Med den ökande effekten av globala klimatförändringar på jordbruksproduktionen söker jordbrukare i Sydafrika aktivt innovativa tekniker för att möta utmaningarna. Det utbredda införandet av avancerad jordsensorteknik i många delar av Sydafrika markerar ett viktigt steg mot precisionsjordbruk inom landets jordbruksindustri.
Precisionsjordbrukets framväxt
Precisionsjordbruk är en metod som använder informationsteknik och dataanalys för att optimera grödoproduktionen. Genom att övervaka markförhållandena i realtid kan jordbrukare hantera sina åkrar mer vetenskapligt, öka avkastningen och minska resursslöseri. Sydafrikas jordbruksdepartement har samarbetat med ett antal teknikföretag för att distribuera tusentals jordsensorer på gårdar över hela landet.
Hur jordsensorer fungerar
Dessa sensorer är inbäddade i jorden och kan övervaka viktiga indikatorer som fukt, temperatur, näringsinnehåll och elektrisk ledningsförmåga i realtid. Data överförs trådlöst till en molnbaserad plattform där jordbrukare kan komma åt dem via sina smartphones eller datorer och få personliga jordbruksråd.
Till exempel, när sensorer detekterar att markfuktigheten är under ett visst tröskelvärde, varnar systemet automatiskt jordbrukarna att bevattna. På samma sätt, om jorden inte har tillräckligt med näringsämnen som kväve, fosfor och kalium, råder systemet jordbrukarna att applicera rätt mängd gödselmedel. Denna exakta hanteringsmetod förbättrar inte bara effektiviteten i grödornas tillväxt, utan minskar också slöseriet med vatten, gödselmedel och andra resurser.
Böndernas reala inkomster
På en gård i Sydafrikas östra Kapprovins har bonden John Mbelele använt jordsensorer i flera månader. ”Tidigare var vi tvungna att förlita oss på erfarenhet och traditionella metoder för att bedöma när vi skulle bevattna och gödsla. Nu med dessa sensorer kan jag veta exakt vilket jordskick det är, vilket ger mig större förtroende för mina grödors tillväxt.”
Mbele noterade också att hans gård med hjälp av sensorerna använder cirka 30 procent mindre vatten och 20 procent mindre gödningsmedel, samtidigt som skördarna ökar med 15 procent. Detta minskar inte bara produktionskostnaderna utan även miljöpåverkan.
Applikationsfall
Fall 1: Oasis Farm i Östra Kapprovinsen
Bakgrund:
Oasis Farm ligger i östra Kapprovinsen i Sydafrika och täcker ett område på cirka 500 hektar. Där odlas huvudsakligen majs och sojabönor. På grund av regionens oregelbundna nederbörd de senaste åren har bonden Peter van der Merwe letat efter sätt att effektivisera vattenanvändningen.
Sensorapplikationer:
I början av 2024 installerade Peter 50 jordsensorer på gården, som är utspridda över olika tomter för att övervaka markfuktighet, temperatur och näringsinnehåll i realtid. Varje sensor skickar data till molnplattformen var 15:e minut, som Peter kan se i realtid via en mobilapp.
Specifika resultat:
1. Precisionsbevattning:
Med hjälp av sensordata fann Peter att markfuktigheten i vissa parceller minskade avsevärt under en viss tidsperiod, medan den i andra förblev stabil. Han justerade sin bevattningsplan baserat på dessa data och implementerade en zonindelad bevattningsstrategi. Som ett resultat minskade bevattningsvattenanvändningen med cirka 35 procent, medan majs- och sojabönsavkastningen ökade med 10 procent respektive 8 procent.
2. Optimera gödslingen:
Sensorerna övervakar även innehållet av näringsämnen som kväve, fosfor och kalium i jorden. Peter justerade sitt gödslingsschema baserat på dessa data för att undvika övergödsling. Som ett resultat minskade gödselanvändningen med cirka 25 procent, samtidigt som grödornas näringsstatus förbättrades.
3. Varning för skadedjur:
Sensorerna hjälpte också Peter att upptäcka skadedjur och sjukdomar i jorden. Genom att analysera data om marktemperatur och fuktighet kunde han förutsäga förekomsten av skadedjur och sjukdomar och vidta förebyggande åtgärder för att minska användningen av bekämpningsmedel.
Feedback från Peter van der Mewe:
”Med hjälp av jordsensorn kunde jag sköta min gård mer vetenskapligt. Tidigare var jag alltid orolig för överbevattning eller gödsling, nu kan jag fatta beslut baserat på faktiska data. Detta ökar inte bara produktionen utan minskar även miljöpåverkan.”
Fall 2: ”Soliga vingårdar” i Västra Kapprovinsen
Bakgrund:
Sunshine Vineyards ligger i Western Cape-provinsen i Sydafrika och är känt för att producera högkvalitativa viner. Vingårdsägaren Anna du Plessis står inför utmaningen med minskande druvavkastning och kvalitet på grund av klimatförändringarnas effekter på vinproduktionen.
Sensorapplikationer:
I mitten av 2024 installerade Anna 30 jordsensorer i vingårdarna, vilka är fördelade under olika druvsorter, för att övervaka markfuktighet, temperatur och näringsinnehåll i realtid. Anna använder även vädersensorer för att övervaka data som lufttemperatur, luftfuktighet och vindhastighet.
