Τεχνολογία: Το Μέλλον της Γεωργίας

Κατά τη διάρκεια των αιώνων, καθώς οι αγρότες υιοθέτησαν περισσότερη τεχνολογία για την επιδίωξη μεγαλύτερων αποδόσεων, η πεποίθηση ότι όσο μεγαλύτερη είναι μια εκμετάλλευση τόσο το καλύτερο, έχει κυριαρχήσει στη γεωργία, καθιστώντας τις επιχειρήσεις μικρής κλίμακας μη βιώσιμες.

Αλλά οι εξελίξεις στη ρομποτική και στις τεχνολογίες ανίχνευσης απειλούν να διαταράξουν το σημερινό μοντέλο αγροβιομηχανίας.

Υπάρχει άραγε η δυνατότητα για τα ευφυή ρομπότ να αλλάξουν το οικονομικό μοντέλο της γεωργίας έτσι ώστε να διεκδικήσουν κάτι από τη μερίδα του λέοντος και οι μικροί παραγωγοί;

Η ρομποτική και οι τεχνολογίες ανίχνευσης του 21ου αιώνα έχουν τη δυνατότητα να λύσουν προβλήματα όχι μόνο σύγχρονα αλλά και αυτά που εξ’αρχής προέκυψαν μαζί με την εμφάνιση της γεωργίας.

Η μετάβαση σε ένα ρομποτικό γεωργικό σύστημα μπορεί να κάνει την παραγωγή φυτικών προϊόντων πιο αποτελεσματική και πιο βιώσιμη.

Σε θερμοκήπια που ασχολούνται με την παραγωγή φρούτων και λαχανικών, οι μηχανικοί διερευνούν την αυτοματοποίηση ως έναν τρόπο μείωσης του κόστους και ενίσχυσης της ποιότητας. Οι συσκευές για την παρακολούθηση της ανάπτυξης των φυτών, καθώς και οι ρομποτικοί συλλέκτες, εξετάζονται επί του παρόντος.

Για τους κτηνοτρόφους, οι τεχνολογίες ανίχνευσης μπορούν να συμβάλουν στη διαχείριση της υγείας και της καλής διαβίωσης των ζώων τους. Και οι εργασίες για τη βελτίωση της παρακολούθησης και της διατήρησης της ποιότητας του εδάφους και για την εξάλειψη των επιβλαβών οργανισμών και των ασθενειών χωρίς την προσφυγή σε αδιάκριτη χρήση των γεωργικών σκευασμάτων.

Παρόλο που ορισμένες από αυτές τις τεχνολογίες είναι ήδη διαθέσιμες, οι περισσότερες βρίσκονται στο στάδιο της έρευνας σε εργαστήρια και εταιρείες. Σκοπός αυτών των ερευνών είναι να αλλάξει ο τρόπος με το οποίο παράγονται τα τρόφιμα μια για πάντα. Η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξυπηρετώντας πολλά οφέλη και με κύριο αποτέλεσμα το διπλασιασμό της παραγωγής τροφίμων.

Ώριμα προϊόντα, έτοιμα για συγκομιδή

Ο προγραμματισμός της συγκομιδής κατά τη βέλτιστη ανάπτυξη των καρπών είναι τοσημείο κλειδί για οικονομικό και ποιοτικό όφελος.

Οι Κάτω Χώρες φημίζονται για την αποτελεσματικότητα των θερμοκηπίων όπου καλλιεργούν φρούτα και λαχανικά, αλλά οι επιχειρήσεις αυτές βασίζονται στους ανθρώπους για τη συγκομιδή των προϊόντων. Η πρόκληση είναι να αναγνωριστεί και να ορισθεί γρήγορα και με ακρίβεια η κατάλληλη στιγμή συγκομιδής του προϊόντος. Τεχνολογικά επιδιωκόμενο αυτό έγκειται στο γρήγορο και ακριβές λογισμικό. Το μηχάνημα θα πρέπει να μάθει εις βάθος, ώστε να μπορεί να ερμηνεύει γρήγορα όλα τα δεδομένα από μια έγχρωμη κάμερα εισαγωγής δεδομένων.

