Γεωργία Ακριβείας και Ασφάλεια Τροφίμων

Από RemoteSensing Wiki

Εισαγωγή

Το Συγκεκριμένο Άρθρο αναφέρεται στην Γεωργία Ακριβείας. Η γεωργία ακριβείας περιλαμβάνει ένα σύνολο τεχνολογιών που συνδυάζουν αισθητήρες, πληροφοριακά συστήματα, βελτιωμένο εξοπλισμό και διαχείριση της πληροφορίας, με στόχο την βελτιστοποίηση της παραγωγικής διαδικασίας υπολογίζοντας την αβεβαιότητα και την μεταβλητότητα των γεωργικών συστημάτων. Η προσαρμογή των συντελεστών παραγωγής στις απαιτήσεις που έχει συγκεκριμένα ένα χωράφι, ή ξεχωριστά το κάθε ζώο, επιτρέπει τελικά την καλύτερη χρήση των διαθέσιμων πόρων, για τη διατήρηση της ποιότητας του περιβάλλοντος, ενώ παράλληλα βελτιώνεται η βιωσιμότητα της εφοδιαστικής αλυσίδας των τροφίμων. Η γεωργία ακριβείας είναι το μέσο για την παρακολούθηση της αλυσίδας παραγωγής τροφίμων και τη διαχειρίζεται τόσο την ποσότητα και την ποιότητα των γεωργικών προϊόντων.

Η Βελτίωση των διαδικασιών γεωργικής παραγωγής είναι απαραίτητη, για διασφαλιστεί η ύπαρξη της απαραίτητης ποσότητας τροφίμων για τις μελλοντικές απαιτήσεις του πληθυσμού του πλανήτη. Επιπλέον χρειάζεται η διάθεση των τροφίμων στην ζητούμενη ποιότητα, καθώς επίσης η παραγωγή να είναι φιλική προς το περιβάλλον. Τέλος, η αειφορία των πόρων που χρησιμοποιούνται και η Ιχνηλασιμότητα των τροφίμων που παράγονται, προσφέρουν προστιθέμενη αξία στις αλλαγές της αγοράς, εξασφαλίζουν την ασφάλεια και θρεπτική κατάσταση των τροφίμων και τέλος επηρεάζουν τις εθνικές και διεθνείς πολιτικές για την ασφάλεια των τροφίμων. Η γεωργία ακριβείας ή η Διοίκηση των γεωργικών συστημάτων βασιζόμενη σε πληροφορίες, ξεκίνησε τα μέσα του 1980. Οι πρώτες εφαρμογές αφορούσαν την χρήση λιπασμάτων ανάλογα με τις κάθε φορά απαιτήσεις, και έγινε χρήση των GNSSs (Global Navigation Satellite Systems) και GIS (Geographic information Systems). Από τότε η τεχνολογία έχει προχωρήσει σε αυτόματα συστήματα, όπως τα αυτόνομα γεωργικά οχήματα. Η γεωργία ακριβείας έχει εφαρμοστεί σε πλήθος καλλιεργειών και σε πολλές χώρες της υφηλίου και οι στόχοι της εφαρμογής της είναι:

• Η βελτιστοποίηση της χρήσης των πόρων που χρησιμοποιούνται, αυτό συμβάλλει τελικά στην αύξηση των κερδών των επιχειρήσεων, αλλά και εξασφαλίζεται η βιωσιμότητα των γεωργικών επιχειρήσεων.
• Μείωση στα προβλήματα που προκαλούνται στο περιβάλλον
• Βελτίωση της ποιότητας του περιβάλλοντος εργασίας και των κοινωνιών.

Ποικιλομορφία σε εδάφη και καλλιέργειες.

Σημαντικά χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος παραγωγής, όπως το νερό και η θρεπτική κατάσταση, πολλές φορές διαφοροποιούνται σε ένα αγροτεμάχιο. Η διαφοροποίηση μπορεί να είναι χωρική, η οποία οφείλεται π.χ. σε ασθένειες, ζιζάνια, έντομα, διαφοροποίηση στην προηγούμενη διαχείριση του αγροτεμαχίου (σχήμα 1).

εικόνα 1: Η μεταβλητότητα μέσα σε ένα αγροτεμάχιο σε ένα πετρώδες έδαφος (Wilmersdorf, Germany, 13°49’E, 53°09’N). Ο τύπος για την μελέτη του εδάφους έχει ως εξής: P, εδάφη τύρφης; lS, ελαφρά αργιλώδη αμμώδη, Sl, αργιλώδη αμμώδη; SL, αμμώδη αργιλώδη.

Η διαφοροποίηση μπορεί να είναι και χρονική, όπως προκύπτει από τις διαφορετικές κλιματικές συνθήκες ή τις διαφορετικές καλλιεργητικές τεχνικές που εφαρμόζονται. Επίσης αναλύονται οι συνθήκες που επηρεάζουν την παραγωγικότητα ενός εδάφους. Συγκεκριμένα αναφέρεται η υγρασία, συγκέντρωση σε ύλη, οργανική ουσία, διαθεσιμότητα θρεπτικών στοιχείων, pH, και πυκνότητα. Παραδοσιακά αυτές οι παράμετροι μετρούνται με αναλύσεις, αλλά στη συνέχεια παρατηρούνται οπτικά και με αναλύσεις των φυτικών ιστών. Τελικά ο συνδυασμός όλων αυτών των δεδομένων και αεροφωτογραφιών ή δορυφορικών εικόνων, θα μπορέσουν να δώσουν τα κατάλληλα δεδομένα για την λήψη αποφάσεων πάνω στις βέλτιστες καλλιεργητικές πρακτικές.

Ανίχνευση Καλλιεργειών και Εδαφών

Η άμεση ανάλυση του εδάφους προσφέρει μια πιο αναλυτική εικόνα από ότι η τηλεπισκόπηση. Παρότι η εικόνα των φυτών παρέχει την καλύτερη ένδειξη για τις συνθήκες ανάπτυξης, όπως και οι χάρτες παραγωγής είναι ένα χρήσιμο στοιχεία. Για την άμεση ανάλυση, εμπορικά χρησιμοποιούνται τριών τύπων αισθητήρες για την ανάλυση διαφόρων παραμέτρων:

• Ηλεκτρικοί και ηλεκτρομαγνητικοί
• Οπτικοί
• Ηλεκτροχημικοί

Στις εντατικές καλλιέργειες η χορήγηση νερού, θρεπτικών στοιχείων και προϊόντων φυτοπροστασίας είναι πολύ σημαντικά και ελέγχεται ο χρόνος και ποσότητα εφαρμογής κάθε φορά. Η χρήση του εγγύς υπερύθρου μπορεί να μετρήσει την βιομάζα των φυτών, την Χλωροφύλλη και την συγκέντρωση Αζώτου. Επίσης τα ζιζάνια μπορούν να ανιχνευτούν με laser, θερμική εικόνα και άλλες τεχνικές, ενώ μία πρόσφατη εφαρμογή της φασματοσκοπίας απεικόνισης μπορεί να προσδιορίσει την ύπαρξη μυκήτων στο σιτάρι, κάτι που τελικά θα μειώσει τις αφλατοξίνες στην τελική κατανάλωση.

Λήψη Αποφάσεων

Στο σχήμα 2 περιγράφεται μία τυπική παραγωγική ακολουθία στην γεωργία ακριβείας. Στην συγκεκριμένη προσέγγιση, πληροφορίες από την ιστορία, τους εδαφολογικούς χάρτες, την τοπογραφία των αγροτεμαχίων και άλλα δεδομένα χρησιμοποιούνται για να γίνει πρόβλεψη της απόδοσης της καλλιέργειας και των αναγκών σε εισροές. Για την εφαρμογή αγροχημικών, απαιτείται ανίχνευση σε πραγματικό χρόνο και εφαρμογή σε άμεση σύνδεση (online). Συνήθως χρησιμοποιούνται για την εφαρμογή αζωτούχων λιπασμάτων, για προϊόντα φυτοπροστασίας και διαχείριση του νερού.

Ακριβής Εφαρμογή, Προσανατολισμός και Αυτοματισμός

Εργαλεία για συγκεκριμένες εφαρμογές είναι διαθέσιμα π.χ. όργωμα, θερισμός, μηχανική ζιζανιοκτονία, όπως και εφαρμογή λιπασμάτων και άλλων αγροχημικών (σχήμα2). Πρόσφατα, αναπτύχθηκαν συστήματα αυτόνομων γεωργικών μηχανημάτων, τα οποία κινούνται χωρίς να απαιτείται εντολή από κάποιον χειριστή. Το όχημα, λαμβάνει την κατάλληλο πληροφόρηση που του παρέχεται από Υπολογιστές και Ιστορικά Δεδομένα και η καθοδήγησή του γίνεται με τη βοήθεια δορυφορικού σύματος.

εικόνα 2: Το διάγραμμα ροή της γεωργίας ακριβείας στην φυτική παραγωγή

Κτηνοτροφία Ακριβείας

Στην κτηνοτροφία ήδη εφαρμόζονται μέσω της νομοθεσίας συστήματα ηλεκτρονικής ταυτοποίησης αγελάδων, χοιρινών, κατσικών και προβάτων για να αποφευχθεί η μετάδοση νόσων, να βελτιώσουν την ασφάλεια τροφίμων και να ελέγξουν την διάθεση των επιδοτήσεων. Με αυτό το σύστημα κάθε ζώο έχει έναν μοναδικό κωδικό, ο οποίος δίνεται από έναν βόλο στο στομάχι, ή σκουλαρίκι στο αυτί του ζώου. Επίσης με την χρήση RFID, επιτυγχάνεται ο έλεγχος των ζώων, από υπολογιστές, με σκοπό να υπάρχουν ατομικά σιτηρέσια για κάθε ζώο και ρομπότ για το άρμεγμα. Επιπλέον, αναλύσεις στο γάλα, πραγματοποιούνται απευθείας online.

Τυποποίηση και Ιχνηλασιμότητα Τροφίμων

Το σύνολο σχεδόν της αγροτικής βιομηχανίας έχει συμφωνήσει να ακολουθήσει το σύστημα των ISOBUS (International Standard Organization binary system), ως διεθνές πρωτόκολλο για την ηλεκτρονική επικοινωνία μεταξύ υπολογιστών, τρακτέρ και εργαλείων. Ομοίως ένα παρόμοιο σύστημα ανταλλαγής πληροφοριών χρειάζεται για την Ιχνηλασιμότητα των προϊόντων από την μονάδα παραγωγής στον λιανέμπορο. Αυτό θα είναι σημαντικό γιατί θα μπορέσουν να καλυφθούν οι απαιτήσεις της νομοθεσίας και να υπάρχει ιχνηλασιμότητα για τα προϊόντα, αντίστροφα σε κάθε τετραγωνικό γης, από όπου παρήχθηκαν. Κατά τη διαχείριση των αγροτικών μονάδων δεν θα επιτευχθεί μόνο ή αποφυγή εφαρμογών που δεν απαιτούνται, αλλά θα βρεθούν τρόποι για να μεγιστοποιηθούν οι εκροές της επιχείρησης. Τέλος, οι μετασυλλεκτικοί χειρισμοί από την βιομηχανία και τους λιανέμπορους τροφίμων, θα μπορέσουν να χρησιμοποιήσουν διάφορους τρόπους προώθησης, έτσι ώστε να επιβεβαιωθεί η καταλληλότητα των ποιοτικών και εφοδιαστικών προτύπων.

πηγή: Precision Agriculture and Food Security

Συγγραφείς: Robin Gebbers, Viacheslav I. Adamchuk

Δημοσίευση: Science 12 Feb 2010: Vol. 327, Issue 5967, pp. 828-831

ιστοσελίδα: http://science.sciencemag.org/content/327/5967/828.full