Introduction aux outils d'agriculture de précision :L'agriculture de précision (PA) ou l'agriculture de précision est un système de gestion de la production végétale et animale qui utilise un système de positionnement global (GPS) pour surveiller la position de l'équipement sur le terrain afin de collecter des informations et d'appliquer les intrants nécessaires à chaque emplacement. L'agriculture de précision est également appelée gestion des cultures satellite ou gestion des cultures spécifiques à un site. Ceci est principalement utilisé pour développer un système d'aide à la décision pour une gestion complète de l'exploitation afin d'optimiser les entrées et les sorties des différents systèmes à intervalles réguliers. L'agriculture de précision comprend des méthodes de détection proche et à distance utilisant des capteurs IoT, qui aident à surveiller l'état des cultures à plusieurs niveaux de croissance. L'agriculture de précision implique l'acquisition et le traitement d'une grande quantité de données liées à la santé des cultures. De multiples paramètres sont impliqués dans la santé d'une plante, et y compris le niveau d'eau, Température, et d'autres. Dans cet article, nous avons également couvert les sujets ci-dessous concernant les outils d'agriculture de précision ;

• Outils nécessaires à l'agriculture de précision
• Qu'est-ce que l'agriculture de précision
• Les techniques de l'agriculture de précision
• Comment fonctionne l'agriculture de précision
• Technologies de base utilisées dans l'agriculture de précision

Un guide étape par étape des outils d'agriculture de précision

L'agriculture de précision permet à un agriculteur de savoir précisément quels paramètres sont nécessaires pour une culture saine, où ces paramètres sont nécessaires, et dans quelle quantité à un moment donné. Cela nécessite la collecte d'informations massives provenant de différentes sources et de différentes parties du champ telles que les éléments nutritifs du sol, la présence de parasites et de mauvaises herbes, teneur en chlorophylle des plantes, et les conditions météorologiques. L'objectif principal de l'agriculture de précision décrit ses avantages. L'approche principale définit les besoins des cultures et des sols pour une productivité optimale d'une part et pour préserver les ressources, assure la durabilité et la protection de l'environnement d'autre part. Ce processus dans l'agriculture régulière aide à résoudre les problèmes vitaux de l'agriculture comme le gaspillage des ressources, coûts élevés, et un impact environnemental destructeur.

Le besoin d'une agriculture de précision est ;

L'agriculture de précision fusionne les nouvelles méthodes nées de l'ère de l'information avec une industrie agricole mature. Puis, il s'agit d'un système intégré de gestion des cultures qui tente de faire correspondre le type et la quantité d'intrants avec les besoins réels des cultures pour les petites zones d'un champ agricole. Les caractéristiques environnementales comprennent les conditions météorologiques, mauvaises herbes, insectes, et la maladie.

L'agriculture de précision est un système de gestion agricole basé sur l'utilisation de méthodes modernes à chaque étape du travail. Un champ a généralement des zones hétérogènes. L'agriculture de précision permet d'identifier ces zones et de gérer la variabilité qui accompagne un champ hétérogène. Cela permet principalement aux agriculteurs d'utiliser des semences, les engrais, et les pesticides plus efficacement et augmenter le rendement.

Objectifs de l'agriculture de précision

Les principaux objectifs de l'agriculture de précision se sont également élargis;

• En sélectionnant des cultures adaptées avec des rendements plus élevés et des marchés plus lucratifs
• Mesurer automatiquement les performances du site en capturant les données pertinentes
• Accroître la durabilité économique et environnementale de la ferme
• Prédire les changements des conditions climatiques et y réagir de manière proactive

L'agriculture de précision est une approche où les intrants sont utilisés en quantités précises pour obtenir des rendements moyens accrus par rapport aux méthodes de culture traditionnelles. Par conséquent, c'est un système complet conçu pour optimiser la production en utilisant un élément d'information clé, La technologie, et le management, pour augmenter l'efficacité de la production, améliorer la qualité des produits, économiser l'énergie et protéger l'environnement. Donc, l'agriculture de précision est un concept attrayant et ses principes conduisent tout naturellement à espérer que les intrants agricoles peuvent être utilisés plus efficacement, avec des améliorations ultérieures des bénéfices et une production moins contraignante pour l'environnement.

L'agriculture de précision est une approche de la gestion agricole qui utilise les TI (technologies de l'information) pour garantir que les cultures et le sol reçoivent exactement ce dont ils ont besoin pour une santé optimale. L'agriculture de précision a pour objectif d'assurer la rentabilité, durabilité, et la protection de l'environnement. L'agriculture de précision est également connue sous le nom d'agriculture satellite et de gestion des cultures spécifiques au site (SSCM). Il aide à éviter les pratiques indésirables à une culture, quelles que soient les conditions pédologiques/climatiques locales, ce qui signifie qu'il réduit le travail, l'eau, les intrants tels que les engrais, et pesticides, etc., et garantit des produits de qualité.

L'agriculture de précision consiste à mettre en œuvre toute pratique de gestion agricole basée sur le statut du terrain. PA crée l'image de certains programmes informatisés qui contrôlent les machines via des signaux satellites ou certaines configurations de capteurs locaux qui peuvent prédire le développement des cultures. C'est pourquoi l'agriculture de précision est considérée comme l'avenir de l'agriculture. Cela signifie une série de stratégies et d'outils qui permettent aux agriculteurs d'optimiser et d'augmenter la qualité et la productivité des sols en mettant en place une série d'interventions clés ciblées, un résultat qui peut être obtenu grâce à l'introduction de technologies de pointe.

Avantages de l'agriculture de précision

Le système d'agriculture de précision offre de nombreux avantages économiques, social, et les avantages environnementaux par rapport aux méthodes traditionnelles ;

• Augmente le retour sur investissement (ROI), en réduisant l'utilisation des intrants et en augmentant les quantités et la qualité des rendements.
• Il réduit le sol, l'eau, et la pollution de l'air en diminuant l'utilisation d'engrais chimiques et de pesticides.
• L'agriculture de précision renforce la biodiversité des sols et soutient la faune en dehors des fermes.
• Il rend l'agriculture durable en réduisant la dépendance aux ressources et à l'eau.
• L'agriculture de précision réduit les émissions de carbone du secteur agricole.

Les autres avantages de l'agriculture de précision sont ;

Amélioration de l'efficacité de la prise de décision - Si les agriculteurs utilisent des capteurs pour surveiller le champ, ils auront un accès à long terme aux données en temps réel. Par ici, un responsable de site sera capable de distinguer des modèles et de prévoir les changements, Riques potentiels, et les rendements des cultures, à la fois pendant la récolte et la saison de croissance.

Accès aux archives de la ferme – L'utilisation de la technologie pour les systèmes de gestion agricole augmente l'accessibilité des données. Avec l'agriculture de précision, les membres de l'équipe ne sont plus liés à l'espace de bureau. Grâce aux méthodes basées sur le cloud, toutes les données nécessaires sont libres d'accès à tout moment depuis n'importe quel appareil.

Meilleure protection des cultures – Pour protéger l'emplacement des insectes nuisibles aux cultures et les agriculteurs ont tendance à exagérer avec leur utilisation d'azote. Et, outre la réduction de la durabilité environnementale du site, l'utilisation de produits chimiques coûte cher. Avec l'agriculture de précision, un agriculteur ne pourra administrer des produits chimiques qu'en cas de besoin, puis protéger ses cultures plus efficacement.

Pourquoi l'agriculture de précision est-elle importante ?

Les pratiques agricoles de précision peuvent réduire la quantité de nutriments et d'autres intrants agricoles utilisés tout en augmentant les rendements des cultures. Ainsi, les agriculteurs rentabilisent leur investissement en économisant l'eau, pesticide, et les coûts des engrais.

• Pour augmenter la productivité agricole
• Empêche la dégradation des sols
• Réduction de l'application de produits chimiques dans les cultures
• Utilisation efficace des ressources en eau
• Diffusion des méthodes agricoles modernes pour améliorer la qualité, quantité, et des coûts de production réduits
• Développer des attitudes favorables
• Les pratiques d'agriculture de précision changent le statut socio-économique des agriculteurs

Les problèmes de production peuvent être facilement résolus grâce à l'agriculture de précision si elle est correctement prise en charge. Les agriculteurs doivent trouver leurs besoins spécifiques à l'avance afin que l'identification des outils idéaux pour répondre à leurs besoins suive. Ces outils d'agriculture de précision sont essentiels pour créer de l'efficacité, des enregistrements plus précis, et faciliter la gestion de l'exploitation. Par conséquent, il est important de trouver vos besoins avant de dépenser de l'argent en logiciels et gadgets.

Après avoir déterminé les besoins agricoles, vous pouvez maintenant choisir les outils que vous souhaitez intégrer pour répondre à vos besoins. Outils d'agriculture de précision, progiciels, et les systèmes de guidage varient en prix et en qualité. Aussi, les agriculteurs doivent s'assurer qu'ils comprennent ce qu'il faudra pour mettre de nouveaux outils de précision au travail et ce qu'on attend d'eux lorsqu'ils les utilisent pour obtenir de meilleurs résultats dans l'agriculture. Les agriculteurs doivent être conscients de leurs outils particuliers qui peuvent être utilisés pour différents types de cultures; ou s'il ne sera utilisé que pour une partie de la ferme ou s'agira-t-il de la totalité du terrain ; et quel membre du personnel de la ferme manipulera et en utilisant les outils d'agriculture de précision ou s'il y a besoin d'une formation spécialisée sera nécessaire. Ce type de plan de mise en œuvre a un impact significatif sur les outils que vous sélectionnez pour répondre à des besoins spécifiques. Avoir un plan de mise en œuvre à temps aidera les agriculteurs à profiter d'un maximum de succès avec les outils d'agriculture de précision.

Composants de l'agriculture de précision

• Caractéristiques de la culture – Stade de la culture, santé des cultures, et les besoins en nutriments, etc.
• Couche de sol détaillée aux propriétés physiques et chimiques, statut nutritionnel, salinité et toxicité, et la température du sol, etc.
• Données microclimatiques (saisonnières et journalières) sur la température du couvert végétal, direction du vent, et l'humidité, etc.
• Conditions de drainage de surface et souterraines
• Installations d'irrigation et autres intrants de planification d'intérêt
• Machines agricoles et autres équipements avec capteurs

Outils d'agriculture de précision

Il est important pour quiconque envisage une agriculture de précision de se familiariser avec les outils technologiques disponibles. Applications informatiques principalement utilisées pour créer des plans de ferme précis, cartes de terrain, dépistage des cultures, des cartes de rendement et de définir la quantité exacte d'intrants à appliquer aux champs. Parmi les avantages de ce procédé, il y a la possibilité de créer un plan d'agriculture respectueux de l'environnement, ce qui à son tour contribue à réduire les coûts et à augmenter les rendements. D'un autre côté, ces applications fournissent des données de valeur étroite qui ne peuvent pas être appliquées pour les grandes solutions d'agriculture de précision en raison de l'incapacité d'intégrer les données obtenues dans d'autres systèmes de support.

Les principaux outils utilisés pour l'agriculture de précision sont;

1. Équipement d'autoguidage

2. Technologie à taux variable

3. Internet des objets

4. Technologie des capteurs de proximité

5. Système de positionnement global et système d'information géographique

6. Grille d'échantillonnage

7. Capteurs à distance

8. Capteurs de proximité

9. Systèmes d'irrigation de précision

10. Enregistrements et analyses

11. Suivi et cartographie des rendements

1. Équipement d'autoguidage

Ce type de méthode permet aux agriculteurs de couvrir un vaste champ avec précision et rapidité. Il élimine principalement les chevauchements, saute, et les lacunes de tout produit que les agriculteurs appliquent. Par conséquent, engrais, insecticides, pesticides, et les produits de protection des cultures ne sont appliqués qu'à la bonne quantité et à l'endroit qui en ont besoin. Les outils d'autoguidage minimisent également les accidents généralement causés par ces machines.

2. Technologie à taux variable

Engrais à technologie à dose variable (VRT), insecticide, l'eau, et les applications de pesticides peuvent être bénéfiques dans la lutte contre les ravageurs et les maladies. Les applications technologiques à taux variable du potassium (K) et du phosphore (P) peuvent être bénéfiques, en fonction de la fertilité du champ. Les zones de gestion doivent être développées plutôt que de se fier uniquement aux échantillons de sol en grille.

La technologie à taux variable (VRT) est toute technologie ou méthode permettant aux agriculteurs de contrôler le nombre d'intrants applicables dans des zones agricoles définies. Cette méthode utilise un logiciel spécialisé, contrôleurs, et système de positionnement global différentiel (DGPS).

VRT fait principalement référence à toute technologie qui permet l'application variable d'intrants et permet aux agriculteurs de contrôler le nombre d'intrants qu'ils appliquent dans un endroit spécifique. Les composants de base de cette technologie VRT comprennent un ordinateur, Logiciel, un contrôleur, et un système de positionnement global différentiel (DGPS). Il existe trois approches de base pour utiliser la méthode VRT basée sur la carte, basé sur des capteurs, et manuel.

L'application d'engrais à taux variable permet principalement aux producteurs agricoles d'appliquer différents taux d'engrais à chaque endroit dans les champs. La technologie requise pour accomplir une fertilisation à taux variable comprend un ordinateur et un logiciel dans la cabine avec une carte d'application de zone de champ, équipement d'engrais capable de changer les taux pendant le fonctionnement, et le système de positionnement global (GPS).

3. Internet des objets

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L'Internet des objets contribue à changer la façon dont les agriculteurs travaillent grâce à l'agriculture de précision, un concept de gestion agricole utilisant des capteurs, Les données, et la communication en réseau pour adapter le système agricole. Puis, le résultat est un système plus efficace qui favorise une croissance durable tout en réduisant les coûts.

Les solutions d'agriculture IoT pour l'agriculture de précision permettent une surveillance en temps réel pour collecter des données précieuses qui peuvent avoir un impact significatif sur l'efficacité opérationnelle. L'IoT a une gamme d'applications diverses pour les systèmes agricoles ;

• Surveillez et analysez les conditions du sol et les paramètres changeants pour optimiser les rendements des cultures.
• Développer des solutions de suivi qui permettent aux agriculteurs de surveiller le bétail et d'autres ressources agricoles dans les zones reculées.
• Utilisez avec précaution les appareils connectés pour détecter les déficits en eau et en nutriments pour des interventions rapides.

4. Technologie des capteurs de proximité

Il existe différents types de capteurs. Les capteurs d'humidité et de température font partie des capteurs importants. Ces capteurs peuvent aider l'agriculteur à détecter tout type de problème rencontré par les cultures, ou le stress que le bétail pourrait subir. Puis, il aide l'agriculteur à résoudre les problèmes facilement avec moins de ressources.

5. Système de positionnement global et système d'information géographique

Récepteurs du système de positionnement global (GPS)

Le système de positionnement global est un ensemble de 24 satellites en orbite terrestre. Puis, il envoie des signaux radio qui peuvent être traités par un récepteur au sol pour trouver la position géographique sur terre. Il a une probabilité de 95 % que la position donnée sur la terre se trouve à moins de 10 à 15 mètres de la position réelle.

Le GPS est un satellite qui identifie l'emplacement de l'équipement de terrain qui se trouve à moins d'un mètre du site réel de la ferme. Puis, l'importance de connaître un emplacement de précision à quelques centimètres près est ;

• Les résultats de laboratoire et les échantillons de localisation des sols peuvent être facilement comparés à une carte des sols.
• Les pesticides peuvent être prescrits pour s'adapter aux propriétés spécifiques du sol.
• Le travail du sol peut être ajusté car une condition change dans le champ.
• Il peut facilement surveiller et enregistrer les données de rendement au fur et à mesure que l'on parcourt le champ.

Le GPS fournit un système de positionnement précis nécessaire à la mise en œuvre sur le terrain de la technologie à taux variable. L'Internet actuel permet le développement d'un mécanisme de gestion efficace des exploitations agricoles en utilisant la télédétection.

Systèmes d'Information Géographique (SIG)

Les systèmes d'information géographique sont des systèmes informatiques et logiciels qui utilisent des attributs d'entités et des données de localisation pour produire des cartes. Les données référencées géographiquement peuvent être affichées dans le système SIG, ajoutant une perspective visuelle pour l'interprétation.

Le système SIG se compose d'un logiciel qui saisit, récupère, magasins, affiche, et analyse les informations géographiques référencées sous forme de carte. Cette technologie comprend du matériel, Logiciel, et des procédures conçues pour soutenir la compilation, espace de rangement, récupération, et l'analyse des attributs des caractéristiques et des données de localisation pour produire des cartes. Ce système relie les informations en un seul endroit afin qu'elles puissent être extrapolées en cas de besoin. Bien que, la base de données SIG peut fournir des informations sur la topographie du terrain, types de sols, analyse de sol, irrigation, taux d'application de produits chimiques, et le rendement des cultures.

Le SIG améliore les opérations agricoles et la productivité globale. En utilisant des semoirs et des arroseurs équipés d'un ordinateur, ne passez pas deux fois la même ligne, ce qui signifie qu'ils évitent les chevauchements et les zones manquées. Puis, cette innovation réduit la consommation de matériaux et protège la nature dans le cas d'applications chimiques, sans compter qu'une fertilisation et un arrosage excessifs détruisent les cultures.

6. Grille d'échantillonnage

L'échantillonnage par grille est un type de processus qui consiste à diviser un champ en différents blocs plus petits de, disons, 0,5 à 5 ha. Ensuite, le sol est échantillonné dans ces grilles à des taux d'application précis et appropriés. Puis, les échantillons sont ensuite prélevés, mixte, et envoyé aux laboratoires de sol pour des tests et des analyses. L'échantillonnage par grille révèle principalement comment les nutriments sont répartis dans un champ. Cela empêche l'application excessive d'engrais dans les zones où les niveaux de nutriments sont élevés. La méthode d'échantillonnage par grille permet l'enrichissement du sol avec des engrais dans les zones où les niveaux de nutriments sont faibles. L'échantillonnage des sols aide les producteurs à développer des zones de gestion et des cartes de prescription en agriculture de précision, augmenter la précision du taux et le placement des intrants nécessaires comme les engrais et la chaux pour ajuster les niveaux de pH. Les producteurs et les gestionnaires utilisent normalement des stratégies d'échantillonnage en grille ou en zone lors de la collecte d'échantillons de sol.

7. Capteurs à distance

Les capteurs à distance sont classés comme ;

Ces capteurs à distance indiquent principalement les variations de la couleur du terrain qui correspondent aux changements de structure et de type de sol, croissance des cultures, condition animale, et les limites des champs. D'habitude, les données de télédétection fournissent un outil pour évaluer la santé des cultures. Aussi, les caméras électroniques peuvent enregistrer des images dans le proche infrarouge qui sont fortement corrélées avec des tissus végétaux sains. De nouveaux capteurs à distance à haute résolution spectrale augmentent les informations collectées par les satellites. Bien que, les images de télédétection peuvent aider à déterminer l'emplacement et l'étendue du stress des cultures. L'analyse de telles images utilisées en tandem avec le dépistage peut aider à trouver la cause de certaines composantes du stress des cultures. Les images de télédétection peuvent ensuite être utilisées pour développer et mettre en œuvre un plan de traitement localisé qui optimise l'utilisation des produits chimiques agricoles. La méthode détermine les facteurs qui peuvent stresser une culture à un moment précis pour trouver la quantité d'humidité du sol.

Les capteurs à distance sont des catégories de capteurs aériens ou satellites. Ils peuvent indiquer des variations dans les couleurs du champ qui correspondent à des changements de type de sol, développement des cultures, limites de champs, routes, et de l'eau, etc. Les images aériennes et satellites peuvent être traitées pour fournir des indices végétatifs, qui reflètent la santé des plantes. La science à distance en termes agricoles signifie voir les cultures depuis le ciel (à partir d'un satellite ou d'un avion volant à basse altitude) sans entrer en contact, et enregistrer ce qui est visualisé et afficher l'image, puis fournir la carte pour mieux cerner les problèmes sur le terrain. Dans un système de télédétection, le transfert d'informations est réalisé par l'utilisation de rayonnement électromagnétique (EMR). Grâce à la télédétection, nous avons pu observer de vastes régions propices à l'agriculture et en utilisant des capteurs pour mesurer l'énergie à des longueurs d'onde qui dépassent le champ de vision humaine (infrarouge ultraviolet, etc.). La méthode de télédétection peut être utilisée pour fournir des informations précieuses sur diverses ressources agricoles qui influencent la production. Certains des principaux domaines d'application agricole sont :

Prévision de la production végétale – Il comprend principalement l'identification des cultures, estimation de superficie, et la prévision des rendements.

Cartographie des sols – Les cartes des sols fournissent des informations sur l'adéquation et la limitation des sols pour la production agricole, qui sont utiles dans la sélection de systèmes de culture appropriés et la planification optimale de l'utilisation des terres.

Cartographie des friches – Les friches désignent les zones affectées par le sel, sols acides, sols érodés, zones inondées, et les terres arides, etc.

Stress hydrique –Les capteurs SAR (Synthetic Aperture Radar) sont sensibles à l'humidité du sol. Cela nécessite une utilisation intensive du traitement pour éliminer le bruit induit par la surface.

Détection d'insectes – Le système de télédétection aérienne ou satellite n'a pas été utilisé avec succès pour identifier et localiser directement les insectes. La détection indirecte des insectes par le stress de détection des plantes a généralement été utilisée dans les cultures annuelles. D'habitude, le niveau de dommage économique pour le traitement est dépassé au moment où le stress de la plante est détecté par la télédétection. Les entomologistes préfèrent faire du dépistage direct sur le terrain pour détecter les insectes à temps.

8. Capteurs de proximité

Ces capteurs peuvent être utilisés pour mesurer les paramètres du sol tels que l'état de l'azote et le niveau de pH du sol et les propriétés des cultures lorsque le tracteur attaché au capteur passe au-dessus du champ.

9. Systèmes d'irrigation de précision

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Le système d'irrigation de précision est une méthode innovante qui utilise l'eau à bon escient et aide les agriculteurs à obtenir des rendements plus élevés avec une quantité minimale d'eau. Des technologies de capteurs et de communication sans fil sont développées pour surveiller le sol et les conditions ambiantes, ainsi que les paramètres de fonctionnement des machines d'irrigation (c'est-à-dire le débit et la pression) pour atteindre une efficacité d'utilisation de l'eau plus élevée.

10. Enregistrements et analyses

D'habitude, les capteurs électroniques peuvent collecter beaucoup de données en peu de temps. Aussi, les contrôleurs électroniques peuvent être conçus pour fournir des signaux qui sont enregistrés électroniquement. Il peut être utile d'enregistrer les taux d'engrais effectivement déposés par l'équipement d'épandage, pas seulement ce qui aurait dû être inscrit selon une carte de prescription. Bien que, les agriculteurs voudront garder une trace des données annuelles pour étudier les tendances de la fertilité, rendements, salinité, et d'autres paramètres. Cela signifie qu'une grande base de données est nécessaire avec la capacité d'archiver, et récupérer, données pour de futures analyses.

Plusieurs avantages sont obtenus à partir d'un processus automatisé de capture, stockage, et l'analyse des enregistrements physiques sur le terrain. Des analyses détaillées des activités de gestion de la ferme et des résultats peuvent être effectuées. Les agriculteurs peuvent examiner les performances des nouvelles variétés par région spécifique au site, mesurer l'effet de différentes profondeurs de semis, et montrer à leur banquier les rendements réels obtenus et les niveaux de risque associés.

11. Suivi et cartographie des rendements

Les moniteurs de rendement sont une combinaison de plusieurs composants. Ils incluent généralement plusieurs capteurs et composants différents, comme un périphérique de stockage de données qui contrôle l'interaction de ces composants. Les capteurs mesurent la masse, vitesse du séparateur, vitesse au sol, et céréales. Les récepteurs du système de positionnement global sont principalement utilisés pour enregistrer l'emplacement des données de rendement. Bien que, sol, paysage, et d'autres facteurs environnementaux doivent également être pris en compte lors de l'interprétation d'une carte de rendement. Utilisé correctement, les informations sur le rendement fournissent une rétroaction importante pour déterminer les effets des intrants gérés comme les engrais, chaux, la graine, pesticides, et les pratiques culturales, y compris le travail du sol et l'irrigation. En examinant les enregistrements d'informations sur le rendement de plusieurs années et en incluant les données d'années météorologiques extrêmes, on aide à déterminer si le niveau de rendement observé.

Les cartes de rendement sont produites en traitant les données d'une moissonneuse-batteuse adoptée qui est équipée d'un GPS intégré à un système d'enregistrement de rendement. D'habitude, la cartographie du rendement implique l'enregistrement du flux de grain à travers la moissonneuse-batteuse, tout en enregistrant le réel sur le terrain en même temps.