園芸精密農業;テクノロジー;利点

園芸精密農業

今日、 関連する園芸精密農業と技術のステップについて説明しましょう。

序章：

園芸精密農業は、畑内の特定の違いに適応し、植物の供給過剰または供給不足を回避する試みです。肥料と植物保護剤の製造に関連する用途が減り、収量が最適化されます。

園芸の精密農業の基本は、農業分野をより小さな単位に分割することです。これは、一連の情報全体を割り当てることができるグリッドセルです。これらのいくつかのアプローチの中には、複数年にわたる作物の成長を結び付ける植物地理形態学的アプローチがあります。 トポロジカル地形属性に対する安定性または特性。植物地形学的アプローチへの関心は、地形学モジュールが通常、農地の水文学を決定するという事実から生じています。

精密農業の実践は、GPSとGNSSの出現によって可能になりました。農民と研究者が現場で正確な状況を特定できるため、測定可能な数の変数の空間的変動性のマップを作成できます（例：収穫量、 地形の特徴または地形、 有機物含有量、 水分レベル、 窒素レベル、 pH、 EC、 Mg、 K、 ＆その他）。同様のデータは、GPSを備えたジョインハーベスターに取り付けられたセンサーアレイによって収集されます。これらのアレイは、クロロフィルレベルから植物の水分状態まですべてを計算するリアルタイムセンサーで構成されています。 マルチスペクトル画像と一緒に。この情報は、シーダーを含む可変レート技術（VRT）による衛星画像と組み合わせて使用​​されます。 噴霧器、 など、リソースを最適に分散します。

精密園芸（または農業）とは何ですか：

• 長期的に増加するように設計された統合された情報と創造に基づく農業システム、 サイト固有のファーム全体の作成効率、 生産性、 野生生物と環境への意図しない影響を最小限に抑えながら、収益性を高めます。
• サイト固有の作物管理（SSCM）PA。これにより、資源の適用と農業慣行に関する決定が改善され、土壌と作物の要件が現場で変化するにつれて、より適切に一致するようになります。
• 徒歩での農業、 衛星による農業、 サイトスペシフィック組織の管理、 NS。

園芸精密農業の必要性：

園芸の精度 農業 情報通信技術（ICT）を使用した分野の空間的および時間的変動の管理として定義できます。数年以内または数年の間の時間的変化は、例のスポットの実験室分析によって、良質の農業慣行（GAP）で対処されてきました。 植物成長の空間パターンは、 長い間認識されてきた、 PAの助けを借りて大規模に定量化されています。 PAは、 それで、 サイト固有の管理とも呼ばれます。このアプローチでは、収穫量または持続可能性の向上を目的とした農場の組織システムを検討します。 PAは農民を支援することができます 見かけのプラントステータスに適合した入力の正確で最適化された使用を可能にするため、 その結果、コストと環境への影響が削減されます。練習は記録的な証跡を提供するので、 消費者と行政がますます必要とする農場活動の強化されたトレーサビリティを得ることができます。

これらの変動は、組織の慣行にまでさかのぼることができます。 土壌特性、 および環境特性。収量に影響を与える土壌特性には、テクスチャーが含まれます。 構造、 水分、 有機物、 栄養状態と景観の位置。環境特性には天候が含まれます、 雑草、 昆虫と病気。

1. 緑の革命の倦怠感：

道の緑の革命は多くの貢献をしました。けれど、 農業の目覚ましい成長にもかかわらず、 主要作物の生産性レベルは予想をはるかに下回っています。私たちは、インドの高収量品種の潜在的な生産性の最低段階でさえ達成していません。 一方、世界で最も生産性の高い国では、インドのHYVの可能性の上限よりもかなり高い収穫量レベルがあります。パンジャブ州のようなインドの農業が豊富な州の収穫量でさえ、多くの高生産国の標準的な収穫量をはるかに下回っています。

1. 天然資源の劣化：

緑の革命は、環境への悪影響と関連しています。インドの環境の位置はそれを示しています、 インドで、 国の総地理的面積3億2,870万ヘクタールのうち約1億8,200万ヘクタールが、この1億4,133万ヘクタールの土地劣化の影響を受けています。 風食による1,150万ヘクタール、1,263万ヘクタールと1,324万ヘクタールは、それぞれ水の伐採と化学的劣化によるものです。一方、 インドは世界の人口の17％を共有しており、 世界の総生産量の1％、 世界の炭素排出量の4％、 CO2排出原単位の3.6パーセントと世界の森林面積の2パーセント。この環境状況の主な理由の1つは、1970年から2000年にかけて2.2％の人口増加でした。環境に対するインドの立場は次のとおりです。 発展途上国と比較すると心配はありませんが、 早期警告を出します。