Specifika resultat:
1. Fin hantering:
Med hjälp av sensordata kan Anna noggrant förstå jordförhållandena under varje vinstock. Baserat på dessa data justerade hon bevattnings- och gödslingsplaner och implementerade förfinade skötselåtgärder. Som ett resultat har druvornas avkastning och kvalitet förbättrats avsevärt, liksom vinernas kvalitet.
2. Vattenresurshantering:
Sensorerna hjälpte Anna att optimera sin vattenanvändning. Hon upptäckte att markfuktigheten i vissa parceller var för hög under vissa tidsperioder, vilket ledde till syrebrist i vinstockarnas rötter. Genom att justera sin bevattningsplan undvek hon överbevattning och sparade vatten.
3. Klimatanpassningsförmåga:
Vädersensorer hjälper Anna att hålla sig à jour med klimatförändringarnas effekter på sina vingårdar. Baserat på data om lufttemperatur och luftfuktighet justerade hon beskärnings- och skuggningsåtgärderna för vinstockarna för att förbättra deras klimattålighet.
Feedback från Anna du Plessis:
”Med hjälp av jordsensorer och vädersensorer kunde jag hantera min vingård bättre. Detta förbättrar inte bara druvornas avkastning och kvalitet, utan ger mig också en större förståelse för klimatförändringarnas effekter. Detta kommer att vara till stor hjälp för mina framtida planteringsplaner.”
Fall 3: Skördegård i KwaZulu-Natal
Bakgrund:
Harvest-gården ligger i provinsen KwaZulu-Natal och odlar huvudsakligen sockerrör. Med oregelbunden nederbörd i regionen har bonden Rashid Patel letat efter sätt att öka sockerrörsproduktionen.
Sensorapplikationer:
Under andra halvan av 2024 installerade Rashid 40 jordsensorer på gården, som är utspridda över olika tomter för att övervaka markfuktighet, temperatur och näringsinnehåll i realtid. Han använde också drönare för att ta flygfoton och övervaka tillväxten av sockerrör.
Specifika resultat:
1. Öka produktionen:
Med hjälp av sensordata kunde Rashid noggrant förstå markförhållandena på varje odlingslott. Han justerade bevattnings- och gödslingsplaner baserat på dessa data och implementerade precisionsjordbruksstrategier. Som ett resultat ökade avkastningen av sockerrör med cirka 15 %.
2. Spara resurser:
Sensorerna hjälpte Rashid att optimera användningen av vatten och gödningsmedel. Baserat på data om markfuktighet och näringsinnehåll justerade han bevattnings- och gödslingsplaner för att undvika överbevattning och gödsling och spara resurser.
3. Skadedjursbekämpning:
Sensorerna hjälpte också Rashid att upptäcka skadedjur och sjukdomar i jorden. Baserat på data om marktemperatur och fuktighet vidtog han försiktighetsåtgärder för att minska användningen av bekämpningsmedel.
Feedback från Rashid Patel:
”Med hjälp av jordsensorn kunde jag sköta min gård mer vetenskapligt. Detta ökar inte bara avkastningen av sockerrör, utan minskar också miljöpåverkan. Jag planerar att ytterligare utöka användningen av sensorer i framtiden för att uppnå högre effektivitet i jordbruksproduktionen.”
Stöd från myndigheter och teknikföretag
Den sydafrikanska regeringen fäster stor vikt vid utvecklingen av precisionsjordbruk och tillhandahåller ett antal politiska stöd och ekonomiska subventioner. ”Genom att främja precisionsjordbruksteknik hoppas vi kunna förbättra jordbruksproduktionens effektivitet, skydda den nationella livsmedelssäkerheten och främja hållbar utveckling”, sa regeringstjänstemannen.
Flera teknikföretag är också aktivt involverade och erbjuder flera typer av jordsensorer och dataanalysplattformar. Dessa företag tillhandahåller inte bara hårdvaruutrustning, utan ger även teknisk utbildning och supporttjänster till jordbrukare för att hjälpa dem att bättre utnyttja dessa nya tekniker.
Framtidsutsikter
Med den kontinuerliga utvecklingen och populariseringen av jordsensorteknik kommer jordbruket i Sydafrika att inleda en era av mer intelligent och effektivt jordbruk. I framtiden kan dessa sensorer kombineras med drönare, automatiserade jordbruksmaskiner och andra enheter för att bilda ett komplett smart jordbruksekosystem.
Dr John Smith, en sydafrikansk jordbruksexpert, sa: ”Jordsensorer är en viktig del av precisionsjordbruk. Med dessa sensorer kan vi bättre förstå jordens och grödornas behov, vilket möjliggör en effektivare jordbruksproduktion. Detta kommer inte bara att bidra till att öka livsmedelsproduktionen, utan också minska miljöpåverkan och bidra till hållbar utveckling.”
Slutsats
Det sydafrikanska jordbruket genomgår en teknikdriven omvandling. Den breda tillämpningen av jordsensorer förbättrar inte bara effektiviteten i jordbruksproduktionen, utan ger också verkliga ekonomiska fördelar för jordbrukarna. Med kontinuerliga framsteg inom teknik och politiskt stöd kommer precisionsjordbruk att spela en allt viktigare roll i Sydafrika och globalt, och bidra positivt till uppnåendet av de globala målen för hållbar utveckling.
Publiceringstid: 20 januari 2025