精密農業ツールの紹介 ：精密農業（PA）または精密農業は、全地球測位システム（GPS）を使用して機器のフィールド位置を監視し、情報を収集し、必要に応じて各場所で入力を適用する、作物および家畜の生産管理システムです。精密農業は、衛星作物管理またはサイト固有の作物管理とも呼ばれます。これは主に、さまざまなシステムの入力と出力を定期的に最適化するための完全なファーム管理のための意思決定支援システムを開発するために使用されます。精密農業は、IoTセンサーを使用したニアおよびリモートセンシング手法で構成されています。 これは、複数の成長レベルで作物の状態を監視するのに役立ちます。精密農業には、作物の健康に関連する大量のデータの取得と処理が含まれます。植物の健康には複数のパラメータが関係していますが、 また、水位を含めて、 温度、 その他。この記事では、精密農業ツールに関する以下のトピックについても取り上げました。
- 精密農業に必要な道具
- 精密農業とは
- 精密農業の技術
- 精密農業はどのように機能しますか
- 精密農業で使用される基本技術
精密農業ツールのステップバイステップガイド
<図> ドローンガイド付き農業（写真提供者：pixabay）
精密農業により、農家は健康な作物に必要なパラメーターを正確に知ることができます。 これらのパラメータが必要な場合、 特定の時点での金額。これには、土壌養分など、フィールドのさまざまなソースやさまざまな部分から大量の情報を収集する必要があります。 害虫や雑草の存在、 植物のクロロフィル含有量、 と気象条件。精密農業の主な目標は、その利点を概説しています。主なアプローチは、一方では最適な生産性を実現し、資源を保護するための作物と土壌の要件を定義します。 一方、環境の持続可能性と保護を保証します。定期的な農業へのこのプロセスは、資源の浪費などの農業における重大な問題を解決するのに役立ちます。 高コスト、 そして破壊的な環境への影響。
精密農業の必要性は次のとおりです。
精密農業は、情報化時代から生まれた新しい方法と成熟した農業を融合させたものです。それで、 これは統合された作物管理システムであり、投入物の種類と量を、農地内の小さな領域の実際の作物のニーズと一致させようとします。環境特性には気象条件が含まれます、 雑草、 昆虫、 と病気。
精密農業は、仕事のあらゆる段階で最新の方法を使用することに基づく農業管理システムです。通常、フィールドには異種ゾーンがあります。精密農業は、これらのゾーンを識別し、異種フィールドに伴う変動を管理することを可能にします。これにより、主に農家は種子を使用できます。 肥料、 農薬をより効率的に使用し、収量を増やします。
精密農業の目的
精密農業の主な目的も拡大しています。
- より高い収量とより儲かる市場を持つ適切な作物を選択することによって
- 関連データを収集することにより、サイトのパフォーマンスを自動的に測定します
- 農場の経済的および環境的持続可能性の向上
- 気候条件の変化を予測し、それらに積極的に対応する
精密農業は、従来の栽培方法と比較して平均収量を増やすために、投入物を正確な量で利用するアプローチです。したがって、 これは、情報の重要な要素を使用して生産を最適化するように設計された包括的なシステムです。 テクノロジー、 と管理、 生産効率を上げるために、 製品の品質を向上させ、 エネルギーを節約し、環境を保護します。そう、 精密農業は魅力的な概念であり、その原則は当然のことながら、農業投入物をより効果的に使用できるという期待につながります。 その後の利益の改善と環境への負担の少ない生産。
精密農業は、IT（情報技術）を使用して作物と土壌が最適な健康状態に必要なものを正確に受け取ることを保証する農場管理へのアプローチです。精密農業の目標は、収益性を確保することです。 持続可能性、 そして環境の保護。精密農業は、衛星農業およびサイト固有の作物管理（SSCM）としても知られています。それは作物への望ましくない慣行を回避するのに役立ちます、 地域の土壌/気候条件に関係なく、 つまり、労力が削減されます。 水、 肥料などの投入物、 と農薬、 NS。、 品質の高い農産物を保証します。
精密農業とは、土地の状態に基づいて農業管理を行うことを意味します。 PAは、衛星信号または作物の成長を予測できるいくつかのローカルセンサー設定を介して機械を制御するいくつかのコンピューター化されたプログラムの画像を作成します。だからこそ、精密農業は農業の未来と考えられています。これは、農民が土壌の質と生産性を最適化および向上させ、一連の対象を絞った主要な介入を実施できるようにする一連の戦略とツールを意味します。 高度な技術の導入によって達成できる結果。
