. Με τη βελτιστοποίηση της χρήσης του νερού, των χημικών ουσιών και της ενέργειας, η γεωργία ακριβείας μειώνει την ευπάθεια του τομέα στην κλιματική αλλαγή, λαμβάνοντας ιδίως υπόψη τις ξηρασίες, τα ακραία καιρικά φαινόμενα και τους επιβλαβείς οργανισμούς και τις ασθένειες που σχετίζονται με το κλίμα. Οι αποφάσεις σχετικά με το πόσο λίπασμα, πότε να ψεκάσει, πότε να ποτίσει (και πόσο) μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας συστήματα υποστήριξης αποφάσεων που συνδέονται με τον εξοπλισμό στο πεδίο. Αυτό επιτρέπει στους γεωργούς να ελέγχουν εξ αποστάσεως σημαντικές διαδικασίες, εξοικονομώντας χρόνο, ενέργεια και πόρους. Αυτό όχι μόνο θα βελτιώσει την απόδοση, αλλά θα μπορούσε επίσης να μεταδώσει προγνωστικές προβλέψεις, γεγονός που οδηγεί σε κατάλληλη και έγκαιρη δράση. Αυτό επιτρέπει μεγαλύτερη ευελιξία στην προσαρμογή ολόκληρης της συγκομιδής σε ακραία καιρικά φαινόμενα, καθώς η πρόβλεψη και άλλοι περιβαλλοντικοί παράγοντες που βασίζονται σε δεδομένα μπορούν να διατυπωθούν και να επικαιροποιηθούν σε πραγματικό χρόνο. 

Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στη γεωργία ακριβείας εξελίσσονται συνεχώς. Το διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT), η ανάλυση μαζικών δεδομένων, η τεχνητή νοημοσύνη (ΤΝ) και η μηχανική μάθηση θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν, να βελτιστοποιηθούν και να συνδυαστούν για τη λήψη τεκμηριωμένων αποφάσεων διαχείρισης. Επιπλέον, η αυξανόμενη διαθεσιμότητα δορυφορικών εικόνων υψηλής ανάλυσης (χωρικών, φασματικών και χρονικών) έχει προωθήσει τη χρήση τηλεπισκόπησης και για τη γεωργία. 

Οι τεχνικές γεωργίας ακριβείας απαιτούν την ενοποίηση μεταξύ λογισμικού και υλισμικού σε τρία διαφορετικά χωρικά επίπεδα: 

• Έδαφος: εκεί εκτελούνται οι φυσικές ενέργειες σε τοπικό επίπεδο με γεωργικά μηχανήματα, εξοπλισμό άρδευσης ή εξοπλισμό ενεργητικής ή παθητικής ανίχνευσης. Το GPS (Global Positioning System)  χρησιμοποιείται με επίγειο εξοπλισμό για τη συλλογή πληροφοριών τοποθεσίας σε πραγματικό χρόνο, επιτρέποντας χάρτες του συστήματος άρδευσης, των πεδίων και του περιβάλλοντος τοπίου. Μπορεί επίσης να βοηθήσει στον εντοπισμό προβληματικών περιοχών (από πλημμύρες έως εστίες παρασίτων). Το GPS μπορεί επίσης να κατευθύνει τον ελκυστήρα ή να παρέχει συγκεκριμένους χάρτες εφαρμογής σπόρων ή λιπασμάτων ενσωματωμένους στον κατάλληλο εξοπλισμό. 
• Εναέρια: Τα μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (μη επανδρωμένα αεροσκάφη) ή τα ξεσκονιστήρια καλλιεργειών που χρησιμοποιούνται ήδη για άρδευση, ψεκασμό ή σπορά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση ή την ανίχνευση ανακλαστικών ιδιοτήτων καλλιεργειών συνδέοντας μια κάμερα με πολυφασματικούς, υπερφασματικούς ή θερμικούς αισθητήρες. Οι ανακλαστικές ιδιότητες των καλλιεργειών υποδεικνύουν πολύ συνηθισμένα ζητήματα καλλιέργειας, όπως η πυκνότητα των ζιζανίων, ο επιπολασμός της νόσου, η ανεπάρκεια θρεπτικών ουσιών κ.λπ. 
• Δορυφόρος: Παρόμοια με τα παραπάνω, οι δορυφόροι μπορούν να παρακολουθούν μεγαλύτερα μοτίβα επιπέδου τοπίου. Η παρακολούθηση αυτή πραγματοποιείται συνήθως σε μεγαλύτερη χωρική κλίμακα/με χαμηλότερες αναλύσεις από τους εναέριους δρόνους, οι οποίοι μπορούν να παρατηρήσουν τις ιδιότητες της γης και τα περιφερειακά μετεωρολογικά πρότυπα για την πρόβλεψη και την ανίχνευση δεικτών βλάστησης. Τα δεδομένα από τους δορυφόρους μπορούν να αποκτηθούν από ανοικτές πηγές και υπηρεσίες, όπως η υπηρεσία παρακολούθησης ξηράς του Copernicus. 

