Νέες τεχνολογίες στη γεωργία Γεωργία ακριβείας Επιστημονική Ομάδα: Δ.Τσελές, Επιστημονικός Υπεύθυνος Γ.Κυριακαράκος Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 1
Από την ανακάλυψη της γεωργίας, χιλιάδες χρόνια πριν μέχρι και σήμερα, έχει γίνει μεγάλη προσπάθεια από την ανθρωπότητα για την διασφάλιση ικανής παραγωγής, τόσο σε ποσότητα, όσο και σε ποιότητα. Η παρούσα εργασία εστιάζεται στα τεχνολογικά επιτεύγματα που αφορούν τη γεωργία, με στόχευση στο μηχανολογικό εξοπλισμό και στη γεωργία ακριβείας γενικότερα. Γεωργία Ακριβείας Η γεωργία ακριβείας, με απλά λόγια, είναι η διαχείριση της αγροτικής παραγωγής από τη γη, βασισμένη στην παρατήρηση, τις μετρήσεις και την αντιμετώπιση των διαφοροποιήσεων, μέσα στην κάθε γεωργική έκταση. Βασίζεται σε νέες τεχνολογίες όπως η δορυφορική φωτογραφία, η επιστήμη των υπολογιστών και η χρήση εργαλείων τηλεπισκόπησης. Σκοπός της είναι: Να οδηγήσει σε καλύτερη επιλογή των γεωργικών πρακτικών, σε συνάρτηση με τις ανάγκες των καλλιεργειών. Παράδειγμα αποτελεί η προσαρμοσμένη εφαρμογή λίπανσης (π.χ. διαφορετικές ποσότητες σε διαφορετικά σημεία του αγρού). Να μειώσει το περιβαλλοντικό αποτύπωμα της καλλιέργειας. Να μειώσει δηλαδή την υπερβολική χρήση χημικών και την υπέρμετρη χρήση γεωργικών μηχανημάτων Να μπορέσει να δώσει, τελικά, αυξημένη παραγωγή καλύτερης ποιότητας και ποσότητας, αυξάνοντας το εισόδημα του καλλιεργητή. Στο παρελθόν ο γεωργός, που καλλιεργούσε πολύ μικρές εκτάσεις, μπορούσε να μάθει καλά τα χαρακτηριστικά της γης του και να τροποποιήσει τις επεμβάσεις του, ανάλογα με τη θέση στο χωράφι. Στις μέρες μας όμως, που οι εκτάσεις έχουν αυξηθεί σημαντικά, είναι σχεδόν αδύνατο να θυμάται τα χαρακτηριστικά όλης της έκτασής του, και πώς αυτά έχουν μεταβληθεί (για παράδειγμα την τελευταία πενταετία). Οι μεταβολές, που έχουν σημαντική επίπτωση στη γεωργική παραγωγή, συνοψίζονται σε έξι κατηγορίες (Zhang, Wang et al., 2002): 1. Μεταβλητότητα στη σοδειά: Πρέπει να καταγράφονται τόσο οι ετήσιες κατανομές, όσο και να υπάρχουν ιστορικά δεδομένα. Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 2
2. Μεταβλητότητα του αγρού: Αυτό αναφέρεται στην τοπογραφία του αγρού. 3. Μεταβλητότητα του εδάφους: Πρέπει να είναι γνωστά όλα τα χαρακτηριστικά του εδάφους από την περιεκτικότητα σε διάφορα στοιχεία, μέχρι τα φυσικά χαρακτηριστικά του. 4. Μεταβλητότητα των φυτών: Πυκνότητα, ύψος, διαθέσιμα απαραίτητα στοιχεία κ.λ.π. 5. Μεταβλητότητα από αστάθμητους παράγοντες: Περιλαμβάνει κυρίως προσβολές από παθογόνα και ζιζάνια. 6. Μεταβλητότητα στις καλλιεργητικές πρακτικές: Αυτές περιλαμβάνουν την επιλογή της ποικιλίας/υβριδίου, τις αποφάσεις για λίπανση, τύπο άροσης και άρδευσης κ.λ.