Czym jest rolnictwo precyzyjne, a czym Rolnictwo 4.0?

Historia, definicje, przyszłość

 

 

Cześć Paweł miło jest mi Cię powitać na pierwszym wykładzie Zimowej Akademii Rolnictwa Precyzyjnego i 4.0. Mam nadzieję, że ten wykład będzie dla Ciebie inspirujący, pełen ciekawych informacji i wartościowych wniosków. Nie wahaj się zadawać pytań – Twoje zaangażowanie jest dla mnie niezwykle ważne.

Zaczynajmy!

 

Spis treści

Wprowadzenie,

Od Rolnictwa 1.0 do 4.0 – ewolucja technologiczna,

Różnice między Rolnictwem 3.0 a 4.0,

Rolnictwo Precyzyjne – Fundament Rolnictwa 4.0,

Przyszłość Rolnictwa 4.0.

Co należy zapamiętać.

 

Wprowadzenie

Rolnictwo to jedna z najstarszych i najważniejszych działalności człowieka, która ewoluuje od tysięcy lat. Zaczynając od prostych narzędzi, poprzez rewolucję przemysłową, która zmechanizowała procesy, aż po Zieloną Rewolucję, zmieniającą sposób zarządzania zasobami naturalnymi, rolnictwo przeszło niesamowitą drogę.

 

Dziś stajemy na progu czwartej rewolucji technologicznej – Rolnictwa 4.0. Cyfrowa transformacja, automatyzacja i wykorzystanie danych odgrywają w nim kluczową rolę. Dzięki nowoczesnym technologiom rolnictwo staje się bardziej precyzyjne, efektywne i zrównoważone. To odpowiedź na wyzwania związane z dynamicznie rosnącą populacją, zmianami klimatycznymi oraz ochroną zasobów naturalnych.

 

Co to oznacza w praktyce? Rolnictwo 4.0 łączy inteligentne maszyny, systemy cyfrowe i zaawansowane procesy produkcyjne, aby zwiększyć wydajność, poprawić jakość produktów i minimalizować wpływ na środowisko.

 

W Rolnictwie 4.0 kluczowy jest również dwukierunkowy przesył danych, który umożliwia efektywną wymianę informacji pomiędzy różnymi elementami infrastruktury rolniczej. Jest to zaawansowany system komunikacji bezprzewodowej, realizowany pomiędzy systemem do zarządzania gospodarstwem (FMS) a maszyną rolniczą wyposażoną w modem zdolny do odbioru i przesyłania danych. Dzięki temu rozwiązaniu możliwe jest nie tylko przekazywanie danych operacyjnych z FMS do maszyny w celu optymalizacji jej pracy, ale także ich zwrotne przesyłanie z maszyny do systemu. Dane zebrane przez maszyny, takie jak informacje o wydajności, stanie technicznym czy etapach pracy, są przekazywane za pośrednictwem modemu do FMS, co umożliwia ich analizę, archiwizację i wykorzystanie do podejmowania bardziej precyzyjnych decyzji.

 

W firmie Agrotechnology dwukierunkowy przesył danych jest realizowany już od 2011 roku, co stanowiło istotny krok milowy w naszej działalności i wprowadziło nowe standardy w obsłudze klientów. To właśnie wtedy, dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii, rozpoczęliśmy proces zdalnego przesyłania plików zmiennego wysiewu nawozów i/lub nasion bezpośrednio do maszyn naszych klientów. Rozwiązanie to umożliwiło precyzyjne dostosowanie parametrów wysiewu do lokalnych warunków glebowych oraz specyfiki danego gospodarstwa, eliminując konieczność ręcznej konfiguracji. Dzięki wdrożeniu tego systemu znacząco podnieśliśmy efektywność pracy, a także zapewniliśmy klientom większą wygodę, oszczędność czasu i precyzję w realizacji zadań agrotechnicznych. Dziś działanie te wykonujemy za pomocą modemu One-Soil (zdjęcie poniżej).

 

 

Od Rolnictwa 1.0 do 4.0 – ewolucja technologiczna

Warto zauważyć, że rozwój rolnictwa był ściśle powiązany z postępem przemysłu, który odgrywał kluczową rolę we wprowadzaniu istotnych zmian. Osiągnięcia przemysłowe, takie jak innowacje inżynieryjne, były szybko adaptowane w rolnictwie, przyczyniając się do jego ewolucji i podnoszenia efektywności.

Rolnictwo 1.0 – Era pary

Pierwszy etap rewolucji technologicznej w rolnictwie rozpoczął się od zastosowania maszyn parowych. Wynalazki takie jak młocarnie czy pierwsze ciągniki parowe radykalnie zmieniły sposób pracy na roli. Dzięki nim ludzie mogli przetwarzać więcej plonów w krótszym czasie. Nie wiem czy Państwo wiecie ale pierwsze ciągniki parowe ważyły kilkanaście ton i były bardziej stacjonarnymi jednostkami, które ciągnęły narzędzia za pomocą lin!

