Agricultură de precizie

Agricultura de precizie este un termen umbrelă pentru utilizarea tehnologiilor moderne bazate pe date pentru cultivarea culturilor. În comparație cu tehnicile tradiționale, agricultura de precizie are multe avantaje. Implementarea tehnologiilor de precizie poate juca un rol în înțelegerea tipurilor de sol locale, îmbunătățirea calității solului, alegerea realistă a culturilor, gestionarea momentelor de plantare și recoltare a irigațiilor, planificarea și aplicarea bolilor, gestionarea dăunătorilor și a buruienilor, aplicarea nutrienților, monitorizarea și predicția randamentului. Agricultura de precizie oferă o mai bună înțelegere a cerințelor spațiale ale unei anumite suprafețe agricole, care poate fi combinată cu instrumente foarte precise de sprijinire a deciziilor și cu sisteme de alertă timpurie. Aplicarea acestor instrumente previne acțiunile inutile și oferă informații pentru gestionarea în timp util. Prin optimizarea utilizării apei, a substanțelor chimice și a energiei, agricultura de precizie reduce vulnerabilitatea sectorului la schimbările climatice, în special având în vedere secetele, fenomenele meteorologice extreme și dăunătorii și bolile legate de climă. Decizii cu privire la cât de mult îngrășământ, când să pulverizați, când să udați (și cât de mult) pot fi luate folosind sisteme de suport decizional conectate la echipamentul din teren. Acest lucru permite fermierilor să controleze procesele importante de la distanță, economisind timp, energie și resurse. Acest lucru nu numai că va îmbunătăți randamentul, ci ar putea, de asemenea, să ofere previziuni predictive, ceea ce va conduce la acțiuni adecvate și în timp util. Acest lucru permite o mai mare flexibilitate în adaptarea întregii recolte la fenomenele meteorologice extreme, deoarece prognozele și alți factori de mediu bazați pe date pot fi formulați și actualizați în timp real. 

Tehnologiile utilizate în agricultura de precizie sunt în continuă evoluție. Internetul obiectelor (IoT), analiza volumelor mari de date, inteligența artificială (IA) și învățarea automată ar putea fi utilizate, optimizate și combinate pentru a lua decizii de gestionare în cunoștință de cauză. În plus, disponibilitatea tot mai mare a imaginilor prin satelit de înaltă rezoluție (spațiale, spectrale și temporale) a promovat utilizarea teledetecției și pentru agricultură. 

Tehnicile agriculturii de precizie necesită integrarea între software și hardware pe trei niveluri spațiale diferite: 

• Solul: în acest caz, acțiunile fizice sunt executate la nivel local cu utilaje agricole, echipamente de irigare sau echipamente de detectare activă sau pasivă. GPS (Global Positioning System)  este utilizat cu echipamente de la sol pentru a aduna informații de localizare în timp real, permițând hărți ale sistemului de irigații, câmpurilor și peisajului înconjurător. De asemenea, poate ajuta la localizarea zonelor cu probleme (de la inundații la focare de dăunători). GPS poate, de asemenea, să ghideze tractorul sau să furnizeze hărți specifice de aplicare a semințelor sau îngrășămintelor integrate cu echipamentul corespunzător. 
• Aeriană: Vehiculele aeriene fără pilot (dronele) sau mașinile de curățat culturi utilizate deja pentru irigare, pulverizare sau însămânțare pot fi utilizate pentru monitorizarea sau detectarea proprietăților reflectorizante ale culturilor prin conectarea unei camere cu senzori multispectrali, hiperspectrali sau termici. Proprietățile reflexive ale culturilor indică probleme agricole foarte frecvente, cum ar fi densitatea buruienilor, prevalența bolilor, deficitul de nutrienți etc. 
• Satelit: Similar cu cele de mai sus, sateliții pot monitoriza modele mai mari la nivel de peisaj. Această monitorizare se realizează, de obicei, la o scară spațială mai mare/cu rezoluții mai mici decât dronele aeriene, care pot observa proprietățile pământului și modelele meteorologice regionale pentru prognoză și detectarea indicilor de vegetație. Datele provenite de la sateliți pot fi obținute din surse și servicii deschise, cum ar fi serviciul Copernicus de monitorizare a suprafeței terestre. 

