Presisjonslandbruk

Den presisjonsjordbruk er et oppdrett tomter ledelsen prinsippet som mål å optimalisere avkastning og investeringer, som søker å bedre gjenspeile variasjonen i ulike miljøer og forhold mellom tomter samt intra-pakke vekter.

Dette konseptet dukket opp på slutten av XX th  århundre i sammenheng med rase å komme videre i avlinger. Det har særlig påvirket jordbearbeiding, såing, gjødsling, vanning, sprøyting av plantevernmidler, etc.

Det krever bruk av ny teknologi, som for eksempel satellittbilder og datamaskiner . Det er avhengig av lokaliseringsmidler i handlingen, inkludert GPS-typen satellittposisjoneringssystem .

Håpet til markedsførere av disse teknologiene er å komme frem til et effektivt beslutningsstøttesystem i stor skala og i lokale målestokker, noe som vil gjøre det mulig å optimalisere avkastningen på investeringene samtidig som man opprettholder naturlige, økonomiske og energiressurser. Hittil har det blitt gjort noen fremskritt, særlig i forvaltningen av vannbehov, men tilsynelatende er enkle begreper som definisjonen av differensierte forvaltningssoner som virkelig er tilpasset plantens behov, fortsatt unnvikende selv for en enkelt type. Dyrking på en enkelt felt som utvikler seg over tid (se for eksempel McBratney et al. (2005), og Whelan et al. (2003). Whelan og McBratney (2003) beskriver tilnærmingene som for tiden brukes til å definere disse forvaltningssonene på agrovitenskapelige baser, spesielt basert på avkastningskart, overvåket og ikke-overvåket klassifiseringsprosedyre, på satellittbilder eller flybilder, via identifisering av data som gjenspeiler trender eller stabile fenomener over årstider eller år, etc. Blant disse tilnærmingene er den fytogeomorfologiske tilnærmingen som knytter den flerårige stabiliteten og visse kjennetegn ved avlingens vekst til topologiske egenskaper av avlingene. De har suksess. Dens interesse kommer fra det faktum at geomorfologi i stor grad dikterer hydrologien i feltet. Tallrike flerårige data som nå er tilgjengelige viser at en viss stabilitet av disse effektene eksisterer (Kaspar et al., (2003)), men overgangen til beslutningsstøtte kan universelt hjelpe bønder, eller til og med tillate automatisering av hele eller deler av forvaltningsoppgavene. fremdeles innen fremsyn eller til og med science fiction.

Utfordringer med presisjonslandbruk

Det generelle målet for presisjonslandbruk er å høste så mye materiale og produkter som mulig, mens man bruker så lite energi og tilførsler som mulig (gjødsel, plantesundhetsprodukter, vann). Dette for å optimalisere forvaltningen av en tomt fra et tre synspunkt:

I tillegg gir presisjonslandbruk bonden mye informasjon som kan:

Historie

Det er allment antatt at presisjonslandbruk, slik det er definert i dag, stammer fra USA på 1980-tallet . I 1985 forskere fra University of Minnesota variere mengder av kalsium endringer på landbruks tomter. Deretter søker å modulere bidragene fra visse innganger (nitrogen, fosfor, kalium) i visse større avlinger som forbruker mye energi og innganger ( mais , sukker rødbeter, for eksempel).

Det var på dette tidspunktet at praksisen med "grid-sampling" dukket opp (prøvetaking på et fast maske på ett punkt per hektar).

Mot slutten av 1980-tallet, takket være prøvene som ble samplet, dukket de første "produksjonskartene", deretter "anbefalingskartene" for modulerte innganger av befruktede elementer og for pH- korreksjoner . Disse metodene blir deretter formidlet i Canada og Australia, deretter med varierende grad av suksess avhengig av landet i Europa, først i Storbritannia og i Tyskland og kort tid etter i Frankrike, deretter i Asia som en del av oppfølgingen til greenen. revolusjon .

