في بعض المناطق الريفية بمقاطعة فوجيان الصينية، يعتمد رش المبيدات التقليدي بشكل أساسي على العمل اليدوي. هذا الأسلوب ليس غير فعال فحسب، بل إنه عرضة أيضًا للرش غير المتساوي، وهدر المبيدات، وارتفاع تكاليف العمالة. في زراعة بذور الأرز على نطاق واسع، غالبًا ما يتطلب الرش اليدوي دورات تشغيل طويلة، مما يصعب معه إتمام مكافحة الآفات والأمراض في الوقت المناسب. إضافة إلى ذلك، هناك نقص في المراقبة الآنية لمغذيات التربة وظروف نمو المحاصيل.

لتحسين كفاءة الإنتاج الزراعي، وخفض تكاليف الزراعة، وتعزيز تطوير الزراعة الذكية، أدخلت المزرعة المحلية طائرات زراعية بدون طيار مزودة بأجهزة استشعار متعددة الأطياف، مما أدى إلى إنشاء نظام رش دقيق وإدارة رقمية للحقول.

تحديات المشروع

قبل التنفيذ، واجهت المزرعة العديد من التحديات الرئيسية:

• كان الرش اليدوي غير فعال ويستغرق وقتاً طويلاً.
• كان توزيع المبيدات غير متساوٍ، مما أدى إلى انخفاض كفاءة الاستخدام.
• كانت إدارة الأراضي الزراعية على نطاق واسع أمراً صعباً ويتطلب عمالة كثيفة.
• لم تكن هناك إمكانية لمراقبة صحة المحاصيل في الوقت الفعلي.
• لم يكن من الممكن تقييم ظروف العناصر الغذائية في التربة بدقة.
• أدت تكاليف العمالة المتزايدة إلى زيادة الضغط على نماذج الزراعة التقليدية.

بالنسبة لما يقرب من 300 مو من حقول الأرز المزروعة بالبذور، كان الرش اليدوي التقليدي يتطلب عادةً حوالي 10 أيام لإكماله.

الحلول

اعتمد تطوير هذا المشروع على نهج متكامل يجمع بين استخدام الطائرات الزراعية بدون طيار وتقنيات الاستشعار عن بعد متعددة الأطياف، مما أتاح رش المحاصيل بدقة ومراقبة المحاصيل في الوقت الفعلي. وبفضل هذا التكامل بين التقنيات، أصبح رش المحاصيل بدقة ومراقبة المزارع في الوقت الفعلي ممكناً.

التقنيات الأساسية

لتحقيق هدف المشروع، طُوّر نظام زراعي ذكي يعتمد على استخدام الطائرات المسيّرة. ويشمل هذا النظام طائرات مسيّرة ذاتية القيادة تحلق على ارتفاعات منخفضة، مُخصصة للاستخدام الزراعي، مما يُتيح أتمتة رش المبيدات الحشرية وتتبع المسارات بكفاءة. كما طُبّقت تقنية مراقبة متعددة الأطياف لجمع البيانات الطيفية للمحاصيل وحالة التربة.

علاوة على ذلك، زُوِّد النظام بإمكانيات رصد وتحليل مغذيات التربة. وتتيح وظيفة رصد صحة المحاصيل تحديد المناطق التي تحتاج إلى عناية خاصة بسبب مشاكل النمو. وأخيرًا، تُستخدم وحدة رسم الخرائط الرقمية للأراضي الزراعية لعرض المعلومات المُجمَّعة بشكل مرئي.

عملية التنفيذ

لقد حلقوا بشكل مستقل عبر مسارات طيران مبرمجة مسبقًا، وتحكموا في ارتفاع طيرانهم وسرعتهم ومعايير التذرية لضمان توزيع متسق للمبيدات الحشرية وكفاءة محسنة.

أثناء التشغيل، التقطت أجهزة الاستشعار بيانات مهمة حول حالة العناصر الغذائية في التربة، وأنماط نمو المحاصيل، والحالة الصحية للنباتات، والمناطق المعرضة للإصابة بالآفات، مما أدى إلى إنشاء مجموعات بيانات متعددة الأبعاد.

من خلال تحليل مجموعات البيانات هذه، تم إنشاء خرائط للأراضي الزراعية لمساعدة المزارعين على معرفة حالة الأراضي الزراعية في محاولة لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن التسميد وتدابير مكافحة الآفات.

نتائج المشروع

بعد التنفيذ، حقق المشروع تحسينات كبيرة في الإنتاجية الزراعية، والتحكم في التكاليف، والاستدامة البيئية.

تحسين كبير في الكفاءة

تم تقليص مدة رش المبيدات الحشرية لحقول الأرز المزروعة ببذور على مساحة 300 مو من 10 أيام إلى 3 أيام، مما أدى إلى تحسين كفاءة العمليات بشكل كبير. كما انخفضت كثافة العمل بشكل ملحوظ، مما قلل الاعتماد على العمالة الموسمية مع تعزيز كفاءة إدارة المزارع على نطاق واسع.

تقليل التكاليف

انخفضت التكاليف التشغيلية الإجمالية بنحو 30%. كما ساهم تطبيق المبيدات بدقة أكبر في تقليل الهدر وتحسين استخدام الموارد. وانخفضت تكاليف مدخلات العمالة الموسمية بشكل ملحوظ، مما أدى إلى تحسين هيكل الإنتاج الزراعي.

فوائد بيئية

أدى الرش الدقيق إلى تقليل الاستخدام المفرط للمبيدات الحشرية والحد من انجراف المبيدات، مما أدى إلى خفض مخاطر التلوث البيئي ودعم الممارسات الزراعية الأكثر استدامة.

تحسين قدرات الإدارة الرقمية

تم تحقيق المراقبة الآنية والتحديثات الديناميكية لحالة الأراضي الزراعية من خلال جمع البيانات وتحليلها بشكل منهجي، مما حسّن كفاءة اتخاذ القرارات بشكل عام. كما تمكّن المزارعون من تحديد المخاطر المحتملة في وقت مبكر، مما قلل من عدم اليقين والخسائر المحتملة في إنتاج المحاصيل.

ملخص المشروع

إن دمج الطائرات الزراعية بدون طيار، وتقنية الاستشعار عن بعد متعددة الأطياف، وتقنية إدارة الأراضي الرقمية يجعل من الممكن نجاح التحول من رش المبيدات الحشرية اليدوي إلى الزراعة الدقيقة الذكية.

لا يقتصر الأمر على كون هذا المثال فعالاً للغاية في تعزيز الكفاءة الزراعية فحسب، بل إنه يقدم أيضًا نموذجًا قابلاً للتطبيق لرقمنة وتطوير الذكاء في الزراعة.