この状況では、 この緑の革命を常緑の革命に変える必要があります、 これは、利用可能な土地からより多くのものを生み出すのに役立つ農業システムのアプローチによって引き起こされます。 水と労働力、 生態学的または社会的危害なしで。精密農業以来、 オーダーメイドの管理慣行を規定することを提案し、 この目的を提供するのに役立ちます。

園芸精密農業の基本的なステップ：

園芸の精密農業の概念には、畑内の作物や土壌の特性に生じる変動が含まれ、これらの変動はしばしば記録され、マッピングされます。精密農業の概念に貢献する必要なステップは評価しています、 変動性の管理と評価、 これらについては以下で説明します。

園芸の精密農業における重要なステップは、

私）。変動の評価

ii）。バリエーションの管理

私）。変動性の評価

変動性の評価は、精密農業の重要な最初のステップです。知らないことを管理できないことは明らかだからです。収穫量の観点から作物の性能を調整または制御する要因とプロセスは、空間と時間によって異なります。これらのプロセスの変動性と、さまざまな組み合わせが作物収量の空間的および時間的変動の原因となる時期と場所を決定する要因を定量化することは、精密農業の課題です。

時間的変動を評価する方法も存在します、 しかし、空間的および時間的変動の同時報告はまれであり、これらのタイプのプロセスの理論はまだ初期段階にあります。フィールドの空間的変動性は、測量のような異なる手段によってマッピングすることができます。 ポイントサンプルの補間、 高解像度の航空および衛星データとモデリングを使用して、空間パターンを推定します。高解像度センサーによる変動性の測定の低コストと容易さは、精密農業の将来と成功にとって重要です。

空間的変動性を評価するための技術は容易に利用可能であり、精密農業に広く適用されています。精密農業の主要な部分は、空間的変動性の評価にあります。

ii）。変動性の管理

変動が適切に評価されたら、農家は、サイト固有の管理推奨事項を使用し、正確な制御機器を使用して、農業投入物を既知の条件に一致させる必要があります。園芸精密農業の実施の成功は、どれだけ正確に、 土壌肥沃度、 害虫の蔓延、 生物的および非生物的可変砂に関する作物管理、 水は現場で管理されており、現場で気づいた変動性に応じて是正措置がどれだけ正確に行われるかについても管理されています。フィールドのすべてのコンポーネントが等しく害虫に感染しているわけではありません、 だから雑草の多様性、 昆虫や病気の蔓延を記録してマッピングすることができます。 是正措置は、フィールドのさまざまな部分に見られる多様性に応じて適用できます。同様に、 フィールドでの水の利用可能性をマッピングすることができます＆ 灌漑 可変速度灌漑の原理を使用して適用することができます。

ほとんどの部分でこのテクノロジーを効果的に使用できます。サイト固有の変動性組織では、 GPS機器を使用できます。 サイトの特異性が明確になり、管理が簡単で経済的になるようにします。土壌や植物のサンプルを採取しながら、 サンプルサイトの座標に注意する必要があります。 管理にも同じことができます。これにより、入力が効果的に使用され、無駄がなくなります。これが私たちが求めているものです。実装を勝ち取るために、 精密な土壌肥沃度管理の概念では、圃場内の変動が存在し、正確に識別され、確実に解釈される必要があります。 その変動性は作物収量に影響を及ぼします、 作物の品質と環境。そう、 入力を正確に適用できます。

園芸精密農業のコンポーネントとファシリテーター：

可能にする知識、 これは、農家の目から見た精密農業の受容性を高めます。 プランナーと科学コミュニティ、 4つの主要なクラスにグループ化できます。

コンピューターとインターネット： コンピューターとインターネットは、情報処理と収集の主な情報源であるため、精密農業を可能にする上で主に重要なコンポーネントです。高速コンピュータは、土地区画の正確な管理を通じて収集されたデータの処理を高速化しました。インターネット、 コンピュータのシステムです、 これらすべてのテクノロジーの中で最も最近の成長です。農業では、 新しい形のビジネスのように、 インターネットには、さまざまな条件に関するタイムリーなデータを提供する機能があります。

