Agricultura de Precizie

Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare pentru Cartof i Sfecl de Zahr (INCDCSZ)

Braov

Agricultura de precizie - o cale pentru eficientizarea

producie de cartof

Gh. OLTEANU, Isabela PUIU, A. BEK, A. GHINEA

Tendine importante n societatea modern

Globalizarea Individualizarea (specializarea) Utilizarea cilor moderne de comunicare (ICT) Accentul pe societatea civil Promovarea intereselor consumatorilor Accentul pe etic i valori

- Creterea demografic;

- Limitarea resurselor de hran; - Schimbrile climatice globale; - Poluarea i deteriorarea mediului nconjurtor.

Omenirea se confrunt cu trei probleme majore, generatoare de conflicte

Agricultura ultimilor ani, performanele realizate n rile dezvoltate, tehnologiile puse n joc, prefigureaz agricultura viitorului.

Agricultura de precizie se nscrie ca o metodologie

nou (un nou sistem de agricultur), care ar putea fi cheia rezolvrii multor probleme actuale.

Utilizarea soiurilor neadaptate condiiilor specifice din ara noastr,

Desfiinarea unitilor specializate,

Dereglarea sistemului naional de producere a seminelor,

Utilizarea de ctre productorii particulari, ntr-o proporie nsemnat a unui material de smn necertificat.

Nivelul ridicat al preurilor la inputurile din agricultur (ngrminte, pesticide, carburani, echipamente, utilaje agricole, dobnzi bancare ridicate)

Productorii nu finaneaz cultura pentru producii optime economic.

Mutaiile climatice produse n ultima vreme n ara noastr.

Desconsiderarea variaiei spaiale a resurselor de clim i sol n zonarea culturilor agricole.

Trecerea culturii plantelor n proporie de 94% la productorii particulari nespecializai.

Pericolele semnalate n cultura plantelor care justific promovare Agriculturii de Precizie

PRINCIPALII FACTORI DE PRODUCIE

1. Factorii biologici legai de: A = planta de cultur cu cele dou componente:

soiul; calitatea materialului de plantat. B = organismele concurente din mediul de cultur:

buruieni, ageni patogeni (virui, bacterii, ciuperci); duntori animali (nematozi, insecte, etc.).

2. Factori de cretere mediul n care plantele cresc i se dezvolt: A = factori climatici:

radiaia solar; temperatura; precipitaiile. B = factori de sol:

structura; umiditatea; fertilitatea solului 3. Factori socio-economici i tehnologici legai de: A = sistemul de producie:

Forma de organizare; Motivaia pe care o avem pentru producie,

B = starea economic: posibilitile materiale de investiii; profitabilitatea culturii.

C = cunoaterea i posibilitile de aplicare a tehnologiilor

Definirea variabilitii

1. Variabilitatea spaial

- Schimbrile fizice n cmp (Tipul de sol, producia, buruienile) 2. Variabilitatea temporal

- Schimbrile fizice de la un an la altul (Producia, vremea) 3. Variabilitatea prognozat

- Prognoza difer de realitate (Producia total, bolile, vremea)

Factorii care influeneaz variabilitatea spaial i temporal a solului

Topografia

Orografia

Starea Solului:

- Textura

- Compactarea

- Materia Organic

- pH

-Fertilitatea

- Umiditatea

* Precipitaii * Irigaii / Desecri

* Rezerva de ap din sol

Factorii care influeneaz variabilitatea spaial si temporal a producilor

Soiuri / Hibrizi

Data de plantare

Bolile

Insectele

Buruienile

Radiaia Solar Stresul climatic Perioada de uscciune Vntul

Ingheul

Topografia

Starea Solului:

- Textura

- Compactarea

- Materia Organic

- pH

-Fertilitatea

- Umiditatea

* Precipitaii * Irigaii / Desecri

* Rezerva de ap din sol

OPORTUNITILE CARE AU FAVORIZAT APARIIA

AGRICULTURII DE PRECIZIE

Capacitatea de nelegere a complexitii sistemelor agricole; (abordarea sistemic i holistic) Capacitatea de monitorizare a fenomenelor i proceselor; (automatizarea achiziiilor de date) Realizrile n tehnicile de calcul (hardware, software, fineware i baze de date) Perfecionarea metodelor de calcul i interpretarea; (statistic, modelarea, simularea, sistemele suport pentru decizie) Dezvoltarea sistemelor informaionale geografice; (GIS) Apariia i dezvoltarea analizei statisticii spaiale; (geostatistic) Progresele n tehnicile spaiale; (teledetecia, GPS) Realizrile tehnice n perfecionarea mainilor agricole; (VRT)

Ce este Agricultura de precizie ?

