استفاده از دیتالاگر های تخصصی فوق کم مصرف هشدار دهنده در مدیریت واحدهای بهره برداری کشاورزی

امروزه بررسی پارامترهای هواشناسی به طور خاص در علوم کشاورزی از اهمیت خاصی برخوردار است. علی رغم اهمیت موضوع به خصوص در مزارع هنوز با مشکلات بسیار زیادی روبرو هستیم. تا به حال دستگاه هایی برای این منظور ساخته شده اند ولی این دستگاه ها در شرایط کشور ما با محدودیت های قابل توجهی روبرو هستند. مهمترین مشکل موجود در رابطه با دستگاه های موجود علاوه بر گران قیمت بودن، محدودیت وسیع آن ها در تمهیدات نگهبانی و تامین امنیت آن هاست. همچنین در حال حاضر یکی از مهمترین مشکلات این نوع دستگاه ها نیازمندی به برق شهری یا سلول­های خورشیدی است. استفاده از برق شهری و سلول های خورشیدی مانعی اساسی برای استفاده از چنین دستگاه هایی می باشند. در واقع به خاطر پایین بودن امنیت و افزایش هزینه های نگهداری، استفاده از چنین دستگاه هایی با محدودیت اساسی روبرو است. شرکت دیده بان توسعه پایدار مستقر در پارک علم و فناوری یزد موفق به اختراع دستگاه دیتالاگر تخصصی فوق کم مصرف هشدار دهنده در مدیریت واحدهای بهره برداری کشاورزی شده که در زمینه های هشدار سرمازدگی و گرمازدگی، پایش فنولوژی گیاه و آفات و همچنین بررسی نیاز آبی و تنش آبی در مزارع کاربرد گسترده ای دارد. این دستگاه بسیار کوچک و قابل مخفی سازی در مزارع است و لذا ضمن برداشت اطلاعات صحیح در داخل مزارع، به عنوان ابزاری کارا در دست کشاورز و کارشناس برای مدیریت مزرعه استفاده می شود. استفاده گسترده از این دستگاه ها می تواند به طور قابل توجهی باعث افزایش بهره وری آب در واحدهای بهره برداری کشاورزی گردد.

اجزای اصلی طرح

در حال حاضر دستگاه دیتالاگر تخصصی فوق کم مصرف تا به حال ساخت دستگاه دیتالاگر تخصصی فوق کم مصرف مصرف هشدار دهنده برای مدیریت واحدهای بهره برداری کشاورزی  به طور کامل ساخته اجرا شده است. آزمایش دستگاه در شرایط مختلف انجام شده و در حال حاضر در واحدهای بهره برداری کشاورزی مورد استفاده قرار گرفته است. 

شکل- نصب دستگاه دمانگار مینیاتور هوشمند فوق کم مصرف با قابلیت استتار در مزارع چغندر

شکل- سنسور سنجش دمای خاک در دستگاه دمانگار مینیاتور هوشمند فوق کم مصرف

شکل- نصب دستگاه دمانگار مینیاتور هوشمند فوق کم مصرف با قابلیت استتار در مزارع گندم

شکل- سنسور سنجش دما و رطوبت هوا در دستگاه دمانگار مینیاتور هوشمند فوق کم مصرف نصب شده در باغ پسته

شکل- دستگاه دمانگار مینیاتور هوشمند فوق کم مصرف نصب شده در باغ پسته

 

ویژگی های بارز دستگاه:

• فوق کم مصرف
• ابعاد بسیار کوچک و سبک
• عدم محدودیت در ذخیره اطلاعات
• هوشمند بودن دستگاه (تشخیص فراوانی برداشت اطلاعات متناسب با شرایط محیطی به صورت هوشمند)
• تامین انرژی مورد نیاز دستگاه با استفاده از چهار باتری قلمی با عمر مفید 3 سال و با قابلیت شارژ و استفاده مجدد
• ارسال اطلاعات
• بدون سیم
• عدم نیاز به برق شهری و سلول های خورشیدی
• قابلیت استتار و تنوع رنگ
• دارای چند سنسور دمایی
• دارای سنسورهای رطوبت و فشار هوا
• قابلیت افزودن سنسورهای مختلف
• دارای سنسور دمای ضد آب
• قابلیت اندازه گیری دمای آب
• قابلیت ترسیم پروفیل افقی و عمودی دما
• اعلام هشدار تغییرات ناگهانی پارامترهای کلیدی هواشناسی (مانند هشدار گرما زدگی - سرمازدگی محصولات) از طریق ارسال پیامک به کاربر
• ذخیره جزئیات تغییرات دما و رطوبت بر روی کارت حافظهSD
• ارسال منظم اطلاعات دمایی
• مجهز به نرم افزار اندرویدی بادرام