精密農業の利点
精密農業システムは多くの経済的、 ソーシャル、 従来の方法に対する環境上の利点。
- 投資収益率（ROI）を向上させ、 入力の使用を減らし、歩留まりの量と質を高めることによって。
- それは土を減らします、 水、 化学肥料や農薬の使用を減らすことによる大気汚染。
- 精密農業は土壌の生物多様性を構築し、農場外の野生生物を支援します。
- 資源と水への依存を減らすことにより、農業を持続可能なものにします。
- 精密農業は、農業部門からの炭素排出量を削減します。
精密農業の他の利点は次のとおりです。
意思決定効率の向上– 農民がセンサーを使用して畑を監視する場合、 彼らはリアルタイムデータへの長期的なアクセスを得るでしょう。こちらです、 サイト管理者はパターンを区別し、変化を予測できるようになります。 潜在的なリスク、 と収穫量、 収穫と成長期の両方を通して。
農場記録へのアクセス –ファーム管理システムにテクノロジーを使用すると、データのアクセシビリティが向上します。精密農業で、 チームメンバーはもはやオフィススペースに縛られていません。クラウドベースの方法のおかげで、 必要なすべてのデータは、いつでもどのデバイスからでも無料でアクセスできます。
より良い作物保護 –作物を傷つける昆虫から場所を保護するために、農民は窒素の使用で船外に出る傾向があります。と、 サイトの環境の持続可能性を低下させることは別として、 化学薬品の使用は高価です。精密農業で、 農民は必要な場合にのみ化学物質を投与し、作物をより効率的に保護することができます。
精密農業が重要なのはなぜですか？
精密農業の実践は、作物の収穫量を増やしながら、使用される栄養素の量やその他の作物の投入量を減らすことができます。したがって、 農民は水を節約することで投資の見返りを得ます。 農薬、 と肥料のコスト。
- 農業生産性を高めるために
- 土壌の劣化を防ぎます
- 作物への化学物質の適用の削減
- 水資源の効率的な利用
- 品質を向上させるための近代的な農法の普及、 量、 生産コストの削減
- 好意的な態度を育む
- 農家の社会経済的地位を変える精密農業の実践
適切に処理されれば、精密農業を通じて生産の問題に簡単に対処できます。農民は、彼らのニーズに合う理想的なツールの特定が続くように、彼らの特定のニーズを前もって見つける必要があります。これらの精密農業ツールは、効率を高めるために不可欠です。 より正確な記録、 農場管理を容易にします。したがって、ソフトウェアやガジェットにコインを使う前に、ニーズを見つけることが重要です。
農業のニーズを決定した後、 これで、ニーズを解決するために組み込むツールを選択できます。精密農業ツール、 ソフトウェアパッケージ、 誘導システムは価格と品質が異なります。また、 農民は、新しい精密工具を機能させるために何が必要か、そしてそれらを使用して農業でより大きな成功を収めるときに何が期待されるかを理解していることを確認する必要があります。農民は、さまざまな種類の作物に使用できる特定のツールを知っている必要があります。または、それが農場の一部にのみ使用されるのか、それとも土地全体になるのか。また、どの農場のスタッフが精密農業ツールを使用して処理するのか、または特別なトレーニングが必要な場合は必要になります。この種の実装計画は、特定のニーズを満たすために選択するツールに大きな影響を与えます。時間通りに実施するための計画を立てることは、農家が精密農業ツールで最大の成功を享受するのに役立ちます。
精密農業の構成要素
- 作物の特徴–作物の段階、 作物の健康、 と栄養素の要件、 NS。
- 物理的および化学的特性を備えた詳細な土壌層、 栄養状態、 塩分と毒性、 と土壌温度、 NS。
- 作物の林冠温度に関する微気候データ（季節および毎日）、 風向き、 と湿度、 NS。
- 表面および地下の排水条件
- 灌漑施設およびその他の関心のある計画入力
- センサーを備えた農機具およびその他の機器
精密農業のツール
精密農業を検討している人は誰でも、利用可能な技術ツールに精通していることが重要です。主に正確な農場計画を作成するために使用されるコンピュータベースのアプリケーション、 フィールドマップ、 作物の偵察、 マップを生成し、フィールドに適用される入力の正確な量を定義します。このプロセスの利点の中には、環境に優しい農業計画を作成する可能性があります。 これにより、コストを削減し、歩留まりを向上させることができます。反対側では、 これらのアプリケーションは、取得したデータを他のサポートシステムに統合できないため、高精度の農業ソリューションには適用できない狭い値のデータを提供します。
精密農業に使用される主なツールは次のとおりです。
1.自動案内装置
2.可変レートテクノロジー
3.モノのインターネット
4.近接センサーテクノロジー
5.全地球測位システムと地理情報システム
6.グリッドサンプリング
7.リモートセンサー
8.近接センサー
9.精密灌漑システム
10.記録と分析
11.収量の監視とマッピング
1.自動案内装置
このタイプの方法により、農民は広大な分野を正確かつ迅速にカバーすることができます。それは主に重複を排除します、 スキップ、 農民が適用する製品とのギャップ。結果として、 肥料、 殺虫剤、 農薬、 作物保護製品は、必要な適切な量と場所でのみ適用されます。自動ガイダンスツールはまた、これらの機械によって通常引き起こされる事故を最小限に抑えます。
2.可変レートテクノロジー
可変速度技術（VRT）肥料、 殺虫剤、 水、 農薬の使用は、害虫や病気と戦うのに有益です。カリウム（K）とリン（P）の可変速度技術アプリケーションは有益である可能性があります。 フィールドの肥沃度に応じて。グリッド土壌サンプルだけに頼るのではなく、管理ゾーンを開発する必要があります。
可変速度技術（VRT）は、農民が定義された農業地域内で適用可能な投入量の数を制御できるようにする任意の技術または方法です。この方法では、専用のソフトウェアを使用します。 コントローラー、 およびディファレンシャルグローバルポジショニングシステム（DGPS）。
VRTは主に、投入物の可変的な適用を可能にし、農家が特定の場所に適用する投入物の数を制御できるようにするあらゆる技術を指します。このVRTテクノロジーの基本コンポーネントには、コンピューターが含まれます。 ソフトウェア、 コントローラー、 およびディファレンシャルグローバルポジショニングシステム（DGPS）。 VRTメソッドを使用するための3つの基本的なアプローチは、マップベースです。 センサーベース、 およびマニュアル。
可変速肥料の施用は、主に作物生産者が畑全体の各場所で異なる施肥率を可能にします。可変速施肥を達成するために必要な技術には、キャブ内のコンピューターとフィールドゾーンアプリケーションマップを備えたソフトウェアが含まれます。 運転中に速度を変えることができる肥料設備、 および全地球測位システム（GPS）。
3.モノのインターネット
これを見逃した場合： 屋内野菜栽培 。
<図>
モノのインターネット （写真提供：pixabay）
モノのインターネットは、精密農業を通じて農家が働く方法を変えるのに役立っています。 センサーを使用する農場管理の概念、 データ、 農業システムを調整するためのネットワーク通信。それで、 その結果、コストを削減しながら持続可能な成長を促進する、より効率的なシステムが実現します。
精密農業向けのIoT農業ソリューションでは、リアルタイムの監視により、運用効率に大きな影響を与える可能性のある貴重なデータを収集できます。 IoTには、農業システム向けのさまざまなアプリケーションがあります。
- 土壌の状態と変化するパラメーターを監視および分析して、作物の収穫量を最適化します。
- 農家が遠隔地の家畜やその他の農業資源を監視できるようにする追跡ソリューションを開発します。
- 接続されたデバイスを注意深く使用して、タイムリーな介入のために水と栄養素の不足を検出します。
4.近接センサーテクノロジー
センサーにはさまざまな種類があります。水分センサーと温度センサーは重要なセンサーの一部です。これらのセンサーは、農民が作物が経験したあらゆる種類の問題を検出するのに役立ちます。 または家畜が受けているかもしれないストレス。それで、 それは農民がより少ない資源で問題を簡単に修正するのを助けます。
5.全地球測位システムと地理情報システム
全地球測位システム（GPS）受信機
全地球測位システムは、地球の軌道上にある24個の衛星のセットです。それで、 地上受信機で処理できる無線信号を送信して、地球上の地理的位置を見つけます。地球上の特定の位置が実際の位置から10〜15メートル以内になる確率は95％です。
GPSは、農場の実際の場所から1メートル以内にあるフィールド機器の場所を特定する衛星です。それで、 数インチ以内の正確な位置を知ることの重要性は次のとおりです。
