La agricultura de precisión es un sistema de gestión basado en información y tecnología para una óptima rentabilidad, sostenibilidad y protección del medio ambiente.
Hay tres elementos principales que se consideran la columna vertebral de los datos y la información, la tecnología y la gestión de decisiones de la agricultura de precisión.
Existen varias herramientas tecnológicas que se utilizan en la agricultura de precisión, como la tecnología de orientación, el sistema de posicionamiento global, los sistemas de información geográfica, el sistema de navegación por satélite global, hardware, software, muestreo de cuadrícula y sensores remotos.
Existen diferentes amenazas que atacan al sistema de agricultura de precisión debido a su conexión permanente a internet y las amenazas potenciales incluyen Robo de información, robo de recursos, pérdida de reputación y Destrucción de máquinas, por lo tanto, la agricultura de precisión requería de personas innovadoras bien calificadas y con capacidad para proporcionar soluciones prácticas a través de la información disponible.
Introducción
El concepto de Agricultura de Precisión (AP) comenzó a utilizarse a principios de los años 90 en el siglo pasado y el concepto principal fue el manejo de la variabilidad espacial en la producción de cultivos, posteriormente, incluye estudiar el papel de otros componentes de variabilidad y diferentes sectores de la agricultura. producción relacionada con el concepto de manera debida. Según la Sociedad Internacional de Agricultura de Precisión, “la agricultura de precisión es una estrategia de gestión que recopila, procesa y analiza datos temporales, espaciales e individuales y los combina con otra información para respaldar las decisiones de gestión de acuerdo con la variabilidad estimada para mejorar la eficiencia del uso de recursos, la productividad y la calidad , rentabilidad y sostenibilidad de la producción agrícola ” [ 1].
El término agricultura de precisión o agricultura ha surgido en la era reciente, lo que significa el desarrollo de redes inalámbricas y la miniaturización de los sensores para monitorear, evaluar y controlar las prácticas agrícolas.
La agricultura de precisión está más relacionada con la gestión de sitios específicos con una amplia gama de aspectos diferentes antes del cultivo hasta la cosecha, e incluye todos los cultivares de plantas como cultivos de campo y cultivos hortícolas [2]
La agricultura de precisión es un sistema de gestión basado en información y tecnología para una óptima rentabilidad, sostenibilidad y protección del medio ambiente. La agricultura de precisión o agricultura de precisión incluyen tecnologías de gestión mejoradas como detección y mapeo del suelo, monitoreo y mapeo de rendimiento, posicionamiento basado en satélites, detección remota, exploración de campos y cultivos, sistemas de información geográfica (GIS), aplicación de tasa variable (VRA) y automática. dirección [3]. Este trabajo tiene como objetivo enfocar la adopción de tecnologías de AP y su papel en la mejora de la producción agrícola.
Materiales y métodos
Se llevó a cabo una revisión sistemática de la literatura, buscando en las plataformas Web of Science, Google Scholar, AGRIS, Research Gate, Academia y Egyptian Knowledge Bank para una combinación de las siguientes palabras clave: «Agricultura de precisión», «Sensores remotos», «Tecnología de orientación», y «tecnología de tasa variable». Para esta revisión se seleccionaron los artículos más recientes que tratan de la agricultura de precisión.
Agricultura de precisión: el objetivo principal de la agricultura de precisión es ayudar a los agricultores al proporcionar información y servicios personalizados que aumentan la productividad, la rentabilidad y protegen el medio ambiente [4]. La agricultura de precisión juega un papel directo en las plataformas inteligentes desarrolladas específicas de cada país que brindan a los agricultores recomendaciones agrícolas personalizadas y relevantes para el contexto a través de sus teléfonos móviles, mientras que el sistema agrícola existente mejora a través de la agricultura de precisión, lo que ayuda a que estos servicios de asesoramiento sean más personalizables e inteligentes con el tiempo , por evalúa y mejora los sistemas actuales [5].La agricultura de precisión se está convirtiendo en un ámbito interesante para la gestión de recursos naturales como el agua, el suelo y las semillas y, al aplicar el desarrollo agrícola sostenible moderno, está llevando la agricultura a la era de la información digital. Tecnología agrícola de precisión utilizada para mejorar el rendimiento de los cultivos y proteger el medio ambiente, disminuir la lixiviación de nutrientes y, además, mejorar la incorporación de nutrientes a largo plazo por los microorganismos del suelo [6]. Además, la agricultura de precisión incluye el sector ganadero, se utiliza para mejorar la productividad de la carne y la leche [7].