În general, fermierul sau proprietarul terenului este direct implicat în punerea în aplicare a noilor tehnologii de precizie împreună cu orice întreprindere asociată din domeniul tehnologiei. Agricultura de precizie depinde, de asemenea, de disponibilitatea și accesibilitatea seturilor de date terțe sau a fluxurilor de date prin satelit sau meteorologice. Prin urmare, este necesară o colaborare strânsă între fermieri, serviciile de consiliere agricolă (care le oferă fermierilor cunoștințe și competențe), cercetători și factorii de decizie politică. Adesea, punerea în aplicare a acestei opțiuni poate necesita o legătură cu un program sau o asociație guvernamentală regională sau națională care furnizează informații și resurse privind acoperirea terenurilor. Soluțiile locale pot fi, de asemenea, puse în aplicare fără contribuții externe, dar pot fi mai costisitoare sau pot necesita expertiză internă. 

Tehnologia agriculturii de precizie oferă instrumente integrate pentru o mai bună luare a deciziilor în agricultură. Deși fermierii caută, în general, să adopte tehnologii de precizie care reduc costurile, agricultura de precizie are multe beneficii care pot favoriza succesul acestei opțiuni. Agricultura de precizie poate ajuta la luarea unor decizii informate cu privire la plantare, gestionare și recoltare, poate ajuta la gestionarea fertilizării locale și a cantităților de irigare. Cu instrumentele potrivite, tehnicile de precizie pot ghida utilajele, pot localiza și gestiona dăunătorii, bolile sau seceta și pot proteja solul de percolare sau uscare, economisind astfel costuri, reducând culturile irosite și combustibilul și gestionând volumul de muncă. Inițiativele care sporesc gradul de conștientizare al fermierilor cu privire la aceste beneficii și cunoașterea diferitelor tehnici și competențe pot favoriza punerea în aplicare efectivă a acestei opțiuni. 

În ciuda numeroaselor beneficii și a gamei largi de instrumente de precizie disponibile, agricultura de precizie are încă o rată de implementare foarte scăzută. Au fost identificate unele explicații pentru rata scăzută de adoptare, inclusiv costurile ridicate ale investițiilor și învățării, munca suplimentară, raportul costuri/beneficii, îndoielile cu privire la credibilitatea tehnologiilor, percepția fermierului asupra utilității, ușurința utilizării, vârsta și nivelul de educație al fermierului, precum și disponibilitatea resurselor. Cea mai mare problemă/limitare pentru cultivatori este aceea de a ști cum să interpreteze toate datele colectate și cum să acționeze în consecință. Rezultatele proiectului Demeter finanțat de UE (H2020) au arătat că confidențialitatea datelor ar putea fi o preocupare relevantă pentru fermieri, îngrijorați de faptul că părțile terțe ar dobândi dreptul de proprietate asupra datelor lor private. Lipsa resurselor și costurile ridicate de punere în aplicare au fost raportate ca obstacole majore. Micii operatori pot fi lăsați în urmă de această opțiune fără resurse sau cunoștințe adecvate, ceea ce poate avea implicații asupra rezilienței juste. 

Costul de achiziție al infrastructurii și serviciilor agricole de precizie poate fi ridicat din cauza investițiilor necesare pentru utilizarea acestei tehnologii la nivel individual/de fermă și a taxei asociate serviciului specific. Sunt necesare timp și bani pentru formare și furnizarea de cunoștințe, pentru mașini sau tehnologii costisitoare sau foarte specializate sau pentru un furnizor de servicii externalizat dedicat. Micii fermieri aflați în situația actuală fără standarde comune se dovedesc adesea incapabili să repare sau să ajusteze echipamentele, ceea ce îi obligă să riște întârzieri și cheltuieli atunci când se întorc la producători pentru asistență tehnică adecvată. Costurile sunt asociate cu implementarea sistemului (de exemplu, hardware și software, formare, acordare de licențe) și operarea (reparații, întreținere). Există mai multe stimulente europene cunoscute sub denumirea de agricultură de precizie, care pot sprijini punerea în aplicare a politicii agricole comune. 

Printre exemplele de costuri (Farm-europe) se numără: 

• Stațiile meteorologice necesită o investiție cuprinsă între 400 și 2 000 EUR. 
• Instrumentele de asistență decizională pot fi gratuite. Cele care prevăd cantitățile de factori de producție care urmează să fie utilizați de senzori și imagini prin satelit ale culturilor au un cost maxim de 20 EUR/ha/an. 

