Die Präzisionslandwirtschaft ist ein Bewirtschaftungsprinzip für landwirtschaftliche Parzellen, das darauf abzielt, Erträge und Investitionen zu optimieren , um die Variabilität in unterschiedlichen Umgebungen und Bedingungen zwischen den Parzellen sowie innerhalb der Parzellenskalen besser widerzuspiegeln.
Dieses Konzept erschien am Ende des XX - ten Jahrhunderts im Rahmen der Rennen in der landwirtschaftlichen Erträge , um die Fortschritte. Es hat insbesondere die Bodenbearbeitung, Aussaat, Düngung, Bewässerung, das Versprühen von Pestiziden usw. beeinflusst.
Es erfordert den Einsatz neuer Technologien, wie Satellitenbilder und Computer . Es stützt sich auf Lokalisierungsmittel im Plot, einschließlich des Satellitenpositionierungssystems vom GPS-Typ.
Die Befürworter dieser Technologien hoffen auf ein effizientes Entscheidungsunterstützungssystem sowohl im großen Maßstab als auch auf lokaler Ebene, das es ermöglicht, die Renditen von Investitionen zu optimieren und gleichzeitig natürliche, finanzielle und energetische Ressourcen zu schonen. Bislang wurden insbesondere bei der Bewirtschaftung des Wasserbedarfs einige Fortschritte erzielt, aber scheinbar einfache Konzepte wie die Definition differenzierter Bewirtschaftungszonen, die wirklich an die Bedürfnisse der Pflanze angepasst sind, sind selbst für eine einzige Anbauart noch schwer zu fassen einzelnes Feld, das sich im Laufe der Zeit entwickelt (siehe z. B. McBratney et al. (2005) und Whelan et al. (2003). Whelan und McBratney (2003) beschreiben die derzeit verwendeten Ansätze, um diese Bewirtschaftungszonen auf agrowissenschaftlicher Grundlage zu definieren, insbesondere basierend auf Ertragskarten, überwachten und unbeaufsichtigten Klassifizierungsverfahren, auf Satellitenbildern oder Luftbildern, durch die Identifizierung von Daten, die Trends oder stabile Phänomene über die Jahreszeiten oder Jahre hinweg widerspiegeln usw. Unter diesen Ansätzen ist der phytogeomorphologische Ansatz, der die mehrjährige Stabilität verbindet und bestimmte Eigenschaften des Pflanzenwachstums zu topologischen Attributen der Pflanzen. Sie freuen sich über einige Erfolge. Sein Interesse ergibt sich aus der Tatsache, dass die Geomorphologie weitgehend die Hydrologie des Feldes diktiert. Zahlreiche jetzt verfügbare mehrjährige Daten zeigen, dass eine gewisse Stabilität dieser Effekte besteht (Kaspar et al., (2003)), jedoch kann der Übergang zur Entscheidungsunterstützung den Landwirten universell helfen oder sogar eine Automatisierung aller oder eines Teils der Managementaufgaben ermöglichen noch im Bereich der Vorausschau oder sogar Science-Fiction.
Das allgemeine Ziel der Präzisionslandwirtschaft ist es, möglichst viel Material und Produkte zu ernten und dabei möglichst wenig Energie und Betriebsmittel (Düngemittel, Pflanzenschutzmittel, Wasser) zu verbrauchen. Dies dient der Optimierung der Verwaltung eines Grundstücks unter drei Gesichtspunkten:
Darüber hinaus liefert die Präzisionslandwirtschaft dem Landwirt viele Informationen, die:
Es wird allgemein angenommen, dass Präzisionslandwirtschaft, wie sie heute definiert wird, in den 1980er Jahren in den Vereinigten Staaten entstanden ist . In 1985 , Forscher an der University of Minnesota variieren die Mengen an Kalzium Änderungen auf landwirtschaftlichen Parzellen. Wir streben danach , die Beiträge von bestimmten Eingaben (Stickstoff, Phosphor, Kalium) in bestimmten großen Kulturen zu modulieren , die eine Menge an Energie und Eingänge (verbrauchen Mai , Zucker Rüben, zum Beispiel).
Zu dieser Zeit entstand die Praxis des „Raster-Sampling“ (Probenahme auf einem festen Netz von einem Punkt pro Hektar).
Gegen Ende der 1980er Jahre erschienen dank der so beprobten Proben zunächst „Ertragskarten“, dann „Empfehlungskarten“ für modulierte Einträge von Düngemitteln und für pH- Korrekturen . Diese Praktiken werden dann in Kanada und Australien verbreitet, dann mit je nach Land unterschiedlichem Erfolg in Europa, zuerst im Vereinigten Königreich und in Deutschland und kurz darauf in Frankreich, dann in Asien im Rahmen der Nachfolge der Grünen Revolution .
In Frankreich entstand 1997-1998 Präzisionslandwirtschaft. Die Entwicklung von GPS und modularen Verbreitungstechniken haben dazu beigetragen, in diesen Praktiken Fuß zu fassen. Derzeit sind weniger als 10 % der französischen Landwirtschaftsbevölkerung mit solchen Modulationsinstrumenten ausgestattet, wobei GPS am weitesten verbreitet ist. Das hindert sie jedoch nicht daran, Empfehlungskarten für die Handlung zu verwenden, die ihrer Heterogenität Rechnung trägt.