Στο Ηνωμένο Βασίλειο, έχει αναπτυχθεί από τεχνολογική εταιρεία, μηχάνημα συγκομιδής φράουλας το οποίο μπορεί να συγκομίσει ταχύτερα από το ανθρώπινο χέρι. Βασίζεται στη στερεοσκοπική όραση με κάμερες RGB για να καταγράψει το βάθος, αλλά είναι οι ισχυροί αλγόριθμοί που του επιτρέπουν να επιλέγει μια φράουλα κάθε δύο δευτερόλεπτα. Οι άνθρωποι μπορούν να επιλέξουν από 15 έως 20 φράουλες/λεπτό. Παρ’όλα αυτά, το δύσκολο κομμάτι σε αυτές τις περιπτώσεις είναι η εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας. Επίσης άλλο ένα μεγάλο εμπόδιο στην εμπορευματοποίηση, ωστόσο, είναι ότι οι παραγωγοί τροφίμων απαιτούν ρομπότ να μπορούν να συγκομίσουν επιτυχώς όλα τα είδη λαχανικών και όχι μόνο μερικά. Η ποικιλία των μορφών, των μεγεθών και των χρωμάτων των τοματών, για παράδειγμα, αποτελεί μια δύσκολη πρόκληση.

Ένα άλλο σημείο-κλειδί για τα επιθυμητά αποτελέσματα από τη χρήση της αυτοματοποίησης στη γεωργική παραγωγή είναι ο συγχρονισμός. Η πολύ πρώιμη συγκομιδή είναι σπατάλη, η πολύ όψιμη μειώνει κατά πολύ το χρόνο αποθήκευσης. Ο μηχανικός ακριβείας Manuela Zude-Sasse στο Ινστιτούτο Γεωργικής Μηχανικής και Βιοϊονομίας του Leibniz στο Πότσνταμ της Γερμανίας συνδέει τους αισθητήρες με τα μήλα για να ανιχνεύσουν το μέγεθός τους και τα επίπεδα των χρωστικών χλωροφύλλης και ανθοκυανίνης. Τα δεδομένα τροφοδοτούνται σε έναν αλγόριθμο για τον υπολογισμό του αναπτυξιακού σταδίου του καρπού και όταν ο χρόνος είναι κατάλληλος για τη συγκομιδή, οι καλλιεργητές ειδοποιούνται από το smartphone και προχωράνε στη διαδικασία της συγκομιδής.

Εξαλείφοντας τους εχθρούς

Ο Οργανισμός Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών εκτιμά ότι το 20-40% των παγκόσμιων καλλιεργειών χάνεται κάθε χρόνο από τα παράσιτα και τις ασθένειες, παρά την εφαρμογή περίπου δύο εκατομμυρίων τόνων φυτοφαρμάκων.

Οι έξυπνες συσκευές, όπως τα ρομπότ και τα αεροσκάφη, θα μπορούσαν να επιτρέψουν στους αγρότες να μειώσουν τη χρήση των φυτοφαρμάκων επισημαίνοντας τους εχθρούς των καλλιεργειών νωρίτερα για να επιτρέψουν την ακριβή χημική εφαρμογή ή την αφαίρεση των παρασίτων, για παράδειγμα.

Η σύγχρονη αγορά απαιτεί τρόφιμα με λιγότερα ζιζανιοκτόνα και φυτοφάρμακα και με καλύτερη ποιότητα.

Τι μπορεί να γίνει γι’αυτό;

Αεροσκάφη τοποθετημένα με πολυφασματικές κάμερες, θα απογειώνονται κάθε πρωί πριν από τον αγρότη και θα εντοπίζουν όπου μέσα στο χωράφι υπάρχει ένα παράσιτο ή κάποιο άλλο πρόβλημα. Εκτός από το ορατό φως, αυτές οι κάμερες θα είναι σε θέση να συλλέγουν δεδομένα από τα αόρατα μέρη του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που θα μπορούσαν να επιτρέψουν στους αγρότες να εντοπίσουν μια μυκητολογική προσβολή, για παράδειγμα, πριν την εγκατάστασή της.

Η σύγχρονη τεχνολογία που μπορεί να εξουδετερώνει αυτόνομα τα παράσιτα και να κάνει τη χρήση των φυτοφαρμάκων περισσότερο στοχευμένη θα μειώσει τις παράπλευρες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, την ανθεκτικότητα στα σκευάσματα και το οικονομικό κόστος.

