کشاورزی ساختار پایه و حیاتی در تأمین امنیت غذایی جهان است، با افزایش جمعیت و منابع محدودی که انسان در اختیار دارد، نیاز به اقتصاد توسعه یافته و پایدار بیشتر از هر زمان دیگری احساس می‌شود. آب، خاک و فوتوسنتز جزء منابع محدود پایه در کشاورزی به حساب می‌آیند، در این میان آب برای اکثر کشورها حیاتی‌تر است زیرا ارتباط تنگاتنگی با روزمرگی مردم، صنایع مختلف و بقاء دارد. از طرفی، خاک در اکثر کشورها در حال تحلیل است و دیگر آن بازدهی چند دهه قبل را ندارد. به این مشکلات چالش‌های محیطی دیگر مانند افزایش دمای هوا و دی‌اکسید کربن را بی‌افزایید تا با موقعیت پیش رو و امنیت ناپایدار غذایی پی ببرید. برای نمونه، در ایران ۱۹ محصول پایه وجود دارند که اکثر زمین‌ها و منابعی چون آب کشور را به خود اختصاص می‌دهند. میزان مصرف آب در ایران نزدیک به ۴۲ میلیارد متر مربع در سال است؛ از این حجم مصرفی، تنها ۱.۶ میلیارد متر مربع صرف محصولاتی صادراتی می‌شود. مهمتر اینکه، همان ۱.۶ میلیارد متر مربع نیز می‌تواند برای دو برابر محصول معادل و صادراتی به کار گرفته شود، اما به دلیل استفاده ناکارا از منابع و تجهیزات غیربهینه، بخش کشاورزی ایران هنوز به بهره‌وری مطلوب نزدیک نشده‌است. علاوه بر این، در حال حاضر نزدیک به ۱۲ درصد از زمین‌های کشور ما زیر کشت محصولات مختلف است؛ همزمان تغییرات اقلیمی بر ذخایر تاریخی ما تأثیر گذاشته‌اند و ایران (و البته جهان) در مسیر خشکسالی بیشتر، فرسایش خاک و کاهش بازدهی زمین‌های کشاورزی قرار گرفته است. نکته مهمتر اینکه، علیرغم کاهش دسترسی به آب، میزان تولیدات کشاورزی در ایران افزایشی بوده است (بخصوص در بازه ۲۰۱۳-۱۹۸۱) و دلیل اصلی آن نه بهینه‌سازی در بهره‌وری، بلکه استفاده بیشتر از منابع آبی بازگشت ناپذیر و استفاده از کودهای کشاورزی است.
راه حلی نوین برای مشکلی دیرینه
ایران سالانه نزدیک به ۸۶ میلیارد دلار کالاهای کشاورزی صادر می‌کند و اشتغال داخلی آن وابستگی بالایی به این صنعت دارد. از طرف دیگر اما تغییرات و محدودیت‌های اقلیمی هر روز بر مشکلات بخش کشاورزی و پتانسیل‌های آن می‌افزاید. پیشبینی می‌شود تا ۱۰ سال دیگر دسترسی به آب در جهان به قدری دشوار شود که تنها سیستم‌های تجدیدپذیر، بهینه و پایدار امکان برداشت متناسب از پتانسیل خود بخش کشاورزی را داشته باشند. بنابراین، بازه کوتاهی برای تجدیدنظر کلی در تمام فرآیندها و شیوه‌های انجام کشاورزی و بخصوص کشاورزی صنعتی وجود دارد. در این بازنگری، مهمترین مولفه برای تعریف استراتژی جدید، بهره‌برداری درست و به موقع از فناوری‌های جدید و قابل استفاده در صنعت کشاورزی است. منظور از کشاورزی هوشمند، استفاده از فناوری‌هایی چون اینترنت اشیاء، حسگرها، سیستم‌های مکانی، تحلیل‌های پیشگویانه، پهبادهای صنعتی، داده‌های ماهواره‌ای، رباتها و هوش مصنوعی در مزارع است. هدف اصلی در این استفاده‌ها افزایش کمیت و کیفیت محصولات و بهینه‌سازی عملکرد نیروی انسانی و سرمایه ملی است.
