نویسندگان: امیرعرفان هاشمی، محمدباقر لک، فرنگیس خسروانجم (آرشیو 2010)
چکیده
کشاورزی دقیق یا به عبارت بهتر مدیریت موضعی نهاده‌ها باور توانایی تاثیر بر افزایش بهره‌وری را تبیین می‌نماید. با بهره‌گیری از این فنّاوری می‌توان در مصرف نهاده‌ها صرفه‌جویی کرد و ضمن حفظ محیط زیست و افزایش بازدهی اقتصادی به پایداری کشاورزی کمک نمود. در این مقاله، حداقل سطح اقتصادی برای گندم و جو آبی و دیم در همدان برآورد شد. این سطح با در نظر داشتن صرفه‌جویی بالقوه ناشی از مصرف صحیح نهاده‌ها تخمین زده شد و سطوح 694، 975، 1361 و 420 هکتار برای گندم آبی، گندم دیم، جو آبی، و جو دیم بعنوان حداقل سطح اقتصادی پیاده‌سازی کشاورزی دقیق در این مزارع برآورد شدند.
واژگان کلیدی: کشاورزی دقیق، سطح اقتصادی، گندم، جو، اندازه مزرعه، صرفه‌جویی در مصرف نهاده‌ها.
مقدمه
استان همدان با دربرگرفتن هشت شهرستان و وسعتی حدود 1949400 هکتار، 1.2% از سطح کل کشور را درمیان گرفته است. جمعیت این استان 1703267 نفر می باشد که حدود 2.4% جمعیت کشور را تشکیل می‌دهد و این بدان معناست که تراکم جمعیت استان همدان حدود دوبرابر میانگین کشور است (جدول1).
جدول1. مقايسه تراكم نسبي جمعيت استان در هر كيلومتر مربع به تفكيك شهرستان در سال 1385(3)
| جمعيت ساكن در آباديها | رتبهتراكم نسبي در استان | تراكمنسبي جمعيت
در كيلومتر مربع |
جمعيت | مساحت برحسب (كيلومتر مربع) | شهرستان |
| 120021 | 1 | 156 | 637304 | 4084 | همدان |
| 118038 | 4 | 90 | 290197 | 3238 | ملاير |
| 91887 | 2 | 112 | 181049 | 1623 | نهاوند |
| 61023 | 6 | 75 | 110737 | 1480 | تويسركان |
| 116926 | 8 | 38 | 142645 | 3768 | كبودرآهنگ |
| 54140 | 3 | 90 | 106028 | 1173 | اسد آباد |
| 71992 | 5 | 87 | 122254 | 1398 | بهار |
| 87755 | 7 | 41 | 113053 | 2730 | رزن |
| 721782 | *** | 87 | 1703267 | 19494 | استان |
| 22225771 | *** | 43 | 70470846 | 1628554 | كشور |
در حال حاضر، از این جمعیت 1703267 نفری استان همدان، 121000 نفر بهره بردار با دراختیارداشتن 844600 هکتار زمین، مسئول تأمین غذای استان همدان هستند (3). بنابراین، هر بهره بردار غذای 14 نفر را تأمین می کند (جداول1و5). این درحالیست که آمار نشان مي‌دهد كه در سال 1970 میلادی بيش از نيمي از جمعيت امريكا يعني دست‌كم يك نفر از هر دو نفر در كار كشاورزي بودند. اين نسبت به‌خاطر مكانيزه‌شدن كشاورزي، به 1 نفر از هر 12 نفر در سال 1960 و 1 نفر از هر 26 نفر در سال 1976 كاهش يافته‌است. يك كشاورز امريكايي، در دهه 1990 مي‌توانسته غذاي 60 نفر را فراهم آورد و يك خانوار روستايي قادر به گرداندن يك مزرعه 1200 هكتاري بوده است(1).
از سطح 19494 کیلومتر مربع وسعت استان همدان، مجموع سطح دراختیار بهره برداران بخش کشاورزی 844600 هکتار است که حدود 43.3% از سطح استان است؛ این درحالیست که تعداد بهره برداران 121000 نفر است(3). بنابراین، مساحت متوسط زمینهای با کاربری کشاورزی 6.98 هکتار است (جداول1و2).
