Ολοκληρωμένο ψηφιακό δορυφορικό σύστημα γεωργίας ακριβείας για άρδευση και λίπανση

admin
Εικόνα για περίληψη συνεδρίου
21 Φεβ, 2020

Καθ.Νικόλαος Δαλέζιος, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας e-mail: dalezios.n.r@gmail.com

Η γεωργική παραγωγή της Ελλάδας εξαρτάται σημαντικά από τις κλιματικές συνθήκες και επηρεάζεται αρνητικά από την ανθρωπογενή κλιματική αλλαγή. Αναμένεται μείωση των διαθέσιμων υδατικών πόρων κυρίως στη γεωργία, κάτι που ήδη εμφανίζεται στη Θεσσαλία. Ειδικότερα, η γεωργική παραγωγή αντιμετωπίζει ρίσκα λόγω των σοβαρών ελλειμμάτων κυρίως σε αρδευτικό νερό, της έξαρσης των ακραίων φαινομένων λόγω κλιματικής αλλαγής και του υψηλού κόστους παραγωγής, μεταξύ άλλων. Στο πρόβλημα αυτό προσπαθεί να συμβάλλει η προτεινόμενη εφαρμογή της γεωργίας ακριβείας στη Θεσσαλία. Μια βασική προϋπόθεση για την επιτυχή εφαρμογή της γεωργίας ακριβείας είναι η ύπαρξη παραλλακτικότητας στα αγροτεμάχια. Δηλαδή, η ύπαρξη χωρικής διαφοροποίησης των χαρακτηριστικών και παραμέτρων της καλλιέργειας μέσα στο ίδιο το χωράφι, κάτι που συμβαίνει συνήθως στην Ελλάδα, ωστόσο είναι γνωστόν ότι η έκταση των αγροτεμαχίων και γενικά της αγροτικής γης δεν είναι σχετικά μεγάλη. Από τα παραπάνω είναι σαφές ότι δεν είναι εφικτό και σκόπιμο να επιχειρηθεί εφαρμογή της γεωργίας ακριβείας σε ολόκληρη την Ελλάδα. Επιλέγεται λοιπόν μια περιοχή, η Θεσσαλία, που πληροί τις προϋποθέσεις της παραλλακτικότητας και συγχρόνως αντιμετωπίζει ελλείμματα σε αρδευτικό νερό. Σταδιακά, μπορεί να επεκταθεί η εφαρμογή και υλοποίηση της γεωργίας ακριβείας και στις άλλες αγροτικές περιοχές της Ελλάδας.

Αντικείμενο. Γεωργία ακριβείας ή επιχειρησιακή γεωργία μπορεί να θεωρηθεί η στρατηγική διαχείριση, που χρησιμοποιεί τεχνολογίες, που παρέχουν πληροφορίες από πολλαπλές πηγές σε επίπεδο παραγωγού-αγροκτήματος για να παράγουν δεδομένα και αφορούν στις αποφάσεις, που είναι συνδεδεμένες με την παραγωγή με στόχο την αύξηση του εισοδήματος του παραγωγού. Η προτεινόμενη πιλοτική εφαρμογή της γεωργίας ακριβείας σε ολόκληρη τη Θεσσαλία βασίζεται στην ψηφιακή και δορυφορική τεχνολογία και πληροφορία και την αγροκλιματική ζωνοποίηση της Θεσσαλίας. Η σύγχρονη αυτή τεχνολογία αναμένεται  για να συμβάλλει στον έλεγχο των εισροών στο χωράφι, και ειδικότερα στη μείωση της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και λίπανσης κατά τουλάχιστον 30%, όπως διαπιστώνεται από πρόσφατες εφαρμογές.

Στόχοι. Οι στόχοι είναι τα καινοτόμα στοιχεία του θέματος και περιλαμβάνουν:

  1. Βέλτιστη αποδοτικότητα παραγωγής και οικονομική αποδοτικότητα. 
  2. Ελαχιστοποίηση του ρίσκου. 
  3. Βελτίωση της ποιότητας παραγωγής με περιορισμό της ρύπανσης εδάφους και  υπογείων υδάτων, καθώς και των επιπτώσεων στο ευρύτερο περιβάλλον.   
  4. Σύγχρονη ψηφιακή τεχνολογία με χρήση νέων δορυφορικών δεδομένων υψηλής διακριτικής ικανότητας και σύγχρονων μεθόδων επεξεργασίας και ανάλυσης, που οδηγούν σε μείωση της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και λίπανσης.
  5. Σύγχρονα επίγεια ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, που συμβάλλουν, μαζί με τα δορυφορικά, στην πιστότερη εκτίμηση της χωρικής μεταβλητότητας των παραμέτρων.
  6. Σύγχρονα γεωπληροφοριακά συστήματα για αποτελεσματική χρήση αρδευτικού νερού και λιπασμάτων. 
  7. Χωρικές μεθοδολογίες προσομοίωσης υψηλής ευκρίνειας στο σύστημα έδαφος–νερό– ατμόσφαιρα-καλλιέργεια.
  8. Αυτόματη ενημέρωση των παραγωγών για την χρήση μέτρων περιορισμού του περιβαλλοντικού αποτυπώματος της γεωργίας. 
  9. Τεχνολογική αναβάθμιση των εφαρμοζόμενων πολιτικών με στόχο τη σύγχρονη διακυβερνητική. 
  10. Παραγωγή γνώσης αιχμής και βάσης για την περαιτέρω εφαρμογή σύγχρονων ψηφιακών τεχνολογιών στην ελληνική γεωργία. 