Γενικά, ο γεωργός ή ο γαιοκτήμονας συμμετέχει άμεσα στην εφαρμογή νέων τεχνολογιών ακριβείας με οποιεσδήποτε συνεργαζόμενες εταιρείες τεχνολογίας. Η γεωργία ακριβείας εξαρτάται επίσης από τη διαθεσιμότητα και την προσβασιμότητα συνόλων δεδομένων τρίτων ή δορυφορικών ή μετεωρολογικών ροών δεδομένων. Ως εκ τούτου, απαιτείται στενή συνεργασία μεταξύ γεωργών, γεωργικών συμβουλευτικών υπηρεσιών (που παρέχουν στους γεωργούς γνώσεις και δεξιότητες), ερευνητών και υπευθύνων χάραξης πολιτικής. Συχνά η εφαρμογή αυτής της επιλογής μπορεί να απαιτεί σύνδεση με ένα περιφερειακό ή εθνικό κυβερνητικό πρόγραμμα ή ένωση που παρέχει πληροφορίες και πόρους κάλυψης γης. Οι τοπικές λύσεις μπορούν επίσης να εφαρμοστούν χωρίς εξωτερικές εισροές, αλλά μπορεί να είναι πιο δαπανηρές ή να απαιτούν εσωτερική εμπειρογνωμοσύνη. 

Η τεχνολογία γεωργίας ακριβείας παρέχει ολοκληρωμένα εργαλεία για τη βελτίωση της λήψης αποφάσεων στον τομέα της γεωργίας. Παρόλο που οι γεωργοί γενικά επιδιώκουν να υιοθετήσουν τεχνολογίες ακριβείας που μειώνουν το κόστος, η γεωργία ακριβείας έχει πολλά οφέλη που μπορούν να ευνοήσουν την επιτυχία αυτής της επιλογής. Η γεωργία ακριβείας μπορεί να βοηθήσει στη λήψη τεκμηριωμένων αποφάσεων σχετικά με τη φύτευση, τη διαχείριση και τη συγκομιδή, να βοηθήσει στη διαχείριση της τοπικής λίπανσης και των ποσοτήτων άρδευσης. Με τα σωστά εργαλεία, οι τεχνικές ακρίβειας μπορούν να κατευθύνουν τα μηχανήματα, να εντοπίσουν και να διαχειριστούν παράσιτα, ασθένειες ή ξηρασία και να προστατεύσουν το έδαφος από την έκπλυση ή την ξήρανση, εξοικονομώντας έτσι κόστος, μειώνοντας τις σπαταλημένες καλλιέργειες και τα καύσιμα και διαχειριζόμενος τον φόρτο εργασίας. Πρωτοβουλίες που αυξάνουν την ευαισθητοποίηση των γεωργών σχετικά με τα οφέλη αυτά και τη γνώση των διαφόρων τεχνικών και δεξιοτήτων μπορούν να ευνοήσουν την πραγματική εφαρμογή αυτής της επιλογής. 

Παρά τα πολλά οφέλη και το ευρύ φάσμα διαθέσιμων εργαλείων ακριβείας, η γεωργία ακριβείας εξακολουθεί να έχει πολύ χαμηλό ποσοστό εφαρμογής. Εντοπίστηκαν ορισμένες εξηγήσεις για το χαμηλό ποσοστό υιοθέτησης, συμπεριλαμβανομένου του υψηλού κόστους επένδυσης και μάθησης, της πρόσθετης εργασίας, της σχέσης κόστους/οφέλους, των αμφιβολιών ως προς την αξιοπιστία των τεχνολογιών, της αντίληψης του γεωργού για τη χρησιμότητα, της ευκολίας χρήσης, της ηλικίας και του μορφωτικού επιπέδου του γεωργού, καθώς και της διαθεσιμότητας των πόρων. Το μεγαλύτερο ζήτημα/περιορισμός για τους καλλιεργητές είναι να γνωρίζουν πώς να ερμηνεύουν όλα τα δεδομένα που συλλέγονται και πώς να ενεργούν σχετικά. Τα αποτελέσματα του χρηματοδοτούμενου από την ΕΕ έργου «Δήμητρα»(H2020) αποκάλυψαν ότι η προστασία των δεδομένων θα μπορούσε να αποτελέσει σημαντικό μέλημα για τους γεωργούς, οι οποίοι ανησυχούν ότι τρίτα μέρη θα αποκτήσουν την κυριότητα των προσωπικών τους δεδομένων. Η έλλειψη πόρων και το υψηλό κόστος εφαρμογής αναφέρθηκαν ως σημαντικά εμπόδια. Οι μικροί φορείς εκμετάλλευσης μπορεί να μείνουν πίσω από αυτή την επιλογή χωρίς τους πόρους ή την κατάλληλη γνώση, γεγονός που μπορεί να έχει επιπτώσεις μόνο στην ανθεκτικότητα. 

