Γεωργία Ακριβείας – Οφέλη και Προκλήσεις

Τι είναι η γεωργία ακριβείας;

Στη δεκαετία του 1990, κυκλοφόρησαν για πρώτη φορά στην Αυστραλία τα Παγκόσμια Δορυφορικά Συστήματα Πλοήγησης, γεγονός που σηματοδότησε την μετάβαση σε μια νέα εποχή. Έχοντας πλέον την δυνατότητα αξιοποίησης ψηφιακών πληροφοριών συνδυαστικά με γεωργικά εργαλεία, τόσο οι αγρότες όσο και οι γεωπόνοι ήταν πλέον σε θέση να εισάγουν την γεωργία ακριβείας στις εγεωργικές κμεταλλεύσεις της χώρας.

Η γεωργία ακριβείας λαμβάνει δεδομένα που συλλέγονται από δορυφόρους και στη συνέχεια τα μετατρέπει σε χρήσιμες πληροφορίες για την λήψη αποφάσεων. Το ευρωπαϊκό πρόγραμμα Copernicus χρησιμοποιεί ένα σύνολο δορυφόρων που ονομάζονται Sentinels. Αυτοί οι δορυφόροι διαθέτουν όργανα που χρησιμοποιούν φως που είναι στο φάσμα του οορατού για το ανθρώπινο μάτι (κόκκινο, πράσινο, μπλε), όσο και υπέρυθρο φως που δεν μπορεί να αντιληφθεί ο άνθρωπος.

Οι εικόνες του Sentinel μπορούν να επαληθευτούν με χρήση δεδομένων από drones, καθώς και επίγειων αισθητήρων —για βαθμονόμηση και επικύρωση. Αυτά τα δεδομένα επιτρέπουν στους γεωπόνους να παρακολουθούν με ακρίβεια τις ιδιότητες του εδάφους και τις συνθήκες των καλλιεργειών, την εξατμισοδιαπνοή, τις απαιτήσεις σε νερό, καθώς και την περιεκτικότητα του εδάφους σε άζωτο. Οι εικόνες και τα δεδομένα του Sentinel μπορούν να αποτυπώνονται ως χάρτες που μπορούν να βοηθήσουν τους αγρότες στην λήψη αποφάσεων σχετικά με ενέργειες εξοικονόμησης νερού και θρεπτικών συστατικών.

Η πρόοδος στον τομέα της Τεχνητής Νοημοσύνης (Artificial Intelligence-AI) και των μεγάλων δεδομένων (Big Data) αποτέλεσε, επίσης, ένα σημαντικό βήμα. Υπάρχει έρευνα που υποστηρίζει ότι όσο περισσότερο η λήψη αποφάσεων στην γεωργία βασίζεται σε δεδομένα τόσο περισσότερο αυξάνεται και η αξία της τελικής παραγωγής. 

 Ως AgTech ορίζεται κάθε καινοτομία που χρησιμοποιείται σε όλη την αλυσίδα αξίας, με σκοπό την ενίσχυση της αποδοτικότητας, της κερδοφορίας ή/και της βιωσιμότητας.

Στον όρο AgTech μπορεί να περιλαμβάνεται τόσο ειδικός εξοπλισμός όσο και λογισμικό. Την ίδια στιγμή η έννοια αυτή σε θεωρητικό επίπεδο περιλαμβάνει επιχειρηματικά μοντέλα και νέες εφαρμογές ήδη χρησιμοποιούμενης τεχνολογίας. Αν και η έννοια AgTech είναι σχετικά νέα, στην Αυστραλία υπάρχει ήδη αυξανόμενο ενδιαφέρον, ακόμη και σε τομείς που δεν συμμετείχαν παραδοσιακά στην γεωργία.

 Σε τι διαφέρει από τις παραδοσιακές μεθόδους;

Η γεωργία ακριβείας διαφέρει σε αρκετά σημεία από τις συμβατικές μεθόδους καλλιέργειας. Ωστόσο, έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί συνδυαστικά με τις μεθόδους που ήδη χρησιμοποιούν οι αγρότες. Τα δεδομένα από δορυφόρους δίνουν την δυνατότητα σύγκρισης των αποδόσεων τόσο από έτος σε έτος όσο και κατά την διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου.

Μια ανησυχία που εκφράζεται συχνά σε σχέση με την υιοθέτηση της γεωργίας ακριβείας είναι η συχνότητα συλλογής των δεδομένων. Οι δορυφόροι Sentinel-2 διασχίζουν τη Γη κάθε πέντε ημέρες, δημιουργώντας ένα νέο σύνολο δεδομένων με κάθε κύκλο. Σε μια φάρμα μεγάλης κλίμακας, η συλλογή αυτών των πληροφοριών θα απαιτούσε πολύ περισσότερο χρόνο εάν γινόταν μέσω κάποιου οχήματος. Οι δορυφόροι Sentinel-2 συλλέγουν πληροφορίες για τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας, τον δείκτη NDVI, την κατάσταση του εδαφικού νερού και της κάλυψης του εδάφους, ενώ παρέχουν και άλλες σημαντικές μετρήσεις. Αυτές οι πληροφορίες είναι διαθέσιμες στους καλλιεργητές μια μέρα αφότου ο δορυφόρος ανανεώσει τη περιοχή. Αυτή η συχνή ανανέωση επιτρέπει στον αγρότη να υπολογίσει παραμέτρους, όπως η εξατμισοδιαπνοή (ET) και οι απαιτήσεις άρδευσης της καλλιέργειας (CWR, IWR) με βάση την τελευταία δορυφορική εικόνα, αλλά και τις προβλέψεις μετεωρολογικών δεδομένων. Για τον λόγο αυτό, τα δεδομένα ενημερώνονται καθημερινά και είναι διαθέσιμα συνδυαστικά με πρόβλεψη για τις επόμενες 5-10 ημέρες.

Ποια είναι τα οφέλη σε τοπικό και περιφερειακό επίπεδο;

Η γεωργία ακριβείας μπορεί να παρέχει πληροφορίες στους καλλιεργητές με τεράστια λεπτομέρεια, βοηθώντας να απαντώνται ερωτήματα όπως “Πόσο και πότε πρέπει να ποτίσω;”. Καθημερινά οι αγρότες καλούνται να πάρουν σημαντικές αποφάσεις, με σκοπό να εφασφαλίσουν την επιτυχία της καλλιέργειας.

Η άρδευση ακριβείας μπορεί να συμβάλει στην βελτίωση της αποδοτικότητας της χρήσης του νερού, μειώνοντας το αποτύπωμα των αρδευόμενων καλλιεργειών. Για παράδειγμα, η τηλεπισκόπηση στο La Mancha Oriental της Ισπανίας βοηθά στον έλεγχο της χρήσης του νερού σε ~18400 αγροτεμάχια ξυλωδών καλλιεργειών, ενώ ταυτόχρονα παρακολουθούνται 3700 υδρόμετρα, εντός 9968 km2. Οι πληροφορίες που προκύπτουν από την τηλεπισκόπηση καθιστούν δυνατό τον εντοπισμό των οικοπέδων και των φρεατίων που πρέπει να επιθεωρηθούν με αντικειμενικό κριτήριο επιλογής, εξοικονομώντας εργατικά και πόρους.

Ένα άλλο πλεονέκτημα της χρήσης γεωργίας ακριβείας είναι ότι οι σειρές δορυφορικών εικόνων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη γρήγορη παραγωγή χαρτών που δείχνουν την ιστορία μιας καλλιεργούμενης έκτασης. Αυτοί οι χάρτες ονομάζονται Χάρτες Ζωνών Διαχείρισης και είναι σημαντικοί για την κατανόηση του πιθανού μοτίβου που ακολουθείται από εποχή σε εποχή. Μέσω αυτών των χαρτών μπορούμε να καταλάβουμε εάν η εκάστοτε διαχείριση επηρέασε τις διαφορές εντός της ίδιας χρονιάς ή εάν κάποια μοτίβα επαναλαμβάνονται, το οποίο θα μπορούσε να είναι αποτέλεσμα περιορισμών του εδάφους. Αυτοί οι χάρτες είναι σημαντικοί για την εκτέλεση διάφορων εργασιών, όπως η λήψη δειγμάτων από διακριτές ζώνες του αγροτεμαχίου ή η λίπανση/συγκομιδή (παραγωγή και ποιότητα)/σπορά με μεταβαλλόμενο ρυθμό.