جدول2. فرآواني طبقات بهره برداري هاي كشاورزي با زمين استان همدان(3)
| در صد | مجموع مساحت در اختيار ( هزار هكتار) | در صد | تعداد بهره برداري (هزار بهره بردار) | وسعت اراضي |
| 100 | 844.6 | 100 | 121 | جمع كل |
| 1.2 | 10.1 | 29.5 | 35.7 | كمتر از يك هكتار |
| 11.4 | 96.3 | 31.3 | 37.9 | يك تا پنج هكتار |
| 42.1 | 356.3 | 31 | 37.5 | پنج تا بيست هكتار |
| 27.1 | 228.4 | 6.8 | 8.2 | بيست تا پنجاه هكتار |
| 18.2 | 153.5 | 1.4 | 1.7 | پنجاه هكتار به بالا |
طبق جداول2 و3 اغلب (61.3%) مزارع استان دارای مساحتی بین 1 تا 20 هکتار هستند. 55.3% بهره برداران با سواد هستند، امّا 44.7% بقیه را بی سوادان تشکیل می دهند که همین موجب نگرانی برای داشتن کشاورزی مطابق با یافته های نوین است. زیرا نه تنها کشاورزی دقیق، بلکه کشاورزی متداول و مکانیزه بهره‌بردارانی را می طلبد که حداقل توان خواندن دفترچه‌های راهنمای استفاده از ادوات و نشریات آموزشی ترویجی را داشته باشند و همین نیاز به ارائه کلاسهای آموزشی و ترویجی را شدت می‌دهد. البته آموزش اعضای باسواد خانواده‌های کشاورزان بی سواد نیز می تواند تا اندازه ای سودمند باشد.
جدول3. وضعيت سواد بهره برداران كشاورزي بر حسب طبقات بهره برداري (هزار بهره بردار)(3)
| در صد | با سواد | در صد | بي سواد | وسعت اراضي |
| 55.3 | 78.8 | 44.7 | 63.8 | جمع كل |
| 16.8 | 13.3 | 13.5 | 8.6 | بدون زمين |
| 25.8 | 20.3 | 24 | 15.3 | كمتر از يك هكتار |
| 25.7 | 20.2 | 27.6 | 17.5 | يك تا پنج هكتار |
| 24.7 | 19.5 | 28 | 18 | پنج تا بيست هكتار |
| 5.6 | 4.5 | 5.9 | 3.7 | بيست تا پنجاه هكتار |
| 1.4 | 1 | 1 | 0.7 | پنجاه هكتار به بالا |
کشاورزی متداول و سود حاصل از تولید گندم و جو
گندم و جو در بین محصولاتی که در استان همدان کشت می شوند، دارای اهمیت ویژه ای هستند؛ چرا که بیشترین سطح مزارع استان به کشت این دو محصول اختصاص دارد. همچنین، در تغذیه انسان و دام، گندم و جو جایگاهی ویژه دارند.
باتوجه به روبرو بودن بخش وسیعی از مزارع استان همدان با کمبود آب ، 75.7% سطح زیر کشت گندم که تأمین کننده بیش از 50% از محصول گندم استان است بصورت دیم پرورش می یابد. 43.4% سطح زیر کشت جو نیز بصورت دیم پرورش می یابد و محصول حاصل ازآن 22.7% کل تولید جو می باشد.
کشاورزی دقیق
كشاورزي دقيق، جديد ترين فناوري در عرصه كشاورزي مي باشد كه بر مبناي كشاورزي پايدار و توليد غذاي سالم و پاك، استوار است. و بر اساس سه اصل افزايش عملكرد، افزايش بهره اقتصادي و كاهش اثرات سوء زيست محيطي دنبال مي شود (نظرزاده اوغاز، 1387). افزایش فشار برای امنیت غذایی و پایداری تولید مانند نیاز برای متوقف کردن تخریب محیط زیست بر بهبود استفاده موثر از منابع مزرعه اهمیت پیدا کرده است
(Yeong S. and Mark B., 2012)
كشاورزي دقيق، چشم اندازي از كشاورزي آينده است كه در اين زمينه ماهواره ها، سنسور ها، نقشه ها و داده هاي حاصل از دور سنجي، به كمك كشاورز آمده و دقت عمل او را بالاتر مي برند. در كشاورزي دقيق، داده هاي حاصل از زمين بوسیلۀ سنسورهاي مختلفي كه بر روي ادوات كشاورزي نصب گرديده اند با مشخصات محل داده كه توسط GPS تعيين مي شود و زمان ورود داده، در مانيتور محصول تركيب مي شود و اطلاعات حاصله به سيستم GIS داده شده تا نقشه هاي محصول بصورت سايت _ويژه درآيند. اين نقشه ها مديران مزرعه را قادر مي سازد كه تصميمات مديريتي خود را با توجه به شرايط موجود در هر سايت (كوچكترين بخش مديريتي مزرعه) اتخاذ كرده و بهترين اقدامات را با توجه به اين شرايط به مرحلة اجرا در آورند.
