صادق sadegh

  مقدمه   

                امروزه اطلاعات ركن اساسي هر گونه عملياتي را تشكيل مي دهد، خواه اين عمليات   مي خواهد اقتصادي، بازرگاني، جنگي و يا كشاورزي باشد . نحوه دستيابي به اطلاعات، جمع آوري و پردازش آنها مبناي علم جديدی شده است. كه فناوري اطلاعات نام گرفته است. كشاورزي نيز كه يكي از شاخه های علوم كاربردي مي باشد که از اين دگرگوني ها بی نصيب نمانده است و با توجه به مشكلات و مسائلي كه در بخش كشاورزي موجود بوده و مي باشد لزوم استفاده از اين فناوري بيش از بيش آشكار گرديد و زمينه ظهور كشاورزي دقيق فراهم گرديد(3).

كشاورزي دقيق  جديدترين فناوري در عرصه مهندسي كشاورزي مي باشدكه هم اكنون در كشورهاي پيشرفته به صورت جدي بكار گرفته مي شود(7). كشاورزي دقيق اولين بار در دهه ١٩٨٠ در ايالات متحده امريكا معرفي شد. و بر پايه تقاضاهايي قرار داشت تا مسائل زيست محيطي كه نتيجه فعاليت هاي كشاورزي همچون استفاده از كودو آفت كش ها بوده حل نمايد. آزمايشات كشاورزي دقيق براساس مزارع بزرگ آغاز شد. سپس، كشاورزي دقيق به عنوان مزرعه داري دقيق شناخته شد (4). كشاورزي دقيق       مي تواند همچون سيستم جامعي تعريف و طراحي شود كه عمليات توليدكشاورزي را از طريق بكارگيري اطلاعات محصول، فناوري پيشرفته و مديريت عمليات بهينه نمايد.  براي دستيابي به سيستمي چنين جامع، بايستي كار از مراحل برنامه ريزي محصول يا كالاشروع شده و تا مراحل فرآوري پس از برداشت  نيز ادامه يابد.  اطلاعات، فناوري و مديريت كليدهاي موفقيت در سيستم توليد مي باشند (5).  از سال ١٩٩٢ ، هر دو سال يكبار، كنفرانس بين المللي در مورد كشاورزي دقيق بوسيله انجمن زراعت امريكا، انجمن علوم محصولات زراعي امريكا و انجمن علوم خاك امريكا تحت عنوان "كشاورزي دقيق" برگزار ميگردد (4).   

اساس کشاورزی دقیق

                                 تغییرات زمین بی انتهاست ودر آن غیر یکنواختی وجود دارد وکشاورزی دقیق به دنبال مدیریت تنوع در ابعاد زمانی ومکانی است(6). مهمترين محور كشاورزي دقيق شناخت دقيق مزرعه ويازمين زراعي در نقاط مختلف آنست بطوري كه به توان زمين زراعي را آسيب شناسي نموده و درجهت اصلاح آن متناسب با شرايط نقاط مختلف زمين گام برداشت(7). ارزیابی تنوع در مزرعه برای کشاورزی دقیق خیلی ضروری است زیرا شخص نمی تواند یک چیزی رامدیریت کند که آن را نشناسد(اولین مرحله شناخت است) معمولا فرایند هایی که عملکرد ورشد گیاه زراعی راتنظیم می کنند در طی زمان ومکان ثابت نیستند وتغییر می کنند .بنابراین به کمیت در آوردن تغییرات این فرایند ها وتعیین چگونگی وزمان برهم کنش این عوامل که تغییرات عملکرد گیاه زراعی را تحت تاثیر قرار می دهد ،مهم ترین مسئله در بحث کشاورزی دقیق است (6).

کشاورزی دقیق به سه عنصر نیاز مبرم دارد:

1.تعیین مکان یا موقعیت یابی جغرافیای

2.مکانیزم های کنترل آنی تغذیه، آفت کش ها، بذر کاری، آبیاری و..

3.پایگاه داده ها

پایگاه داده ها برای کمی کردن تغییرات وفهم بهتر از تنش های مختلف که چه طور بر رشد گیاهان ، نمو وعملکرد اثر می گذارند. ودر نهایتا بهترین نسخه برای تعیین مکان ایجاد        می شود .مقصود کار آمد کردن کود مورد نیاز زراعت تا مقدار آن کاهش یابد تا به محیط زیست ضربه نزند واز نظر اقتصادی هم به نفع زارع باشد(10).

از ديدگاه مكانيزاسيون، كشاورزي دقيق، عبارت است ازمسيري است كه توسعه بذركاري و كاربرد دقيق تجهيزات مواد شيميايي را بدنبال دارد.  براي كنترل دقيق و تحويل مقادير دقيقي از مواد شيميايي تجهيزات طوري طراحي مي شوند تاكاربرد نيروهاي سيستم هاي اطلاعاتي ،(GPS) متغير را امكان پذير سازند.  علاوه بر اين، سيستم موقعيت يابي جهاني با قابليت ،GPS  و رايانه ها كليدهاي سازنده بلوك ها در اين فناوري هستند ،(GIS) جغرافيايي تصحيح بالا، ثابت كرده است كه ابزاري موثر جهت بدست آوردن خصوصيات جغرافيايي مزرعه فراهم مي سازد. رايانه ها نيز ، GPS توانائي سازماندهي اين اطلاعات را همراه با ،  GIS می باشد قابليت هاي تجزيه و تحليل و كنترل را مهيا نموده تا اينكه به توان سيستم جامعي كه در مديريت"  سايت ويژه" و فرآيند عمليات پس از برداشت مورد نياز است را بسط و توسعه داد .(5)

کشاورزی نقطه ای

                                   براساس اصل "وجود اختلاف هاي زراعي در سطح مزرعه"،يك مزرعه چندين هكتاري داراي تفاوت هاي اساسي در سطح پتانسيل زراعي در قسمت هاي مختلف مي باشدنقاط مختلف مزرعه از لحاظ رويش و رشدگياه متفاوت است ودر مرحله رشد از لحاظ سبز برگي ورشد قدي، در بسياري از مزارع بخوبي نمايان است.بنابراين   مي توان در مرحله به زراعي با شناخت دقيق ونقطه به نقطه مزرعه، شرايط مزرعه را بررسي و در جهت اصلاح ويكنواختي مزرعه گام برداشت.اين مسئله مهمترين موضوع این فن است که گاها به كشاورزي نقطه اي  ويا كشاورزي ويژه  نيز خوانده مي شود(7).

نقشه عملکرد یا مانيتورينگ محصول

                      ديد ه باني مزرعه و نقشه برداري در كشاورزي دقيق براي تعيين اطلاعات مربوطه به جغرافيايي در بازه وسيعي از پارامترها مورد استفاده قرار مي گيرد. نمونه برداري خاك وابسته به موقعيت جغرافيايش، نشان داده است. كه مي تواند بعنوان يك ابزار موثر و كارا در مشخص نمودن شرايط متغير خاك و مزرعه باشد. به مجرد اينكه، خواص  تغذيه اي و بحراني خاك تعيين شدند، در صورت نياز گام هاي بعدي جهت حل مسئله براي هر محل مزرعه، مي تواند برداشته شود.  علاوه بر اين، نقشه ها را  مي توان با استفاده از ديده باني مزرعه براي بسياري ازآفات مزرعه توسعه داد  ( 5).                

شايد مانيتورينگ مجصول، بنيادي ترين بخش كشاورزي دقيق باشد. روش سنتي مانيتورينگ محصول كه با وزن كردن دسته محصولات برداشت شده انجام مي گردد، راهي را بدست مي دهد كه در روش مانيتورينگ لحظه اي محصول در كشاورزي دقيق به درد مي خورد. مثلادر برداشت غلات مانيتورينگ مدرن محصول از سنسورهايي بهره می برد كه در روي كمباين قرار داده مي شود تا ميزان هر داده  GPSمحصول برداشت شده همراه با سرعت برداشت را ثبت نمايد. اين داده ها را با مكان مي دهد(3). تصویر شماره یک. کارخانه مسی فرگوسن جز اولین کارخانه هایی بود که در کمباینهای ساخت خود سیستم پردازش وترسیم نقشه عملکرد را برروی کمباین های خود نصب کرد این کمباین ها دارای سیستم تشخیص موقعیت جهانی (DGPS) هستند این سیستم مناسب       می تواند پیام های دریافت شده توسط دستگاه موقعیت یاب که بر روی سقف کمباین وبالای موتور نصب شده است  بخشی از اصول کار این سامانه برای کاربران  بر روی خود دستگاه ذکر شده است (8).  تصویر شماره دو.  اين نقش مي تواند با نتايج GIS تركيب شده و امكان تهيه نقشه محصول  در سيستم حاصل از كشاورزان و مشاوران محصول در رابطه با نقشه هاي داده هاي آزمايش خاك، نقشه هاي كاربرد مواد شيميايي و ساير اطلاعات مقايسه گردد و براي مديريت برنامه سايت  ويژه در سال بعد  مورد استفاده قرار گيرد(3).

در دانشگاه گی اورگیا (UGA)  یک سیستم دقیق  نظارت بر عملکرد بادام زمینی (PYMS) طراحی شد ودر مزارع ناهموار غرب تگزاس بکار برده شد نتایج بدست آمده از محاسبه عملکرد با این روش ونقشه ترسیم شده با آن کاملا با آنچه از زمین برداشت شد مطابقت داشت ونشان داد که در این سیستم نقشه عملکرد با عملکرد واقعی قابل قیاس بوده است(9). جدول شمار یک.  هنگامي كه اين نقش هها در سيستم قرار  می گيرند و با هم ديگر ادغام مي شوند، نقشه محصول٬ روابط بين ميزان محصول و متغيرهاي وضعيت مزرعه را بصورت مستند نشان مي دهد(3)

برخی از کارهای صورت گرفته با کمک این فناوری در چند نقطه از جهان

            در شمال ایتالیا، تغییرات عملکرد ذرت وابسته به NO3 خاک است. در آغاز فصل رویش محتوای خاک از نظر میزان کربن ونیتروژن  آزمایش می گردد.در تحقیقی در میسوری تغییرات N مورد بررسی قرار گرفت ومعلوم شد که نیاز به مصرف کود نیتروژنه کمتری است. اما سود حاصل از این کار در مقابل هزینه آزمایشات کمتر بود. در نبرسکا هم تفاوت معنی داری در محصول ذرت با اعمال دقیق نیاز کودی حاصل نشد.تعیین تغییرات لازم در احتیاج گیاهان در خاکهای مختلف مشکل است وپیش بینی آن سخت است .آنها در نهایت مشاهده کردند که تنوع مشاهده شده در عملکرد ها وابسته به محتوای آب ذخیره در خاک بوده است ودر پژوهشی که با کاربرد ابزار کشاورزی دقیق در روی ذرت وسویا در منطقه ای که دچار خشکسالی بود انجام دادن  همبستگی بین میزان عملکرد و آب باقی مانده در خاک مشاهده شد.( 10)

سنجش از راه دور به کمک ماهواره ها

                  در سال هاي اخير يكي از مسائل عمده كاربردي نمودن فناوري سنجش از دور در دنيا در زمينه كشاورزي، دسترسي به اطلاعات و تهيه آمار مي باشد . لذا استفاده از داده هاي توليدي از سنجش از دور مي تواندسيستم كنوني كشاورزي را به سمت كشاورزي دقيق سوق دهد. سنجنده های موجود روی ماهواره های مختلف طیف های بازتابی پوشش گیاهان را ثبت  می نمایند .از این داده ها می توان برای شناسایی نوع گیاه٬ وضع سلامت گیاهان وبرآورد عملکرد آنها استفاده کرد(2).با تلفيق داده هاي زراعي، داده هاي سنجش از دور و اطلاعات مكاني وبا استفاده از تجزيه تحليل هاي آماري مدلي متشكل از پارامتر هاي سنجش از دور، شاخص سطح برگ براي تخمين ميزان محصول ارائه گردد(1). 

 ماهواره  TERRAبا داشتن پنج سنجنده فرصت مناسبی را برای بررسی زمین ، اقیانوس واتمسفر فراهم آورده است(2). اراضي زير كشت گندم و جو در دشت قزوين با استفاده از 8 تصوير ماهواره IRSكه تقويم زراعي گندم آبي را در دشت قزوين پوشش مي داد تفكيك و با استفاده از شاخص هاي توليد شده از تصاويرو نمونه برداري هاي زميني كه شاخص سطح برگ و ميزان محصول آن انداز ه گيري    IRS ماهواره شده بود ، به برازش مدل هايي جهت تخمين عملكرد گندم آبي در دشت قزوين پرداخته شد . بر اساس IRS حاصل از تصاوير ماهواره LAI نتايج بدست آمده بهترين زمان براي تخمين عملكرد با استفاده در مرحله اواسط ساقه دهي مي باشد .هر چقدر تاج پوشش گندم آبي افزايش يافت شاخص سطح برگ حاصل از تصاوير  IRS در تخمين عملكرد كاهش معني داري پيدا كرد ( 1) . یک شکل .  در پژوهشی دیگر با استفاده از ماهواره تصاویر باند قرمز وباند مادون قرمز بادوره زمانی شانزده روزه مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت نتایج نشان که هم در اوایل وهم در اواخر فصل رشد گندم بین دو باند قرمز ومادون قرمز نزدیک، هم بستگی مثبتی وجود داشته  ومقدار NDVI کاهش می یابد (2). نمودار یک.

نتیجه گیری

                     در كشورهاي پيشرفته وتوسعه يافته به طور گسترده اي از تكنولوژي هاي جديد جهت افزايش راندمان وعملكرد مزارع كشاورزي بهره برداري مي گردد بطوريكه در زمينه هاي به زراعي وبه نژادي هر روزه روشهاي جديد وموثر به كار گرفته مي شود كه در نتيجه اين عمليات در مزارع پيشرفته ومكانيزه، عملكردگندم به بيش از 15 تن در هكتار افزيش يافته است  .(7)به كار گيري فن آوري كشاورزي دقيق امري مسلم واجتناب ناپذير است. و هم اكنون در بسياري ازکشورهای پیشرفته اين فناوری ها  به كار گرفته شده است.طبيعتا هر كشوري سريعتر بتواند اين فناوری ها را بومی سازدی نماید هزينه هاي ناشي از وابستگي به حداقل خواهد رسيد. اگرجدیت لازم در این امر نباشد در کشاورزی رقابتی امروز ایران جایگاهی نخواهد داشت ودر آینده ای نه چندان دور به بزرگترین وارد کننده محصولات کشاورزی بدل خواهد شد.لازم است عظمی فرا سیاسی در کسانی که امروز متولی سرنوشت کشور شده اند به وجود آید تا با به کار گیری مدیرانی فهیم به اوضاع ودلسوز مردم وکشور  قطار خارج شده از ریل کشاورزی کشور به خط برگردد. آیندگان مارا قضاوت خواهند و قضاوت اطرافیان سرابی بیش برای خوش خیالان نیست.  مجتبی شعاع دی ماه هشتادو هشت.