تجزیه و تحلیل جهانی نشان می دهد که کشاورزی هوشمند در حال حاضر در برخی مناطق سودآور است

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

استفاده از ربات‌ها، پهپادها و ابزارهای هوش مصنوعی در کشاورزی در حال حاضر روی 42 درصد از زمین‌های زراعی جهان نتیجه داده است. این میزان در 20 سال آینده به 50 درصد و در صورت تشدید مقررات زیست محیطی هر کشور به 75 درصد افزایش می یابد. اگر هر کشوری مقررات خود را کاهش دهد، به 31 درصد کاهش می یابد.

اینها یافته‌های اصلی یک مطالعه بین‌المللی به رهبری دانشگاه بن است که برای اولین بار سودآوری کشاورزی هوشمند را در سراسر جهان تخمین می‌زند. کشاورزی با فناوری پیشرفته اغلب دقیقا در بخش‌هایی از جهان که با مشکلات زیست‌محیطی مانند تنش آبی و کوددهی بیش از حد دست و پنجه نرم می‌کنند سودآور است. نتایج این مطالعه در مجله PNAS منتشر شده است.

مزارع اروپایی و ایالات متحده به طور فزاینده ای به شرکت های با فناوری پیشرفته تبدیل می شوند: هواپیماهای بدون سرنشین هجوم آفات را شناسایی می کنند و داده های خود را به ماشین آلات کشاورزی ارسال می کنند که سپس آفت کش ها را در مناطق خاص اسپری می کنند. ربات‌ها علف‌های هرز را قبل از ایجاد مشکل حذف می‌کنند. و سیستم های آبیاری رطوبت خاک را ردیابی می کنند و ریشه ها را فقط در جایی که به آب نیاز است آبیاری می کنند.

پروفسور دیوید ووپر از دانشگاه بن توضیح می‌دهد: «این فناوری‌های کشاورزی هوشمند این پتانسیل را دارند که کشاورزی محصول را پایدارتر و سازگار با محیط‌زیست کنند».

با این حال، ووپر همچنین می‌داند که تغییر به فناوری‌های کشاورزی هوشمند ممکن است برای هر مزرعه‌ای منطقی نباشد، حداقل در کوتاه‌مدت، زیرا آن‌ها ارزان نیستند – جدا از تخصص لازم برای راه‌اندازی آن‌ها. همچنین تغییرات قابل توجهی در شرایط محلی، از هزینه های نیروی کار و مقررات زیست محیطی گرفته تا در دسترس بودن آموزش وجود دارد.

شهرر رومن، دانشجوی دکترا در گروه تحقیقاتی Wuepper، می‌گوید: «بنابراین ما می‌خواستیم بدانیم کشاورزی دقیق از نظر اقتصادی در کجا ارزش خاصی دارد.

نتایج نشان می‌دهد که کشاورزی هوشمند در حال حاضر روی 42 درصد از زمین‌های زراعی جهان سود دارد. سودآوری این فناوری ها به طور نابرابر در سراسر جهان توزیع شده است.

سود اقتصادی در مناطقی که درآمد و سطح تحصیلات بالا است، رشته ها بزرگ و مقررات زیست محیطی سختگیرانه است، مانند اروپای غربی، کانادا، ایالات متحده و استرالیا، بیشترین سود را دارد. یکی از دلایل این است که در این مناطق از جهان اغلب مقادیر زیادی کود و آفت کش استفاده می شود.

رومن می‌گوید: «بنابراین تنها با استفاده از این محصولات در جایی که واقعا نیاز دارید، می‌توان در پول صرفه‌جویی کرد. و از آنجایی که نیروی کار در این مکان ها هزینه بیشتری دارد، استفاده از ماشین آلات و ربات ها منطقی است.

در مقابل، پتانسیل کشاورزی هوشمند در حال حاضر در کشورهای جنوب صحرای آفریقا محدود است. ووپر، که همچنین عضو منطقه تحقیقات بین رشته‌ای آینده‌های پایدار (TRA) و خوشه برتری PhenoRob است، اشاره می‌کند: «این تا حدی به این دلیل است که فناوری‌های موجود برای کشاورزی در مقیاس کوچک مناسب نیستند.