 

Rolnictwo 2.0 – Rewolucja biotechnologiczna

Kolejny etap to wprowadzenie nawozów mineralnych, pestycydów i ulepszonych odmian roślin. Zastosowanie sztucznych nawozów, które zaczęło się od eksperymentów niemieckiego chemika J.R. Glaubera, pozwoliło znacząco zwiększyć wydajność upraw. Wprowadzenie superfosfatu przez Johna B. Lawesa w XIX wieku zapoczątkowało masową produkcję nawozów, która trwa do dziś.

 

Rolnictwo 3.0 – Początki rolnictwa precyzyjnegoTrzecia rewolucja była przełomem w podejściu do uprawy. Dzięki technologiom satelitarnym zaczęto traktować pole jako zbiór różnorodnych stref, a nie jednolitą strukturę. Takie podejście umożliwiło bardziej precyzyjne zarządzanie zasobami, np. nawozami i wodą.

Co ciekawe, technologia GPS, pierwotnie dostępna wyłącznie dla wojska, dopiero w latach 90. zaczęła znajdować zastosowanie w rolnictwie, otwierając zupełnie nowe możliwości w precyzyjnym zarządzaniu uprawami. Dzięki niej rolnicy mogli po raz pierwszy dokładnie określać położenie maszyn na polu, co pozwoliło na precyzyjne planowanie zabiegów agrotechnicznych, i wpłynęło na minimalizację nakładów oraz strat. Wprowadzenie tej technologii zapoczątkowało rozwój Rolnictwa Precyzyjnego i zautomatyzowanych systemów zarządzania gospodarstwem.

 

Rolnictwo 4.0 – Rewolucja cyfrowaRolnictwo 4.0 to zupełnie nowa jakość. Łączy technologie takie jak Internet Rzeczy (IoT), sztuczna inteligencja (AI) i big data z zaawansowanymi systemami automatyzacji. Autonomiczne traktory, drony monitorujące pola czy czujniki zbierające dane o wilgotności gleby to tylko niektóre z rozwiązań. Wszystko to ma na celu zwiększenie efektywności, ograniczenie strat i zminimalizowanie negatywnego wpływu na środowisko.

 

Różnice między Rolnictwem 3.0 a 4.0

  • Technologie: W Rolnictwie 4.0 kluczową rolę odgrywają systemy cyfrowe. Rolnictwo 3.0 koncentrowało się na mechanizacji i wstępnych technologiach precyzyjnych.

  • Automatyzacja: W 3.0 maszyny wymagały operatora, podczas gdy w 4.0 roboty mogą działać autonomicznie.

  • Zarządzanie danymi: Rolnictwo 4.0 umożliwia analizę ogromnych ilości danych w czasie rzeczywistym, co prowadzi do lepszego zarządzania zasobami.

  • Łączność: IoT pozwala na stałą komunikację między maszynami, czujnikami a rolnikiem, co znacznie zwiększa precyzję działań.

  • Integracja systemów opartych na AI: narzędzia te wspomagają m.in. system decyzyjny w gospodarstwie rolny. Posiadając odpowiednie dane możliwe jest opracowanie systemu AI, który dokonywać będzie prognoz wielkości plonów na kilka miesięcy przed zbiorem.

 

Rolnictwo 4.0 pozwala przewidzieć plony na podstawie analizy danych pogodowych, stanu gleby i prognoz rynkowych. To, co kiedyś było intuicją rolnika, dziś realizuje sztuczna inteligencja.

 

Rolnictwo Precyzyjne – Fundament Rolnictwa 4.0

Rolnictwo precyzyjne to praktyka, która pozwala zarządzać każdym fragmentem pola indywidualnie. Dzięki czujnikom i technologii satelitarnej możliwe jest precyzyjne dozowanie nawozów, optymalizacja nawodnienia oraz monitorowanie warunków pogodowych. Ważnym elementem rolnictwa precyzyjnego są również technologie zmiennego wysiewu nawozów mineralnych (VRA – Variable Rate Application) oraz zmiennego wysiewu nasion (VRS – Variable Rate Seeding). Pozwalają one dostosować ilość stosowanych środków i nasion do konkretnych warunków w obrębie danego pola, co znacząco zwiększa wydajność i minimalizuje straty.

Poniżej przedstawiono zdjęcie obrazującą mapę zmiennego wysiewu ziaren kukurydzy w obsadzie od 60 do 65 tys. ziaren/ha. Mapa aplikacyjna wykonana została przy użyciu platformy One-Soil. Aby zapoznać się z możliwościami tego systemu wystarczy kliknąć przycisk.