كشاورزي دقيق از عناصر و مفاهيم مختلفي شكل گرفته است كه وجود هريك از آنها ضروري و در عين حال ناكافي است كه از اين ميان مي توان به سيستم هاي ماهواره اي شاملGPS و DGPS، حسگرهاي مختلف، مانيتور محصول، كامپيوتر، مديريت سايت _ ويژه، نقشه محصول، و بكار گيري نرخ متغير اشاره كرد.
کشاورزی دقیق و تولید گندم و جو
همانگونه که بیان شد، نزدیک به سه دهه از عمر این فنّاوری می گذرد. در طول این چند سال تحقیقات بیشماری درباره بکارگیری کشاورزی دقیق انجام شده است و گزارش هایی نیز ذکر شده است. که می توان به موارد ذیل اشاره کرد:
– سازمان مرجع غلات انگلستان درباره منافع اقتصادی بکارگیری کشاورزی دقیق چنین بیان می کند:
موقعیت اقتصادی محکمی برای اتخاذ کشاورزی دقیق، حتی در یک مبنای کوچک وجود دارد. منافع حاصل ازبکارگیری کشاورزی دقیق در مقایسه با برنامه های نهاده استاندارد چنین بود:
³ نیتروژن تا 22 پوند بر هکتار
³ علفکش‌ها تا 18 پوند بر هکتار
³ قارچکش تا 20 پوند بر هکتار
تجهیز یک مزرعه برای کشاورزی دقیق باتوجه به پیچیدگی سامانه و اندازه مزرعه از2 تا 18 پاوند هکتار هزینه دارد. جمع آوری و تفسیر داده ها بمنظور فراهم آوردن بدون درنگ خسارات زراعی باتوجه به کل سطح پیمایش شده بوسیله شعاع سنجی هواپیما یا سواربر تراکتور از 7 پاوند بر هکتار و بیش از آن هزینه دارد
(Tangwongkit, R, et al., 2006)
عدهای از دانشمندان منافع بکارگیری کشاورزی دقیق را چنین بر می شمارند:
³ اطلاعات بمنظور اقدام مقتضی
³ نظارت بهتر بر فرآیندهای زراعی
³ جنبه زیست محیطی
³ جنبه اقتصادی
(Schneider, M. and Wagner, P, 2010)
فنّاوری کشاورزی دقیق بری گندم در 42% از موارد سودآور، در 33% زیان آور و در 25% موارد بینابین جواب داده است؛ همچنین اعمال کشاورزی دقیق برای تولید جو صد در صد موفق است(9).
جمعی از محققین توجیه اقتصادی کشاورزی دقیق را اینگونه تفسیر می کنند:
برای یک مزرعه 500 هکتاری با روش حسگر برای کوددهی نیتروژن به غلات، هزینه اضافی تجهیز مزرعه به حسگر پوشانده می شود و اگر سطح مزرعه به 2000 هکتار افزایش یابد این هزینه های اضافی هکتاری تا 25٪ هزینه های اضافی به ازای هر هکتار مزرعه با وسعت 500 هکتار کاهش خواهد یافت.
