top of page
Checking Lettuce Growth

УМНАЯ  СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО

 

Стремясь привлечь молодых людей в цепочку создания стоимости в сельском хозяйстве, Farmers Pride International присоединилась к инициативам Climate Smart и Smart Farming Generation.

«Умное сельское хозяйство» — это новая концепция, которая относится к управлению фермами с использованием таких технологий, как Интернет вещей ( IoT ) , робототехника, дроны и искусственный интеллект ( ИИ ) для увеличения количества и качества продукции при оптимизации человеческого труда, необходимого для производства.

Это концепция управления, направленная на обеспечение сельскохозяйственной отрасли инфраструктурой для использования передовых технологий, включая большие данные, облако и Интернет вещей ( IoT ), для отслеживания, мониторинга, автоматизации и анализа операций.

Климатически оптимизированное сельское хозяйство  включает методы ведения сельского хозяйства, повышающие производительность и прибыльность ферм, помогающие фермерам адаптироваться к негативным последствиям изменения климата и смягчающие последствия изменения климата, например, за счет секвестрации почвенного углерода или сокращения выбросов парниковых газов.

Inc.-Arabia-Hydroponics-
БУДУЩЕЕ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
agronomy-10-00641-ag-550.webp
Inc.-Arabia-Hydroponics

Технологии умного земледелия

Что такое умная ферма?

Smart Farming — это новая концепция, которая относится к управлению фермами с использованием современных информационных и коммуникационных технологий для увеличения количества и качества продукции при оптимизации необходимого человеческого труда.

Среди технологий, доступных для современных фермеров:

  • Датчики: почвы, воды, света, влажности, управления температурой

  • Программное обеспечение: специализированные программные решения, предназначенные для конкретных типов ферм или не зависящие от варианта использования.  Платформы Интернета вещей

  • Связь:  сотовый ,  ЛоРа и др.

  • Местоположение: GPS, спутник и т. д.

  • Робототехника: автономные тракторы, перерабатывающие предприятия и т. д.

  • Аналитика данных: автономные аналитические решения, конвейеры данных для последующих решений и т. д.

Как эти технологии уже меняют сельское хозяйство и какие новые изменения они принесут в будущем?

Автономный и роботизированный труд

Замена человеческого труда автоматизацией является растущей тенденцией во многих отраслях, и сельское хозяйство не является исключением. Большинство аспектов ведения сельского хозяйства исключительно трудоемки, причем большая часть этого труда состоит из повторяющихся и стандартизированных задач — идеальная ниша для робототехники и автоматизации.

Мы уже видим, как сельскохозяйственные роботы — или AgBots — начинают появляться на фермах и выполнять самые разные задачи — от посадки и полива до сбора урожая и сортировки.  В конце концов, эта новая волна интеллектуального оборудования позволит производить больше продуктов питания более высокого качества с меньшими затратами труда.

Беспилотные тракторы

Трактор — это сердце фермы, которое используется для решения множества различных задач в зависимости от типа фермы и конфигурации ее вспомогательного оборудования.  В виде  развиваются технологии автономного вождения , ожидается, что тракторы станут одними из первых машин, которые будут переоборудованы.  

На начальных этапах все еще потребуются человеческие усилия для настройки карт полей и границ, программирования наилучших маршрутов поля с помощью программного обеспечения для планирования маршрутов и определения других условий эксплуатации.  Люди также по-прежнему будут необходимы для регулярного ремонта и технического обслуживания.

Сокращение трудозатрат, повышение производительности и эффективности

Основной концепцией внедрения автономной робототехники в сельское хозяйство остается цель снижения зависимости от ручного труда при одновременном повышении эффективности, выхода продукции и качества.

В отличие от своих предшественников, чье время в основном занимал тяжелый труд, фермеры будущего будут тратить свое время на выполнение таких задач, как ремонт техники, отладка кода роботов, анализ данных и планирование сельскохозяйственных операций.

Как отмечалось в отношении всех этих агботов, наличие надежной основы датчиков и IoT, встроенных в инфраструктуру фермы, имеет важное значение. Ключ к по-настоящему «умной» ферме зависит от способности всех машин и датчиков взаимодействовать друг с другом и с фермером, даже если они работают автономно.

Какой фермер не хотел бы увидеть свои поля с высоты птичьего полета?  Если раньше для этого требовалось нанять пилота вертолета или небольшого самолета, чтобы пролететь над недвижимостью и сделать аэрофотоснимки, то теперь дроны, оснащенные камерами, могут создавать те же изображения за небольшую часть стоимости.

Кроме того, достижения в области технологий обработки изображений означают, что вы больше не ограничены видимым светом и фотосъемкой.  Доступны системы камер, охватывающие все: от стандартных фотографических изображений до инфракрасных, ультрафиолетовых и даже гиперспектральных изображений. Многие из этих камер также могут записывать видео.  Разрешение изображения во всех этих методах визуализации также увеличилось, и значение «высокого» в «высоком разрешении» продолжает расти.

Все эти различные типы изображений позволяют фермерам собирать более подробные данные, чем когда-либо прежде, расширяя их возможности для мониторинга состояния урожая, оценки качества почвы и планирования мест посадки для оптимизации ресурсов и землепользования.  Возможность регулярно проводить эти полевые исследования улучшает планирование схем посева семян, орошения и картографирования местоположения как в 2D, так и в 3D.  Со всеми этими данными фермеры могут оптимизировать каждый аспект управления землей и посевами.

Но не только камеры и возможности обработки изображений оказывают влияние с помощью дронов в сельскохозяйственной сфере — дроны также находят применение при посеве и опрыскивании.

Подключенная ферма: датчики и Интернет вещей

инновационные, автономные агботы и дроны полезны, но что действительно сделает будущую ферму «умной фермой», так это то, что объединит все эти технологии: Интернет вещей.

 
 
 
Подробнее >
Smart Farming

Цикл умного земледелия на основе IoT

 

Ядром IoT являются данные, которые вы можете извлечь из вещей («T») и передать через Интернет («I»).

 

Для оптимизации сельскохозяйственного процесса устройства IoT, установленные на ферме, должны собирать и обрабатывать данные в повторяющемся цикле, что позволяет фермерам быстро реагировать на возникающие проблемы и изменения условий окружающей среды. Умное сельское хозяйство следует циклу, подобному этому:

1. Наблюдение

Датчики записывают данные наблюдений за сельскохозяйственными культурами, домашним скотом, почвой или атмосферой. 

2. Диагностика

Значения датчиков передаются на размещенную в облаке платформу IoT с предопределенными правилами принятия решений и моделями, также называемыми «бизнес-логикой», которые определяют состояние исследуемого объекта и выявляют любые недостатки или потребности.

3. Решения

После выявления проблем пользовательские и/или управляемые машинным обучением компоненты платформы IoT определяют, необходимо ли лечение в зависимости от местоположения, и если да, то какое.

4. Действие

После оценки и действий конечного пользователя цикл повторяется с самого начала.

IoT-решения для сельскохозяйственных проблем

Многие считают, что IoT может повысить ценность всех областей сельского хозяйства, от выращивания сельскохозяйственных культур до лесного хозяйства. В этой статье мы поговорим о двух основных областях сельского хозяйства, в которых IoT может произвести революцию:

  1. Точное земледелие

  2. Автоматизация/роботизация сельского хозяйства

1. Точное земледелие

Точное земледелие или точное земледелие — это зонтичная концепция для подходов на основе Интернета вещей, которые делают сельское хозяйство более контролируемым и точным. Проще говоря, растения и скот получают именно то лечение, в котором они нуждаются, определяемое машинами со сверхчеловеческой точностью. Самое большое отличие от классического подхода заключается в том, что точное земледелие позволяет принимать решения на квадратный метр или даже на растение/животное, а не на поле.

Точно измеряя изменения в пределах поля, фермеры могут повысить эффективность пестицидов и удобрений или использовать их выборочно.

2. Точное животноводство

Как и в случае точного земледелия, «умные» методы земледелия позволяют фермерам лучше отслеживать потребности отдельных животных и соответствующим образом корректировать их питание, тем самым предотвращая болезни и улучшая здоровье стада.

Владельцы крупных ферм могут использовать беспроводные приложения IoT для отслеживания местоположения, самочувствия и здоровья своего скота. С помощью этой информации они могут идентифицировать больных животных, чтобы их можно было отделить от стада, чтобы предотвратить распространение болезни.

Автоматизация в умных теплицах

Традиционные теплицы контролируют параметры окружающей среды с помощью ручного вмешательства или пропорционального механизма управления, что часто приводит к производственным потерям, потерям энергии и увеличению затрат на рабочую силу.

Умные теплицы, управляемые Интернетом вещей, могут интеллектуально отслеживать климат и управлять им, устраняя необходимость ручного вмешательства. Различные датчики используются для измерения параметров окружающей среды в соответствии с конкретными требованиями культуры. Эти данные хранятся на облачной платформе для дальнейшей обработки и контроля с минимальным ручным вмешательством.