π. Οι τεχνολογίες, που κάνουν εφικτή τη γεωργία ακριβείας στις ημέρες μας, περιλαμβάνουν την ανάπτυξη αισθητήρων, αυτοματισμών και τεχνολογιών τηλεπισκόπησης. Αισθητήρες Στις μέρες μας υπάρχει μεγάλη πληθώρα διαφόρων τύπων αισθητήρων, με μικρό κόστος για τις περισσότερες εφαρμογές. Η ανάπτυξη της ασύρματης τεχνολογίας επιτρέπει την καταγραφή και ανάλυση σε πραγματικό χρόνο των δεδομένων. Οι κύριες κατηγορίες αισθητήρων είναι οι εξής (Zhang, Wang et al., 2002): 1. Αισθητήρες σοδειάς. 2. Αισθητήρες αγρού (GPS) 3. Αισθητήρες εδάφους 4. Αισθητήρες φυτών. 5. Αισθητήρες ζιζανίων ή προσβολών Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 3
Αισθητήρας σοδιάς Αισθητήρας εδάφους Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 4
Αισθητήρας φυτών Αισθητήρας ζιζανίων Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 5
Αυτοματισμοί Για να επιτευχθεί ο αυτόματος έλεγχος, χρειάζονται διάφορα μηχανήματα. Πρώτα από όλα χρειάζονται διανομείς χημικών. Τα χημικά περιλαμβάνουν λιπάσματα και φυτοφάρμακα. Πρέπει να είναι δυνατή η εφαρμογή με ακρίβεια στον αγρό. Χρειάζεται επίσης η εφαρμογή συστημάτων αυτόματης καθοδήγησης, ώστε να είναι γνωστή η θέση του ελκυστήρα ή του μηχανήματος στον αγρό με μεγάλη ακρίβεια. Επίσης, προτείνεται η χρήση αυτόματων ρομποτικών συλλεκτών της σοδειάς. Για να μπορούν να επικοινωνούν οι διάφοροι αισθητήρες σε πραγματικό χρόνο, πρέπει να υπάρχει ένα ασύρματο δίκτυο μεταξύ τους, που να επιτρέπει την άμεση διακίνηση της πληροφορίας. Μηχάνημα για εφαρμογή μεταβαλλόμενης ποσότητας λιπάσματος Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 6
Ρομποτικό Μηχάνημα αυτόματης συγκομιδής σταφυλιών Τεχνολογίες τηλεπισκόπησης Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης είναι πολύ σημαντικές. Δορυφορικές φωτογραφίες με διάφορα φίλτρα μπορούν να δώσουν πολύ χρήσιμες πληροφορίες, από την αναγνώριση ζιζανίων και προσβολών, μέχρι την πρόβλεψη της ανάγκης σε λίπανση. Επίσης, έχει αρχίσει να επεκτείνεται η χρήση μη επανδρωμένων τηλεκατευθυνόμενων αεροπλάνων και ελικοπτέρων για τη λήψη εικόνων πάνω από την καλλιέργεια. Λήψη εικόνων με αεροπλάνο Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 7
Όλες οι πληροφορίες που συλλέγονται από χρονιά σε χρονιά μπορούν να αποτελέσουν αντικείμενο περαιτέρω ανάλυσης και επεξεργασίας. Μπορούν να δώσουν στοιχεία πρόβλεψης που να βελτιώσουν και μελλοντικές σοδιές. Γεωργία Ακριβείας Από την πλευρά των αγροτών Έχουν γίνει αρκετές έρευνες παγκοσμίως για την αποτίμηση της γνώμης των αγροτών, σε σχέση με τη γεωργία ακριβείας. Τα συμπεράσματα που υπάρχουν στη βιβλιογραφία αντικατοπτρίζουν και την κατάσταση στην Ελλάδα. Η θετική ή όχι γνώμη είναι θέμα, κυρίως, προσωπικό, ανάλογα με τον αγρότη. Αν έχει θετική γνώμη ο αγρότης, πιστεύει