Αντί λοιπόν να ψεκάζεται εξ’ολοκλήρου ένα χωράφι, το σκεύασμα θα μπορούσε να εφαρμοσθεί στο σωστό σημείο και στην ποσότητα που απαιτείται. Οι πιθανές μειώσεις στη χρήση φυτοφαρμάκων είναι εντυπωσιακές. Σύμφωνα με τους ερευνητές του Αυστραλιανού Κέντρου Ρομποτικής του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ, ο στοχευμένος ψεκασμός των λαχανικών χρησιμοποίησε 0,1% του όγκου του ζιζανιοκτόνου σε σχέση με αυτόν που χρησιμοποιήθηκε σε συμβατικούς ψεκασμούς. Το ρομπότ βλάπτει τα ζιζάνια με μια κατευθυνόμενη μικρό-δόση σκευάσματος. Οι επιστήμονες στο Harper Adams προχωρούν ακόμη περισσότερο, δοκιμάζοντας ένα ρομπότ που εξαλείφει τα ζιζάνια όχι πλέον με ζιζανιοκτόνα σκευάσματα αλλά με λέιζερ. Πώς επιτυγχάνεται αυτό; Οι κάμερες αναγνωρίζουν το αναπτυσσόμενο σημείο του ζιζανίου και το λέιζερ το οποίο δεν είναι παρά μια συμπυκνωμένη πηγή θερμότητας, το θερμαίνει στους 95 °C, έτσι ώστε το ζιζάνιο είτε πεθαίνει είτε αδρανοποιείται.

Ιχνηλάτες ζώων

Τα έξυπνα περιλαίμια - φορητές συσκευές που έχουν σχεδιαστεί για την παρακολούθηση των ζώων. Αυτό το περιλαίμιο  παρακολουθεί τη γονιμότητα των ζώων παρακολουθώντας τη δραστηριότητα τους – οι αγελάδες για παράδειγμα κινούνται έντονα στο χώρο όταν είναι έτοιμες να ζευγαρώσουν - και το χρησιμοποιούν για να προειδοποιήσουν τους αγρότες όταν μια αγελάδα είναι έτοιμη να ζευγαρώσει, στέλνοντας ένα μήνυμα στο φορητό υπολογιστή ή το smartphone. Κάποια άλλα περιλαίμια ανιχνεύουν επίσης πρώιμα σημάδια ασθένειας παρακολουθώντας τον μέσο χρόνο που κάθε αγελάδα περνάει στη βρώση και το μηρυκασμό και προειδοποιεί τον αγρότη μέσω ενός smartphone αν κάτι από τα δύο δεν είναι φυσιολογικό.

Διάσωση του εδάφους

Ο πλουσιότερος πόρος για τους αγρότες είναι το έδαφος. Αλλά οι μεγάλες θεριστικές μηχανές βλάπτουν και το συμπαγές έδαφος και η υπερβολική χρήση αγροχημικών, όπως τα αζωτούχα λιπάσματα, αποτελούν κακούς παράγοντες τόσο για το περιβάλλον όσο και για τον αγρότη. Η ρομποτική και οι αυτόνομες μηχανές μάλλον θα μπορούσαν να βοηθήσουν.

Τα δεδομένα από τα αεροσκάφη χρησιμοποιούνται για την ευφυέστερη εφαρμογή της αζωτούχου λίπανσης. Η υγιής βλάστηση αντικατοπτρίζεται περισσότερο κοντά στο υπέρυθρο φως σε σχέση με τη μη υγιή βλάστηση. Η αναλογία των κόκκινων περιοχών σε σχεδόν υπέρυθρες ζώνες σε μια πολυφασματική εικόνα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης και, ως εκ τούτου, για τη χαρτογράφηση της βιομάζας και για το πού χρειάζονται παρεμβάσεις όπως για παράδειγμα η ανάγκη για λίπανση. Όταν η γαλλική εταιρεία γεωργικής τεχνολογίας Airinov, η οποία προσφέρει αυτό το είδος έρευνας για τα αεροσκάφη, συνεργάστηκε με έναν γαλλικό γεωργικό συνεταιρισμό, διαπίστωσαν ότι σε διάστημα 3 ετών, σε 627 αγρούς ελαιοκράμβης (Brassica napus), οι αγρότες χρησιμοποίησαν κατά μέσο όρο 34 κιλά λιγότερα αζωτούχα λιπασμάτα ανά εκτάριο απ 'ό, τι θα είχαν χωρίς τα δεδομένα της έρευνας. Αυτό εξοικονομούσε κατά μέσο όρο € 107 ανά εκτάριο ετησίως.