Ένα άλλο παράδειγμα χαρτών ζωνών διαχείρισης που προέρχονται από εικόνες Sentinel-2 είναι αυτό που αναφέρεται σε μια αγροτική περιοχή της Ισπανίας από την Agrisat Iberia. Οι χάρτες χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των αναγκών της καλλιέργειας σε θρεπτικά συστατικά (π.χ. άζωτο). Βάσει αυτών, μπορούν να προσδιοριστούν οι μεταβαλλόμενες δόσεις λίπανσης. Αυτοί οι χάρτες βοηθούν τους αγρότες να αξιολογήσουν τις ανάγκες του εδάφους σε θρεπτικά συστατικά, την κατάσταση του εδάφους και του νερού της κόμης, να προβλέψουν τον χρόνο συγκομιδής και να παρακολουθήσουν τις εποχιακές αλλαγές στη βλάστηση. Μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτά τα δεδομένα για να λάβουν τεκμηριωμένες αποφάσεις για την εφαρμογή και την παρακολούθηση στρατηγικών και παρεμβάσεων για τη βιώσιμη διαχείριση των υδάτων. Σε περιφερειακό, κρατικό ή εθνικό επίπεδο, οι Χάρτες Ζωνών Διαχείρισης επιτρέπουν ανεξάρτητες και αντικειμενικές εκτιμήσεις της έκτασης της καλλιέργειας, για παράδειγμα, υποστηρίζοντας τις προσπάθειες για την διασφάλιση της επισιτιστικής ασφάλειας σε αναπτυσσόμενες περιοχές.

Τα δεδομένα Sentinel βρίσκουν κι αλλού χρήση πέρα από την άρδευση και την εφαρμογή θρεπτικών ουσιών. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην περιβαλλοντική παρακολούθηση, όπως συμβαίνει, για παράδειγμα, στις αλλαγές της παραγωγικότητας των βοσκοτόπων. Επίσης, τα δεδομένα αυτά μπορούν να αξιοποιηθούν σε θέματα σχετικά με την μείωση της παραγωγικότητας της γης και την υποβάθμιση του εδάφους λόγω εντατικής καλλιέργειας, υπερβόσκησης ή μη κατάλληλης άρδευσης.

Ποιές είναι οι προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν;

Ενώ η γεωργία ακριβείας έχει πολλά οφέλη για τους αγρότες, στην πραγματικότητα υπάρχουν αρκετά εμπόδια στην υιοθέτηση αυτής της τεχνολογίας, όπως ο τεχνολογικός αναλφαβητισμός, η περιορισμένη πρόσβαση στο διαδίκτυο και η ασυμφωνία ποιότητας/τιμής. Οι καλλιεργητές αναφέρουν ότι αισθάνονται συγκλονισμένοι, λόγω της πληθώρας δεδομένων και ανταγωνιστικών προϊόντων.

 Ποιός ο ρόλος του έργου COALA;

Το έργο COALA σκοπό έχει να βελτιώσει τον τρόπο με τον οποίο οι δορυφόροι Copernicus μπορούν να υποστηρίξουν τους αυστραλούς αγρότες στην χρήση προϊόντων και υπηρεσιών που βασίζονται στο Copernicus και έχουν ήδη επικυρωθεί σε ευρωπαϊκό επίπεδο. Οι τεχνολογίες και οι υπηρεσίες του COALA έχουν σχεδιαστεί για να βοηθήσουν τους παραγωγούς να χρησιμοποιούν μικρότερες ποσότητες νερού και θρεπτικών συστατικών (δηλαδή αζώτου) στις αρδευόμενες και ξηρικές εκμεταλλεύσεις στην Αυστραλία. Αποδεικνύεται συνεχώς ότι τα δεδομένα παρατήρησης της Γης είναι αξιόπιστα, ενισχύοντας την βιωσιμότητα του γεωργικού κλάδου στην Αυστραλία.

 Οι συνεργάτες του COALA εργάζονται για την δημιουργία προϊόντων και υπηρεσιών που θα συμβάλουν στην οικοδόμηση εμπιστοσύνης στα δεδομένα των δορυφόρων. Οι συνεργάτες μας στο Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης πραγματοποιούν διάφορες εκστρατείες για την επικύρωση των δεδομένων μας. Η αερομεταφερόμενη εκστρατεία τους είναι εξοπλισμένη με πολυφασματικές και θερμικές κάμερες. Με τη σειρά τους, αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιούνται για την βελτίωση των βασικών αλγορίθμων COALA. Η διαδικασία βαθμονόμησης και επικύρωσης μάς επιτρέπει να παρέχουμε ολοκληρωμένες πληροφορίες σχετικά με την ανάπτυξη των καλλιεργειών, την κατάσταση των θρεπτικών ουσιών, την κατάσταση των υδάτων και την κατανάλωση νερού.