ταυτόχρονα και στην αξία της γεωργίας ακριβείας. Αν έχει αρνητική γνώμη, ακόμη και αν αποδέχεται ότι προσφέρει πλεονεκτήματα, δεν είναι συνήθως διατεθειμένος να προχωρήσει σε αυτή. Η γεωργία ακριβείας απαιτεί γνώση που είναι περιοριστικός παράγοντας. Και ο αγρότης και οι πωλητές μηχανημάτων πρέπει να εκπαιδευτούν, ώστε, υπό την καθοδήγηση γεωπόνων, να επιλεγεί ο σωστός μηχανολογικός εξοπλισμός και να χρησιμοποιηθεί σωστά, ώστε να υπάρχουν τα αναμενόμενα αποτελέσματα. Πολλές φορές στην Ελλάδα, οι αγρότες δείχνουν έλλειψη ενδιαφέροντος στην επένδυση κεφαλαίων για την αγορά εξοπλισμού και διάθεση χρόνου για την εκπαίδευσή τους, για να πετύχουν μικρές αυξήσεις στην παραγωγή και κατά συνέπεια στο εισόδημά τους. Οι επιδοτήσεις για εξοπλισμό τεχνολογικής αιχμής στην Ελλάδα έχουν παγώσει τα τελευταία χρόνια. Σε συνδυασμό με την παγκόσμια οικονομική κρίση, ακόμη και οι αγρότες, που έχουν τη θέληση να εκπαιδευτούν και να εφαρμόσουν νέες τεχνολογίες, δεν έχουν το απαραίτητο κεφάλαιο για να προβούν στις αντίστοιχες επενδύσεις. Γεωργία Ακριβείας Από την πλευρά της αγοράς Στην Ελλάδα υπάρχουν αντιπρόσωποι, σχεδόν, για το σύνολο των μεγάλων εταιριών, που κατασκευάζουν εξοπλισμό και μηχανήματα. Επίσης, Έλληνες κατασκευαστές διαθέτουν στην αγορά μηχανήματα και εξοπλισμό. Όπως αναφέρουν Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 8
και οι ίδιοι, είναι έτοιμοι να προσφέρουν στον Έλληνα αγρότη την κορυφή της τεχνολογίας. Από την πλευρά τους αναγνωρίζουν σαν μεγάλο πρόβλημα, αυτή την εποχή, την έλλειψη ενδιαφέροντος για την γεωργία ακριβείας και την έλλειψη κοινοτικών επιδοτήσεων. Μελέτη περίπτωσης Μηχανική Συγκομιδή Ελιάς Σε αυτή τη μελέτη θα διερευνηθεί περισσότερο η χρήση νέων τεχνολογιών στην συγκομιδή της ελιάς. Είναι γνωστό πως η χώρα μας είναι από τους μεγαλύτερους παραγωγούς παγκοσμίως, ενώ για πολλούς η ποιότητα της Ελληνικής ελιάς είναι η κορυφαία. Το ελαιόλαδο δεν αποτελεί το κυριότερο εξαγώγιμο προϊόν της χώρας μας. Το ερώτημα που προκύπτει είναι άν συμφέρει έναν αγρότη να προχωρήσει σε εκσυγχρονισμό του εξοπλισμού, από οικονομική άποψη, και αν ναι σε ποιο βαθμό. Η απάντηση αυτής της ερώτησης δεν είναι εύκολο να δοθεί. Ο λόγος αυτός αναλύεται στις επόμενες παραγράφους. Στην Ελλάδα καλλιεργούνται 11.6 εκατ. Στρέμματα, που αντιστοιχούν σε 170 εκατ. δένδρα. Οι κύριες μορφές καλλιέργειας στην Ελλάδα είναι οι ακόλουθες έξι (Βέμμος, 2010): 1. Παραδοσιακοί ελαιώνες (4-12 δένδρα/στρέμμα, 20-150 κιλά καρπού/στρέμμα) 2. Εντατικοί παραδοσιακοί ελαιώνες (8-25 δένδρα/στρέμμα, 150-400 κιλά καρπού/στρέμμα) 3. Σύγχρονοι εντατικοί ελαιώνες ή ελαιώνες πυκνής φύτευσης (20-50 δένδρα/στρέμμα, 400-1200 κιλά καρπού/στρέμμα) 4. Ελαιώνες υπερεντατικοί ή πολύ πυκνής φύτευσης (140-250 δένδρα/στρέμμα, 800-1300 κιλά καρπού/στρέμμα) Στους παραδοσιακούς ελαιώνες, οι οποίοι αξιοποιούν άγονες και μη αρδευόμενες περιοχές, είναι πολύ δύσκολη η εκμηχάνιση και η χρήση νέων τεχνολογιών. Οι εντατικοί παραδοσιακοί ελαιώνες κυριαρχούν σήμερα στην Ελλάδα και επιτρέπουν την εκμηχάνιση, σε κάποιο βαθμό, της συγκομιδής. Οι ελαιώνες πυκνής και πολύ πυκνής φύτευσης αποτελούν πολύ εντατικές μορφές καλλιέργειας Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 9
και επιβάλλουν τη χρήση εκμηχάνισης στην συγκομιδή. Στην Ελλάδα δεν έχουν εφαρμοστεί εκτεταμένα υπερεντατικοί ελαιώνες και είναι σε δοκιμαστικό στάδιο ακόμη (Βέμμος, 2010). Συγκομιδή της ελιάς Η ελιά μπορεί να συγκομιστεί χειρονακτικά, με τη βοήθεια μηχανημάτων ή και πλήρως αυτοματοποιημένα. Επίσης, στη βιβλιογραφία αναφέρεται και η χρήση χημικών, για την ευκολότερη αποκόλληση του καρπού από το δένδρο, κάτι που δεν αποτελεί ευρέως χρησιμοποιούμενη πρακτική τόσο παγκόσμια, όσο και στην Ελλάδα. Ο παραδοσιακός τρόπος συγκομιδής της ελιάς περιλαμβάνει το ράβδισμα του δένδρου και τη συλλογή του καρπού σε δίχτυα. Τα ραβδιά μπορούν να είναι εφοδιασμένα με χτένια ή δονητές, για να διευκολύνουν την εργασία. Μια πιο εξελιγμένη προσέγγιση αφορά μηχανήματα που δονούν το κορμό του δένδρου ή την κόμη του, με σκοπό την πτώση του καρπού. Τα μηχανήματα αυτά μπορεί να είναι αυτοκινούμενα ή να έλκονται από γεωργικό ελκυστήρα. Τα μηχανήματα που δονούν τον κορμό, μερικές φορές, οδηγούν σε τραυματισμό του. Τα μηχανήματα που δονούν την κόμη του δένδρου, μερικές φορές, εξοπλίζονται και με μια ανάποδη ομπρέλα, ώστε να γίνεται και ταυτόχρονη συγκομιδή του καρπού, χωρίς τη χρήση δικτύων. Επίσης, υπάρχουν μηχανήματα, τα οποία μπορούν να μαζεύουν τις ελιές από το έδαφος, χωρίς την χρήση διχτυών. Τέτοια μηχανήματα φαίνονται στις παρακάτω φωτογραφίες. Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 10
Συγκομιδή ελιάς με ραβδισμό Αυτοκινούμενο μηχάνημα με βραχίονα Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 11
Αυτοκινούμενο μηχάνημα με βραχίονα που ταυτόχρονα συλλέγει τον καρπό Βραχίονας κόμης ελαιόδενδρου Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 12
Δίκτυα με ράουλο για ευκολότερη συλλογή του καρπού Μηχάνημα συλλογής καρπών ελιάς από το έδαφος Στις σύγχρονες μορφές καλλιέργειας με πυκνή και πολύ πυκνή φύτευση, η αυτοματοποιημένη συγκομιδή της ελιάς είναι γεγονός. Οι ελαιώνες έχουν τη μορφή που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Έτσι υπάρχει χώρος για να μπορέσει να εισέλθει στον αγρό μεγάλο μηχάνημα. Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 13
