تاریخ طی سالیان متمادی کشاورزی را همواره به عنوان یکی از ستون‌های اساسی اقتصاد و زندگی انسانی تلقی کرده است. اما با پیشرفت فناوری و تغییرات جمعیتی، نیاز به تولید محصولات کشاورزی بیشتر از پیش احساس می‌شود. همچنین، مسائلی همچون تغییرات اقلیمی، مدیریت منابع آب و حفاظت از محیط زیست به چالش‌های جدیدی برای کشاورزی افزوده‌اند. رویکرد کشاورزی هوشمند، به عنوان یک رویکرد نوآورانه و قدرتمند در عرصه کشاورزی اهمیت پیدا کرده است. این رویکرد با استفاده از تکنولوژی‌های هوشمند پیشرفته، تحلیل داده، و هوش مصنوعی در فرآیندهای کشاورزی، به بهره‌وری بیشتر و افزایش تولید در کشاورزی کمک می‌کند. علاوه بر این، این رویکرد به حفظ محیط زیست، کاهش پسماند، و بهبود شرایط کشاورزان نیز کمک می‌کند.
فهرست مطالب این مقاله
کشاورزی هوشمند چیست؟
کشاورزی هوشمند یک مفهوم مدیریتی است که بر فراهم کردن زیرساخت‌های صنعت کشاورزی با استفاده از فناوری پیشرفته – از جمله داده‌های بزرگ ابری و اینترنت اشیا (IoT) – برای ردیابی، نظارت، اتوماسیون و تجزیه و تحلیل عملیات کشاورزی متمرکز است. همچنین کشاورزی هوشمند که به عنوان کشاورزی دقیق شناخته می‌شود، توسط نرم افزار مدیریت و با سنسور نظارت می‌شود. هوشمندسازی کشاورزی به دلیل جمعیت در حال گسترش جهان، تقاضای روزافزون برای تولید و عملکرد بیشتر محصول، نیاز به استفاده بهینه از منابع طبیعی، افزایش استفاده و پیچیدگی فناوری اطلاعات و ارتباطات و … اهمیت رو به رشدی دارد.
اهداف کشاورزی هوشمند چیست؟
بهبود عملکرد خاک و دام
جرای عملیات: جمع آوری داده‌ها تا حد امکان (رطوبت سنجی خاک، نظارت بر رشد و درمان گیاهان با کود یا حتی موقعیت جغرافیایی دام).
بهینه سازی منابع انرژی و مواد خام؛
تسهیل اشتراک گذاری اطلاعات در داخل شبکه؛
کاهش اثرات زیست محیطی فعالیت های کشاورزی به منظور حفظ زمین برای نسل های آینده. محدود کردن تعداد کارهای وقت گیر و/یا کم ارزش
تفاوت کشاورزی هوشمند و کشاورزی سنتی
هوشمندسازی کشاورزی مزایای زیادی نسبت به استراتژی های کشاورزی معمولی دارد. برخی از این موارد شامل اعمال کنترل بیشتر بر فرآیندهای تولید است که به نوبه خود مدیریت هزینه را افزایش می‌دهد و تولید زباله را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، کشاورزی هوشمند با استفاده از فناوری جدید در کشاورزی، ردیابی ناهنجاری‌ها در رشد محصول و همچنین سلامت دام را آسان‌تر می‌کند.
در کشاورزی سنتی
وجود مجموعه‌ای از روش‌های اغلب غیر علمی برای کشت محصولات، در سراسر منطقه
استفاده نادرست از کودها و سموم دفع آفات در سراسر مزرعه.
خطا در ثبت داده و از دست دادن داده‌های مالی و داده‌های مربوطه به مزرعه به دلیل نگهداری دستی.
عدم شناسایی موقعیت جغرافیایی دقیق منطقه
عدم وجود روشی قابل اعتماد برای پیش بینی آب و هوا
استفاده از ابزار ساده توسط کشاورزان، کار پرزحمت و زمان‌بر.
در کشاورزی هوشمند
تجزیه و تحلیل هر مزرعه برای شناسایی انواع محصول مناسب و الزامات ورودی برای بهینه سازی و سودآوری
نگهداری داده‌های مزرعه بر روی یک پلتفرم دیجیتال به طور مرکزی
تشخیص زودهنگام مشکل، استفاده از ورودی‌ها فقط در منطقه آسیب دیده، صرفه جویی در هزینه‌ها
شناسایی مناطق مختلف در مزارع با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و GPS
پیش بینی دقیق آب و هوای برای به حداکثر رساندن بهره‌وری از منابع و به حداقل رساندن تلفات
افزایش بهره وری و صرفه جویی در زمان و هزینه به دلیل اتوماسیون تجهیزات
تکنولوژی‌های مورد استفاده
سنسورهای هوشمند برای اسکن خاک و مدیریت شرایط آب، نور، رطوبت و دما.
تجهیزات مخابراتی مانند شبکه های پیشرفته و GPS.
سخت افزار و نرم افزار برای برنامه‌های تخصصی و برای فعال کردن راه‌حل‌های مبتنی بر اینترنت اشیا، رباتیک و اتوماسیون.
ابزارهای تجزیه و تحلیل داده‌ها برای تصمیم گیری و پیش بینی. جمع‌آوری داده‌ها بخش مهمی از کشاورزی هوشمند است، زیرا مقدار داده‌های دریافتی از عملکرد محصولات، نقشه‌برداری خاک، تغییرات آب و هوا، کاربرد کود، داده‌های آب‌وهوا، ماشین‌آلات و سلامت حیوانات همچنان در حال افزایش است.
استفاده از ماهواره ها و پهپادها برای جمع آوری داده‌ها در شبانه روز برای کل مزرعه. این اطلاعات برای ردیابی و تجزیه و تحلیل به سیستم‌های فناوری اطلاعات ارسال می‌شود و نظارت از راه دور را ممکن می‌سازد.
ترکیب این فناوری‌ها، باعث تسهیل فرایند جمع آوری داده، تجزیه تحلیل و نظارت از راه دور می‌شود. این داده‌ها به یک سیستم پشتیبانی تصمیم گیرنده ارسال می‍گردند و کشاورزان می‌توانند آنچه را که در حال رخ دادن است با جزئیات بیشتری نسبت به گذشته ببینند. به عنوان مثال، با اندازه گیری دقیق تغییرات در یک مزرعه و انطباق استراتژی بر این اساس، کشاورزان می توانند اثربخشی سموم و کودهای شیمیایی را تا حد زیادی افزایش دهند و از آنها منطقی‌تر استفاده کنند. به طور مشابه، تکنیک‌های کشاورزی هوشمند، به کشاورزان کمک می‌کند تا نیازهای تک تک حیوانات را بهتر نظارت کنند و تغذیه آنها را برای جلوگیری از بیماری و افزایش سلامت گله تنظیم کنند.
مزایای کشاورزی هوشمند
کشاورزی هوشمند با ارتباطات بیشتر و هوشمندتر کردن کشاورزی به کاهش هزینه‌های کلی و بهبود کیفیت و کمیت محصولات، پایداری کشاورزی و تجربه برای مصرف کننده کمک می‌کند. افزایش کنترل بر تولید منجر به مدیریت بهتر هزینه و کاهش ضایعات می‌شود. به عنوان مثال، توانایی ردیابی ناهنجاری‌ها در رشد محصول یا سلامت دام، به حذف خطر از دست دادن محصول کمک می کند.علاوه بر این، افزایش کارایی و عملکرد یکی دیگر از مزایای هوشمندسازی کشاورزی است. با دستگاه‌های هوشمند، چندین فرآیند را می‌توان همزمان فعال کرد و سیستم‌های هوشمندسازی، کیفیت و حجم محصول را با کنترل بهتر فرآیندهای تولید افزایش می‌دهد.
سیستم‌های کشاورزی هوشمند همچنین مدیریت دقیق پیش‌بینی تقاضا و تحویل کالاها به بازار را در زمان مناسب برای کاهش ضایعات ممکن می‌سازد. کشاورزی هوشمند بر مدیریت عرضه زمین، شرایط زمین زراعی، بر پارامترهای رشد مناسب (مثل طوبت، کود و …) و تولید محصول مناسب مورد تقاضا متمرکز است. انواع سیستم‌های کشاورزی هوشمند با استفاده از نرم افزار برای مدیریت کسب و کار انجام می‌شوند. سیستم‌های کنترل، ورودی حسگر را مدیریت می‌کنند، اطلاعات از راه دور را برای تأمین و پشتیبانی تصمیم‌گیری ارائه می‌کنند، همچنین اتوماسیون ماشین‌ها و تجهیزات برای پاسخ‌گویی به مسائل نوظهور و پشتیبانی تولید را فراهم می‌کنند.
