Rolnictwo precyzyjne

• Druk: Warszawa, 2018
• Redakcja naukowa: Stanisław Samborski
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Rolnictwo precyzyjne to system rolnictwa w którym poszczególne obszary – „strefy produkcyjne” – pola uprawnego traktowane są z różnym nakładem środków produkcji: dawki nawozów i środków ochrony roślin, wielkość dawki polewowej przy nawadnianiu, gęstość siewu czy sadzenia. Taki sposób stosowania środków produkcji ma zapewnić lepsze dostosowanie ich dawki do aktualnych potrzeb roślin i zasobności gleby w składniki pokarmowe na danym obszarze pola, a zatem zwiększyć efektywność ich wykorzystania i ograniczyć negatywny wpływ na środowisko.
W książce znajdą się studia przypadków – odniesienia opisanej wiedzy do faktycznych zastosowań w praktyce rolniczej.
Przedstawione będą narzędzia stosowane w rolnictwie precyzyjnym:
- zautomatyzowane pobieranie próbek gleby z rejestracją współrzędnych geograficznych,
- stosowanie zmiennej dawki środków produkcji
- prowadzenie równoległe ciągników i maszyn,
- automatyczne dostosowanie szerokości roboczej maszyn do areału pola, gdzie już wcześniej wysiano nawóz, czy zastosowano oprysk pestycydem,
- mapowanie plonu,
- mapowanie jakości plonu,
- kontrola pracy maszyn, ciągników
- gromadzenie, przetwarzanie i analiza danych polowych, zebranych w trakcie ww. prac polowych, w systemach informacji przestrzennej.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Biologia i przyroda
• Redakcja: Stanisław Samborski
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-19984-5
• ISBN druku: 978-83-01-19898-5
• Liczba stron: 522

Słowo wstępne 13
Wprowadzenie 17
Rozdział 1 Zmienność pól jako podstawa zastosowania rolnictwa precyzyjnego w produkcji roślinnej Michał Stępień, Rafał Pudełko 21
	1.1. Wstęp 21
	1.2. Zmienność pól uprawnych - źródła/przyczyny 22
		1.2.1. Zmienność gleb (i budowy geologicznej) 23
			1.2.1.1. Uziarnienie gleby 23
			1.2.1.2. Inne właściwości gleby 29
			1.2.1.3. Warunki geologiczne 35
		1.2.2. Ukształtowanie terenu 35
		1.2.3. Sąsiedztwo pola 39
		1.2.4. Stosunki wodno-powietrzne na polu 41
		1.2.5. Historia użytkowania i nawożenia 44
	1.3. Ilościowe ujęcie zmienności pola (geostatystyka) 48
		1.3.1. Wprowadzenie 48
		1.3.2. Wstępna ocena stacjonarności zmienności przestrzennej 51
		1.3.3. Rozpoznanie zmienności lokalnej 53
		1.3.4. Ocena trendów w rozkładzie zmienności przestrzennej 55
		1.3.5. Podsumowanie 57
	1.4. Konsekwencje zmienności glebowej na jednym polu dla rolnictwa precyzyjnego 58
Rozdział 2 Globalne systemy pozycjonowania Dariusz Gozdowski 59
Rozdział 3 Gromadzenie i organizacja danych przestrzennych w rolnictwie precyzyjnym Dariusz Gozdowski 65
	3.1. Dane wektorowe i rastrowe 65
	3.2. Formaty plików w systemach informacji geograficznej (GIS) 69
		3.2.1. Formaty plików wektorowych 69
		3.2.2. Formaty plików rastrowych 73