البته این نرم دستگاه دارای یک نرم افزار تحت اندروید به نام بادرام برای تفسیر اطلاعات هواشناسی برداشت شده و همچنین مدیریت واحدهای بهره برداری کشاورزی است. در ادامه شکل هایی از این نرم افزار را مشاهده می نمایید.

 

شکل- بررسی پیامک های دریافتی از دستگاه دیتلاگر فوق کم مصرف در نرم افزار بادارم

شکل- نمودارهای مربوط به سنسورهای مختلف دستگاه

شکل- اطلاعات برداشت شده از آفات در نرم افزار بادرام جهت هشدار آفات

 

خروجی های کلیدی:

خروجی های دستگاه در بخش های پیش بینی و هشدار سرمازدگی، پیش بینی و هشدار گرمازدگی، پیش بینی و هشدار تنش آبی و محاسبه نیاز آبی، هشدار طغیان آفات و بیماری های گیاهی و پیش بینی فنولوژی گیاهی است. در ادامه کاربرد دستگاه در زمینه های مختلف بیشتر تشریح می گردد.

1-1-1- کاربردهای دستگاه در علوم کشاورزی

• برنامه ریزی آبیاری
• پایش و کنترل آفات و بیماری های گیاهی
• پیش بینی مراحل فنولوژی گیاهی
• پایش روند سرمازدگی و گرمازدگی محصولات کشاورزی
• پیش بینی امکان وقوع سرمازدگی و گرمازدگی محصولات کشاورزی
• پایش رطوبت خاک برای تعیین زمان آبیاری محصولات کشاورزی
• تعیین زمان مناسب جهت  اقدامات حفاظتی غیر فعال برای برای مقابله با پدیده سرمازدگی در اراضی کشاورزی
• پایش رطوبت خاک در مطالعات فرسایش خاک
• بررسی اثرات توپوگرافی، نوع خاک، عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا، وضعیت اتمسفر و باد، رنگ خاک، نوع پوشش گیاهی و ... بر روی تغییرات دمایی در مطالعات کشاورزی
• بررسی تاثیر دما بر فرآیندهای گیاهی (نظیر فتوسنتز، تنفس، انتقال مواد، سرعت رشد سلول­ها و....) در مطالعات کشاورزی

1-1-2- کاربردهای دستگاه در علوم باغبانی:

• پایش روند سرمازدگی و گرمازدگی محصولات باغی
• پیش بینی امکان وقوع سرمازدگی و گرمازدگی محصولات باغی
• تعیین زمان مناسب جهت  اقدامات حفاظتی غیر فعال برای برای مقابله با پدیده سرمازدگی در درختان میوه
• پایش و پیش آگاهی برای کنترل آفات و بیماری های گیاهی
• پیش بینی مراحل فنولوژی گیاهی
• پیش بینی زمان مناسب آبیاری
• پایش رطوبت خاک برای تعیین زمان مناسب برای آبیاری باغات
• بررسی ارتباط دمای هوا و خاک و نقش پوشش گیاهی در تعدیل دمای خاک و هوا و اثرات آن بر فعالیت ریشه گیاه
• بررسی اثرات توپوگرافی، نوع خاک، عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا، وضعیت اتمسفر و باد، رنگ خاک، نوع پوشش گیاهی و ... بر روی تغییرات دمایی در مطالعات باغبانی
• بررسی تاثیر دما بر فرآیندهای گیاهی (نظیر فتوسنتز، تنفس، انتقال مواد، سرعت رشد سلول­ها و....) در مطالعات باغبانی
• بررسی اثرات دما بر کیفیت میوه

 

کاربردهای دستگاه به منظور پایش و پیش آگاهی برای کنترل آفات گیاهی:

• محاسبه روز- درجه موثر در رشد و نمو آفات گیاهی مورد نظر
• تعیین زمان پدیدار شدن نخستین آفات گیاهی به طور کامل متناسب با نیاز دمایی گونه
• محاسبه نیاز گرمایی مور نیاز برای تعیین زمان طغیان
• بهره گیری از فنولوژی وابسته به دما و ارائه مدل پیش آگاهی آفات گیاهی
• محاسبه ارتباط بین دمای محیط و زمان پدیدار شدن نخستین آفات کامل و اوج پرواز آن­ها

1-1-3- کاربردهای دستگاه در گلخانه داری:

پایش و کنترل:

• دمای هوا
•  رطوبت نسبی هوا
• دمای خاک
• رطوبت خاک

آثار طرح در سازگاری با کم آبی:

طرح حاضر در زمینه کاهش مصرف منابع آب سبز و آبی، افزایش بهره وری و کاهش تلفات آبی نقش بسیار بسزایی ایفا می نماید. وجود یک دستگاه کوچک بدون هزینه نگهبانی در واحدهای بهره برداری کشاوزی می تواند به طور قابل توجهی از تخریب محصولات کشاورزی ممانعت به عمل آورد. نکته بسیار مهم در نظر گرفتن شاخص بهره وری آب در کشور ماست که با مشکلات بسیار زیاد در زمینه بهره وری آب خصوصا در اراضی کشاورزی روبرو است. با در نظر گرفتن یکی از شاخص های بهره وری آب که عبارت است از مقدار ماده خشک محصول تولید شده به ازای متر مکعب مصرف آب، یک سرمازدگی یا گرمازدگی و یا حمله آفات می تواند کل محصول یک یا واحد کشاورزی را نابود سازد و لذا مقدار شاخص بهره وری آب را به صفر برساند. در اینجاست که آگاهی از تغییرات دما و سایر پارامترهای هواشناسی می تواند به طور قابل توجهی از تخریب محصولات کشاورزی جلوگیری و از کاهش شاخص بهره وری آب ممانعت نماید. همچنین بهره گیری به موقع از دستگاه و خصوصا بحث نیاز آبی و تنش آبی بر مبنای استفاده از سنسور های دمای هوا، رطوبت هوا و رطوبت خاک می تواند در زمینه مدیریت صحیح آبیاری و همچنین کاهش مصرف آب نقش بسیار اساسی ایفا نماید. علاوه بر آن رعایت تاریخ کاشت و برداشت نیز بر اساس اطلاعات صحیح هواشناسی، افزایش عملکرد محصولات کشاورزی را به همراه خواهد داشت که این موضوع نیز برابر با افزایش بهره وری آب در واحدهای بهره برداری کشاورزی است. 

 

محل اجرای طرح:

این طرح تا به حال در سطح برخی مزارع استان فارس اجرایی شده است و می تواند به سایر نقاط کشور تعمیم یابد. البته این طرح در سطح استان فارس در فاز اجرا می شود. فاز اول بکارگیری دستگاه ها توسط بخش دولتی برای فعالسازی سیستم های پیش آگاهی سرمازدگی و گرمازدگی و همچنین آفات کشاورزی است. در فاز دوم بخش خصوصی که شامل کشاورزان می شود از دستگاه های موجود علاوه بر موراد پیش آگاهی سرمازدگی و گرمازدگی و آفات، خصوصا در زمینه هشدار تنش آبی و مصرف آب بر اساس نیاز آبی و برنامه آبیاری و همچنین تعیین نیاز آبی استفاده می نمایند.

 

اثر حجمی سالانه:

با احتساب حداقل کاهش 1000 متر مکعب مصرف آب در هکتار به جهت رعایت دور آبیاری ها بر اساس پایش رطوبت خاک، دمای هوا و رطوبت هوا و همچنین هشدار سرمازدگی و گرمازدگی و آفات و جلوگیری از اتلاف محصولات، در سطح 1.5 میلیون هکتار اراضی کشاورزی استان فارس می توان به رقم کاهش مصرف 1.5 میلیارد متر مکعب آب رسید که حجم بسیار قابل توجه است.

 

هزینه  اجرای طرح:

هزینه اجرای این طرح در کل کشور 12 میلیارد ریال است.

 

بازه زمانی اجرای طرح:

مدت زمان نصب و راه اندازی دستگاه ها در سطح استان 6 ماه زمان نیاز دارد.