• Pulverizatoarele de precizie pot varia de la 3.000 € la 40.000 €. 
• Ghidarea mașinilor (MG) și agricultura cu trafic controlat (CTF) pentru a obține precizie la scara intra-parcelă:  costul variază de la aproximativ 1 300 EUR la 50 000 EUR  
• Roboții de plivire costă între 25.000 și 80.000 de euro. 
• Controlerele de debit pentru sistemele de irigare pivot sunt cele mai accesibile începând de la 1.300 de euro, iar sistemele de gestionare a irigațiilor cu control pivot pot costa până la 35.000 de euro. Irigarea prin picurare costă aproximativ 40 EUR/ha. 
• Indiferent de instrument și de costul acestuia, formarea este necesară și poate varia între 420 EUR și 1 400 EUR. 

Trebuie luate în considerare costurile suplimentare pentru întreținerea utilajelor și a tehnologiilor, deși acestea nu sunt raportate în mod specific. 

Utilizarea tehnologiilor de precizie reduce degradarea mediului și crește eficiența consumului de combustibil, având ca rezultat reducerea amprentei de carbon (sinergia cu aspectele de atenuare). Printre exemple se numără reducerea percolării nitraților în sistemele de cultură, reducerea contaminării apelor subterane prin extragerea regimurilor de pulverizare și reducerea eroziunii atunci când se efectuează lucrări de arătură precise. Beneficiile pentru fermieri constau în reducerea costurilor (utilaje, factori de producție) și a productivității și veniturilor fermelor. Se preconizează, de asemenea, o reducere a semințelor și a produselor irosite. Printre beneficiile pentru mediu se numără reducerea eutrofizării (din cauza utilizării mai reduse a nutrienților) și a poluării (din cauza utilizării mai reduse a pesticidelor). 

În plus, agricultura de precizie permite economisirea apei și a energiei. De exemplu, s-a constatat că economisirea apei în culturile de fructe și legume cu valoare ridicată prin metode de irigare de precizie a dus la economii de aproximativ 30 EUR/ha/an (Balafoutis et al., 2017). Cel mai mare potențial este preconizat în zonele predispuse la secetă, cum ar fi regiunea mediteraneeană. 

Comisia Europeană menționează agricultura de precizie ca modalitate de a atinge obiectivele Pactului ecologic european, cunoscut sub denumirea de „Pactul verde european” și „Strategia «De la fermă la consumator»”. Punerea în aplicare a EU C ommon A gricultural P olicy (CAP), include noi „eco-scheme” care oferă un flux major de finanțare pentru stimularea practicilor durabile, inclusiv a agriculturii de precizie. Finanțarea din aceste programe este utilizată, de asemenea, pentru a se asigura că fermele mai mici au acces la internet rapid în bandă largă , care este necesar pentru tehnicile sistemului computerizat de informații geografice (GIS) pentru sistemul de identificare a parcelelor agricole și pentru punerea în aplicare a unor tehnici agricole mai precise. În plus, agricultura recisională ar putea îmbunătăți punerea în aplicare eficientă a PA C prin colectarea de date georeferențiate privind caracteristicile solului, indicii legați de condițiile meteorologice și starea culturilor la nivelul parcelelor de teren.

Este nevoie de un an pentru punerea în aplicare a majorității tehnologiilor, însă formarea și parteneriatele dintre furnizorii sau serviciile de tehnologie ar putea dura mai mult. Timpul de implementare depinde de tehnologia și bugetul disponibil. Unele opțiuni tehnologice necesită mai multă formare sau finanțare decât altele, dar toate necesită o anumită perioadă de formare sau de demarare înainte de a deveni pe deplin operaționale. Cercetarea temeinică, instruirea și pregătirea pot reduce semnificativ timpul de implementare și pot lucra împreună cu utilizatorii experimentați. 

Această opțiune include o gamă largă de tehnici posibile cu durate de viață diferite. Instrumentele agricole de precizie sunt atât de variate încât acest lucru depinde de tipul de hardware/software utilizat. Ori de câte ori este implementat corect, software-ul poate fi adaptat în timp real și rămâne relevant atât timp cât hardware-ul necesar pentru colectarea datelor rămâne funcțional. În acest caz, durata de viață depinde aproape în întregime de durabilitatea hardware-ului utilizat în implementare.