	3.3. Układy współrzędnych w GIS 74
	3.4. Metody transferu danych 76
	3.5. Struktura danych w oprogramowaniu GIS i w komputerze 77
Rozdział 4 Źródła danych spoza gospodarstwa rolnego Michał Stępień, Dariusz Gozdowski, Rafał Pudełko 79
	4.1. Rodzaje/treść/zawartość i źródła danych 79
	4.2. Archiwalne źródła danych 81
		4.2.1. Mapy topograficzne 82
		4.2.2. Mapy ewidencyjne 83
		4.2.3. Mapy bonitacyjne 84
			4.2.3.1. Typ gleby 84
			4.2.3.2. Rodzaj gleby 86
			4.2.3.3 Gatunek gleby 88
			4.2.3.4. Inne elementy treści map bonitacyjnych 88
			4.2.3.5. Możliwości pozyskania i potencjalna przydatność map bonitacyjnych dla rolnictwa precyzyjnego 89
		4.2.4. Mapy glebowo-rolnicze 89
			4.2.4.1 Kompleksy przydatności rolniczej 89
			4.2.4.2. Typ i podtyp gleby 90
			4.2.4.3. Uziarnienie gleby oznaczone na mapach glebowo-rolniczych 94
			4.2.4.4. Możliwości pozyskania i przydatność map glebowo-rolniczych 94
		4.2.5. Inne mapy 95
			4.2.5.1. Mapy geologiczne 95
			4.2.5.2. Mapy hydrograficzne 96
			4.2.5.3. Dane pogodowe 97
	4.3. Źródła współczesne 99
		4.3.1. Numeryczne modele terenu 99
		4.3.2. Dane lotnicze i satelitarne 101
			4.3.2.1. Zdjęcia lotnicze 101
			4.3.2.2 Zdjęcia satelitarne 105
	4.4. Geoportale i serwisy mapowe 110
	4.5. Podsumowanie 114
Rozdział 5 Zasady przygotowania danych przestrzennych do ich wykorzystania w rolnictwie precyzyjnym Rafał Pudełko 115
	5.1. Wprowadzenie 115
	5.2. Budowa bazy danych 116
	5.3. Proces kodowania informacji przestrzennej 118
		5.3.1. Formaty danych 118
		5.3.2. Konwersja formatów danych przestrzennych 120
		5.3.3. Interpolacja danych przestrzennych 121
		5.3.4. Odwzorowanie danych przestrzennych 126
	5.4. Dokładność przestrzenna danych 127
	5.5. Wizualizacja danych przestrzennych 128
		5.5.1. Wizualizacja w środowisku GIS 128
		5.5.2. Zasady tworzenia map 136
		5.5.3. Jakość wydruku map 136
		5.5.4. Dobór palety kolorów map i ich konwersja 138
Rozdział 6 Oprogramowanie dla rolnictwa precyzyjnego Dariusz Gozdowsk 141
	6.1. Oprogramowanie GIS dla rolnictwa precyzyjnego 142
	6.2. Ogólnoużytkowe oprogramowanie GIS 149
Rozdział 7 Ocena właściwości gleby i rośliny z wykorzystaniem teledetekcji Rafał Pudełko, Eike Stefan Dobers 153
	7.1. Wprowadzenie 153
	7.2. Zasady teledetekcji 155
	7.3. Czujniki i platformy używane w rolnictwie 159
	7.4. Interpretacja zdjęć lotniczych i satelitarnych 168
	7.5. Przykłady wykorzystania teledetekcji lotniczej w ocenie stanu pola 182
	7.6. Interpretacja danych z czujników teledetekcji naziemnej 187
	7.7. Podsumowanie 188
Rozdział 8 Ocena właściwości gleby na potrzeby rolnictwa precyzyjnego Michał Stępień, Stanisław Samborski 191
	8.1. Wprowadzenie 191
	8.2. Mapowanie pól - zbieranie danych w gospodarstwie w dużej rozdzielczości przestrzennej oraz ich interpretacja 191
		8.2.1. Wprowadzenie 191
		8.2.2. Przewodność elektryczna gleby 192
			8.2.2.1. Informacje wstępne 192