¿Cuál es la importancia de la agricultura de precisión ?:
Hay diferentes problemas que enfrenta el sector agrícola y afectan la productividad de los cultivos, como enfermedades, plagas, falta de manejo del agua, manejo de productos químicos, escasez de manejo de almacenamiento y manejo de malezas, estos problemas se pueden resolver utilizando una tecnología de agricultura de precisión [8].Hoy en día, las tecnologías agrícolas de precisión tienen más interés para los agricultores de todo el mundo, especialmente en los países desarrollados, los productores de cultivos tienen más confianza en la tecnología del sector agrícola, los agricultores están aumentando su dependencia de las tecnologías de la era de la información y las industrias agrícolas están haciendo inversiones estratégicas para aprovechar las nuevas ventajas. oportunidades económicas, además, actualmente muchos agricultores están comprando tecnologías de precisión pero se enfrentan al desafío de implementar completamente tratamientos de tasa variable, por lo que, las crecientes inversiones para obtener el nuevo privilegio económico, actualmente, hay más demandas de tecnología de precisión para implementar la producción agrícola [9 ] .
Importante de la agricultura de precisión: la agricultura de precisión desempeña funciones importantes en el aumento de la productividad de los cultivos y la mejora de la calidad de la producción [10], que incluyen :
AP ofrece una contribución significativa a la producción de más cultivos para mejorar la seguridad alimentaria.
Proporcionar nuevas soluciones para mejorar la seguridad alimentaria.
Las AP apoyan el uso de impacto sostenible de diferentes recursos en el sector agrícola.
La Autoridad Palestina ha influido en las prácticas laborales y las condiciones de vida de la comunidad de agricultores y ha aumentado los nuevos modelos de agronegocios.
El sistema de megafonía permite una aplicación más precisa de insumos para el manejo de cultivos y ganado, como fertilizantes, semillas y plaguicidas, lo que reduce los costos y mejora los productos (rendimiento de los cultivos y producción de carne o leche) [11].
Hay tres factores principales que se consideran la columna vertebral de la agricultura de precisión:
Datos e información.
Tecnología.
Apoyo a las decisiones.
Por lo tanto, en el sistema de AP se combinan los tres factores para reducir los insumos, aumentar la producción de cultivos, mejorar la calidad del producto y reducir los riesgos del medio ambiente.
Hay varios impactos de la agricultura de precisión como:
Mejorar el sistema operativo de las fincas.
Protección del medio ambiente.
Seguridad social para la agricultura en riesgo.
La información realmente precisa sobre la fertilidad del suelo, la productividad de los cultivos, el suministro de agua, el cambio climático y la propagación de enfermedades y plagas es un insumo importante para el modelado, que es útil para los agricultores en la toma de decisiones para establecer las políticas adecuadas [12].
Las técnicas de AP ayudan a los agricultores en diferentes operaciones agrícolas, desde la labranza hasta la cosecha para reducir los insumos, aumentar las ganancias y proteger el medio ambiente [13], los agricultores obtienen varias ventajas mediante el uso de tecnologías de AP, que incluyen:
Aumentar la precisión de los trabajos de campo,
Velocidades de operación más altas,
Fácil manejo
Trabajando 24 h (día y noche),
Menos afectado por el clima desequilibrado,
Reducción de la fatiga del operador,
Menos tiempo de configuración,
Disminuir la superposición,
Reducir saltos,
Trabajando sin marcadores de espuma,
Costos de producción reducidos (combustible, fertilizantes, pesticidas, semillas, etc.).
En la próxima década, la guía automática podría considerarse una característica estándar para los nuevos tractores agrícolas de alta potencia; Además, en la actualidad, los tractores autónomos sin conductor se someten a pruebas insuficientes en algunos países desarrollados, especialmente en los EE.
Sin embargo, la aplicación de tecnologías de agricultura de precisión en países subsaharianos como Ruanda, Etiopía y Kenia se encuentra actualmente en una etapa incipiente debido a varias razones [14]. La práctica se ha extendido de manera eficiente a algunos países desarrollados como EE. UU., Canadá, Australia y algunos países de la UE como Alemania, Finlandia, Dinamarca y Suecia tienen cierto nivel de adopción de tecnologías de AP, el principio básico de gestión de la variabilidad del suelo y los cultivos dentro de un campo. Ciertamente no es nuevo, se informó que alrededor del 90% de los monitores de rendimiento en todo el mundo se operaron en los EE. UU. debido a que existen muchas tecnologías innovadoras.