Managementul terenurilor agricole innd cont de variaia natural, specific a solurilor i nu de mprirea administrativ a acestora

Farming by soil, Soil-specific crop management, Site-specific management for agricultural system, Precision farming, High-tech sustainable agriculture, Farming by satellites, Computer aided farming, Spatially prescriptive farming

Scopul agriculturii de precizie:

De a optimiza utilizarea resurselor de sol, ap i a inputurilor chimice (ngrminte i pesticide) pe baze specifice locale i are ca obiective:

Obinerea de producii mari i de calitate

Optimizarea profiturilor economice

Realizarea integrat a proteciei mediului

Mrirea durabilitii sistemelor agricole

Componentele agriculturii de precizie:

Hri de producie i

Aplicarea de precizie a

produselor chimice

Modele de simulare, Sisteme

Suport pentru Decizie i

Sistemul Informatic Geografic

(GIS)

Teledetecia i Sistemul de

Poziionare Global (GPS)

FACTORII LIMITATIVI AI PRODUCIEI (Resursele climatice, edafice, biologice, nutriionale,

bolile, duntorii, buruieniele etc.)

AU O DISTRIBUIE (VARIABILITATE) SPAIAL

MANAGEMENTUL DE PRECIZIE IMPUNE:

- Cunoaterea

- Monitorizarea

- Modelarea

-Conducerea

VARIABILITII SPAIALE A RESURSELOR

CONSECIN

Tipuri de senzori

Din punct de vedere al modului de msurare:

- Senzori de contact

- Senzori de distan

Din punct de vedere al intei de msurare:

- Senzori pentru monitorizarea strii

culturilor

- Senzori de clim

- Senzori pentru monitorizarea solului

Utilizarea senzorilor n Agricultura de Precizie

1. MANAGEMENTUL DE PRECIZIE

- resurse de sol (fizice, chimice)

- starea culturilor n dinamic

2. AMELIORAREA DE PRECIZIE.

- Descrierea genitorilor fenotipic i

metabolic n sistemul de selecie bazat

pe markeri (MAS)

Clorofil Metru SPAD si HNT

CropScan

LCi Portable Photosynthesis System

Cercetarea, experimentarea si echiparea unui laborator mobil si a sistemului de achizitie si prelucrarea automata a datelor de

fitoclimat din cultura cartofului

Cercetarea, experimentarea i echiparea unui laborator mobil i a sistemului de achiziie i prelucrarea automat a datelor de

fitoclimat din cultura cartofului

1. U acces

2, 3, 4, 5. Geamuri protecie solar

6. Spltor condiionat probe

7. Frigider pstrat probe

8. PC, monitor, imprimant, sistem achiziie

9. Balan evapotranspiraie

10. Spaiu aparatur fiziologia cartofului

11. Senzori (umiditate atmosferic, durata de strlucire a soarelui, direcie i vitez vnt, temperaturi

sol i aer etc.)

Msurarea conductivitii electrice a solului n vederea trasrii hrilor CE prin utilizarea sistemului GPS, de achiziie i

prelucrare a datelor

OBIECTIVE:

Realizarea unui sistem complex de msurare n flux continuu a conductivitii electrice a solului n vederea trasrii hrilor de electroconductivitate; Crearea unui sistem mecanic independent, portabil, suport al dispozitivului electronic de msurare a electroconductivitii; Crearea sistemului de achiziie i procesare a datelor pentru realizarea hrilor de electroconductivitate a solului; Elaborarea metodei de msurare a conductivitii solului, tehnologia de trasare a hrilor de conductivitate electric, interpretarea agrochimic a rezultatelor i utilizarea acestora n managementul de precizie a culturii cartofului.