Click here

 

 

Ciekawostka

 

W niektórych krajach drony są wykorzystywane do siewu nasion, co nie tylko zwiększa efektywność pracy, ale również pozwala na dostęp do trudno osiągalnych terenów. W USA opracowano maszynę, która wykonuje siew kukurydzy nie tylko w zmiennej obsadzie ale na podstawie informacji o glebie obsiewa pole różnymi odmianami tej rośliny.

 

Przyszłość Rolnictwa 4.0

 

Rolnictwo 4.0 to szansa na zrównoważoną produkcję żywności w obliczu globalnych wyzwań, takich jak zmiany klimatyczne, kurczące się zasoby naturalne i rosnące zapotrzebowanie na żywność. Przyszłość może przynieść dalszą integrację technologii biologicznych i cyfrowych, tworząc hybrydowe rośliny, które będą bardziej wydajne, odporne na suszę, szkodniki czy ekstremalne warunki pogodowe.

 

Na horyzoncie rysują się także innowacyjne rozwiązania, takie jak rolnictwo wertykalne czy uprawy w środowiskach kontrolowanych, które mogą całkowicie zmienić sposób, w jaki produkujemy żywność. Rolnictwo wertykalne, polegające na produkcji w wielopiętrowych konstrukcjach, minimalizuje zużycie gruntów i wody, a jednocześnie pozwala na całoroczne zbiory.

 

Już dziś coraz częściej mówi się o Rolnictwie 5.0, które koncentruje się na jeszcze większej humanizacji technologii w rolnictwie. W tej koncepcji maszyny i systemy cyfrowe mają nie tylko wspierać wydajność, ale także uwzględniać dobrostan ludzi, zwierząt oraz środowiska naturalnego. Celem jest stworzenie zrównoważonego systemu, który w pełni harmonizuje z ideami rolnictwa ekologicznego i regeneratywnego.

 

Rolnictwo 5.0 przewiduje jeszcze bardziej zaawansowaną integrację robotyki i sztucznej inteligencji z lokalnymi potrzebami społeczności rolniczych, co może prowadzić do większej niezależności rolników od wielkich korporacji oraz do bardziej spersonalizowanych metod produkcji.

 

Ciekawostka

Przewiduje się, że do roku 2050 liczba ludności na świecie wzrośnie z 7,8 miliarda do ponad 9,5 miliarda. Z takim wzrostem populacji rolnictwo będzie musiało sprostać wyzwaniom związanym z zapewnieniem wystarczającej ilości żywności, jednocześnie dbając o zrównoważony rozwój i ochronę środowiska. Wzrost zapotrzebowania na żywność będzie wymagał intensyfikacji produkcji rolniczej, co wiąże się z koniecznością wprowadzenia bardziej efektywnych technologii, takich jak precyzyjne rolnictwo i rolnictwo 4.0, oraz optymalizacji wykorzystania zasobów naturalnych, aby zminimalizować negatywny wpływ na planetę.

 

Co należy zapamiętać

Ewolucja rolnictwa: Rolnictwo przeszło przez cztery główne etapy rozwoju: od Rolnictwa 1.0 (maszyny parowe) przez biotechnologię w Rolnictwie 2.0, precyzyjne technologie w Rolnictwie 3.0, aż po cyfrową rewolucję w Rolnictwie 4.0, która wykorzystuje IoT, sztuczną inteligencję i automatyzację.

Rolnictwo 4.0: To połączenie nowoczesnych technologii, takich jak Internet Rzeczy (IoT), sztuczna inteligencja (AI) i Big Data, które umożliwiają autonomiczne maszyny, drony, czujniki i systemy automatyzacji. Wszystko to ma na celu zwiększenie efektywności i zrównoważoną produkcję.

Rolnictwo precyzyjne: Dzięki technologii satelitarnej i czujnikom możliwe jest precyzyjne dozowanie nawozów, optymalizacja nawodnienia i monitorowanie warunków pogodowych. Technologie takie jak zmienny wysiew nawozów i nasion zwiększają wydajność i minimalizują straty.

Różnice między Rolnictwem 3.0 a 4.0: Rolnictwo 4.0 korzysta z zaawansowanej analizy danych w czasie rzeczywistym, autonomicznych maszyn i łączności IoT, podczas gdy Rolnictwo 3.0 skupiało się na mechanizacji i początkowych technologiach precyzyjnych.

Przyszłość Rolnictwa 4.0: To możliwość zrównoważonej produkcji żywności poprzez innowacje takie jak rolnictwo wertykalne, uprawy w środowiskach kontrolowanych i tworzenie nowych, bardziej odpornych roślin hybrydowych.

Rolnictwo 5.0: Nowa wizja rolnictwa, która stawia na większą humanizację technologii, zrównoważony rozwój i uwzględnienie dobrostanu ludzi, zwierząt oraz środowiska, z większym naciskiem na integrację robotyki i sztucznej inteligencji.

Elementy elektroniczne