I Frankrike dukket presisjonslandbruk opp i 1997-1998. Utviklingen av GPS og modulære spredningsteknikker har bidratt til å slå rot i denne praksis. For tiden er mindre enn 10% av den franske jordbruksbefolkningen utstyrt med slike moduleringsverktøy, GPS er den mest utbredte. Men det hindrer dem ikke i å bruke anbefalingskart for handlingen, med tanke på dens heterogenitet.

En første fase besto i å integrere de fysisk-kjemiske analysene av jorda i dyrkningspraksis, utført av spesialiserte laboratorier (år 1983-1984) for å produsere "avkastningskart" og deretter "anbefalingskart" som ble brukt for å forbedre tilpasset behandling til lokale variasjoner. i edafiske forhold . En andre fase besto i å estimere anslaget til anlegget bedre (i dag noen ganger fra satellittbilder ). Da vil utviklingen av teknologier tillate utvikling av avlingssensorer og deres bruk, kombinert med utseendet til DGPS eller "Differential Global Positioning System" (spesielt på skurtreskere ), vil fortsette å vokse (for å nå dagens flere millioner hektar dekket av disse systemene). I 1996 var det ifølge Robert rundt 9000 sensorer av denne typen i Frankrike, hvorav rundt 4500 var koblet til en DGPS.

Samtidig utvikles mer begrunnede oppdrettsstrategier. På 1990-tallet har det derfor utviklet seg en varslingstjeneste (per faks, deretter via telefon og internett) til bønder som advarer dem om en betydelig risiko for et utbrudd av en eller flere arter som er uønsket for landbruket (bladlus, gulrotflue osv.), under ledelse av SRPV i Frankrike, slik at de kun behandles i tilfelle en påvist risiko eller stor sannsynlighet for angrep.

I Frankrike, i årene 1980-2000, Cemagref og INRA , samt landbruksskoler, CFPPA og profesjonelle organisasjoner som ITCF (teknisk institutt for korn og fôr), etc. har spilt en viktig rolle i formidlingen og eksperimenteringen av dette konseptet.

Trinn og verktøy

Vi kan skille mellom fire stadier i implementeringen av presisjonsoppdrettsteknikker med tanke på romlig heterogenitet:

Geolokalisering av informasjon

Den geoposisjon av tomten tillater tilgjengelig informasjon for å bli overlagret på det: jord analyse, analyse av nitrogenrester, tidligere avling, jord resistivitet. Geolokalisering gjøres på to måter:

Karakterisering av denne heterogeniteten

Opprinnelsen til variabiliteten er mangfoldig: klima ( hagl , tørke, regn osv.), Jord (tekstur, dybde, nitrogeninnhold), kulturell praksis (såing uten jord ), ugress , sykdommer.

Permanente indikatorer (hovedsakelig knyttet til jorden) informerer bonden om de viktigste konstantene i miljøet.
Spesifikke indikatorer gir informasjon om den nåværende tilstand av avling (utvikling av sykdommer, vann spenning, nitrogen stress, hotell , frostskader, etc.).
Informasjonen kan komme fra meteorologiske stasjoner, sensorer ( bakkemotstand , deteksjon med det blotte øye, reflektometri , satellittbilder osv.).

Resistivitetsmålingen , supplert med pedologiske analyser , resulterer i presise agropedologiske kart som gjør det mulig å ta hensyn til miljøet.

Informasjonsstyringssystemer gjør det mulig å produsere syntetiske analyser av konteksten og agronomiske behov, etterfulgt av beslutningsstøttesystemer .

Beslutningstaking ; to mulige strategier i møte med agronomisk heterogenitet

Fra de agropedologiske kartene blir beslutningen om modulering av innganger i plottet tatt i henhold til to strategier:

Den Beslutningen kan være basert på modeller for avgjørelse støtte (modeller agronomisk avling simulerings og anbefaling modeller), men det er i første rekke opp til bonden, basert på den økonomiske verdien og innvirkning på miljøet .

Implementering av praksis som demper variabilitet

Ny informasjonsteknologi ( NICT ) bør gjøre moduleringen av beskjæringsoperasjoner innenfor samme tomt mer operativ og lette bruken av bonden.