تجهیزات مورد استفاده
تکنولوژی‌های کشاورزی هوشمند باعث تحولات عمده‌ای در صنعت کشاورزی شده‌اند و به کشاورزان ابزارهایی جدید برای مدیریت بهتر مزارع و منابع فراهم کرده‌اند. این تکنولوژی‌ها توسط تجهیزات کشاورزی هوشمند به طور مستقیم اجرا می‌شوند. در ادامه، به برخی از مهم‌ترین تجهیزات کشاورزی هوشمند اشاره خواهیم کرد:
سنسورهای خاک: این سنسورها به کشاورزان امکان می‌دهند تا اطلاعات دقیقی از وضعیت خاک در مزارع خود داشته باشند. اطلاعاتی مانند مرطوبیت، میزان نیتروژن، و میزان نمک در خاک ارائه می‌شود که به کشاورزان در تصمیم‌گیری در مورد کاشت و آبیاری کمک می‌کند.
سنسورهای جوی: این سنسورها اطلاعاتی از شرایط جوی مانند دما، رطوبت، و بارش ارائه می‌کنند. اطلاعات جوی دقیق می‌تواند به کشاورزان در برنامه‌ریزی مناسب برای کاشت و داشت محصولات کمک کند و از آسیب‌های ناشی از شرایط جوی نامساعد جلوگیری کند.
سنسورهای گیاهی: این سنسورها برای پایش سلامت گیاهان و رشد آنها استفاده می‌شوند. از طریق سنسورهای گیاهی می‌توان درختان، گیاهان و محصولات دیگر را پایش کرده و در صورت وجود مشکلات، به موقع واکنش نشان داد.
ربات‌های کشاورزی هوشمند: این ربات‌ها عملیات کاشت، داشت، و برداشت محصولات را انجام می‌دهند. آنها می‌توانند کارهای جسمی سنگین و زمان‌بر را به صورت خودکار و با دقت بالا انجام دهند.
دستگاه‌های اتوماتیک آبیاری: این دستگاه‌ها به کشاورزان امکان می‌دهند تا میزان آبیاری را به صورت دقیق کنترل کنند. سیستم آبیاری هوشمند می‌تواند به صرفه‌ترین استفاده از منابع آب را فراهم کند و همچنین به جلوگیری از اغتشاش در مزارع کمک کند.
سیستم‌های کنترلی: این سیستم‌ها به کشاورزان امکان کنترل دقیقتری از فرآیندهای کشاورزی مانند آبیاری، تغذیه گیاهان، و دستگاه‌های کشاورزی را می‌دهند. سیستم‌های کنترلی می‌توانند به صورت اتوماتیک و بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده، تصمیم‌گیری کنند.
دستگاه‌های جمع‌آوری داده: این دستگاه‌ها به کشاورزان امکان جمع‌آوری و ذخیره داده‌های مرتبط با کشاورزی از جمله داده‌های سنسور، داده‌های جوی، و داده‌های مربوط به عملیات مزرعه را می‌دهند. این داده‌ها به تحلیل دقیق‌تر و بهبود تصمیم‌گیری‌های کشاورزی کمک می‌کنند.
پهپاد: پهپادها به تصویربرداری از مزارع از ارتفاعات مختلف و دریافت تصاویر زیرسطحی از مزارع کمک می‌کنند. این تصاویر به تحلیل رشد گیاهان، شناسایی آفات، و ارزیابی بهره‌وری مزرعه کمک می‌کنند.
دستگاه‌های تنظیم کننده خودرو: این دستگاه‌ها به کشاورزان در مدیریت ماشین‌آلات کشاورزی خود کمک می‌کنند. آنها می‌توانند به صورت اتوماتیک مسیرهای مناسب را برای کاشت و داشت محصولات تعیین کنند و عملیات‌های مکانیکی را به صورت دقیق انجام دهند.
سیستم‌های مدیریت مخزن: این سیستم‌ها به مدیریت منابع آبی مخزن‌ها کمک می‌کنند. آنها می‌توانند میزان آب در مخزن را کنترل کنند و تنظیمات مناسب برای آبیاری را اعمال کنند.
تجهیزات کشاورزی هوشمند از داده‌های دقیق و به موقع استفاده می‌کنند تا به کشاورزان در تصمیم‌گیری‌های کلان و روزمره کمک کنند و همچنین به بهبود بهره‌وری و مدیریت بهتر منابع کمک می‌کنند. این تجهیزات به کشاورزان امکان می‌دهند تا به چالش‌های مدیریت مزارع در دنیای پیچیده امروزی پاسخ دهند و به تولید مواد غذایی بیشتر و بهبود امنیت غذایی جهانی کمک کنند.
آینده کشاورزی هوشمند
کشاورزی هوشمند و کشاورزی مبتنی بر اینترنت اشیا زمینه را برای «انقلاب سبز سوم» فراهم می‌کنند که به کاربرد ترکیبی فناوری‌های اطلاعات و ارتباطات اشاره دارد. که شامل دستگاه‌هایی مانند تجهیزات دقیق، حسگرها و محرک‌های اینترنت اشیا، سیستم‌های موقعیت یاب جغرافیایی، وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) و روبات‌ها می‌شود. فناوری اینترنت اشیا به کنترل بهتر فرآیندهای کشاورزی برای کاهش خطرات تولید کمک می‌کند و توانایی پیش‌بینی نتایج تولید را افزایش می‌دهد، که به کشاورزان در برنامه‌ریزی و توزیع بهتر محصول کمک می‌کند. برای مثال، داده‌های مربوط به محصولات و مقدار محصولات برای برداشت، می‌تواند به کشاورزان در کاهش نیروی کار و ضایعات کمک کند. کشاورزی هوشمند در پیشرفته‌ترین شکل خود، تبادل اطلاعات بین مزارع مختلف را تسهیل می‌کند و یک شبکه واقعی از مزارع متصل را ایجاد می‌کند که از طریق تلفن هوشمند یا رایانه قابل دسترسی است.
هزینه‌های هوشمندسازی کشاورزی
هزینه کشاورزی هوشمند بسیار متغیر است و به عومال مختلفی بستگی دارد. از جمله این عوامل می‌توان به اندازه مزرعه، نوع تجهیزات و فناوری‌های مورد استفاده، منطقه جغرافیایی، نیازهای کشاورز و منابع مالی اشاره کرد.
اندازه مزرعه: اندازه مزرعه یکی از عوامل مهم در تعیین هزینه هوشمندسازی است. مسلما مزارع بزرگ‌تر نیاز به تجهیزات بیشتری دارند که باعث افزایش هزینه‌های هوشمندسازی می‌شوند.
نوع تجهیزات و فناوری‌ها: نوع تجهیزات و فناوری‌ها، تاثیر زیادی بر هزینه دارند. هرچه تجهیزات پیشرفته‌تر و هوشمندتر باشد، هزینه‌های بالاتری به دنبال خواهند داشت.
منطقه جغرافیایی: شرایط جغرافیایی مانند اقلیم و خاک یک منطقه ممکن است به تجهیزات و تکنولوژی خاصی نیاز داشته باشد که بر برآورد هزینه نهایی تاثیر می‌گذارد.
نیازهای کشاورز: نیازهای ویژه کشاورزان ممکن است منجر به هزینه‌های اضافی شود. برای مثال، اگر یک کشاورز نیاز به تجهیزات خاصی برای کشاورزی آلی یا بهبود بهره‌وری آب داشته باشد، ممکن است هزینه بیشتری داشته باشد.
منابع مالی موجود: توانایی مالی کشاورز برای خرید و نصب تجهیزات و فناوری‌های هوشمند نقش مهمی در تعیین هزینه دارد. اگر کشاورزان دسترسی به منابع مالی محدودی داشته باشند، ممکن است نیاز به برنامه‌های اقتصادی هوشمندسازی داشته باشند.
برای تخمین دقیق هزینه هوشمندسازی کشاورزی، نیاز به برنامه تحلیلی مخصوص مزرعه دارید. همچنین باید توانایی مالی کشاورز و منابع مالی مناسب را ارزیابی کرده و مزایا و بهره‌وری مورد انتظار از هوشمندسازی را بررسی کنید.