全地球測位システム（GPS）： 農業におけるGPSの主な一般的な用途は、1mの位置精度を提供する歩留まりマッピングと変数です。将来的には高精度のGPSにより、風速が低く、噴霧に適した夜間の農作業が可能になり、夜間の耕作を利用して、光による雑草の発芽を抑えることができます。

地理情報システム（GIS）： GISは、コンピュータハードウェアの構造化されたコレクションです。 ソフトウェア、 地理データ、 ＆店舗を効率的にキャプチャするように設計された人員、 アップデート、 操作、 地理的に参照されるすべての形式の情報を分析して表示します。精密農業を可能にするのは、地理情報システムの空間分析機能です。 GISは、変動性に関する情報から値を抽出するための入力です。それは、精密農業の頭脳として正しく知られています。それは2つの方法で農業を助けることができます。 1つは、GISデータのリンクと統合です（土壌、 作物、 天気、 フィールド履歴）シミュレーションモデルを使用。もう1つは、精密農業用の器具とGPS誘導機械（可変速度アプリケーター）の設計のエンジニアリング部分をサポートすることです。

適切なソースデータを使用することにより、 このようなデータの影響を受けるプロセスをモデル化するためにGISを使用することが可能です。 ＆このプロセスの将来の影響を予測します。例えば、 土を組み合わせることで、 植生と気象データ、 フィールドの潜在的な収量を見つけることが可能です、 他の要因が通常の植生の成長に影響を与えないと仮定します。これらのモデルでは、 現場で問題のある領域を見つけることができます。 歩留まり低下の原因を突き止め、適切な対策を講じてください。

リモートセンシング：

リモートセンシングは、時間の経過に伴う空間変動を高解像度で監視できる可能性があるため、精密農業に大きな期待を寄せています。さまざまな労働者が、リモートセンシング技術を使用して、精密農業のために空間的および時間的に変化する情報を取得することの利点を明らかにしています。精密農業用のリモートセンシング画像は、小型航空機に搭載された衛星ベースのセンサーまたはCIRビデオデジタルカメラのいずれかを介して取得できます。

園芸精密農業のための技術：

情報の収集と活用を成功させるために、 精密農業を検討している人にとって、現在利用可能な技術ツールに精通していることは非常に重要です。膨大な数のツールにはハードウェアが含まれ、 ソフトウェアとベストマネジメントプラクティス。

作物の偵察：

作物の状態の季節観察には、次のものが含まれます。 昆虫または真菌の蔓延、 作物組織の栄養素の位置、 全地形対応車またはバックパックで全地球測位システム受信機を使用して浸水および浸食されたエリア、 場所は観測と接続することができます、 生産は、治療のために同じ場所に戻るのが簡単です。これらの観察結果は、後で歩留まりマップの変動を解消するときにも役立ちます。

情報管理：

園芸精密農業の採用には、管理スキルと関連情報データベースの共同開発が必要です。情報を効果的に使用するには、農家がビジネスの目的と意思決定に必要な重要な情報を明確に把握している必要があります。効果的な情報組織には、記録管理分析ツールやGIS以上のものが必要です。それには、教育と実験に対する起業家精神が必要です。

収量の監視とマッピング：

高度に機械化されたシステムでは、 穀物収量モニターは、コンバインのクリーングレインエレベーター内の穀物の流れを継続的に測定および記録します。 GPS受信機とリンクすると、 収量モニターは、収量マップに必要なデータを提供できます。健全な管理上の決定を行うには、歩留まりの測定が必要です。しかし、 土、 収量マップを解釈する際には、景観やその他の環境要因を考慮する必要があります。正確に使用され、 収量情報は、肥料の修正などの管理された投入物の影響を決定する際の主要な反応を提供します。 シード、 農薬と耕作と灌漑を含む文化的慣行。 1年間の収穫量の測定値は、天候の影響を大きく受ける可能性があるため、 観測された収量が組織によるものか気候によるものかを特定するのに役立つ極端な気象年のデータと一緒に、数年間の収量データを調べることを常にお勧めします。