2. Μεθοδολογία.

Η μεθοδολογία περιλαμβάνει:

2.1: Βάση Δεδομένων. Αρχικά πραγματοποιείται ταξινόμηση καλλιεργειών σε επιλεγείσες περιοχές Θεσσαλίαs σε συνεργασία με ομάδες αγροτών. Στη συνέχεια δημιουργείται ψηφιακή βάση σε γεωγραφικό σύστημα πληροφοριών (GIS) των περιοχών. Δημιουργείται βάση δεδομένων με επίγεια (μετεωρολογικά, αγρονομικά) και δορυφορικά στοιχεία. Εγκαθίστανται όργανα στα χωράφια υλοποίησης του έργου.

2.2: Διαδικτυακή πλατφόρμα γεωργίας ακριβείας. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας της πληροφορίας, καθορίζεται μια σύγχρονη μέθοδο διαχείρισης των δεδομένων και πληροφορίας γεωργίας ακριβείας Όλα αναρτώνται στην πλατφόρμα. Προωθούνται όλες οι πληροφορίες ευρύτερα. Ειδικότερα, γίνεται ενημέρωση αγροτών για τις απαιτούμενες ενέργειες σε πραγματικό χρόνο, εφαρμογή κανόνων ελέγχου στο χωράφι: εφαρμογές στο διαδίκτυο ή σε έξυπνα τηλέφωνα (web/smartphone applications), αυτοματοποιημένοι μηχανισμοί σε κατανεμημένους κόμβους ελέγχου (control).

2.3 Υλοποίηση γεωργίας ακριβείας. Αρχίζει η εφαρμογή της γεωργίας ακριβείας με τον υπολογισμό της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς με επίγεια μετεωρολογικά στοιχεία. Υπολογίζεται ο συντελεστής καλλιέργειας με χρήση δορυφορικών στοιχείων (Sentinel-2 ή Landsat-8) στη διακριτική ικανότητα του δορυφόρου με αποτέλεσμα τον αντίστοιχο χάρτη. Υπολογίζεται η εξατμισοδιαπνοή για την καλλιέργεια Στη συνέχεια εφαρμόζεται μοντέλο ισοζυγίου ύδατος με αποτέλεσμα τον χάρτη προτεινόμενης κατανάλωσης αρδευτικού νερού για την καλλιέργεια ανά 15 μέρες περίπου. Με αντίστοιχη μεθοδολογία γίνεται εκτίμηση των αναγκών σε λίπανση. Γίνεται επεξεργασία της πληροφορίας και εξαγωγή συμπερασμάτων. Πραγματοποιείται ποιοτικός έλεγχος των καλλιεργειών και παραγωγής. Στο τέλος, γίνεται χαρτογράφηση της παραγωγής. Εκδίδεται καθημερινά η μετεωρολογική πρόγνωση υψηλής ευκρίνειας με χρήση του συστήματος WRF ανά ώρα και ανά 2 τετρ. χλμ. μέχρι 4 μέρες και με βάση την πρόγνωση εκδίδεται γεωργική επαγρύπνηση. 

  1. Αναμενόμενα αποτελέσματα
  1. Μείωση της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και λίπανσης κατά μέσον όρο 30%. 
  2. Αύξηση της γεωργικής παραγωγής της τάξης του 10% και της αγρονομικής και οικονομικής παραγωγικότητας αρδευτικού νερού μεταξύ 10-20%. 
  3. Αύξηση του αγροτικού εισοδήματος της τάξης του 10-15%. 
  4. αύξηση της απασχόλησης νέων υψηλής τεχνολογικής εξειδίκευσης κατά 10-15%. 
  5. Συνεισφορά στο στόχο του Εθνικού Σχεδίου Δράσης 128/2009 για μια γεωργία με χαμηλό περιβαλλοντικό αποτύπωμα και ποιοτική αναβάθμιση της γεωργικής παραγωγής. (6) Ενίσχυση της περιβαλλοντικής συνείδησης των παραγωγών προωθώντας τη μελλοντική υιοθέτηση ανάλογων μέτρων ορθής γεωργικής πρακτικής συνάδοντας με τους στόχους της ΕΕ για προστασία του περιβάλλοντος και της ανθρώπινης υγείας.