			8.2.2.2. Czynniki wpływające na wartości EC/ECa gleby na polu i główne zastosowania mapowania 193
			8.2.2.3. Sposoby pomiaru 197
			8.2.2.4. Urządzenia wykorzystywane do pomiaru EC/ECa na polu 198
			8.2.2.5. Wykonanie i ocena wiarygodności pomiaru EC/ECa na polu 201
			8.2.2.6. Interpretacja wyników pomiarów EC/ECa na przykładzie uziarnienia 203
			8.2.2.7. Wybrane aspekty interpretacji EC/ECa 207
		8.2.3. Mapowanie pH gleby 208
			8.2.3.4. Informacje wstępne 208
			8.2.3.2. Systemy do mapowania pH 208
			8.2.3.3. Wiarygodność mapowania pH 210
			8.2.3.4. Kalibracja wyników 212
			8.2.3.5. Podsumowanie 215
		8.2.4. Spektrometria (spektroskopia) i mapowanie zawartości węgla organicznego 216
			8.2.4.1. Wprowadzenie 216
			8.2.4.2. Czynniki kształtujące odbicie promieniowania w paśmie widzialnym (VIS) i podczerwieni (IR) oraz wykorzystanie spektrometrii w badaniach gleb 217
			8.2.4.3. Urządzenia spektralne VIS-NIR do mapowania pól w rolnictwie precyzyjnym 218
		8.2.5. Ocena zwięzłości gleby 226
		8.2.6. Czujniki mapujące kilka właściwości gleby jednocześnie 227
		8.2.7. Podsumowanie 228
	8.3. Pośrednie wnioskowanie na temat właściwości gleby 228
		8.3.1. Mapy topograficzne 229
		8.3.2. Zdjęcia/zobrazowania lotnicze i satelitarne 229
		8.3.3. Dane zbierane w gospodarstwie - mapy wskaźników roślinnych i mapy plonów 231
	8.4. Pobieranie próbek glebowych do analizy laboratoryjnej 232
		8.4.1. Informacje podstawowe 232
		8.4.2. Najczęściej stosowane schematy pobierania próbek 234
		8.4.3. Pobieranie próbek glebowych w rolnictwie precyzyjnym 237
			8.4.3.1. Podział pola na obszary pobierania próbek ogólnych/zbiorczych 237
			8.4.3.2. Gęstość pobierania próbek 237
		8.4.4. Proponowane schematy pobierania próbek 238
	8.5. Zautomatyzowane pobieranie próbek glebowych 239
	8.6. Wnioski końcowe 241
Rozdział 9 Kontrola sekcji maszyn do stosowania nawozów i oprysków oraz siewu nasion Dariusz Gozdowski 243
	9.1. Systemy kontroli sekcji stosowane w opryskiwaczach rolniczych 243
	9.2. Systemy kontroli szerokości wysiewu stosowane w rozsiewaczach nawozów 247
	9.3. Systemy kontroli sekcji siewników 250
Rozdział 10 Systemy nawigacji ciągników i maszyn rolniczych Dariusz Gozdowski 253
	10.1. Systemy satelitarne 253
	10.2. Inne systemy automatycznego prowadzenia 261
	10.3. Perspektywy rozwoju systemów nawigacji 263
Rozdział 11 Systemy kontroli dawkowania środków produkcji Dariusz Gozdowski 265
	11.1. Technologie wykorzystujące mapy zaleceń 266
	11.2. Technologie wykorzystujące czujniki 270
	11.3. Rozwiązania techniczne w maszynach rolniczych do stosowania zmiennej dawki środków produkcji 270
		11.3.1. Dawkowanie nawozów mineralnych 270
		11.3.2. Dawkowanie nawozów naturalnych 272
		11.3.3. Dawkowanie środków ochrony roślin 272
		11.3.4. Stosowanie zmiennej ilości wysiewu nasion 274
Rozdział 12 Mapowanie plonów Stanisław Samborski 275
	12.1. Założenia do pomiaru zróżnicowania plonów w obrębie pól 275
	12.2. Sposoby szacowania plonów 280
	12.3. Kalibracja systemu mapowania plonu 282
	12.4. Przetwarzanie danych plonu 285
	12.5. Interpretacja map plonów 287
	12.6. Wykorzystanie map plonów 289
	12.7. Tworzenie map plonów 293
	12.8. Mapowanie jakości płodów rolnych 293
Rozdział 13 Podział pól uprawnych na strefy produkcyjne Michał Stępień 297
	13.1. Podstawowe informacje dotyczące stref produkcyjnych i map tworzonych w rolnictwie precyzyjnym 297
	13.2. Kryteria wydzielania stref produkcyjnych 299
		13.2.1. Sąsiedztwo pola 300
		13.2.2. Nachylenie i wystawa terenu 301
		13.2.3. Uziarnienie warstwy ornej 301
		13.2.4. Woda gruntowa 302
		13.2.5. Trudność w uprawie 303
		13.2.6. Stosunki wodne 304
			13.2.6.1. Informacje ogólne 304
			13.2.6.2. Skale wrażliwości na zaburzenia stosunków wodnych i kryteria ich ustalania 305
			13.2.6.3. Kategorie uwilgotnienia i kryteria ich ustalania dla gruntów ornych 311
	13.3. Określanie zasięgu stref produkcyjnych 316
	13.4. Przykłady prostego podziału pola na strefy produkcyjne 316
	13.5. Podsumowanie 318
Rozdział 14 Stosowanie zmiennej dawki nawozów Michał Stępień 319
	14.1. Informacje wstępne 319
	14.2. Ukształtowanie terenu jako czynnik warunkujący różnicowanie dawek nawozów na polu uprawnym 320
	14.3. Czynniki warunkujące dawki nawozów fosforowych i potasowych oraz ich zróżnicowanie w obrębie pola 321
	14.4. Czynniki warunkujące dawki gnojowicy oraz ich zróżnicowanie w obrębie pola 323
	14.5. Czynniki warunkujące dawki wapna oraz ich zróżnicowanie w obrębie pola 324
	14.6. Czynniki warunkujące dawki obornika i kompostów oraz ich zróżnicowanie w obrębie pola 325
	14.7. Podsumowanie 327
Rozdział 15 Stosowanie zmiennej dawki nawozów azotowych Stanisław Samborski 329
	15.1. Zasada działania systemów do nawożenia zmienną dawką azotu 336
	15.2. Stosowanie zmiennej dawki azotu w uprawie rzepaku ozimego 347
	15.3. Wymagania techniczne 348
	15.4. Inne sposoby nawożenia zmienną dawką azotu 352
		15.4.1. Nawożenie na podstawie analizy gleby na zawartość azotu mineralnego 352
		15.4.2. Przygotowanie map stosowania zmiennej dawki azotu na podstawie wyników testu Nmin 353
		15.4.3. Nawożenie na podstawie wielkości pobrania azotu z plonem roślin 355
	15.5. Korzyści stosowania zmiennej dawki azotu 357
	15.6. Inne możliwe zastosowania systemu do wysiewu zmiennej dawki azotu 359
	15.7. Ograniczenia stosowania zmiennej dawki azotu 362
Rozdział 16 Stosowanie zmiennej dawki pestycydów Dariusz Gozdowski 363
	16.1. Herbicydy 364
	16.2. Fungicydy 367
	16.3. Insektycydy 368
	16.4. Podsumowanie 369
Rozdział 17 Stosowanie zmiennej dawki polewowej Jan Szatyłowicz, Tomasz Gnatowski, Sarah Elliot 371
	17.1. Wstęp 371
	17.2. Cele nawadniania 372
	17.3. Systemy nawadniania 372
	17.4. Efektywność nawodnienia 374
	17.5. Dawka polewowa 376
	17.6. Rurociągi deszczujące 381