(Robertson, M et al., 2011)
– گروهی از محققین پس از بررسی سودآوری کشاورزی دقیق در مزارع غلات استرالیا به این نتیجه رسیدند:
پرورش دهندگان غلات استرالیا سامانه هایی را اتخاذ کرده اند که سودآور بوده، قادر به اعاده هزینه سرمایه اولیه در 2 تا 5 سال هستند، و همچنین مزایای نامحسوس استفاده از فنّاوری را مشاهده کرد. در حالیکه نتایج به سوی بحث پیرامون سودآوری کشاورزی دقیق پیش می رود، امّا همچنین روشن می کند که استفاده و مزایای حاصل از فنّاوری کشاورزی دقیق از مزرعه ای به مزرعه ای دیگر مطابق با ترجیحات و شرایط کشاورز، تغییر می کند
(Martin, S.W et al., 2005)
عدهای برای برآورد هزینه ها و بازگشت سرمایه کشاورزی دقیق از یک مزرعه نمونه به مساحت 33 ایکر (36/13هکتار) بمنظور برقرار کردن برآوردهای هزینه پایه این فنّاوری ها استفاده کردند. درصورتیکه سطح کافی موجود باشد، یافته ها بر هزینه نسبتاً کم هر ایکر (8 تا 12 دلار بر ایکر) و حتی کمتر از مقدار عقلانی معمول اشاره دارند. صرفه جویی های متوسط سالیانه نهاده در این مطالعه تقریباً 2 دلار بر ایکر (حدود 5 دلار بر هکتار) بود. افزایش عملکرد ممکن بیش از آنست که هزینه تجهیز یک سامانه کشاورزی دقیق تمام مزرعه ای را حتی در مزارع با حداقل اندازه پوشش دهد.
(Lambert, D. and Lowenberg-DeBoer, J. 2000)
- مواد و روشها
برای محاسبه حداقل سطح اقتصادی به‌کارگیری کشاورزی دقیق ابتدا هزینه‌های تجهیز ماشینهای موجود به فنّاوری کشاورزی دقیق برآورد می‌شوند (جدول5) و سپس با تقسیم مقدار هزینه‌های ناشی از مصرف اضافی نهاده‌ها (جدول4) بر این مقدار، تعداد سیستم‌هایی که به‌طور بالقوه می‌توان تهیه کرد، برآورد می‌شود و سپس با تقسیم سطوح زراعی بر تعداد سیستم‌ها، حداقل سطح زراعی برآورد می‌شود:
جدول4. هزینه‌های ناشی از به‌کار گیری نهاده‌های اضافی(2)
| Seed | Nitrogen | Phosphorous | Input excessive costs* ($/ha) | Cultivated area (ha) | Total excessive costs** ($) | محصول | |||||||||
| Recommended amount (kg/ha) | Unit costs ($/kg) | Applicated amount (kg/ha) | Extra costs ($/ha) | Recommended amount (kg/ha) | Unit costs ($/kg) | Applicated amount (kg/ha) | Extra costs ($/ha) | Recommended amount (kg/ha) | Unit costs ($/kg) | Applicated amount (kg/ha) | Extra costs ($/ha) | ||||
| 180 | 0.29 | 227.22 | 13.60 | 130 | 0.10 | 161.79 | 3.12 | 90 | 0.09 | 144.71 | 4.65 | 21.66 | 97196 | 2105265 | گندم آبی |
| 80 | 0.27 | 132.32 | 14.23 | 50 | 0.08 | 55.36 | 0.45 | 50 | 0.08 | 58.93 | 0.67 | 15.38 | 303245 | 4663908 | گندم دیم |
| 180 | 0.29 | 210.13 | 8.59 | 130 | 0.08 | 129.97 | 0.00 | 90 | 0.08 | 120.04 | 2.25 | 11.11 | 36745 | 408237 | جو آبی |
| 80 | 0.27 | 175.09 | 25.96 | 50 | 0.12 | 92.58 | 5.11 | 50 | 0.11 | 91.80 | 4.68 | 35.75 | 28141 | 1006041 | جو دیم |
* Input excessive costs = (Applicated amount –Recommended amount) × Unit cost
** Total excessive costs = Input excessive costs × Cultivated area
باتوجه به جدول4، کل هزینه‌های ناشی از مصرف اضافی نهاده‌ها برای کشت‌های گندم آبی، گندم دیم، جو آبی، و جو دیم به ترتیب 2105265، 4663908، 408237، و 1006041 دلار است. این هزینه‌های برآورد شده، هزینه‌های ناشی از به‌کارگیری بیشتر ماشینها را در بر نمی‌گیرد.
جدول5. هزینه تجهیز ماشینها به کشاورزی دقیق.
| Machinery | C (ha/hr) | Number | PC* | YM* | GPS* | GIS* | Sensors | Total |
| Sprayer | 3 | 1 | 1000/3 | 2500 | 1000/3 | 200 | 3366.67 | |
| Planter and Fertilizing | 1.5 | 2 | 1000/3 | 2×2500 | 1000/3 | 200 | 5866.67 | |
| Combine | 3 | 1 | 1000/3 | 4000 | 500 | 1000/3 | 600 | 5766.67 |
| Total | 3 | 1000 | 4000 | 8000 | 1000 | 1000 | 15000 |
*Stombaugh et al, 2003
در جدول5 ظرفیت زراعی مرجع ماشینها 3 هکتار بر ساعت فرض شده‌است (لک، محمدباقر، 1386) از آنجا که تهیه یک رایانه و نرم‌افزار GIS کفایت می‌کند، در هر مورد قیمت‌ها بر 3 تقسیم شده‌اند. در ضمن تعداد کارنده در هر سیستم 2 عدد مفروض است زیرا ظرفیت زراعی این ماشین نصف ماشینهای سمپاشی و کمباین است.
(۱) تعداد سیستم‌ها = هزیمه‌های اضافی ناشی از مصرف بیش از اندازه نهاده‌ها تقسیم بر هزینه تجهیز ماشینهای موجود به فناوری کشاورزی دقیق
(2) کمینه سطح اقتصادی = مساحت زیر کشت هریک از محصولات تقسیم بر تعداد سیستم‌ها
(کوپاهی، م. 1352)
برآورد هزینه ها
هزینه های تجهیز مزارع کشت گندم و جو به سامانه کشاورزی دقیق را می توان در عملیات مختلف زراعی به تفکیک زیر برآورد کرد:
- کود دهی، کاشت و سم پاشی نرخ متغیر
بیش از 20% صرفه جویی در مصرف علفکش با استفاده از یک سمپاش نرخ متغیر بر مبنای بینایی ماشینی دست‌یافتنی است
(Shearer, S et al, 1999)
این در حالیست که نتایج استفاده از این فناوری در توزیع دیگر انواع سم و کود دهی نیز نتایج مطلوبی خواهد داشت.
- برداشت
مانيتور هاي محصول، پيشرفت تازه اي در ماشين آلات كشاورزي مي باشند كه به توليد كنندگان دانه اين اجازه را مي دهند كه تأثيرات آب و هوا ، ويژگي هاي خاك و مديريت را بر توليد دانه تعيين نمايند كه اولين گام منطقي براي كساني است كه مي خواهند به مديريت زراعي سايت – ويژه يا “كشاورزي دقيق” بپردازند. دقت اين دستگاهها، بستگي دارد به نصب، كاليبره نمودن و بهره گيري درست آنها. در کمباین برداشت غلات دستگاه های الکترونیکی مجهز به حسگرها، GPS یا DGPS و مانیتور محصول ضمیمه کمباین می شوند تا برآوردي دقيق از چگونگي تنوع عملکرد محصول در مزرعه بدست آید.
بحث و نتیجه گیری
با استفاده از داده‌های جداول4و5 و رابطه‌های 1و2 تعداد سیستم‌هایی که با صرفه‌جویی در مصرف نهاده‌ها قابل تهیه هستند برای گندم آبی، گندم دیم، جو آبی و جو دیم 140، 311، 27 و 67 عدد می‌باشد که در نتیجه حداقل سطح اقتصادی برای پیاده‌سازی کشاورزی دقیق در استان همدان برای محصولات مذکور به ترتیب 694، 975، 1361 و 420 هکتار برآورد می‌شود.
با توجه به بررسی های انجام شده، میانگین حداقل سطح اقتصادی متوسط 853 هکتار خواهد بود. بافت جامعه روستایی استان به گونه‌ای است که طبق جداول2و3، 44.7% بهره‌برداران بیسواد هستند و 98.6% از کل بهره‌برداران با دارا بودن 81.8% سطح مزارع استان مزارعی با مساحتی کمتر از 50 هکتار را تحت مالکیت خود دارند.
با این شرایط و نیز با توجه به سطح متوسط مالکیت 6.98 هکتار برای هر بهره‌بردار، پیاده‌سازی کشاورزی دقیق ممکن نخواهد بود مگر با اعمال سیاست‌های همراستا با یکپارچه‌سازی اراضی و تشکیل شرکت‌های خدماتی برای ارائه خدمات در سطوح وسیع.
فهرست منابع
(1). بهروزی لار، منصور، 1378، اصول طراحی ماشینهای کشاورزی، انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی.
(2). دفتر آمار و فنّاوری اطلاعات سازمان جهاد کشاورزی استان همدان، 1387، سیستم هزینه تولید.
(3). سازمان جهاد کشاورزی استان همدان، 1386، آمارنامه.
(4). کاظمی اربط، 1378، زراعت خصوصی (جلد اول: غلات)، مرکز نشر دانشگاهی.
(5). كوپاهي، م. 1352 اقتصاد كشاورزي ، دانشگاه تهران.
(6). لک، محمدباقر، 1386، اصول نصب و بکارگیری مانیتور محصول، سومین کنفرانس دانشجویی مهندسی مکانیزاسیون و مکانیک ماشین های کشاورزی، دانشگاه شیراز.
(7). نظرزاده اوغاز، صمد،1387، تهيه نقشه عملكرد محصول مزرعه به عنوان مهمترين گام در كشاورزي دقيق(طراحي و ساخت دستگاه اندازه گير پيوسته دبي گندم برداشت شده توسط كمباين كلاس)، پنجمین کنگره ملی مهندسی ماشین های کشاورزی و مکانیزاسیون.
(8). وزارت جهاد کشاورزی، 1386، دستورالعمل های فنی کلی محصولات کشاورزی مؤسسات و مراکز تحقیقات ملی، سازمان ترویج، آموزش و تحقیقات کشاورزی، دفتر بررسی و هماهنگی طرح های تحقیقاتی.
(9). Alimardani, R, Abbaspour-Gilandeh, Y, Khalilian, A, keyhani, A, Sadati, S.H., 2007, Energy Savings with Variable-Depth Tillage “A Precision Farming Practice”, American-Eurasian J. Agric. & Environ. Sci., 2 (4): 442-447, 2007, IDOSI Publications.
(10). Implenting Precision Agriculture, 2003, What Will This Investment Cost?, University of Kentucky Cooperative Extension.
(11). Lambert, D., Lowenberg-DeBoer, J. 2000, Precision Agriculture Profitability Review, Site-specific Management Center School of Agriculture, Purdue University.
(12). Martin, S.W., Hanks, J., Harris, A., Wills, G., Banerjee, S., 2005, Estimating Total Costs and Possible Returns from Precision Farming Practices, Plant Management Network.
(13). Robertson, M., Carberry, P., Brennan, L., 2011, THE ECONOMIC BENEFITS OF PRECISION AGRICULTURE: CASE STUDIES FROM AUSTRALIAN GRAIN FARMS, CSIRO Sustainable Ecosystems,
(14). Schneider, M., Wagner, P.,2010, Prerequisites for the Adoption of new Technologies – the Example of Precision Agriculture, Institute of Agriculture Economics, Farm Management Group, 06099 Halle, Germany. www.preagro.de/Veroeff/paper.pdf
(15). Schulze, C., Spilke, J., Lehner, W., 2007, Data modeling for Precision Dairy Farming within the competitive field of operational and analytical tasks, Computers and Electronics in Agriculture, AALBORG UNIVERSITY.
(16). Shearer, S.A., Fulton, J.P., McNeill, S.G., Higgins, S.F., 1999, Elements of Precision Agriculture: Basics of Yield Monitor Installation and Operation, University of Kentucky Cooperative Extension.
(17). Tangwongkit, R, Salokhe, V.M., Jayasuriya, H.P.W., 2006, Development of a Real-time, Variable Rate Herbicide Applicator Using Machine Vision for Between-row Weeding of Sugarcane Fields, Agricultural Engineering International: the CIGR Ejournal, Manuscript PM 06 009. Vol. VIII. June, 2006.
(18). UK National Association of Aerial Photographic Libraries, 2002, Precision farming of cereals practical guidelines and crop nutrition.
(19). Yeong Sheng Tey, Mark Brindal,2012 Factors influencing the adoption of precision agricultural technologies: a review for policy implications, Published online: 20 July 2012_ Springer Science+Business Media, LLC 2012.
بدون دیدگاه