Το κόστος αγοράς των γεωργικών υποδομών και υπηρεσιών ακριβείας μπορεί να είναι υψηλό λόγω των επενδύσεων που απαιτούνται για τη χρήση αυτής της τεχνολογίας σε ατομικό επίπεδο/επίπεδο γεωργικής εκμετάλλευσης και του τέλους που συνδέεται με τη συγκεκριμένη υπηρεσία. Απαιτείται χρόνος και χρήμα για την παροχή κατάρτισης και γνώσεων, δαπανηρών ή άκρως εξειδικευμένων μηχανημάτων ή τεχνολογιών ή ειδικού εξωτερικού παρόχου υπηρεσιών. Οι μικροκαλλιεργητές στην παρούσα κατάσταση χωρίς κοινά πρότυπα συχνά αποδεικνύονται ανίκανοι να επισκευάσουν ή να προσαρμόσουν τον εξοπλισμό, αναγκάζοντάς τους να διακινδυνεύσουν καθυστερήσεις και δαπάνες όταν επιστρέφουν στους κατασκευαστές για κατάλληλη τεχνική υποστήριξη. Οι δαπάνες συνδέονται με την εγκατάσταση του συστήματος (π.χ. υλισμικό και λογισμικό, εκπαίδευση, αδειοδότηση) και τη λειτουργία (επισκευή, συντήρηση). Υπάρχουν πολλά γνωστά ευρωπαϊκά κίνητρα, όπως η γεωργία ακριβείας, τα οποία μπορούν να στηρίξουν την εφαρμογή της Κοινής Γεωργικής Πολιτικής. 

Ορισμένα παραδείγματα δαπανών (Farm-europe) περιλαμβάνουν: 

• Οι μετεωρολογικοί σταθμοί απαιτούν επένδυση μεταξύ 400 και 2.000 ευρώ. 
• Τα εργαλεία υποστήριξης αποφάσεων μπορούν να παρέχονται δωρεάν. Εκείνοι που ορίζουν τις ποσότητες των εισροών που πρέπει να εφαρμοστούν από αισθητήρες και δορυφορικές εικόνες καλλιεργειών έχουν μέγιστο κόστος 20 ευρώ/εκτάριο/έτος. 

• Οι ψεκαστήρες ακριβείας μπορεί να κυμαίνονται από 3.000 έως 40.000 ευρώ. 
• Καθοδήγηση μηχανών (MG) και ελεγχόμενη οδική γεωργία (CTF) για την αύξηση της ακρίβειας στην κλίμακα εντός των γεωτεμαχίων:  το κόστος κυμαίνεται από περίπου 1.300 ευρώ έως 50.000 ευρώ  
• Τα ρομπότ ζιζανίων κοστίζουν μεταξύ 25.000 και 80.000 ευρώ. 
• Οι ελεγκτές ροής για συστήματα άρδευσης άξονα είναι οι πιο προσιτοί ξεκινώντας από 1.300 ευρώ και τα συστήματα διαχείρισης άρδευσης ελέγχου άξονα μπορούν να κοστίσουν έως και 35.000 ευρώ. Η στάγδην άρδευση κοστίζει περίπου 40 ευρώ/εκτάριο. 
• Όποιο και αν είναι το εργαλείο και το κόστος του, η κατάρτιση είναι απαραίτητη και μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 420 και 1.400 ευρώ. 

Πρέπει να ληφθούν υπόψη πρόσθετες δαπάνες για τη συντήρηση μηχανημάτων και τεχνολογιών, αν και δεν αναφέρονται συγκεκριμένα. 

