بخشی از مقاله
چکیده
با افزایش فشار جمعیت درکل جهان و ضرورت تولید محصولات کشاورزی، نیاز جدی جهت بهبود مدیریت منابع کشاورزی وجود دارد. جهت انجام این کار، اولین نیاز رسیدن به دادههای قابلاطمینان از نوع منابع، کیفیت، کمیت و محل منابع است. در این مورد فنّاوری سنجش ازدور هوایی و ماهواره ای به ابزار مهمی درزمینه بهبود دادههای کشاورزی و منابع طبیعی تبدیل شده است که منجر به بروز کشاورزی دقیق گردید.
کشاورزی دقیق درواقع به کارگیری فناوری جدید در مدیریت مزارع و شیوه کشاورزی است. در حال حاضر اقدامات زیادی درزمینه کاهش کاربرد مواد شیمایی در کشاورزی در حال انجام است و فنّاوری های زیادی جهت ایجاد محصولات کشاورزی ایمن و سالم و همچنین کاهش تأثیرات زیان بار آن ها بر محیط بکار برده شده است. کشاورزی دقیق یکی از باارزش ترین این دستاوردها جهت رسیدن به این اهداف است زیرابه دلیل دید وسیع ماهواره های که زمین را پایش میکنند و کم کردن هزینهها از طریق کاهش مطالعات میدانی ابزاری مؤثر جهت تخمین کمیت و کیفیت محصول است. این مقاله به نقش فنّاوری سنجش ازدور ماهوارهای و چگونگی استفاده مؤثر از آن در کشاورزی دقیق میپردازد.
مقدمه
از انقلاب صنعتی، کشاورزی در کشورهای درحال توسعه به سمت استفاده بیشتر از ماشین ها و کاربرد مواد شیمایی و کودها رفت. درحالی که این روش ها سبب اثرات محیطی منفی مانند فرسایش خاک، کاهش حاصلخیزی، شوری، فشردگی لایههای زیرین خاک، آلودگی آبوخاک گردید
اگرچه این فنّاوریها غذای موردنیاز برای جمعیت در حال رشد را تأمین میکردند اما اثرات زیانباری را بر محیطزیست وارد میکردند - Auernhammer, - 2001؛ بنابراین تغییر الگو به سمت روش های جدید تولید محصولات کشاورزی ایمن و پایدار موردنیاز بود که باعث پیدایش مفهوم کشاورزی دقیق گردید
کشاورزی دقیق تغییر کشاورزی رایج و قدیمی به سمت استفاده از هزاران منابع بالقوه، حاصلخیزی، پایداری منابع آبوخاک، افزایش کیفیت محصولات، حفاظت از محیطزیست، عمر محصول در زمین، ایمنی غذا و توسعه اقتصاد روستایی است
کشاورزی دقیق روشی جدید، یکپارچه و استاندارد به لحاظ بین المللی است که باهدف افزایش بازدهی منابع به کاربرده شده و کاهش تأثیرات مخرب آن بر محیط زیست و همچنین کاهش بلاتکلیفی در تصمیمات مدیریتی مزارع است. کشاورزی دقیق ازآنجایی که متمرکز بر روش متعادلی بین دانش سنتی و اطلاعات و فنّاوری مدیریتی نوین است، یکی از علمی ترین و مدرن ترین روش تولید در قرن 21 است
در حال حاضر اقدامات زیادی در زمینه کاهش استفاده از نهادههای شیمایی در کشاورزی وجود دارد. فنّاوری های مختلفی جهت کاهش تولید محصولات ایمنتر و کاهش مضرات آن ها روی محیط به کاربرده شده است، هدف اصلی کشاورزی نوین دستیابی به یک تولید پایدار و سازگار با محیط زیست می باشد که کشاورزی دقیق بهعنوان یکی از مهمترین روشها جهت رسیدن به این هدف است.
کشاورزی دقیق یک روش یکپارچه است که هدف آن افزایش تولید بهینه و بالا بردن بازدهی در بخش کشاورزی است و در کنار این سعی دارد از اثرات افزایش مواد شیمایی به محیط و محصولات در اثر استفاده نامناسب از آنها کاسته شود درنتیجه تصمیمی که متناسب با منافع اقتصادی و محیطی و اجتماعی که قابل یا غیرقابل اندازه گیری درزمان کنونی است اتخاذ می شود
سرمایهگذاریهای تحقیقاتی و پیشرفت فنّاوریها درزمینه کشاورزی دقیق در طی ده سال گذشته در جهان افزایش یافته است. اهمیت کشاورزی دقیق بهصورت جهانی بهعنوان عامل اصلی در فنّاوری تولید محصولات مشخص شده است، اما تاکنون این رویکرد تنها در مزارع بزرگ بکار برده شده است. کشاورزی دقیق بر پایه سیستمی جدید است و این سیستم مبتنی بر کاربرد فنّاوری های جدیدی مانند سیستم اطلاعات جغرافیایی، سیستم موقعیت یاب جهانی، مدل های کامپیوتری، سنجش ازدور زمینی، هوایی، ماهواره ای و سرعت تغییرات سیستم و پردازش اطلاعات در مدیریت محصول است
فعالیتهای کشاورزی دقیق میتواند به سه دسته تقسیم شود:
-1 جمعآوری اطلاعات درزمینه تغییرات.