فواید کشاورزی هوشمند برای کشاورزان
کشاورزی هوشمند مزایایی نظیر افزایش سرعت جمع آوری داده‌ها و پردازش آنها، افزایش سطح درستی نتایج و دقت آنها، افزایش کارایی در تولید محصولات، کاهش هزینه‌های منجر به محصول، کاهش نیاز به مداخله انسان و افزایش امنیت نیروی انسانی فعال در مزارع، افزایش محصولات کشاورزی، تسهیل روند تشخیص و پیشبینی ریسک، ایجاد سیستم‌های نظارت و گزارش هوشمند و نهایتا افزایش پایداری در فرآیندهای بخش کشاورزی را برای کشاورزان محلی یا صنعتی ایجاد می‌کند. تنها با استفاده از مولفه افزایش دقت در کشاورزی (Precision Agriculture) می‌توان بیشتر از ۲۰ درصد درآمد حاصل از فعالیت‌های کشاورزی را ارتقاء داد. بخصوص، اگر شبکه‌های هوشمند از حسگرها، ماشین آلات و پلتفرم‌های دیجیتالی سازی به درستی در مزارع توسعه یابند، این امکان وجود دارد که تا سال ۲۰۳۰ میزان بهره‌وری بخش کشاورزی ۵۰۰ میلیارد دلار افزایش پیدا کند، یعنی ۷ تا ۹ درصد بهبود در برداشت نهایی. جمعیت رو به افزایش جهان تا ۲۰۵۰ به عدد ۱۰ میلیارد نفر می‌رسد و ایران جزء کشورهایی است که با این رشد جمعیتی همراه می‌شود. این در حالی است که دسترسی به آب تا ۲۰۳۰ نزدیک به ۴۰ درصد کاهش می‌یابد. در نتیجه، تقاضا برای محصولات کشاورزی به شدت بالا می‌رود، تقاضایی که تنها در حضور راه حلهای دیجیتال است که برآورده می‌شود.
فناوری‌های مورد استفاده در کشاورزی هوشمند
اصطلاح کشاورزی هوشمند بسیار همه‌گیر است و فناوری و ابزارهای زیادی را تحت پوشش قرار می‌دهد. اما اصلی‌ترین هدف این ابزارها بهینه‌سازی فعالیت‌ها در بخش کشاورزی و آمادگی آن برای مواجه با تغییرات شدید اقلیمی مانند خشکسالی یا سیل است. موارد زیر فناوری‌های شاخص در کشاورزی هوشمند هستند.
ماهواره های کشاورزی و پهبادها
یکی از مهمترین ابزارهای جغرافیایی که صنعت کشاورزی مدرن از آن بهره زیادی می‌برد، تصاویر ماهواره‌ای است. این تصاویر امکان ترسیم نقشه زمین‌ها، تصمیم‌گیری برای شیوه کشت، تغییرات حاصل از فرسایش یا موارد دیگر چون سیل، کاهش دسترسی به آب‌های منطقه‌ای و موارد مشابه را فراهم می‌کنند. علاوه بر این با استفاده از پهبادهای صنعتی، کشاورزان می‌توانند کنترل دقیق‌تری بر دارایی‌های خود داشته باشند تا ضرورت‌های امنیتی مزارع با تأکید بیشتری رعایت شوند.
حسگرهای کشاورزی هوشمند
حسگرهای فوق هوشمند و بسیار حساس لحظه به لحظه رشد محصولات را مانیتور می‌کنند و جزئ‌یترین تغییرات را گزارش می‌دهند. این حسگرها خط مقدم مقابله با تغییرات ناگهانی محیطی مانند کاهش دمای هوا یا نفوذ بیش از اندازه آب به خاک مزارع‌اند.
دستگاه‌های خودکار و رباتیک
بسیاری از فعالیت‌های کشاورزی خطرآفرین و طاقت فرسا هستند؛ فعالیت‌هایی که تناسب بیشتری با دقت بالای ماشین‌ها و صبر نامحدود آنها دارند. کشاورزی مدرن تنها در سایه استفاده از خودروهای کشاورزی عظیم و خودکار است که امکان برآورده کردن تقاضای پیش رو را دارد. علاوه بر این، نسل بعدی از کشاورزان دغدغه‌های دیجیتال و نیاز به رفاه بیشتری خواهند داشت و تنها در کنار بهره‌گیری بیشتر از ماشین و ربات‌های صنعتی است که به این نیاز آنها پاسخ داده می‌شود.
یادگیری ماشین
فناوری‌های خود آموز به کشاورزان این قدرت را می‌دهند که تغییرات اقلیمی را با دقت بیشتری پیشبینی کنند، پارامترهای خاک و آب را با دقت بیشتری در محاسبات بیاورند، برای کنترل کربن انتشاری پیشنهادهای مرتبطی ارائه کنند و امکان تشخیص و درمان بیشتری برای بیماران گیاهی فراهم آورند.