グリッド土壌サンプリングと可変速度肥料（VRT）アプリケーション：

通常の状態では、 推奨される土壌サンプリングプロセスは、面積が20エーカー以下の畑の部分からサンプルを採取することです。サンプリングエリアのランダムな場所から採取された土壌コアは、組み合わされて実験室に送られ、テストされます。作物アドバイザーは、20エーカーの地域の土壌試験情報から肥料要求の推奨を行います。グリッド土壌サンプリングは、土壌サンプリングの同様の原則を使用しますが、サンプリングの強度を高めます。例えば、 20エーカーのサンプリングエリアには、従来の推奨事項の1つのサンプルと比較して、2エーカーのグリッドサンプリング方法を使用した10のサンプルがあります。体系的なグリッドで収集された土壌サンプルには、データのマッピングを可能にする位置情報が含まれています。グリッド土壌サンプリングの目標は、栄養要求量のマップを作成することです。 アプリケーションマップと呼ばれます。グリッド土壌サンプルは実験室で分析され、 ＆各土壌サンプルについて、作物の養分需要の解釈が行われます。次に、土壌サンプルのセット全体を使用して、肥料要求マップがプロットされます。アプリケーションマップは、可変速肥料散布機に取り付けられたコンピューターに組み込まれています。 The computer uses the purpose map &a GPS receiver to direct a product-delivery controller that changes the amount and kind of fertilizer product, according to the application map.

Future strategy for Horticulture precision farming:

Future strategy for adoption of precision agriculture in India should think about the problem of land fragmentation, lack of highly sophisticated, practical centers for precision agriculture, specific software for precision agriculture, the poor economic condition of common Indian farmer, etc. Horticulture precision agriculture in small farms is that individual farms will be treated as if they were organization zones within a field &that some centralized entity will provide information to the individual farmers on a co-operative basis. The difficulty of the high cost of the positioning system for small fields can be solved by ‘dead reckoning system’. The dead reckoning system, appropriate for small regularly shaped fields, relies on infield markers, such as foam to maintain the consistent application. This approach provided farmers with a robust &credible method for making decisions about the spatial management of their fields. Nature of crop &weed varies from zone to zone, 国から国へ。 So the development of software &hardware for the crop and weeds of India, site-specific tillage technique, NS。

Postharvest process management of Horticulture precision farming:

The postharvest procedure begins as soon as the crop is harvested. Improper handling of the crop during this stage can be detrimental to quality. Horticulture precision agriculture applications of postharvest process management use sensors to monitor conditions in curing or storage to achieve the optimum parameters &preserve quality. Automatic controls are used to regulate temperature, 湿度、 &fresh-air delivery. By continuously monitoring the curing or handling conditions, adjustments can be completed that would not be possible with the conventional method of manual control. As in the other facets of Horticulture precision agriculture, the feedback control loop is a critical element. By continuously monitoring the state of the crop in storage or in curing, &analyzing the data in real time, adjustments can be made in storage or curing parameters to preserve or enhance quality.

The approach required to be adopted by the policymakers to promote Horticulture Precision farming at the farm level:

• Promote the Horticulture precision farming technology for the detailed progressive farmers who have sufficient risk-bearing capacity as this technology may need capital investment.
• Identification of niche areas for the support of crop specific organic farming.
• Support the farmers to adopt water accounting protocols at the farm level.
• Promote the use of micro-level irrigation systems &water saving techniques.
• Encourage the study of spatial &temporal variability of the input parameters using primary data at the field level.
• Evolve a policy for capable transfer of technology to the farmers.
• Supply complete technical backup support to the farmers to develop pilots or models, which can be replicated on a large scale.
• Policy maintains on procurement prices, in the formulation of cooperative groups or self-help groups.
• Designation of export promotion zones with necessary infrastructure such as cold storage, processing &grading facilities.

Advantages of Horticulture precision farming:

• Global positioning system allows fields to be surveyed with ease.
• Yield &soil characteristics can be mapped.
• Nonuniform fields can be sub-divided into smaller plots, according to their specific necessities.
• Provides opportunities for better resource management &so could reduce wastage.
• Minimizes the risk to the environment, mostly with respect to nitrate leaching &groundwater contamination via the optimization of agrochemical products.

Disadvantages Horticulture precision farming:

The techniques are still under development &so it is important to take specialist advice before making expensive decisions.

• Initial capital costs may be high &so it should be seen as a long-term investment.
• It may take some years before you have sufficient data to fully implement the system.
• Extremely demanding work, particularly collecting &then analyzing the data.

読んだ： Hydroponic Growing System.

The first Image courtesy:  Directorate Of Horticulture And Plantation Crops Agriculture Department, Government Of Tamilnadu.