Η χρήση τεχνολογιών ακριβείας μειώνει την υποβάθμιση του περιβάλλοντος και αυξάνει την απόδοση καυσίμου με αποτέλεσμα τη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα (συνέργεια με πτυχές μετριασμού). Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη μείωση της έκπλυσης νιτρικών ιόντων στα συστήματα καλλιέργειας, τη μείωση της μόλυνσης των υπόγειων υδάτων με την εξαγωγή των συστημάτων ψεκασμού και τη μείωση της διάβρωσης όταν πραγματοποιείται ακριβής άροση. Τα οφέλη για τους γεωργούς είναι η εξοικονόμηση κόστους (μηχανήματα, εισροές) και η παραγωγικότητα και το εισόδημα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων. Αναμένεται επίσης μείωση των σπαταλημένων σπόρων και προϊόντων. Στα περιβαλλοντικά οφέλη περιλαμβάνονται ο μειωμένος ευτροφισμός (λόγω της χαμηλότερης χρήσης θρεπτικών ουσιών) και η ρύπανση (λόγω της χαμηλότερης χρήσης φυτοφαρμάκων). 

Επιπλέον, η γεωργία ακριβείας επιτρέπει την εξοικονόμηση νερού και ενέργειας. Για παράδειγμα, η εξοικονόμηση νερού σε καλλιέργειες φρούτων και λαχανικών υψηλής αξίας με μεθόδους άρδευσης ακριβείας διαπιστώθηκε ότι εξοικονομεί περίπου 30 ευρώ/εκτάριο/έτος (Balafoutis et al., 2017). Το μεγαλύτερο δυναμικό αναμένεται σε περιοχές επιρρεπείς στην ξηρασία, όπως η περιοχή της Μεσογείου. 

Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή αναφέρει τη γεωργία ακριβείας ως τρόπο επίτευξης των στόχων του Ευρωπαϊκού Οικολογικού Συμφώνου, γνωστού ως «Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία» και «Στρατηγική «Από το αγρόκτημα στο πιάτο». Η εφαρμογή της πολιτικής της ΕΕ για τη γεωργική πολιτική (ΚΓΠ) περιλαμβάνει νέα «οικολογικά προγράμματα» που προσφέρουν σημαντική ροή χρηματοδότησης για την προώθηση βιώσιμων πρακτικών, συμπεριλαμβανομένης της γεωργίας ακριβείας. Η χρηματοδότηση από τα προγράμματα αυτά χρησιμοποιείται επίσης για να διασφαλιστεί ότι όλες οι μικρότερες γεωργικές εκμεταλλεύσεις έχουν πρόσβαση σε γρήγορο ευρυζωνικό διαδίκτυο, το οποίο απαιτείται για τεχνικές μηχανογραφημένου συστήματος γεωγραφικών πληροφοριών (ΣΓΠ) για το σύστημα αναγνώρισης αγροτεμαχίων και την εφαρμογή γεωργικών τεχνικών ακριβέστερης χρήσης. Επιπλέον, η γεωργία ακριβείας θα μπορούσε να ενισχύσει την αποτελεσματική εφαρμογή του ΣΔ C μέσω της συλλογής γεωαναφερόμενων δεδομένων σχετικά με τα χαρακτηριστικά του εδάφους, τους δείκτες που σχετίζονται με τις καιρικές συνθήκες και την κατάσταση των καλλιεργειών σε επίπεδο αγροτεμαχίων. 

Απαιτείται ένα έτος για την εφαρμογή των περισσότερων τεχνολογιών, αλλά μερικές φορές η κατάρτιση και οι εταιρικές σχέσεις μεταξύ παρόχων ή υπηρεσιών τεχνολογίας θα μπορούσαν να διαρκέσουν περισσότερο. Ο χρόνος υλοποίησης εξαρτάται από την τεχνολογία και τον διαθέσιμο προϋπολογισμό. Ορισμένες τεχνολογικές επιλογές απαιτούν περισσότερη κατάρτιση ή χρηματοδότηση από άλλες, αλλά όλες απαιτούν μια ορισμένη περίοδο κατάρτισης ή εκκίνησης πριν τεθούν σε πλήρη λειτουργία. Η διεξοδική έρευνα, η κατάρτιση και η προετοιμασία μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον χρόνο υλοποίησης και να συνεργαστούν με έμπειρους χρήστες. 

Η επιλογή αυτή περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα πιθανών τεχνικών με διαφορετικές διάρκειες ζωής. Τα εργαλεία καλλιέργειας ακριβείας είναι τόσο ποικίλα ώστε αυτό εξαρτάται από τον τύπο του υλικού/λογισμικού που χρησιμοποιείται. Όταν εφαρμόζεται σωστά, το λογισμικό μπορεί να προσαρμοστεί σε πραγματικό χρόνο και παραμένει συναφές όσο το υλικό που απαιτείται για τη συλλογή δεδομένων παραμένει λειτουργικό. Σε αυτή την περίπτωση, η διάρκεια ζωής εξαρτάται σχεδόν εξ ολοκλήρου από την ανθεκτικότητα του υλικού που χρησιμοποιείται στην υλοποίηση.