Den tekniske anvendelsen av moduleringsbeslutninger krever tilgjengeligheten av passende landbruksutstyr kjent som "landbruksutstyr for modulert anvendelse" (det vil si som bedre tilpasser seg behovene til planter eller dyr, avhengig av sammenheng). I dette tilfellet snakker vi om Variable Rate Technology (VRT ). Eksempler på modulering: såing med variabel tetthet, påføring av nitrogen , påføring av plantesanitære produkter .

Implementeringen av presisjonslandbruk er mulig med utstyr i traktorer:

Økonomisk og miljømessig innvirkning

Reduksjonen i mengder med tilført nitrogen er betydelig, noe som også gir bedre utbytter. Avkastningen på investeringen oppnås derfor på flere nivåer: besparelser på kjøp av plantesundhetsprodukter og gjødsel, og bedre verdi for avlingene.

Den andre gunstige effekten, i større skala, av disse målrettede inngangene, gjelder geografisk, temporalt og kvantitativt miljøet. Å bringe mer nøyaktig den riktige dosen til riktig sted og til rett tid, kan faktisk bare være til nytte for avlingen, jorden og vannet, og dermed hele jordbrukssyklusen. Presisjonslandbruk har derfor blitt en av pilarene i bærekraftig jordbruk , siden det er respekt for kulturen, landet og bonden. Med bærekraftig jordbruk menes et system for landbruksproduksjon som tar sikte på å sikre en bærekraftig produksjon av mat, mens de økologiske, økonomiske og sosiale grensene respekteres som sikrer vedlikehold over tid av denne produksjonen.

Grenser

Merknader og referanser

  1. Arrouays D Begon AD Nicoullaud, B, Nederland, C. (1997). Variabiliteten av miljøer, en realitet i regionen til anlegget , Agricultural Outlook, n o  222, March 1997, s.  8 til 9.
  2. Philippe Zwaenepoel & Jean-Michel Le Bars (1977), Precision Agriculture  ; Ingénieries EAT n o  12, desember 1997 s.  67 til 79
  3. Precision Farming: Image of the Day  " , earthobservatory.nasa.gov (åpnet 12. oktober 2009 )
  4. Cahier des Techniques de l'INRA, GIS og GPS , Paris, INRA,2014, 181  s. ( les online )
  5. McBratney A, Whelan B, Ance T. (2005), Future Directions of Precision Agriculture . Presisjonslandbruk, 6, 7-23.
  6. Whelan BM McBratney AB (2003), definisjon og tolkning av potensielle forvaltningsområder i Australia , i: Proceedings of the 11th Australian Agronomy Conference , Geelong, Victoria, 2. til 6. februar 2003.
  7. Howard, JA, Mitchell, CW (1985) Fytogeomorfologi. Wiley.
  8. Kaspar TC, Colvin TS, Jaynes B, Karlen DL, James DE, Meek DW, (2003), Forholdet mellom seks år med maisutbytter og terrengegenskaper . Presisjonslandbruk, 4, 87-101.
  9. Grenier, G., (1997), Informasjon intra-pakke: en masse av data for å styre , Agricultural Outlook, n o  222, March 1997, s.  32-36
  10. Robert PC (1997), Presisjonsbruk i USA , Agricultural Outlook, nr .  222, mars 1997, s.  44-47
  11. D. Boisgontier, (1997), Presisjonsoppdrett i Europa, en større eller mindre kontroll avhengig av land , Agricultural Outlook, nr .  225, juni 1997, s.  19-24
  12. J Clark, Froment, MA J. Stafford, M Lark, En undersøkelse av sammenhengen mellom avlingskart, jordvariasjon og avlingutvikling i Storbritannia . Presisjonslandbruk, Proceedings of the 3rd International Conference, 23.-26. Juni 1996, Minneapolis, Minnesota, 433-442, ASA, CSSA, SSSA ( sammendrag )
  13. Vincent de Rudnicki , "  Presisjonsavl: perspektiver for bedre behandling av behandlinger  " [PDF] , på hal.archives-ouvertes.fr ,2008(åpnet 23. juni 2019 )

Bibliografi

Kilde

Se også

Relaterte artikler

Eksterne linker