چالش‌های پیش روی کشاورزی هوشمند
علیرغم همه فواید، هوشمندسازی مزارع با چالش‌هایی نیز همراه است. در وهله اول فقدان یا قطعی در اینترنت مطرح است. بنابراین برای ایجاد مزرعه هوشمند، اولین قدم اطمینان از اینترنت قابل اتکا و نسبتا پایدار است. شبکه‌سازی حاصل در استفاده از سنسورهای محیطی و پلتفرم‌های متکی بر آنها تنها از طریق یک اتصال دائم سود آورند. موضوع بعدی کمبود دانش انسانی است. آگاهی‌رسانی به موقع درباره کشاورزی هوشمند و نیازهای آن گامی اساسی در بهبود کارایی راه حلهای دیجیتال است. آگاهی پایین نسبت به این راهکارها، شیوه انجامشان و خروجی نهایی آنها همیشه به مقاومت در پذیرش و بهره کمتر از فناوری می‌انجامد. عدم وجود یکپارچگی نیز موضوع مهمی به شمار می‌رود که بسیاری از شرکت‌های تولید کننده قطعات دیجیتال، دستگاه‌های هوشمند کشاورزی و پلتفرم‌های کنترل محیطی محصولات خود را به صورت انحصاری و در اشتراک کمتری با دیگران تولید و عرضه می‌کنند. همین امر باعث کاهش هارمونی مورد نیاز در پیاده‌سازی راهکارهای دیجیتال می‌شود. به همین دلیل، استفاده از مشاوره‌های تخصصی در زمینه شیوه طراحی مدل‌های کشاورزی هوشمند، تجهیزات مورد نیاز و نحوه اتصال آنها به یکدیگر بسیار با اهمیت است. از دیگر چالش‌ها در هوشمندسازی مزارع، مقیاس ناپذیر بودن برخی فعالیت‌های دیجیتالی سازی و افزایش هزینه‌ها و تلاش برای ایجاد شبکه‌های یکپارچه و قابل برداشت در سراسر دارایی‌های کشاورز است. کشاورزان تنها از طریق گوشی همراه خود و از هر کجای دنیا این امکان را دارند که دارایی‌های خود را رصد کنند و برای مراحل بعدی از فعالیت‌های کشاورزی مرتبط تصمیم‌گیری کنند. این اپلیکیشن‌ها بسیار کاربرپسند هستند و تقریبا هر کسی با دانشی پایه از گوشی همراه می‌تواند از راه‌حل‌های آنها بهره بگیرد.
کلان داده
بدون دسترسی به کلان داده‌های کشاورزی و اطمینان از درستی آنها، امکان پیشبینی درست وقایع، برنامه‌ریزی برای آینده مزارع و طراحی مدل‌های تولید بهین‌هتر ممکن نیست. کشاورزی هوشمند و کلان داده‌هایش به مزارع کمک می‌کند که تصمیمات خود را برای بازه‌های زمانی بلندتری اتخاذ کنند و آمادگی لازم برای وقایع فاجعه‌بار را داشته باشند.
اینترنت اشیاء صنعتی
تمام تجهیزات دیجیتالی که در سراسر مزارع نصب شده‌اند را می‌توان با استفاده از تجهیزات اینترنت اشیاء به هم وصل کرد. این اتصال دیجیتال در ادامه به پلتفرم‌های کنترل از راه دور منتهی می‌شود تا مدیریت بهینه، آنی و ایمن مزرعه ممکن شود.
مقیاس گرفتن در بخش کشاورزی و چالش‌های اقلیمی
درنهایت، باید به این نکته بسیار مهم توجه کرد کشاورزی صنعتی در جهان به سمت مقیاس گرفتن پروژه‌های کشاورزی (زمین‌های تحت کاشت در قالب یک پروژه) می‌رود. به عبارتی، کشاورزان به صورت تعاونی یا در قالب شرکت‌های بزرگ به برداشت‌های عظیم می‌پیوندند تا ریسک کمتری را به جان بخرند و همزمان از دانش و سرمایه جمعی به نفع سودآوری بیشتر استفاده کنند. افزایش مقیاس زمین‌های کشاورزی با چالش‌هایی همراه است که مهمترین آنها امکان رصد دارایی‌ها و مانیتور کردن محصولات برای برداشتی بهتر است. اولین و شاید تنها راه‌حلی که برای مواجه با چالش‌های مقیاس گرفتن و صنعتی شدن فعالیت‌های کوچک کشاورزی به ذهن می‌خورد، هوشمند سازی عملیات است. بنابراین، چه شما یک کشاورز با سطح زیر کشت بالا باشید چه کشاورزی که زمین‌های بسیار کمی را در اختیار دارد، اگر نتوانید به بهبودهای در حال انجام در بخش کشاورزی برسید، یا باید به تعاونی‌ها بپیوندید یا اینکه چاره‌ای برای سودآور نبودن فعالیت‌های کشاورزی خود و مواجه با تغییرات اقلیمی بجویید. در هر صورت، راه‌حل نهایی به هوشمند سازی و استفاده بیشتر از راه‌حل‌های دیجیتال ختم می‌شود و چه بهتر که هم‌اکنون که زمان برای بازنگری، ترسیم مسیر تحول و پیدا کردن موقعیت شغلی درست هست به فکر دیجیتالی سازی و بهره‌برداری از آن باشید.