	17.7. Systemy nawodnień - zmienne dawki polewowe 383
	17.8. Zalety nawodnień zmienną dawką polewową 386
Rozdział 18 Stosowanie zmiennej ilości wysiewu nasion Stanisław Samborski 387
	18.1. Wstęp 387
	18.2. Założenia do stosowania zmiennej ilości wysiewu nasion 387
	18.3. Sposoby stosowania zmiennej ilości wysiewu nasion 388
	18.4. Inne udogodnienia związane ze stosowaniem zmiennej ilości wysiewu nasion 391
Rozdział 19 Zróżnicowana uprawa roli Michał Stępień 393
	19.1. Informacje wstępne 393
	19.2. Główne aspekty uprawy i czynniki determinujące jej sposób 394
	19.3. Różnicowanie uprawy mechanicznej w obrębie pola 397
		19.3.1. Propozycje różnicowania uprawy mechanicznej 400
Rozdział 20 Roboty i systemy autonomiczne w rolnictwie precyzyjnym Dariusz Gozdowski 405
Rozdział 21 Wykorzystanie rolnictwa precyzyjnego w prowadzeniu gospodarstwa Stanisław Samborski, Dariusz Gozdowski 407
	21.1. Internet rzeczy w rolnictwie precyzyjnym 414
Rozdział 22 Systemy wspomagania decyzji w rolnictwie Anna Nieróbca, Jerzy Kozyra 415
	22.1. Wstęp 415
	22.2. Poziomy podejmowania decyzji 415
	22.3. Ocena warunków agrometeorologicznych 417
	22.4. Wybór odmiany rośliny uprawnej 420
	22.5. Wybór środków ochrony roślin, nawozów i środków wspomagających uprawę roślin 421
	22.6. Stosowanie nawozów 422
		22.6.1. Doradcze programy nawozowe dostępne online 423
		22.6.2. Doradcze programy nawozowe na komputery 425
	22.7. Ochrona roślin 427
		22.7.1. Sygnalizacja pojawu agrofagów 427
		22.7.2. Prognozowanie zabiegów ochronny roślin 431
			22.7.2.1. Ochrona ziemniaka - NegFry 431
			22.7.2.2. Ochrona sadów 433
			22.7.2.3. Ochrona zbóż według zasad integrowanej ochrony 434
	22.8. Nawadnianie 436
		22.8.1. Zrównoważony system nawadniania 436
		22.8.2. Systemy wspomagające nawadnianie 436
	22.9. Zarządzanie gospodarstwem 439
	22.10. Podsumowanie 440
Rozdział 23 Opłacalność i wdrażanie rolnictwa precyzyjnego Stanisław Samborski 441
	23.1. Czynniki wpływające na opłacalność rolnictwa precyzyjnego 444
	23.2. Potencjalne korzyści ze stosowania zmiennej dawki środków produkcji 446
	23.3. Mapa zróżnicowania dochodowości produkcji w obrębie pola 448
	23.4. Korzyści niefinansowe - zalety wdrażania rolnictwa precyzyjnego 450
	23.5. Podsumowanie 451
Rozdział 24 Studia przypadków gospodarstw wykorzystujących rozwiązania rolnictwa precyzyjnego Stanisław Samborski 453
Rozdział 25 Rolnictwo precyzyjne w małych gospodarstwach Michał Stępień, Dariusz Gozdowski 471
	25.1. Wstęp 471
	25.2. Niskokosztowe systemy nawigacji ciągników i maszyn rolniczych 472
	25.3. Określanie właściwości gleby na polu 473
	25.4. Orientacja na polu bez odbiornika GPS oraz wykonywanie prostych mapek 478
	25.5. Możliwości różnicowania uprawy i zabiegów na polu 479
Wykaz anglojęzycznych skrótów i wyrażeń Stanisław Samborski, Dariusz Gozdowski 481
Literatura 491
Notki biograficzne 511
Skorowidz 513