Сельскохозяйственные дроны

Сельское хозяйство является одной из основных вертикалей, в которой используются как наземные, так и воздушные дроны для оценки состояния растений, орошения, мониторинга посевов, опрыскивания, посева, анализа почвы и полей и других сфер.

Поскольку дроны собирают мультиспектральные, тепловые и визуальные изображения во время полета, данные, которые они собирают, предоставляют фермерам информацию о целом ряде показателей: показатели здоровья растений, подсчет растений и прогноз урожайности, измерение высоты растений, картирование растительного покрова, картирование полевых водоемов, разведывательные отчеты, измерение запасов, измерение хлорофилла, содержание азота в пшенице, картирование дренажа, картирование давления сорняков и так далее.

Важно отметить, что интеллектуальное земледелие на основе IoT нацелено не только на крупномасштабные сельскохозяйственные операции; это может повысить ценность новых тенденций в сельском хозяйстве, таких как органическое земледелие, семейное фермерство, включая разведение определенного крупного рогатого скота и / или выращивание определенных культур, сохранение определенных или высококачественных сортов и т. д., а также повысить прозрачность сельского хозяйства для потребителей, общества и рынка. .

Интернет еды, или Ферма 2020

Если у нас есть Интернет вещей (IoT) и  Интернет медицинских вещей ( IoMT ) , почему бы не использовать его для еды? Проект Европейской комиссии Internet of Food and  Ферма 2020  (IoF2020), часть  Horizon 2020 Industrial Leadership исследует с помощью исследований и регулярных конференций потенциал технологий IoT для европейской пищевой и сельскохозяйственной промышленности.

Интернет вещей укрепил веру в то, что интеллектуальная сеть датчиков, исполнительных механизмов, камер, роботов, дронов и других подключенных устройств обеспечит беспрецедентный уровень контроля и автоматизированного принятия решений в сельском хозяйстве, что сделает возможной устойчивую экосистему инноваций в этом старейшем из отрасли.

Третья зеленая революция

Умное сельское хозяйство и сельское хозяйство на базе Интернета вещей прокладывают путь к тому, что можно назвать Третьей зеленой революцией.

IOT

Климатически оптимизированное сельское хозяйство

В течение следующих 20 лет повышение производительности и доходов от мелких сельскохозяйственных, животноводческих, рыбных и лесных производственных систем будет иметь ключевое значение для достижения глобальной продовольственной безопасности.

 

Большинство бедняков в мире прямо или косвенно зависят от сельского хозяйства, и опыт показывает, что рост сельского хозяйства часто является наиболее эффективной и справедливой стратегией сокращения бедности и повышения продовольственной безопасности. Изменение климата усложняет задачу достижения необходимого роста и улучшения сельскохозяйственных систем, и его последствия уже ощущаются. Климатически оптимизированное сельское хозяйство (CSA) представляет собой целостный и эффективный подход к решению этих взаимосвязанных проблем. Этот бриф предназначен для того, чтобы дать обзор подхода и его основных особенностей, а также ответы на часто задаваемые вопросы о нем.

Климатически оптимизированное сельское хозяйство — это подход, помогающий направлять действия по преобразованию и переориентации сельскохозяйственных систем для эффективной и устойчивой поддержки развития и продовольственной безопасности в условиях меняющегося климата. Под «сельским хозяйством» понимается растениеводство и животноводство, а также рыболовство и лесопользование. CSA не является новой производственной системой. Это средство определения того, какие производственные системы и обеспечивающие институты лучше всего подходят для решения проблем, связанных с изменением климата, в конкретных местах, для поддержания и расширения потенциала сельского хозяйства по поддержке продовольственной безопасности в условиях устойчивого развития. способ.

Впервые эта концепция была представлена ФАО в 2010 году в справочном документе, подготовленном для Гаагской конференции по сельскому хозяйству, продовольственной безопасности и изменению климата (ФАО, Климатически оптимизированная сельскохозяйственная политика, практика и финансирование для обеспечения продовольственной безопасности, адаптации и смягчения последствий. 2010 г.) , в контексте целей национальной продовольственной безопасности и развития, для решения трех основных задач (ФАО, Справочник по климатически оптимизированному сельскому хозяйству, 2013 г.): • Устойчивое повышение продовольственной безопасности за счет повышения производительности сельского хозяйства и доходов; • Повышение устойчивости и адаптация к изменению климата. • Разработка возможностей для сокращения выбросов парниковых газов по сравнению с ожидаемыми тенденциями.