- 実験室の結果と土壌位置のサンプルは、土壌図と簡単に比較できます。
- 農薬は、特定の土壌特性に合うように処方することができます。
- フィールド全体で1つの条件が変化するため、耕うんを調整できます。
- フィールドを横断するときに、歩留まりデータを簡単に監視および記録できます。
GPSは、可変レート技術のフィールド実装に必要な正確な測位システムを提供します。現在のインターネットは、リモートセンシングを利用した効果的な農場管理のメカニズムの開発を可能にします。
地理情報システム（GIS）
地理情報システムは、フィーチャ属性と位置データを使用してマップを作成するコンピューターハードウェアおよびソフトウェアシステムです。地理的に参照されたデータは、GISシステムで表示できます。 解釈のための視覚的な視点を追加します。
GISシステムは、入力するソフトウェアで構成されています。 取得、 店舗、 ディスプレイ、 参照された地理情報を地図のような形式で分析します。このテクノロジーはハードウェアで構成され、 ソフトウェア、 コンパイルをサポートするように設計された手順、 ストレージ、 検索、 マップを作成するためのフィーチャ属性と位置データの分析。このシステムは、必要に応じて情報を推定できるように、情報を1か所にリンクします。けれど、 GISデータベースは、フィールドの地形に関する情報を提供できます。 土壌タイプ、 土壌試験、 灌漑、 化学薬品の適用率、 と作物収量。
GISは、農業経営と全体的な生産性を向上させます。コンピューターを備えたシーダーとスプリンクラーを使用することで、同じラインを2回通過することはありません。つまり、オーバーラップや領域の欠落を回避できます。それで、 この革新により、材料の消費が削減され、化学用途の場合に自然が保護されます。 過剰な施肥と水やりが作物を破壊することは言うまでもありません。
6.グリッドサンプリング
グリッドサンプリングは、フィールドをたとえば0.5〜5ヘクタールのさまざまな小さなブロックに分割するプロセスの一種です。次に、これらのグリッド内で土壌がサンプリングされ、正確で適切な施用率が得られます。それで、 次に、サンプルが取得されます。 混合、 そしてテストと分析のために土壌研究所に送られました。グリッドサンプリングは、主に栄養素がフィールド全体にどのように分布しているかを明らかにします。これにより、栄養レベルが高い地域での肥料の過剰使用を防ぎます。グリッドサンプリング法は、養分レベルが低い地域で肥料による土壌濃縮を可能にします。土壌サンプリングは、生産者が精密農業における管理ゾーンと処方マップを開発するのに役立ちます。 pHレベルを調整するために、肥料や石灰などの必要な投入物の速度と配置の精度を高めます。生産者と管理者は通常、土壌サンプルを収集するときにグリッドまたはゾーンサンプリング戦略を使用します。
7.リモートセンサー
リモートセンサーは次のように分類されます。
これらのリモートセンサーは、主に土壌の構造と種類の変化に対応するフィールドカラーの変化を示します。 作物の成長、 動物の状態、 とフィールドの境界。いつもの、 リモートセンシングデータは、作物の健康状態を評価するためのツールを提供します。また、 電子カメラは、健康な植物組織と高度に相関する近赤外線画像を記録できます。高いスペクトル分解能を備えた新しいリモートセンサーは、衛星から収集される情報を増やしています。けれど、 リモートセンシング画像は、作物のストレスの場所と程度を判断するのに役立ちます。スカウティングと組み合わせて使用されるこのような画像の分析は、作物のストレスの特定の要素の原因を見つけるのに役立ちます。リモートセンシングされた画像は、農薬の使用を最適化するスポット処理計画を作成および実装するために使用できます。この方法は、特定の時間に作物にストレスを与える可能性のある要因を特定して、土壌水分の量を見つけます。
リモートセンサーは、空中センサーまたは衛星センサーのカテゴリです。それらは、土壌タイプの変化に対応するフィールドの色の変化を示すことができます。 作物の開発、 フィールド境界、 道路、 と水、 など。Arialおよび衛星画像を処理して、栄養指標を提供できます。 植物の健康を反映しています。農業用語での遠隔科学とは、接触することなく頭上から（衛星または低空飛行の航空機から）作物を見るという意味です。 表示されたものを記録し、画像を表示します。 次に、フィールドの問題をより効果的に特定するためのマップを提供します。リモートセンシングシステムでは、 情報の転送は、電磁放射（EMR）を使用して行われます。リモートセンシングにより、 農業に適した広い領域を観測し、センサーを利用して人間の視覚の範囲を超える波長のエネルギーを測定することができました（紫外線赤外線、 NS。）。リモートセンシング法は、生産に影響を与えるさまざまな農業資源に関する貴重な情報を提供するために使用できます。主要な幅広い農業応用分野のいくつかは次のとおりです。
作物生産予測 –主に作物の識別が含まれます。 作付面積の見積もり、 と収量予測。
土壌マッピング –土壌図は、農業生産への適合性と土壌制限に関する情報を提供します。 これは、適切な作付体系の選択と最適な土地利用計画に役立ちます。
荒れ地のマッピング –荒れ地とは、塩害を受けた地域を意味します。 酸性土壌、 侵食された土壌、 浸水地域、 と乾燥地、 NS。
水ストレス –SAR（Synthetic Aperture Radar）センサーは、土壌水分に敏感です。表面に起因するノイズを除去するには、処理を広範囲に使用する必要があります。
昆虫の検出 –空中または衛星リモートセンシングシステムは、昆虫を直接識別して特定するためにうまく使用されていません。一年生作物では、植物の検出ストレスによる昆虫の間接的な検出が一般的に使用されてきました。いつもの、 治療のための経済的傷害レベルは、リモートセンシング昆虫学者が植物のストレスを検出するまでに超えており、昆虫を時間内に検出するために直接現場での偵察を行うことを好みます。
8.近接センサー
これらのセンサーは、センサーに取り付けられたトラクターが畑を通過するときに、窒素の状態や土壌のpHレベル、作物の特性などの土壌パラメーターを測定するために使用できます。
9.精密灌漑システム
これを確認することもできます： 高密度ココナッツプランテーション 。
<図> 灌漑システム（画像ソース：pixabay）
精密灌漑システムは、水を賢く使用し、農家が最小限の水でより高い収穫量を達成するのに役立つ革新的な方法の1つです。センサーと無線通信技術は、土壌と周囲の状態を監視するために開発されています。 より高い水利用効率を達成するための灌漑機械の操作パラメーター（すなわち、流量と圧力）とともに。
10.記録と分析
いつもの、 電子センサーは、短期間に大量のデータを収集できます。また、 電子コントローラーは、電子的に記録される信号を提供するように設計できます。アプリケーション機器によって実際に下ろされた肥料率を記録することは役立つかもしれません、 処方箋マップに従って下に置くべきものだけではありません。けれど、 農家は、出生の傾向を研究するために、毎年のデータを追跡したいと思うでしょう。 収量、 塩分、 およびその他のパラメータ。つまり、アーカイブ機能を備えた大規模なデータベースが必要です。 取得し、 将来の分析のためのデータ。
キャプチャの自動化されたプロセスからいくつかの利点が達成されます。 保管、 物理的なフィールドレコードを分析します。農場管理活動と結果の詳細な分析を行うことができます。農家は、サイト固有の地域ごとに新しい品種のパフォーマンスを確認できます。 異なる播種深さの影響を測定し、 そして、彼らの銀行家に、得られた実際の利回りと関連するリスクレベルを示します。
11.収量の監視とマッピング
歩留まりモニターは、いくつかのコンポーネントの組み合わせです。通常、これらには、これらのコンポーネントの相互作用を制御するデータストレージデバイスなど、いくつかの異なるセンサーとコンポーネントが含まれています。センサーは質量を測定し、 セパレーター速度、 対地速度、 と穀物。全地球測位システムの受信機は、主に歩留まりデータの場所を記録するために使用されます。けれど、 土、 風景、 歩留まりマップを解釈する際には、その他の環境要因も考慮する必要があります。適切に使用され、 収量情報は、肥料などの管理された投入物の影響を判断する上で重要なフィードバックを提供します。 ライム、 シード、 農薬、 耕作や灌漑を含む文化的慣行。数年の収量情報記録を調べ、極端な気象年のデータを含めることにより、観測された収量レベルを判断するのに役立ちます。
収量マップは、収量記録システムと統合されたGPSを備えた採用されたコンバインからのデータを処理することによって作成されます。いつもの、 収量マッピングには、コンバインを通る穀物の流れの記録が含まれます。 同時にフィールドで実際を記録しながら。