Eine erste Phase bestand darin, die physikalisch-chemischen Analysen des Bodens in die Anbaupraktiken zu integrieren, die von spezialisierten Labors (Jahre 1983-1984) durchgeführt wurden, um "Ertragskarten" und dann "Empfehlungskarten" zu erstellen, die zur Verbesserung der Anpassung der Behandlungen an lokale Schwankungen verwendet werden unter edaphischen Bedingungen . Eine zweite Phase bestand darin, den geschätzten Bedarf der Anlage besser einzuschätzen (heute manchmal aus Satellitenbildern ). Dann wird die Entwicklung der Technologien die Entwicklung von Ertragssensoren und deren Einsatz ermöglichen, verbunden mit dem Erscheinen von DGPS oder „Differential Global Positioning System“ (insbesondere bei Mähdreschern ), wird weiter wachsen (um heute mehrere Millionen Hektar zu erreichen, die von diese Systeme). 1996 gab es laut Robert in Frankreich rund 9.000 Sensoren dieses Typs, von denen rund 4.500 an ein DGPS angeschlossen waren.
Gleichzeitig werden fundiertere landwirtschaftliche Strategien entwickelt. So wurde in den 1990er Jahren ein Warndienst (per Fax, dann per Telefon und Internet) für Landwirte entwickelt, der sie vor einem erheblichen Risiko des Ausbruchs einer oder mehrerer für die Landwirtschaft unerwünschter Arten (Blattläuse, Karottenfliege usw.) unter der Schirmherrschaft von SRPV in Frankreich, um nur bei nachgewiesenem Risiko oder hoher Befallswahrscheinlichkeit zu behandeln.
In Frankreich wurden in den Jahren 1980-2000 Cemagref und INRA sowie landwirtschaftliche Gymnasien, CFPPA und Berufsorganisationen wie ITCF (technisches Institut für Getreide und Futtermittel) usw. haben eine wichtige Rolle bei der Verbreitung und Erprobung dieses Konzepts gespielt.
Bei der Umsetzung von Precision Farming-Techniken lassen sich unter Berücksichtigung der räumlichen Heterogenität vier Phasen unterscheiden:
Die Geolokalisierung der Parzelle ermöglicht die Überlagerung mit den verfügbaren Informationen: Bodenanalyse, Analyse von Stickstoffrückständen, Vorkulturen, Bodenwiderstand. Die Geolokalisierung erfolgt auf zwei Arten:
Die Ursprünge der Variabilität sind vielfältig: Klima ( Hagel , Dürre, Regen usw.), Boden (Textur, Tiefe, Stickstoffgehalt), Kulturpraktiken (direkte Aussaat), Unkräuter , Krankheiten.
Permanente Indikatoren (hauptsächlich mit dem Boden verbunden) informieren den Landwirt über die wichtigsten Umweltkonstanten.
Spezifische Indikatoren geben Auskunft über den aktuellen Stand der Kultur (Krankheitsentwicklung, Wasserstress , Stickstoffstress, Lager , Frostschäden etc.).
Die Informationen können von meteorologischen Stationen, Sensoren ( elektrischer Widerstand des Bodens, Erkennung mit bloßem Auge, Reflektometrie , Satellitenbilder usw.) stammen.
Die Widerstandsmessung, ergänzt durch bodenkundliche Analysen , führt zu präzisen agro-pedologischen Karten, die eine Berücksichtigung der Umwelt ermöglichen.
Informationsmanagementsysteme ermöglichen synthetische Analysen des Kontexts und der agronomischen Bedürfnisse, gefolgt von Systemen zur Entscheidungsunterstützung .
Aus den agropedologischen Karten wird die Entscheidung über die Modulation der Inputs in der Parzelle nach zwei Strategien getroffen:
Die Entscheidung kann auf Modellen zur Entscheidungsunterstützung basieren (agronomische Kulturpflanzensimulationsmodelle und Empfehlungsmodelle), aber es liegt in erster Linie beim Landwirt, basierend auf dem wirtschaftlichen Wert und den Auswirkungen auf die Umwelt .
Neue Informationstechnologien ( NICT ) sollen die Modulation des Anbaus innerhalb derselben Parzelle praktikabler machen und die Nutzung durch den Landwirt erleichtern.
Die technische Anwendung von Modulationsbeschlüssen erfordert die Verfügbarkeit geeigneter landwirtschaftlicher Geräte, die als "landwirtschaftliche Geräte mit modulierter Anwendung" bekannt sind (dh die sich je nach Kontext besser an die Bedürfnisse von Pflanzen oder Tieren anpassen). In diesem Fall spricht man von Variable Rate Technology (VRT ). Beispiele für die Modulation: Aussaat mit variabler Dichte, Stickstoffanwendung , Anwendung von Pflanzenschutzmitteln .
Die Umsetzung der Präzisionslandwirtschaft wird durch die Ausrüstung in Traktoren erleichtert:
Die Reduzierung der zugeführten Stickstoffmengen ist signifikant, was auch zu besseren Erträgen führt. Die Kapitalrendite wird daher auf mehreren Ebenen erzielt: Einsparungen beim Kauf von Pflanzenschutzmitteln und Düngemitteln sowie ein besserer Wert für die Pflanzen.
Der zweite positive Effekt dieser gezielten Inputs in größerem Maßstab betrifft geografisch, zeitlich und quantitativ die Umwelt. Genau die richtige Dosis zum richtigen Zeitpunkt an den richtigen Ort zu bringen, kann der Pflanze, dem Boden und dem Grundwasserspiegel und damit dem gesamten landwirtschaftlichen Kreislauf nur zugute kommen. Präzisionslandwirtschaft ist daher zu einer der Säulen einer nachhaltigen Landwirtschaft geworden , da sie die Kultur, das Land und den Landwirt respektiert. Unter nachhaltiger Landwirtschaft wird ein landwirtschaftliches Produktionssystem verstanden, das darauf abzielt, eine nachhaltige Produktion von Nahrungsmitteln zu gewährleisten und gleichzeitig die ökologischen, ökonomischen und sozialen Grenzen zu respektieren, die die langfristige Aufrechterhaltung dieser Produktion gewährleisten.