Tecnologías de agricultura de precisión: en la actualidad, existe una tendencia creciente en los países desarrollados y en algunos países en desarrollo para aumentar la tasa de adopción de tecnologías de agricultura de precisión.
La tecnología de seguimiento del rendimiento y la tecnología de tasa variable dominaron antes tanto en los países desarrollados como en los países en desarrollo.
Mientras que los sistemas de autoguiado tuvieron más popularidad en la última década.
La nueva tecnología ha ofrecido nuevas oportunidades para brindar información adecuada para que los agricultores tomen la decisión correcta en el momento adecuado para mejorar la producción agrícola [15], estas tecnologías están ayudando a los propietarios a adaptarse a las condiciones locales y reducir los insumos, además, hay varios objetivos para estas tecnologías se incluyen la medición de parámetros específicos, sistemas globales de navegación por satélite (GNSS), recopilación de información y análisis, sistemas de asesoramiento, robótica y navegación autónoma [16]. La agricultura de precisión maximiza el rendimiento de los cultivos mediante el uso de insumos mínimos y aumenta la ganancia neta al disminuir los costos de operación, además, a través del mapeo de campos y el uso de sensores, los agricultores podrían reconocer sus cultivos durante varias etapas de crecimiento., Preservar los recursos naturales como (agua, suelo y semillas),
Los principales pasos necesarios para promover la agricultura de precisión a nivel de los agricultores:
Identificar los sitios adecuados para la promoción de la agricultura de precisión de cultivos específicos.
Conformación de grupos de trabajo que involucren a científicos agrícolas de diferentes campos, ingenieros, fabricantes y economistas para estudiar todos los objetivos de la agricultura de precisión.
Comience con un pequeño piloto de agricultura de precisión y brinde soporte técnico completo para el agricultor.
El modelo o piloto debe estar en el campo dentro de la comunidad de agricultores para mostrar el efecto positivo de las tecnologías de agricultura de precisión.
Aumentar la conciencia de los agricultores sobre los peligros de la aplicación continua de diferentes dosis de diversos insumos como fertilizantes, riego y pesticidas.
Todos estos componentes están correlacionados y son responsables del desarrollo de la agricultura de precisión a nivel del agricultor.
Herramientas de agricultura de precisión: existen diferentes tecnologías que se utilizan en PA como la tecnología de orientación, el sistema global de navegación por satélite (GNSS), los sistemas de información geográfica (GIS), el sistema de posicionamiento global (GPS) y la tecnología de reacción (RT). Además de recopilar datos precisos sobre las granjas y los componentes anteriores, la agricultura de precisión utiliza una amplia gama de herramientas tecnológicas que incluyen hardware, software y varias herramientas que incluyen:
Sistema de posicionamiento global (GPS)
Sistema de información geográfica (SIG)
Muestreo de cuadrícula
Sensores remotos (satélites y drones)
Tecnología de tasa variable (VRT)
Dispositivos móviles
Robótica
Internet de las cosas (IOT)
Modelado del tiempo
Sistemas de riego
Modelado de nitrógeno
Mapas de rendimiento
Estandarización.
Nanotecnología y agricultura de precisión: existe una correlación entre la nanotecnología y la agricultura de precisión, debido a las aplicaciones directas de la nanotecnología en la agricultura de precisión, existe una aplicación diferente prevista como nanosensores, nano fertilizantes, nanopesicidas y nanotools que apoyan la gestión precisa del sector agrícola. [18].
Existen diferentes aplicaciones de la nanotecnología en la agricultura de precisión que incluyen:
Nanobiosensores para vigilar la fertilidad del suelo.
Fertilizantes y pesticidas de liberación lenta.
Descubrimiento de la contaminación del suelo y el agua.
Manejo de enfermedades de las plantas.
Mejora de la vida útil de los productos agrícolas.
Utilice nanomateriales como reguladores del crecimiento como nanopartículas de plata.
Produce nanozeolitas para aumentar la capacidad de retención del suelo.
Sistema de suministro de agua / nutrientes mediante localización selectiva.
Incrementar la calidad de los cultivos mediante nano nutrientes.
Ventajas de la agricultura de precisión:
Mejorará la productividad agrícola y evitará la degradación del suelo en tierras cultivables, lo que dará como resultado un desarrollo agrícola sostenido.