Ένα ρομπότ μεγέθους αυτοκινήτου που αναπτύχθηκε αρχικά από μια ομάδα επιστημόνων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων του Πανεπιστημίου Εφαρμοσμένων Επιστημών Osnabrück στη Γερμανία, μπορεί να μετρήσει άλλους δείκτες ποιότητας εδάφους χρησιμοποιώντας διάφορους αισθητήρες και μονάδες, συμπεριλαμβανομένου ενός αισθητήρα υγρασίας και ενός διεισδυτικού μετρητή ο οποίος χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της συνεκτικότητας του εδάφους. Αυτή η κατασκευή μπορεί να πάρει ένα δείγμα εδάφους, να το ρευστοποιήσει και να το αναλύσει για να χαρτογραφήσει με ακρίβεια σε πραγματικό χρόνο χαρακτηριστικά όπως το pH και τα επίπεδα φωσφόρουκαι την ηλεκτρική αγωγιμότητα του εδάφους.

Η χαρτογράφηση του εδάφους ανοίγει την πόρτα για τη δυνατότητα σποράς και φύτευσης διαφορετικών ποικιλιών καλλιεργειών στο ίδιο χωράφι αναλόγως των εδαφικών ιδιοτήτων σε κάθε διαφορετικό σημείο του χωραφιού, όπως για παράδειγμα η διαθεσιμότητα νερού.

Πόσο μαγικό θα ήταν να μπορούσαμε να καλλιεργούμε με επιτυχία στο ίδιο χωράφι, τόσο σιτάρι όσο και κριθάρι!

Η καλλιέργεια πολλαπλών καλλιεργειών μαζί θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει σε πιο έξυπνη χρήση των γεωργικών προϊόντων.

Είναι γεγονός πως η φύση είναι ενάντια στην μονοκαλλιέργεια, η οποία είναι ένας λόγος που πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τεράστιες ποσότητες ζιζανιοκτόνων και φυτοφαρμάκων. Η καλλιέργεια πολλαπλών καλλιεργειών μαζί αφορά στην ουσία την καλύτερη δυνατή χρήση των πόρων.

Μέχρι προσφάτως, οι μεγάλες μικτές καλλιεργήσιμες εκτάσεις θεωρούνται ο αποτελεσματικότερος τρόπος εκμετάλλευσης και όσο μεγαλύτερο είναι το μηχάνημα τόσο πιο αποτελεσματική η διαδικασία. Ορισμένες από τις βαρύτερες μηχανές συγκομιδής ζυγίζουν 60 τόνους, κοστίζουν περισσότερο από ένα σπορ αυτοκίνητο κορυφαίας ποιότητας και στο πέρασμά τους καταστρέφουν τη δομή του εδάφους για τα επόμενα χρόνια.

Υπάρχει όμως τελικά λόγος σοβαρός για τον αγρότη να οδηγεί αυτά τα θηρία; Μήπως τελικά όχι;

Μόλις αφαιρέσουμε τον ανθρώπινο παράγοντα, πραγματικά το μέγεθος είναι άσχετο. Τα μικρά, έξυπνα και αυτόνομα ρομπότ κάνουν εφικτή τη μικτή φύτευση και δεν καταστρέφουν το έδαφος.

Πολλά είναι τα παραπάνω δεδομένα καθώς και η συζήτηση γύρω από αυτά εκτενής. Μια νέα εποχή είναι ήδη στο προσκήνιο για τη γεωργία.

Θα πρέπει να συνεχίζουν να δημιουργούνται νέες τεχνολογίες και να είναι εφικτή η εμπορευματοποίησή τους τόσο σε οικονομικό αλλά και πρακτικό επίπεδο.

Πρωταρχικός σκοπός πάντα το οικονομικό όφελος σε όλα τα επίπεδα με τις ελάχιστες επιπτώσεις στο περιβάλλον και στη ανθρώπινη υγεία.

Ας διευρύνουμε τους ορίζοντες και ίσως τελικά βρεθεί η χρυσή τομή.

πηγη:farmacon