"در حال حاضر، این تجهیزات با تمرکز بر عملیات های بزرگ و سرمایه بر در آمریکای شمالی و اروپا در حال توسعه است. در آینده، تحقیقات و توسعه کشاورزی باید جستجوی راه حل هایی را افزایش دهد که گزینه معقولی برای مزارع کوچک نیز باشد."

برای مطالعه خود، محققان با بررسی اینکه در کجای دنیا از فناوری‌های کشاورزی هوشمند استفاده می‌شود، شروع کردند. تقریبا هیچ پایگاه داده ای وجود ندارد که این اطلاعات را به طور سیستماتیک ثبت کند.

رومن توضیح می‌دهد: «بنابراین ما به بیش از 8000 متخصص کشاورزی هوشمند در سراسر جهان نامه نوشتیم و از آنها پرسیدیم که آیا مکان‌هایی را در منطقه خود می‌شناسند که قبلا از این فناوری‌ها به طور سودآور استفاده می‌شود. محققان همچنین به بررسی متون علمی برای یافتن مزارعی پرداختند که قبلا از روش های کشاورزی دقیق استفاده می کردند.

این به محققان لیستی از بیش از 4000 مکان را داد که در آن سیستم‌های آبیاری هوشمند، ربات‌های وجین علف‌های هرز یا آنالیزهای مبتنی بر هواپیماهای بدون سرنشین در حال حاضر استفاده می‌شوند. آنها سپس از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی برای بررسی شرایط زیربنایی برای تغییر کشاورزی هوشمند استفاده کردند.

رومن می‌گوید: «ما دریافتیم که کشاورزی هوشمند در جایی که حاکمیت محیطی قوی‌ترین است، نتیجه می‌دهد.

ووپر توضیح می‌دهد: «ما اکنون این یافته‌ها را گرفته‌ایم و چگونگی تغییر استفاده از فناوری‌های کشاورزی هوشمند را در آینده در هر منطقه بیان کرده‌ایم. محققان همچنین پیش‌بینی‌های توسعه اقتصادی منطقه‌ای را در مدل‌های خود در نظر گرفتند و در نهایت نقشه‌ای جهانی تهیه کردند که نشان می‌دهد کشاورزی دقیق در کجا بیشترین پتانسیل را دارد.

آنها همچنین نتایج خود را بر اساس دسته فناوری تقسیم کردند: سیستم های آبیاری مستقل. ربات های علف های هرز؛ پهپادها و سایر روش‌هایی که میدان‌ها را نقشه‌برداری می‌کنند و مکان‌هایی که نیاز به اقدام است را شناسایی می‌کنند. ماشین آلاتی که خودش تصمیم می گیرد چه مقدار کود یا آفت کش مصرف کند. و سیستم های فرمان GPS که ماشین ها را در مسیرهای دقیق نگه می دارد و از همپوشانی ها جلوگیری می کند.

این مطالعه همچنین نقشه‌هایی را نشان می‌دهد که کشاورزی هوشمند می‌تواند بیشترین فایده‌های زیست‌محیطی را داشته باشد، با نشان دادن مکان‌هایی که فناوری‌ها سودآور هستند و مشکلاتی که می‌توانند به آن‌ها رسیدگی کنند در کجا شدیدتر هستند. به عنوان مثال، سیستم های آبیاری هوشمند اغلب دقیقا در مناطقی سودآور هستند که به طور فزاینده ای با کمبود آب مبارزه می کنند.

ووپر نتیجه می گیرد: "منافع زیست محیطی و اقتصادی اغلب دست به دست هم می دهند. اما آنها به خودی خود به دست نمی آیند: بدون سیاست، بیشتر منافع زیست محیطی روی میز باقی می ماند."

رومن، شهریر و همکاران، مدلسازی پتانسیل جهانی نوآوری های کشاورزی هوشمند، مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (2026). DOI: 10.1073/pnas.2530081123. doi.org/10.1073/pnas.2530081123

اطلاعات مجله: مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →