شاخص شوری کود

تعریف کود شیمیایی

به طور کلی هر ماده‌ای که به تقویت و حاصلخیزی بستر گیاه کمک کند، کود نامیده می‌شود. کود شیمیایی به صورت صنعتی تولید می شوند تا اساسی ترین مواد مفید و مغذی که برای رشد گیاهان لازم هستند را فراهم کنند. کودهای شیمیایی یا معدنی، مکمل های کشاورزی هستند که مواد مغذی مورد نیاز برای رشد گیاهان سالم را در خاک فراهم می کنند.

شوری

به میزان نمک موجود در خاک شوری خاک  (Soil salinity‎)می گویند. میزان شوری را می‌توان با دستگاه های مخصوص اندازه‌گیری و تخمین زد. تقریبا همه مواد کودی نمک هستند. هنگامی که کود ها در خاک حل می شوند، غلظت نمک را در محلول خاک بالا می برند. افزایش در غلظت نمک باعث افزایش پتانسیل اسمزی محلول خاک می شود. افزایش پتانسیل اسمزی باعث سخت تر شدن جذب آبی می شود که بذرها و یا گیاهان برای رشد عادی شان به آن نیاز دارند.

شاخص شوری کود

شوری کود را با شاخصی به نامsalt index  می سنجند. شاخص نمک یا اندیس شوری  (SI) با مقایسه “افزایش پتانسیل اسمزی که هر ماده کودی با اضافه کردن به آب ایجاد می کند و افزایش پتانسیل اسمزی هنگامی که برابر وزنی آن نیترات سدیم به آب اضافه می شود، محاسبه می گردد. شاخص شوری کود های چند عنصری دارای  N،P و K برابر مجموع شاخص شوری هر یک از این مواد کودی می باشد.

اندازه گیری شاخص شوری

پنج روز بعد از اضافه کردن کود مدنظر به خاک مقدار فشار اسمزیک محلول خاک را می سنجند. با توجه به اینکه شاخص شوری نیترات سدیم 100 تعریف شده است. مواد کودی که دارای شاخص شوری بیشتر از 100 باشند، پتانسیل اسمزی بیشتری به نسبت هم وزن نیترات سدیم ایجاد می کنند. مواد کودی که دارای شاخص شوری کمتر از صد باشند، پتانسیل اسمزی کمتری به نسبت هم وزن نیترات سدیم ایجاد می کنند. در رابطه با اندازه گیری شاخص شوری نکات زیادی باید لحاظ شوند نحوه و زمان مصرف کود ، بافت و شرایط خاک ، مقدار رطوبت موجود در خاک و رقم یا واریته گیاه، همه این عوامل روی شاخص شوری تاثیر گذار هستند.

شاخص شوری کودهای نیتروژنه

  • نیترات آمونیوم دارای شاخص شوری ۱۰۱
  • نیترات سدیم دارای شاخص شوری ۱۰۰
  • اوره دارای شاخص شوری ۷۲
  • سولفات آمونیوم دارای شاخص شوری ۶۹

از میان کودهای نیتروژنه مورد مصرف در باغات پسته نیترات آمونیوم دارای بالاترین و سولفات آمونیوم دارای کمترین شاخص شوری هستند.

 

شاخص شوری کودهای فسفره

  • دی آمونیوم فسفات شاخص شوری ۲۹
  • مونو آمونیوم فسفات شاخص شوری ۲۷
  • سوپر فسفات تریپل شاخص شوری 10

کودهای فسفره P دارای کمترین شاخص شوری یا salt index هستند. دی آمونیوم فسفات دارای بیشترین و سوپرفسفات دارای کمترین شاخص شوری هستند.

 

شاخص شوری کودهای پتاسه

  • کلرور پتاسیم دارای شاخص شوری ۱۱۶
  • نیترات پتاسیم شاخص شوری ۷۳
  • سولفات پتاسیم شاخص شوری ۴۶

 

 

 

 

 

 

 

 

پوسیدگی گلگاه در گوجه فرنگی

پوسیدگی گلگاه گوجه فرنگی یکی از مشکلات شایع در باغ هاست که دو علت اصلی دارد: کمبود کلسیم و/یا آبیاری نامنظم. این مشکل ممکن است برای فلفل، بادمجان و خیار هم رخ دهد و که علت آن در نبود قارچ یکی از دو علت نامبرده می باشد. اگر گیاهی که این بیماری را دارد با حجم زیاد کود، سطح نمک بالای خاک و خشکسالی روبرو شود به سرعت نابود خواهد شد. علائم پوسیدگی گلگاه هم در صیفی جات کال و هم رسیده ظهور میکند و به صورت لکه ای قهوهای و چرم مانند در قسمت گلگاه میوه نمایان است، اما در فلفل کمی بالاتر از گلگاه دیده میشود. معمولا نیمی از گوجه فرنگی خراب میشود و گاهی اوقات گوجه ظاهری سالم دارد اما درونش ناسالم است.  در بسیاری از مواقع پاتوژن های دیگری به این بخش آسیب دیده حمله میکنند که در نهایت کل میوه تخریب میگردد. لازم به توضیح است که پوسیدگی گلگاه از گیاه به گیاه دیگر منتقل نمیگردد.

 

    

 

اما دلیل این مشکل چیست؟ دلیل آن کمبود کلسیم در میوه است، یا خاک دچار فقر کلسیم است یا گیاه نمیتواند آن را جذب کرده و به میوه برساند. تنش خشکی یا آسیب دیدن ریشه مانع از جذب کلسیم میگردد. تجمع کاتیونهای آمونیوم (NH4+) ، پتاسیم (K+) و منیزیم (Mg++) نیز میتوانند در جذب کلسیم اختلال ایجاد کنند. حرکت کلسیم در گیاه به تعریق فعال (از دست دادن آب از قسمت های بالای گیاه) بستگی دارد زیرا آب بیشتر از طریق برگ دفع میشود تا میوه . کلسیم در این جریان حرکت آب در برگ باقی مانده و دوباره از برگ به میوه بازنمیگردد. این تجمع ترجیحی کلسیم در برگ با کود دهی زیاد نیتروژن و افزایش برگدهی بدتر خواهد شد. بعلاوه رطوبت بسیار زیاد یا بسیار کم نیز سیستم انتشار را تحت تاثیر قرار میدهد و مانع از تجمع کلسیم در میوه میگردد.

پوسیدگی گلگاه دلیل محیطی دارد و استفاده از قارچ کش نمیتواند آن را کنترل کند. تنها راه حل آبیاری منظم و متعادل است. به خاک کود گیاهی بدهید تا رطوبت آن در فصل گرما حفظ گردد. برای کوددهی به جای نیترات آمونیوم از نیترات تنها استفاده کنید. خاک را به طور منظم تست کنید تا فقر کلسیم در آن مشخص شود. بعلاوه میتوانید از آهک، پودر استخوان و پوست تخم مرغ هم استفاده کنید (اگر تصمیم گرفتید از آهک استفاده کنید pH باید به صورت منظم کنترل شود). هنگام آبیاری از کود کلسیم مایع 5% استفاده کنید تا کمبود کلسیم جبران شود.

تیوسولفات پتاسیم – کود مایع پتاسیم و گوگرد مناسب کشت پنبه

چکیده
KTS یک کود مایع حاوی 25 درصد پتاسیم و 17 درصد گوگرد است. این محصول اوایل دهه نود میلادی به وجود آمد و در حال حاضر ایالات متحده تولید میگردد و در مناطقی از آمریکای شمالی و جنوبی ، استرالیا و خاورمیانه که پنبه کشت میشود توزیع میگردد. KTS در کود های استارتر به عنوان منبعی از پتاسیم و گوگرد باشد و در آبیاری مورد استفاده قرار گیرد. این محصول به دلیل افزایش رشد و توسعه غوزه از طرف بسیاری از کشاورزان و تولیدکنندگان پنبه مورد استقبال قرار گرفته است .
مقدمه
ایده تولید تیوسولفات پتاسیم برای اولین بار توسط برنارد کرلی یکی از چهار برادری که در اواخر دهه چهل موسسه کرلی کمیکال را راه اندازی کردند، مطرح گردید. اما بعد از مدت کمی این ایده با مخالفت های روبرو شد زیرا تولید نیتروژن-گوگرد مایع برای کشاورزی صرفه اقتصادی بیشتری تا پتاسیم – گوگرد مایع داست. در دهه پنجاه میلادی موسسه کرلی اقدام به تولید محصولات نیتروژن- گوگرد مایع از قبیل پلی سولفید آمونیوم، هیدروکسید آمونیوم و تیوسولفات آمونیوم کرد که منبع بسیار گسترده ای از کودهای نیتروژن- گوگرد مایع مورد استفاده در صنعت کشاورزی بود.
توسعه و پیشرفت
در اوایل دهه هفتاد یکی از کارخانه های کوچک کرلی در آریزونا اقدام به تولید حجم اندکی از تیوسولفات پتاسیم کرد اما دوباره پس از برآورد هزینه های تولید و میزان علاقمندی مصرف کنندگان مدیریت کرلی تصمیم گرفت تولید آن را متوقف کند. با این وجود در دهه هشتاد با افزایش علاقه به کودهای مایع دوباره ایده تولید تیوسولفات پتاسیم مطرح گردید. در این دوره کرلی آزمایشگاهی را در آریزونا تاسیس کرده بود. در سال 1988 شرکت بین المللی هیکسون موسسه کرلی را خرید و تحت عنوان موسسه هیکسون-کرلی شروع به کار کرد. این تغییر مدیریت در بخش R&D شرکت نیز تاثیر گذاشت تا جایی که شرکت در سال 1989 تولید این کود را از سر گرفت.
اوایل دهه نود میلادی تیوسولفات در ازمایشگاه مطابق با واکنش های میان پتاسیم و دی اکسید گوگرد مورد سنتز قرارگرفت و سولفیت پتاسیم به وجود آمد سپس با گوگرد عنصری واکنش نشان داد. مقدار کمی در حدود چند گالن برای بررسی در فیلد فرستاده شد. نتیجه مثبت بود و برای تولید بیشتر درخواست داده شد. در آگوست 1990 تعداد 275 گالن در آریزونا تولید شد تا برای استفاده در فیلدهای کالیفورنیا فرستاده شوند.
تجاری سازی
در نهایت این مطالعات نشان دادند که تیوسولفات پتاسیم یک ماده زیست پذیر است و منبع مناسبی از پتاسیم و گوگرد در کشاورزی به حساب می آید و تولید انبوه آن در شرکت هیکسون – کرلی آغاز گشت. این محصول سپس توسط Tessenderlo Kerley تولید و به بازار عرضه شد و با نام تجاری KTS به فروش رسید.. ویژگی های محصول تولید شده پس از بهبود کیفیت و پایداری در جدول 1 نشان داده شده است.
کاربرد زراعی
تیوسولفات پتاسیم(KTS)، به عنوان منبع پتاسیم و گوگرد به روش های مختلف استفاده می شود. در تحقیقی توسط مولینز در سال 1998 این محصول پیش از کاشت پنبه به عنوان منبع گوگرد در خاک شنی استفاده و ارزیابی شده است. در این ارزیابی بازده پنبه با افزودن 20 پوند در هکتار گوگرد افزایش یافت. افزودن تیوسولفات پتاسیم به کود پایه نیتروژن-فسفروس مایع مانند آمونیوم پلی فسفات برای بسیاری از محصولات کشاورزی از جمله پنبه استفاده شد.
درجات کودی استارتر N-P2O5-K2O-S شامل 8-27-5-3 ،7-25-6-4، 6-21-10-7 و 5-17-13-9 زمانی میسر است که تیوسولفات آمونیوم با آمونیوم پلی فسفات ترکیب شود.

تیوسولفات پتاسیم با روش کوددهی ردیفی در مرحله تشکیل غوزه پنبه (Square growth stage) ارزیابی شده است. در این ارزیابی 60 lbs/acre از K2O تیوسولفات پتاسیم عملکرد تار(Lint) پنبه بالاتر و ظرافت و بلوغ الیاف (micronaire) پایین تری نسبت به 60 lbs/acre K2O پتاسیم کلرید (KCL) با روش پخش سطحی استاندارد کوددهی داشت. جدول 2


از زمانی که KTS به عنوان مایعی شفاف برای تامین پتاسیم مورد نیاز گیاهان استفاده شد و آنالیز بالایی داشت محلول پاشی پتاسیم در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرد.
گزارش شده است که عملکرد پنبه در چهار محلول پاشی با تیوسولفات پتاسیم در مقایسه با روش های سنتی پخش کود قبل از کاشت محصول افزایش یافته است. در این مطالعه 18 پوند پتاسیم در چهار برنامه کودی به گیاه اعمال گشت. در صورتی که در روش های سنتی و قبل از کاشت محصول 120 پوند پتاسیم در هکتار مصرف شد.
برای افزایش عملکرد پنبه محلول پاشی KTS به همراه اوره تریازون مبتنی بر نیتروژن مایع می تواند مفید باشد. اوره تریازون کود نیتروژن مایعی است که توسط شرکت Triazone ساخته شد. این فناوری اکنون متعلق به Tessenderlo Kerley است.
محصولات اوره تریازون برای محلول پاشی ایمن تر هستند از محصولاتی که حاوی تمام منابع اوره، آمونیوم و یا نیترات هستند.
یکی از محصولات اوره تریازون بر مبنای نیتروژن TRISERT-CB(26-0-0-CB) است. آزمایشی در دانشگاه کالیفرنیا انجام شده است. در این ازمایش این محصول به همراه تیوسولفات پتاسیم برای محلول پاشی پنبه استفاده شده است. این آزمایشات میدانی برای ارزیابی روش های کود دهی یک بار در فصل یا چند بار در فصل و مراحل رشد در دوره 5ساله طراحی شدند. نتایج نشان می دهد که ترکیبی از 6 لیتر در هکتار تیوسولفات پتاسیم با 2لیتر در هکتار TRISERT-CB در مرحله رشد اولیه شکوفه می تواند عملکرد پنبه را افزایش دهد. جدول 3


محلول پاشی یک گالن در هکتار تیوسولفات پتاسیم به همراه یک کویت در هکتار TRISERT-CB باعث افزایش عملکرد پنبه شد. در این مطالعه در 4 مرحله رشد غوزه کوددهی اعمال شد و عملکرد 15/7% افزایش یافت.


خلاصه
تیوسولفات پتاسیم به عنوان منبعی از پتاسیم و گوگرد برای تولید پنبه استفاده می شود. این محصول حاوی 25درصد پتاسیم و 17 درصد گوگرد است. این محصول را می توان به تنهایی یا به همراه سایر کودهای مایع مانند آمونیوم پلی فسفات یا اوره آمونیوم نیترات استفاده کرد.
این محصول همراه آب آبیاری نیز برای پنبه قابل استفاده است. تیوسولفات پتاسیم همچنین می تواند به تنهایی یا به همراه اوره تریازون محلول های نیتروژنی محلول پاشی شود. استفاده از این منبع پتاسیم و گوگرد به سرعت در حال گسترش است. مناطق کشت پنبه در آمریکای شمالی و جنوبی، استرالیا و خاورمیانه باید شاهد افزایش محصول به وسیله استفاده از تیوسولفات پتاسیم باشند.

کود های هوشمند

کود ها یکی از فاکتورهای حاصلخیزی و افزایش بهره وری در کشاورزی هستند. در روش های متعادل کودپاشی هم از کود های میکرو استفاده میشود و هم از کودهای ماکرو (NPK). اما کودپاشی غیر علمی و نامتعادل خود میتواند باردهی محصول را کاهش داده و باعث آسیب رسیدن به خاک و منابع آبی گردد. برای مثال فسفات موجود در کود ها در آب حل میشوند و نه تنها از دسترس گیاه خارج شده بلکه با ورود به منابع آبی باعث تکثیر بیش از حد جلبک میگردند.
اما کودهای هوشمند راه حلی برای این مشکل هستند. ملکول کود در آب قابل حل است اما به صورت هوشمند عمل میکند یعنی در صورت نیاز گیاه به ماده مغذی، آن را در خاک رها میکند. این فرایند توسط یک مکانیزم فعال در ریشه گیاه کنترل میگردد. ملکول کود مثل یک انبار مواد غذایی است که در طول دوره رشد گیاه مواد مورد نیاز آن را تامین میکند.
از نظر فنی دو نوع کود هوشمند وجود دارد، الف) گیاه با تاخیر میتواند از مواد مغذی آن استفاده کند ب) مواد مغذی آن مثل آمونیوم یا اوره مدت زمان بیشتری نسبت به کودهای عادی در دسترس گیاه هستند. هر چند درنهایت گیاه از هر دو نوع کود فایده یکسانی میبرد ولی این تقسیم بندی بیشتر در مورد مکانیزم عملکردی کود است. برای مثال کودهای ازته که به صورت میکروبی تجزیه می شوند مثل فرمالدئیدهای اوره از دسته اول هستند که با تاخیر در خاک آزاد می شوند، اما محصولات روکش داریا کپسوله شده از آن دسته کودهای هستند که در مدت زمان بیشتری در دسترس گیاه می باشند.

استفاده از پوشش های نیمه تراوا، استفاده از پروتئین های خاص در ترکیب کود، هیدرولیز کند مواد ریز ملکول در آب از جمله مکانیزم هایی هستند که در تکنولوژی و ساخت کودهای هوشمند مورد استفاده قرار میگیرند و به صورت فیزیکی یا شیمیایی به محرک های محیطی مثا دما، pH، میدان های الکتریکی یا مغناطیسی پاسخ میدهند.
برای روکش کردن کوداز مواد طبیعی مثل خاک رس یا مواد نانو مثل آلوفان (Allophane) و پلیمرها استفاده می شود. مطالعات بسیاری نشان داده است که روکش هایی که از اوره در ترکیب خود استفاده می کنند فواید متعددی دارند هرچند که هزینه تولید آن بسیار بالا است و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست و در بسیاری از خاک ها قابل تجزیه نیستند. در نتیجه استفاده از موادی که سازگاری بهتری با محیط زیست دارند و از نظر اقتصادی به صرفه هستند مورد توجه می باشد. برای مثال پلیمرهای کربوهیدراته جایگزین بهتری می باشند زیرا با داشتن سوراخ های ریز در غشاء یا روکش کود، باعث آزاد شدن تاخیری مواد مغذی در خاک میگردند.

10 تکنولوژی برتر کشاورزی سال 2022 (قسمت دوم)

5- کشاورزی دقیق
تخریب محیط زیست به دست انسان نیازمند ارائه راه حل های پایداری است که باید توسط صنایع مورد اجرا قرار گیرد. پایداری در کشاورزی به استفاده از روش های سازگار با محیط زیست که تاثیر صفر یا حداقل منفی دارند، برمیگردد. مثالی که در این مورد میتوان ذکر کرد SSCM مدیریت محصول سایت-محور یا همان کشاورزی دقیق است. در این روش کشاورز دقیقا مقدار آب، کود، آفت کش، و سایر نهاده ها را تعیین میکند تا کیفیت و بازدهی محصول افزایش یابد. مطمئنا همه بخش های زمین کشاورزی از یک نوع خاک تشکیل نشده است، یا حتی نوری که به بخش های مختلف می تابد یکسان نیست. بنابراین در روش کشاورزی دقیق باید تمامی این فاکتورها مورد بررسی قرارگیرند. نتیجتا، برنامه ها و نرم افزارهایی به وجود می آیند که بتوانند جهت بررسی دقیق به کشاورزان کمک کنند. یکی از این نرم افزارها دیتا فارمینگ نام دارد. این برنامه با استفاده از تصاویر ماهواره ای و نقشه خاک برنامه راهبردی دقیقی در اختیار کشاورزان قرار میدهد.
6- کشاورزی و بیوتکنولوژی
همیشه حجم وسیعی از محصولات کشاورزی به دلیل آفت و بیماری به هدر می روند. اگرچه از محصولات شیمیایی برای مبارزه با آفات و بیماری ها استفاده می شود، ولی این راه حل مناسبی برای کشاورزی پایدار نیست. از سوی دیگر بدون استفاده از متدهای بیوتکنولوژی نمیتوان کیفیت محصولات و دام را بهبود بخشید. تکنیک های علمی نظیر باز تولید گیاهی، هیبریداسیون، مهندسی ژنتیک به سرعت روش های آسان و سهل الوصول تری را در اختیارمان قرار می دهند. از جمله این تکنیک ها می توان به CRISPRCas9 اشاره کرد، یک فناوری ویرایش ژن که با دقت و سرعت بالایی میتواند یک ویژگی را در گیاه بهبود بخشد. به طور مثال تحمل گیاه در برابر بیماری و خشکی یا آفت ها بسیار بالا می رود.
7- تحلیل اطلاعات حجیم
هر روزه حجم زیادی از اطلاعات توسط ماهواره ها جمع آوری می شوند که اگر آنالیز نشوند کاربردی نخواهند داشت. اطلاعات و امار مناطق تحت کشت، تولید محصول، پیش بینی تولید، کاربرد زمین زراعی، آبیاری، قیمت محصولات و حتی بیماری های گیاهان همگی باید مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته تا در فصل بعدی کشت مورد استفاده قرار گیرند. ابزارهای تحلیل اطلاعاتی را در اختیار کشاورزان قرار میدهند که می توانند پیش بینی وضع هوا، چرخه آب، کیفیت و کمیت محصولات را مورد بررسی قرار دهند، در این اثنا اطلاعات پنهان و دور مانده از دید کشاورز نمایان میگردند. فیلو Fyllo یک برنامه نرم افزاری است که با جمع آوری اطلاعات به دست آمده یک مدل واقعی از مزرعه خلق میکند تا کشاورز بتواند نیاز های محصولات و زمین را به خوبی شناسایی کند.
8- کشاورزی در محیط کنترل شده
در مناطقی که شرایط جوی همیشه در حال تغییر است روش های سنتی کشاورزی چندان جوابگوی نیازهای منطقه نمی باشند. بعلاوه، رشد گیاهان در شهرهای پرجمعیت، مناطق کویری و یا سایر مناطق نامناسب با چالش های بزرگی روبرو است. CEA یا کشاورزی در محیط کنترل شده پاسخگوی این چالش هاست. در این محیط ها، نور، دما، رطوبت و مواد مغذی مورد نیاز گیاه تحت کنترل می باشند. این محیط ها اسامی مختلفی دارند از جمله مزرعه سرپوشیده، باغ عمودی، گلخانه و غیره. روش های دیگری مثل هیدروپونیک و ارو پونیک وجود دارند که در آنها گیاهان را در محیط های بدون خاک پرورش میدهند. در روش دیگری به نام آکواپونیک گیاه و ماهی هر دو به صورت همزمان پرورش داده می شوند. ماهی مواد مغذی برای گیاه را فراهم می آورد و گیاه نیز آب را برای ماهی تصفیه میکند.
9- کشاورزی احیاء کننده
روش های سنتی کشاورزی به مرور زمان باعث فرسایش خاک شده اند. شخم زدن و چرای بی رویه دام به خاک مهلت احیاء شدن نمیدهد تا برای فصل بعدی کشت آماده شود. اما با استفاده از روش های کشاوررزی احیاء کننده تمرکز بر بهبود کیفیت خاک های سطحی و تنوع زیستی آن است تا کمترین آسیب به خاک وارد شود. به عنوان مثال از نوعی گیاه پوشش دهنده استفاده میگردد تا بین فصل های زراعی خاک را بپوشاند و باروری خاک حفظ گردد. این روش باعث تبخیر کمتر کربن و ورود کمتر آن به اتمسفر نیز میگردد.
10- فن آوری ارتباطات
در مناطق روستایی عدم ارتباطات شبکه ای همیشه مشکل زا بوده است. بدون وجود شبکه متصا و منسجم عملا کشاورزی هوشمند بی نتیجه خواهد بود. از این رو تکنولوژی های نظیر 5g،LPWAN اتصال ماهواره ها میسر می سازد. تجهیزات اینترنت اشیاء، روبات ها و سنسور ها عملا از طریق شبکه 5g با هم در ارتباط هستند و می توانند اطلاعات را به سرعت مبادله کنند. در غیر اینصورت کشاورز نمی تواند از مزرعه خود اطلاعات دقیق و واقعی به دست آورد. در واقع این شبکه یک فن آوری مکمل برای کشاورزی هوشمند محسوب میگردد.

10 تکنولوژی برتر کشاورزی سال 2022 (قسمت اول)

نوآوری و رشد تکنولوژیک در زمینه اتوماسیون مزرعه ، کشاورزی دیجیتال و اقتصاد پایدار به سرعت در حال پیشرفت است. روش های نوظهور در این رشته باعث بروز سیستم های هوشمند مزرعه داری، استفاده بهینه از منابع و زمان و حتی کاهش دور ریز محصولات شده است. اینترنت اشیاء (IoT)، بینایی رایانه ای و هوش مصنوعی از جمله پیشرفت های مورد نظر در این زمینه هستند. روبات ها و هواپیماهای بدون سرنشین میتوانند عملیات سنتی که در مزارع انجام میشود از قبیل میوه چینی، از بین بردن علف هرزیا پاشیدن آب و کود روی محصولات را انجام دهند. تصاویری که ماهواره ها و هواپیمای بدون سرنشین تهیه میکنند همراه با سیستم های موقعیت یابی (GPS) تصویری با کیفیت و دقیق از مزارع وسیع فراهم می آورند که در تصمیم گیری ها بسیار حائز اهمیت هستند. همه این پیشرفت ها در جهت افزایش بهره وری و بهبود کمی و کیفی محصولات کشاورزی و دامی می باشد که برای داشتن آینده ای پایدار در این کره خاکی ضروری به نظر می رسند.
1- اینترنت اشیاء (IoT)
در کشاورزی سنتی کنترل و نظارت نیازمند نیروی کار انسانی، تجهیزات فیزیکی ، زمان و تلاش بسیار زیاد است. آی او تی جایگزینی برای این روش های سنتی است. یک دستگاه آی او تی حاوی سنسورهایی است که اطلاعات را جمع آوری کرده و از طریق اپلیکیشن های سیار یا سایر ابزار اطلاعات دقیقی فراهم می آورند. این سنسور ها قابلیت های بیشماری دارند از جمله سنجش دما و رطوبت خاک، رهگیری دام و غیره. بعلاوه، سیستم های آبیاری جدید از سنسورهای IoT استفاده میکنند تا آبیاری محصولات به صورت خودکار صورت گیرد.
2- کشاورزی روباتیک
کمبود نیروی انسانی یکی از مشکلات عدیده ای است که کشاورزان با آن مواجه هستند بنابراین نوآوری هایی که در این زمینه پدید می آیند بسیار حائز اهمیت می باشند. فعالیت های تکراری مثل میوه چینی، کاشت دانه، اسپری آب یا کود و از بین بردن علف های هرز جزء فعالیت هایی هستند که کشاورزان به میزان قابل توجهی وابسته به روبات ها می شوند. از جمله این روبات ها تراکتور های خودکار و نیمه خودکاری هستند که به سیستم GPS مجهزند و میتوانند در مزرعه مسیر خود را پیدا کنند. این فناوری به کشاورزان این امکان را میدهد تا وقت خود را بیشتر صرف افزایش بهره وری کشت کنند و دیگر نگران فرایندهای زمانبر مزرعه نباشند.
3- هوش مصنوعی
هوش مصنوعی در کشاورزی این امکان را برای کشاورزان فراهم می آورد که اطلاعات به روز و دقیق تری از مزارع خود داشته باشند ، مثل اطلاعات جوی، زمان کشت محصول و حتی قیمت ارائه محصول با استفاده ار هوش مصنوعی قابل بررسی است. چت بات ها ( برنامه های کامپیوتری که صدای انسان را شبیه سازی میکنند) میتوانند به کشاورزان مشاوره بدهند. حتی هوش مصنوعی می تواند آنومالی و بیماری ها را در گیاهان و دام تشخیص داده و به کشاورز هشدار دهد.
4- هواپیماهای بدون سرنشین
هواپیماهای بدون سرنشین یا UAV یکی از ابزار هایی است که می تواند در صرفه جویی اقتصادی و زمانی به کشاورزان بسیار مفید باشد. یکی از فواید به کارگیری آنها جمع آوری اطلاعات خام از مزرعه و ترجمه آن به اطلاعات مفید و کاربردی است. UAV ها به دوربین های مجهز هستند و میتوانند تصاویر فضایی دقیقی از مزارع وسیع تهیه کنند. این اطلاعات استفاده از کود ها، دانه، آب و آفت کش ها را تسهیل میکنند. بعلاوه، هواپیما هایی که به GPS مجهز هستند در ردیابی حرکت دام در چراگاه و جئوفنسینگ (ردیابی یک جسم در حال حرکت) موثر باشد.

مدیریت آب در کشاورزی در جهت افزایش بهره وری

مهم ترین چالشی که در کشاورزی و مدیریت آب با آن روبرو هستیم بهبود کارآیی منابع آبی و پایداری آن منابع است. این هدف از سه طریف محقق میگردد: الف) افزایش میزان کشت در سطح آبیاری شده، ب) کاهش هدررفتگی آب از طریق تبخیر خاک، ج) استفاده بهینه از ذخایر آبی در خاک (اجرای plant rooting zone که در آن گیاه بتواند آب و اکسیژن بهتری جذب کند و از هدر رفت آب جلوگیری گردد.) ریشه ها اولین بخش از سیستم آوندی گیاه هستند از این رو قرا گرفتن درست و اصولی آنها در خاک بسیار حائز اهمیت است.
پیگیری و اندازه گیری بارش ها در مقیاس های مختلف مکانی و زمانی همیشه یک چالش دشوار تلقی میگردد زیرا فعل و انفعالاتی که در منابع آبی مثل بارش، سیستم آبیاری و آب های زیر سطحی، تبخیر خاک و تعریق گیاه رخ میدهد در مناطق تحت کشت هستند. استفاده از تکنیک های ایزوتوپ و هسته ای در جهت بررسی و مطالعه فاکتورهایی که این فعل و انفعالات رو تحت تاثیر قرار میدهد به میزان بسیار زیادی میتواند در مدیریت منابع آبی، بررسی نوع خاک و مراحل رشد گیاه و اکوسیستم موثر باشد.
استفاده از ایزوتوپ ها کاربرد گسترده ای در مطالعات آب، حرکت آب در خاک و افزایش بازدهی مصرف آب در زمین های زراعی دارد. این تکنیک در کلیه سیستم های آب رسانی قابل اجرا است. در اثر فعل و انفعال آمرسیم(241A m) و برلیم(9B e) در دستگاه نوترون متر, نوترون های سریع ساطع می گردند. برخورد نوترون ها با مولکول های آب تولید نوترون های حرارتی می نماید. شمارنده (BF3) موجود در دستگاه نوترون متر این قابلیت را دارد تا نوترون های حرارتی را شمارش نموده و در نتیجه برآورد میزان موجودی آب در پروفیل میسر می گردد. بنابر این میتوان از این تکنولوژی در جهت تصحیح جداول آبیاری و بهبود راندمان مصرف آب در سیستم های پیشرفته آبیاری بهره برد.
کاربرد ایزوتوپ هایی نظیر اکسیژن -18 و هیدروژن -2 (دوتریوم) بخش جدایی ناپذیری از مدیریت منابع آبی می باشد. با این روش تشخیص منابع آبی و مواد مغذی مورد نیاز گیاهان، رهگیری حرکت آب و مسیرهایی که زمین های کشاورزی تحت تاثیر این حرکت قرار میگیرن، روش های مختلف آبیاری میسر میگردد.
امنیت غذایی هر کشوری در گرو بخش کشاورزی آن است لذا مدیریت منابع آبی در کشوری مثل ایران که از نظر منابع آب شیرین در رتبه پایینی قرار دارد (متوسط بارندگی ما کمتر از یک سوم متوسط جهانی است) بسیار حائز اهمیت است. استفاده بی رحمانه از منابع طبیعی باعث بروز خشکسالی میگردد.

چقدر با مفهوم اقتصاد کشاورزی آشنایید؟

اقتصاد کشاورزی شاخه ای از علم کشاورزی است که به بررسی فرایندهای تولید، مارکتینگ و مصرف منابع طبیعی و کمیاب در کشاورزی میپردازد. منظور از منابع کمیاب، منابع طبیعی محدود کشاورزی هستند که برای رفع نیاز جامعه در دسترس می باشند. زیرا همیشه بخش محدودی از منابع طبیعی جهت کشاورزی و بهره برداری در اختیار ما می باشد و نمیتوان انتظار داشت منابع و امکانات کشاورزی همیشه در دسترس باشند. در علم اقتصاد کشاورزی این منابع به سه دسته تقسیم میشوند: الف) طبیعی و بیولوژیکی ب) انسانی ج) تولیدی. اراضی کشاورزی و منابع معدنی نمونه های از منابع طبیعی هستند. در کشور های بزرگ از نظر وسعت، کیفیت این منابع از منطقه ای به منطقه دیگر متفاوت است. دومین منبع مورد مطالعه در اقتصاد کشاورزی نیروی انسانی است. کشاورزان و مدیرانی که در تولید و خدمات نقش بسزایی دارند. مدیریت و آموزش نیروی کار در کشاورزی یکی از ارکان مهم افزایش بهره وری در کشاورزی و تولید ناخالص داخلی دارد. سومین منبع مورد بحث در اقتصاد کشاورزی منبع تولید یا همان سرمایه است. ماشین آلات، تجهیزات و زیرساخت ها.
به طور کلی اقتصاد کشاورزی از دو منظر مورد بحث است؛ کلان و خرد. در سطح خرد مثل مزرعه، کارشناسان به بررسی منابع مورد استفاده در زمین، مدیریت، تولید و توزیع محصولات کشاورزی می پردازند. روش های سرمایه گذاری، اختصاص درآمد و منابع مالی و رسیدن به حداکثر برداشت و سود از اهداف اصلی بخش خرد اقتصاد کشاورزی است. اما در بخش کلان، به بررسی عوامل و فاکتورهای میپردازند که در بخش معاملات تجاری کشاورزی نقش دارند. مثل تحلیل شرکت های وارد کننده و صادرکننده منابع غذایی و تاثیر تجارت بر تولید کشاورزی، تاثیر نرخ تورم و ارز بر تولید و نرخ سرمایه.
اما دولت ها به عنوان متولیان اصلی چه نقشی میتوانند در رشد و پیشرفت کشاورزی داشته باشند. دولت ها برای اینکه مطمئن شوند تمام اقشار جامعه می توانند به منابع غذایی سلامت دسترسی داشته باشند، حمایت هایی را تحت عنوان سوبسید در بخش کشاورزی اعطا میکنند. سوبسید در واقع کمک مالی دولت به بخش های مختلف زیرمجموعه آن است. در بخش کشاورزی دولت به کشاورزان تسهیلات میدهد که بتوانند درآمد خود را افزایش داده و هزینه تمام شده برای تولید محصول را کاهش دهند. البته این کمک مالی در مورد همه محصولات و خدمات کشاورزی نیست و عمدتا به گروه های پرمصرف مثل گندم، غلات و دامپروری اختصاص می یابد. در اینجا نقش اقتصاد کشاورزی مشخص میگردد. کارشناسان این حوزه با استفاده از دانش و تجربیات خود به تهیه و تدوین طرح های میپردازند که بتوانند در سطوح ملی یا منطقه ای باعث افزایش بهره روی در زمینه کشاورزی گردند.
ایران یکی از کشورهایی است که با وجود اقلیم های متنوع آب و هوایی و منابع طبیعی مساعد پیشرفت در زمینه کشاورزی بوده و از نظر نیروی انسانی و تولیدی نیز دارای پتانسیل و توانمندی بالایی است. به همین جهت اقتصاد کشاورزی در رشد و توسعه پایدار کشور از اهمیت بالایی برخوردار است.

کاربرد کیتوسان در کشاورزی

در سالهای اخیر، نوآوری هایی در حمایت از محیط زیست به وجود آمده اند که به جای آفت کش های شیمیایی برای کنترل بیماریهای گیاهان مورد استفاده قرار میگیرند. راه هایی مثل استفاده از ترکیبات شیمیایی نظیر کیتوسان. کیتوسان یک مشتق استیل زدایی شده از کتین است که به صورت طبیعی در پوسته سلول قارچ و پوسته سختپوستان وجود دارد. بر اساس تحقیقات گزارش شده کیتوسان خواص ضد باکتریایی و ضد قارچی دارد  و هنگامی که به صورت بذرمال مورد استفاده قرار میگیرد می تواند علیه پاتوژنهای موجود در بذر مفید واقع شود. کیتوسان یک حفاظ (فیلم) فیزیکی اطراف بذر به وجود می آورد که میتواند سایر موادی که به فرایند بذرمالی اضافه میشوند را حمل کند. کیتوسان مثل یک استخراج کننده مقاوم عمل میکند که باعث بروز پاسخ های دفاعی سیستماتیک یا لوکال در گیاه می شود حتی اگر این ماده در بذر به کار برده شده باشد. اگر کیتوسان به عنوان اصلاح کننده خاک مورد استفاده قرار گیرد، با کاهش ریسک حمله ای پاتوژنی و عفونی فواید بسیاری برای گونه های مختلف گیاهی دارد. نتیجتا، کیتوسان یک ملکول فعال است که در کشاورزی فواید بسیاری ازجمله کنترل بیماری های گیاهی دارد.

کاربرد آفت کش ها و تاثیرات آنها بسیار مورد توجه است به گونه ای که بر اساس دستورالعمل های جدید اروپا در حمایت از کشاورزی پایدار بسیاری از محصولات محافظ گیاهی که در حال حاضر مورد استفاده قرار میگیرند با موادی جایگزین شده اند که تاثیر مخرب کمتری بر محیط زیست میگذارند.

کیتوسان یک پلی ساکارید خطی است، در واقع کتین استیل زدایی شده است که از یک زنجیره بلند پلیمری ان-استیل- گلوکوزامین تشکیل شده و به راحتی از دیواره سلول های قارچی و پوسته سخت پوستان قابل استخراج  است.

کیتین بعد از زیست توده لینگوسلولزها دومین منبع  تجدیدپذیر کربن می باشد  و در حقیقت سالانه حدود 1600 تن کیتین تولید میگردد. برای تولید صنعتی ، کیتین جامد در سدیم هیدروکسید 40-50 درصد خیسانده می شود. در این فرایند بیشتر از 80درصد پس ماندهای استیل جدا می شود. تکمیل فرایند استیل زدایی با تکرار فرایندهای قلیایی امکانپذیر است.

یکی از خواص کیتوسان فعالیت بسیار قوی ضد میکروبی آن است که میتواند طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها از جمله قارچ، باکتری و ویروس را از بین ببرد.

مکانسیم اصلی این عملکرد هنوز برای دانشمندان مشخص نیست. اما مشخص است که دلیل اصلی این عملکرد خاصیت کاتیونی

کیتوسان است.در حقیقت شکل پلیمری کیتین به صورت طبیعی بدون بار است پس نمیتواند خاصیت ضدمیکروبی مهمی داشته باشد. اما بر اساس این مدل، بارهای مثبت ملکول های کیتوسان با سطح بار منفی پاتوژن واکنش نشان داده (واکنش الکترواستاتیک) و باعث تخریب سطح سلول میگردد و نفوذپذیری غشاء سلولی افزایش می یابد. فرضیه دیگری میگوید کیتوسان باعث تغییر نفوذپذیری سلول پاتوژن شده و در نتیجه مواد مغذی نمیتوانند جذب سلول شوند و ضمنا باعث ایجاد تغییرات متابولیک در ماتریکس خارج سلولی میگردد.

یکی دیگر از کاربردهای کیتوسان، استفاده در فرایند بذرمالی جهت محافظت از بذر در برابر پاتوژن های مهاجم است. کاربرد آن در این فیلد بسیار جالب است زیرا به دلیل تنوع ویژگی که سرمنشاء آن وزن ملکولی اش می باشد، می تواند جوانب مختلفی را پوشش دهد. یکی از این جوانب خاصیت بایوپلیمری کیتوسان است که میتواند مثل یه فیلم (پوشش دهنده) از تاثیر آنتی ژنها بر بذر و گیاه ممانعت کند.

افزودن سیلیکات پتاسیم در آب، مقدار سیلیس در برگ گیاه را افزایش داده و بر صفات مورفولوژیکی گیاهان گلدار که در بستر پیت ماس رشد کرده اند اثر میگذارد

سیلیس (Si) یک ماده مغذی مفید است که اثرات تنش های زیستی و غیر زیستی را درگونه های گیاهی کاهش میدهد. تحقیقاتی که در گذشته در مورد اثرات سیلیس بر گیاهان گلدار که در گلدان رشد میکنند انجام شده بود، یا در مورد چند گونه گیاهی محدود بود یا در محیط هیدروپونیک اجرا شده بودند. تحقیقات اندکی در مورد پرورش گیاهان در بستر های بدون خاک انجام شده است. هدف این پژوهش این است که آیا آبیاری هفتگی گیاه با سیلیکات پتاسیم باعث تجمع سیلیس در برگ میشود یا صفات مورفولوژیکی گونه های گلدار که در بستر پیت ماس را تحت تاثیر قرار میدهد. در این پروژه، 21 واریته در یک بستر پیت ماس قلمه زده شدند. به گیاهان دسته کنترل آب حاوی مکمل سیلیس داده نشد، در حالی که به گیاهان مورد آزمایش به صورت هفتگی طی 10 هفته 100 میلی گرم بر لیتر سیلیس (سیلیکات پتاسیم محلول در آب) داده شد. تجمع سیلیس در برگ گیاهان دسته کنترل از 211 میلی گرم در اطلسی تا 2606 میلی گرم در آرژیرانتموم متغیر بود. مکمل سیلیس باعث افزایش تجمع سیلیس در 11 واریته شد که 13 تا 145 درصد بیشتر از گیاهان دسته کنترل بود. در میان گونه های مورد مطالعه، واکنش تجمع سیلیس متفاوت بود. سیلیس حتی در افزایش یا کاهش قد، قطر، وزن تر وخشک ، قطر گل و ضخامت برگ نیز تاثیرگذار بود. اما در سه واریته این تغیرات مورفولوژیکی باوجود تجمع سیلیس به آشکار دیده نشدند. به طور مشابه تناقض های مورفولوژیکی آشکار در چهار واریته که تجمع سیلیس نداشتند ظاهر شدند. هشت واریته هم تجمع سیلیس داشتند و هم تفاوت های موفولوژیکی. نتایج نشان میدهد که بسیاری از گونه های گلدار معمولی که در بستر پیت ماس رشد میکنند سیلیس را جذب میکنند و سیلیس میتواند روی رشد گیاه تاثیرگذار باشد. به تبع آن تحقیقات بیشتری مورد نیاز است تا میزان مناسب مکمل سیلیس تعیین گردد و گونه های دیگری مورد بررسی قرار گیرند.