Υπέρπυκνη φύτευση ελιάς Σε αυτές τις φυτεύσεις προτιμούνται δένδρα με μικρό ύψος, ώστε να διευκολύνεται η αυτοματοποίηση της συλλογής. Οι ελαιοσυλλέκτες για αυτές τις καλλιέργειες είναι, ουσιαστικά, μια εξέλιξη των γνωστών σταφυλοσυλλεκτών. Έχουν τη δυνατότητα να συλλέγουν μέχρι και δένδρα ύψους άνω των 2.5 μέτρων. Τα μηχανήματα αυτά μπορούν να συγκομίζουν 5 στρέμματα την ώρα και απαιτείται μόλις ένας χειριστής. Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 14
Ελαιοσυλλέκτης Από την εμπειρία που έχει αποκτηθεί από εταιρίες, που έχουν δραστηριοποιηθεί στη Θεσσαλία, φαίνεται ότι το κόστος μηχανικής συγκομιδής είναι μόλις το 1/10 του συμβατικού, ενώ η ποιότητα του προϊόντος αυξάνει. Οι πρώτες τέτοιες γεωργικές εκμεταλλεύσεις δείχνουν να κάνουν απόσβεση σε 5 με 6 έτη (Agrenda, 2009). Η τάση αυτή τη στιγμή είναι οι εταιρίες να προσφέρουν τα κατάλληλα δένδρα για τέτοιου τύπου εκμετάλλευση και οι ίδιες αυτές εταιρίες να αγοράζουν τους ελαιοσυλλέκτες, που στη συνέχεια ενοικιάζουν στους πελάτες τους. Κατά τον τρόπο αυτό, η δυσκολία στην απάντηση αν συμφέρει τον παραγωγό να προχωρήσει σε εκμηχάνιση της συγκομιδής μένει να απαντηθεί για τους εντατικούς παραδοσιακούς ελαιώνες. Η συγκομιδή, όταν γίνεται με μηχανικό τρόπο, ρίχνει σημαντικά το κόστος. Όμως, οι συνήθως μικρές και κατατετμημένες ιδιοκτησίες στην Ελλάδα δεν δικαιολογούν την αγορά πολύ ακριβών μηχανημάτων, τα οποία θα αποσβεστούν πολύ δύσκολα. Επίσης, ανάλογα με τον ελαιώνα, είναι Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 15
δυνατό να χρησιμοποιηθούν συνδυασμοί συγκεκριμένων μηχανημάτων σε κάθε περίπτωση από αυτές που περιγράφηκαν πιο πάνω. Λύση θα μπορούσε να αποτελέσει η ενοικίαση μηχανημάτων από εταιρίες ή η οργάνωση συνεταιρισμών, που θα αγοράζουν αυτά τα μηχανήματα και στη συνέχεια θα τα παραχωρούν στα μέλη τους. Βιβλιογραφία Agrenda, (2009), http://www.agronews.gr/component/option,com_docman /task,doc_download/gid,624/itemid,100/lang,el/ Zhang, N., M. Wang, et al. (2002). "Precision agriculture a worldwide overview." Computers and Electronics in Agriculture 36(2-3): 113-132. Βέμμος Σ. (2011), «Η σύγχρονη ελαιοκαλλιέργεια και οι πιθανές επιδράσεις στο περιβάλλον», Ημερίδα για τη ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΔΑΚΟΚΤΟΝΙΑ : Ορθολογική χρήση των φυτοφαρμάκων για την παραγωγή ποιοτικών προϊόντων & την προστασία του περιβάλλοντος ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Γεωργία Ακριβείας...σελ.2 Αισθητήρες...σελ.3 Αυτοματισμοί...σελ.6 Τεχνολογίες Τηλεπισκόπησης...σελ.7 Γεωργία Ακριβείας- Από την πλευρά των αγροτών...σελ.8 Γεωργία Ακριβείας- Από την πλευρά της αγοράς...σελ.8 Μελέτη περίπτωσης- Μηχανική Συγκομιδή Ελιάς...σελ.9 Συγκομιδή της ελιάς...σελ.10 Βιβλιογραφία...σελ.16 Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ -2011 16