-2 پردازش و آنالیز اطلاعات برای دستیابی به نکات مهم تغییرات
-3 بکار بردن تغییراتی در مدیریت دادهها.
کشاورزی دقیق فرآیندی است که با کاربرد هرساله آن در زمین بازدهی بهتر می شود. به طور خلاصه میتوان گفت که این سه مرحله ممکن است برای تولید یک ساختار کارآمد و ثابت نیاز به فاصله زمانی از چند ماه تا چند سال داشته باشد، اما بااین وجود به سایر اقدامات پشتیبانی نیز وابسته هستند. اهمیت کشاورزی دقیق در قرن بیستم طی روند کشاورزی مکانیزه درحالی که فشار اقتصادی زیادی جهت ایجاد مزارع کشاورزی یکپارچه صورت گرفت مشخص شد. کشاورزی دقیق به معنی مدیریت مکانی دقیق، استفاده از فنّاوری اطلاعات و درنتیجه تولید کشاورزی تجاری است
دادههای کشاورزی دقیق شامل:
✓ اطلاعات محصول مانند مراحل رشد، سلامت، نیازهای تغذیهای
✓ خصوصیات فیزیکی و شیمایی خاک، عمق، بافت، شرایط مواد مغذی، شوری، سمی، دمای خاک، پتانسیل تولید
✓ دادههای ریز اقلیم فصلی و روزانه مانند طبقات دما، جهت باد و سرعت، رطوبت
✓ شرایط خشکی سطح و زیرزمین.
✓ امکانات آبیاری، دسترسی به آب، کاشت سایر نهادهها.
سیستم کشاورزی دقیق پیشرفتهای اخیر درزمینه فناوری مختلف را تحت کنترل درآورده است و نقش مهمی درزمینه سیستم تولید محصولات هوشمند دارد. بهویژه فنّاوری سنجش ازدور سبب کسب اطلاعات در مورد سطح زمین و سهولت کاربرد کشاورزی دقیق است. مثلاً حالتهای مختلف گیاهان در طی مرحله رشد شامل دوره رسیدن، استرس محصول مانند استرس مواد مغذی و آب، بیماری، آفت، هجوم علفها، بهوسیله ابزارهای سنجشازدور و بدون تماس با آنها با دوربین و لیزر و اسکنر، اسکنرهای خطی و سطحی، قابل تشخیص است.
اطلاعات از سنجنده های مختلف سنجش ازدوری جمع آوری و ارجاع داده می شوند، استفاده از سامانه موقعیت یاب جهانی میتواند بهصورت یکپارچه با سایر فنّاوریها سبب ایجاد استراتژیهای مدیریت زمین برای کاربرد مواد شیمایی و زراعت شود. این مقاله به بررسی فنّاوری نوین سنجش از دور و چگونگی تأثیرات مؤثر آن بر ابزارهای کشاورزی دقیق تأکید دارد
شکل .1 ناحیه مرئی طیف در بازه 0/4-0/7 میکرومتر.
فنّاوری سنجش از دور
سنجش ازدور علم و هنر کسب اطلاعات از پدیده ها و اجسام زمینی بدون تماس مستقیم با آنها میباشد. دانش سنجش ازدور شامل مشاهدات هوایی، فضایی است و روشی است که به شناسایی و اندازه گیری انرژی الکترومغناطیسی که شامل تابش در محدوده مرئی و غیرمرئی و برخورد آن با سطح اجسام است محدود میشود. فنّاوری سنجش ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی به استفاده وسیع مدیران در برنامهریزی مؤثر راجع به منابع طبیعی در سطح کشور، ایالت و حیهنا رسیده است. کاربرد این فنّاوری در منابع طبیعی به دلیل پیشرفتهای بزرگی که درزمینه ماهوارههای فضایی و هوایی و قدرت تفکیک مکانی، زمانی، طیفی و رادیومتریکی آن ها حاصل شده است به شدت در حال افزایش است