Устойчивое повышение производительности и доходов в сельском хозяйстве

 

Около 75% бедных в мире живут в сельской местности, и сельское хозяйство является их самым важным источником дохода. Опыт показал, что рост сельскохозяйственного сектора весьма эффективен для сокращения бедности и повышения продовольственной безопасности в странах с высокой долей населения, зависящей от сельского хозяйства (Всемирный банк, Доклад о мировом развитии, 2008 г.). Повышение производительности, а также снижение затрат за счет повышения эффективности использования ресурсов являются важными средствами достижения сельскохозяйственного роста. «Разрывы в урожайности», указывающие на разницу между урожаем, получаемым фермерами на фермах, и технически осуществимым максимальным урожаем, весьма значительны для мелких фермеров в развивающихся странах (ФАО,

 

Состояние продовольствия и сельского хозяйства. 2014). Точно так же продуктивность животноводства часто намного ниже, чем могла бы быть. Сокращение этих пробелов за счет повышения продуктивности агроэкосистем и повышения эффективности использования почвы, воды, удобрений, кормов для скота и других сельскохозяйственных ресурсов обеспечивает более высокую отдачу для производителей сельскохозяйственной продукции, сокращение бедности и увеличение наличия и доступа к продуктам питания. Эти же меры часто могут привести к снижению выбросов парниковых газов по сравнению с прошлыми тенденциями.

Повышение устойчивости к изменению климата

Эти негативные последствия изменения климата можно уменьшить и даже избежать, но для этого необходимо разработать и реализовать эффективные стратегии адаптации. Учитывая влияние изменения климата на конкретные места, а также большие различия в агроэкологии и системах земледелия, животноводства и рыболовства, наиболее эффективные стратегии адаптации будут различаться даже внутри стран. Уже определен ряд возможных мер по адаптации, которые могут стать хорошей отправной точкой для разработки эффективных стратегий адаптации для любого конкретного участка. К ним относятся повышение устойчивости агроэкосистем за счет увеличения экосистемных услуг за счет использования принципов агроэкологии и ландшафтных подходов. Снижение подверженности риску за счет диверсификации производства или доходов, а также создание систем снабжения вводимыми ресурсами и услуг по распространению знаний, поддерживающих эффективное и своевременное использование вводимых ресурсов, включая устойчивые к стрессу сорта сельскохозяйственных культур, породы скота, рыбные и лесные виды, также являются примерами мер по адаптации, которые могут повысить устойчивость .

Разработка возможностей для сокращения выбросов парниковых газов по сравнению с ожидаемыми тенденциями

 

Сельское хозяйство, включая изменения в землепользовании, является основным источником выбросов парниковых газов, на долю которых приходится около четверти общих антропогенных выбросов ПГ. Сельское хозяйство вносит свой вклад в выбросы в основном за счет управления растениеводством и животноводством, а также за счет своей роли основного фактора обезлесения и деградации торфяников. Выбросы иных, чем CO2, выбросов от сельского хозяйства, по прогнозам, увеличатся из-за ожидаемого роста сельского хозяйства в соответствии со стратегиями роста в обычном режиме.

Существует несколько способов сокращения выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве. Снижение интенсивности выбросов (например, CO2-экв/единица продукта) за счет устойчивой интенсификации является одной из ключевых стратегий смягчения последствий в сельском хозяйстве (Смит, П. и др. в «Изменении климата», 2014 г.: смягчение последствий изменения климата, глава 11. IPCC, Cambridge Univ. Press, 2014). Этот процесс включает в себя внедрение новых методов, повышающих эффективность использования вводимых ресурсов, чтобы увеличение сельскохозяйственного производства превышало увеличение выбросов (Смит, П. и др. в «Изменении климата», 2014 г.: смягчение последствий изменения климата, глава 11. МГЭИК, издательство Кембриджского университета, 2014 г.).

Еще одним важным путем сокращения выбросов является увеличение потенциала связывания углерода в сельском хозяйстве. Растения и почвы способны удалять CO2 из атмосферы и сохранять его в своей биомассе — это процесс секвестрации углерода. Увеличение древесного покрова в системах растениеводства и животноводства (например, за счет агролесоводства) и уменьшение нарушения почвы (например, за счет уменьшения обработки почвы) являются двумя способами связывания углерода в сельскохозяйственных системах. Однако такая форма сокращения выбросов не может быть постоянной – если срубить деревья или вспахать почву, накопленный CO2 высвобождается. Несмотря на эти проблемы, увеличение секвестрации углерода представляет собой огромный потенциальный источник смягчения последствий, особенно с учетом того, что методы ведения сельского хозяйства, которые вызывают секвестрацию, также важны для адаптации и продовольственной безопасности.

climate samrt.
bottom of page