Porozitatea

Temperatura Capacitatea de schimb

cationic

Nivelul de salinitate

Coninutul n ap

Conductibilitate electric

Conductibilitatea electric

influenat de urmtoarele proprieti ale solului:

Veris 3100



s distana dintre barele dispuse sub pmnt; h adncimea sondelor ngropate; I curentul introdus ntre barele 1 i 4; U tensiunea ntre barele 2 i 3.



Tractor

Cadru mobil

Sistem hidraulic de asigurare a presiunii pe

electrozi

Sisteme cu electrozi de msurare

Generator c.a. 400 Hz,

400 V

GPS Sistem de achiziii i stocare date

Schema bloc a sitemului de achiziii, procesare date i trasare hri

Laborator procesare date i

trasare hri



S

3 41 2v

A

I

v

5 6o o

d d d

15

0 m

mh

1, 4. electrozi pentru alimentarea cu energie electric; 2, 3 - electrozi pentru msurarea tensiunii; 5, 6 - electrozi de msurare a tensiunii electrice la fundul cutiei.

Model experimental

15,014,013,012,011,010,09,08,07,06,05,04,03,02,0

Electric conductibility (EC) [mS]

Fre

quency

14

12

10

8

6

4

2

0

Indici statistici i interpolrile Spline i Kriging pentru

Conductibilitatea electric (CE)

Min=1.49

Max=14.5

Med=9.73

DS=2.25

CV=28.6


Coninutul de argil

36,034,032,030,028,026,024,022,020,018,016,0

Clay content (%)

Fre

quency

30

20

10

0

Min=16.9

Max=36.0

Med=31.4

DS=2.56

CV=


Coninutul de humus

5,255,004,754,504,254,003,753,503,25

Humic matter (HM) %

Fre

quency

14

12

10

8

6

4

2

0

Min=3.18

Max=5.33

Med=4.3

DS=0.56

CV=


Coninutul de azot

4,754,634,504,384,254,134,003,883,753,633,503,383,253,133,002,882,75

Nitrogen %

Fre

quency

10

8

6

4

2

0

Min=2.75

Max=4.77

Med=9.73

DS=0.53

CV=


Coninutul de fosfor

130,0120,0110,0100,090,080,070,060,050,040,030,0

Phosphorus P-AL ppm

Fre

quency

20

15

10

5

0

Min=26.0

Max=130.0

Med=57.8

DS=22.89

CV=


Coninutul de potasiu

190,0180,0170,0160,0150,0140,0130,0120,0110,0100,0

Potassium K-AL ppm

Fre

quency

30

20

10

0

Min=100.0

Max=194.0

Med=129.0

DS=18.32

CV=


Suma bazelor

34,033,032,031,030,029,028,027,026,025,024,023,022,021,020,0

Total exchageable bases (SB) me/100 g soil

Fre

quency

12

10

8

6

4

2

0

Min=19.7

Max=33.8

Med=9.73

DS=25.2

CV=


Hidrogenul schimbabil

4,504,003,503,002,50

Total exchangeable hydrogen (SH) me/100 g soil

Fre

quency

40

30

20

10

0

Min=2.3

Max=4.6

Med=3.7

DS=0.43

CV=


Gradul de saturaie n baze

92,0

91,0

90,0

89,0

88,0

87,0

86,0

85,0

84,0

83,0

82,0

81,0

Base-saturation percentage (V) %

Fre

quency

14

12

10

8

6

4

2

0

Min=81.1

Max=91.5

Med=86.8

DS=2.14

CV=


Producie

Compararea hrilor obinute prin interpolare Kriging

PRODUCTIA CONDUCTIBILITATE EL.

ARGILA HUMUS.

AZOT. FOSFOR POTASIU GRAD SATURATIE BAZE

Analiza spaial a datelor georefereniate

MODELE DE

SIMULARE

SISTEME SUPORT PENTRU

DECIZIE (DSS)

Producie Utilizare NPK Factorii de risc

Hri

agrochimice

Hri

podo.

Hri utilizare teren

Hri

topo.

Date pedo

Date Topo

Date utilizare

Date agroch.

AEGIS

G I S

HARTA CU SCHEMA DE

FERTILIZARE

Mulumesc

Documents

Agricultura de Precizie