Reducir el uso excesivo de productos químicos en la producción de cultivos.
Incrementar la eficiencia del uso de los recursos hídricos; se utilizará de manera eficiente bajo la agricultura de precisión
El GPS permite sobrevivir a los campos agrícolas con facilidad. Además, el rendimiento y las características del suelo también se pueden mapear.
Los campos no uniformes se pueden subdividir en pequeñas parcelas según sus requisitos únicos
Desventajas
Existen algunas desventajas para el sistema de megafonía por diferentes razones [19], que incluyen:
Los altos costos de capital pueden disuadir a los agricultores de no adoptar este método de cultivo [20].
Las técnicas de agricultura de precisión aún están en desarrollo y requieren el asesoramiento de expertos antes de su implementación real.
Es posible que se necesiten varios años para recopilar datos suficientes para aplicar plenamente el sistema, especialmente en los países en desarrollo [21].
Es una tarea extremadamente difícil, especialmente la recopilación y el análisis de los datos [22].
Desafíos para la agricultura de precisión
La falta de una fuerza laboral creativa representa el principal desafío de la agricultura de precisión que requería personas innovadoras bien calificadas, adaptadas con conocimientos de tecnología, capaces de utilizar e interpretar los datos y la información obtenida de las tecnologías de la era de la información para tomar decisiones de gestión inteligentes y tener la capacidad para ofrecer soluciones prácticas a través de la información recopilada disponible [23].
Hay diferentes factores que afectan la agricultura de precisión incluyen:
Conciencia,
Características de las fincas,
Personalidad y estructura familiar del agricultor.
Características del equipo,
Características de la tecnología,
Asuntos legales,
Interacción social [24].
Uno de los factores más importantes a favor de la adopción de las tecnologías de AP es el tamaño de la finca, por lo que los países con granjas amplias como Estados Unidos, Australia, Canadá, Brasil y Argentina tienden a adoptar estas tecnologías en áreas más grandes.
En los países en desarrollo, los principales desafíos para la agricultura de precisión son que la mayoría de las fincas son pequeñas y la dificultad de recopilar datos adecuados para extraer el conocimiento requerido, por lo tanto, en las condiciones de los países en desarrollo con un tamaño de finca pequeño, los agricultores deben formar grandes entidades para poder tomar ventaja de las aplicaciones de agricultura de precisión [25]. Por otro lado, diferentes países en desarrollo como India, China, Kenia, Egipto, Etiopía y Bangladesh, están comenzando desde la última década preparándose para seguir la experiencia del mundo desarrollado en agricultura de precisión y están comenzando a investigar la nueva tecnología [26]. . Actualmente,
Las amenazas para la agricultura de precisión
En el sistema de agricultura de precisión existen diferentes amenazas que atacan al sector agrícola [27], debido a:
PA conectado en línea permanentemente
PA considerada una industria intensiva en mecánica,
Hasta ahora no hay una comprensión completa de las amenazas potenciales a la agricultura de precisión, o tal vez no se trate con seriedad [28].
Las amenazas potenciales para la AP incluyen
Robo de información.
Robar recursos.
Perdiendo reputación
Destrucción de máquinas.
Unidades de memoria USB, spear-phishing, consideradas puntos débiles que permiten ciberataques maliciosos, por lo que se requiere más atención para evitar la amenaza y detener cualquier ataque rápidamente, además, las amenazas para PA incluyen cualquier elemento que tenga efectos negativos en la productividad como desastres naturales. que afectan la productividad agrícola y ganadera, ataques terroristas, avería de equipos.
Conclusión
La agricultura de precisión es un sistema de gestión planificado para reducir los insumos y maximizar la producción, mejorar la calidad del producto, aumentar la eficiencia de la energía, mantener varios recursos y proteger el medio ambiente.
Hay varias técnicas utilizadas en agricultura de precisión como sensores remotos, control de tasa variable, mapeo de rendimiento, mientras que los datos y la información, la tecnología y la gestión de decisiones se consideran la columna vertebral del sistema de agricultura de precisión. Por otro lado, existen diversas amenazas que atacan el sistema de megafonía porque la conexión permanente a Internet ofrece la posibilidad de atacar el sistema de megafonía mediante diversas amenazas como robo de información, robo de recursos, pérdida de reputación y destrucción de máquinas, además, el desastres naturales, ataques terroristas, averías de máquinas que consideradas amenazas afectan negativamente al sistema de megafonía.