Rosnące koszty produkcji czy wahania cen towarów to nie jedyne zagrożenia dla rentowności gospodarstw rolnych. Współcześni rolnicy borykają się również ze zmianami klimatycznymi, które w coraz bardziej istotny sposób wpływają na plony i jakość pozyskiwanych płodów rolnych oraz na koszty ich wytwarzania.

Koniecznością jest dostosowanie produkcji rolnej do zmian klimatycznych. Pomóc w tym mogą odpowiednie praktyki agronomiczne oraz technologie. Część z nich dostarcza koncepcja rolnictwa precyzyjnego. Inne zawdzięczamy czwartej rewolucji technologicznej (4.0). Co to za technologie? Piszemy o nich poniżej.

Jak zmiany klimatu zmuszają rolników do adaptacji?

Zmiany klimatyczne wywierają coraz większy wpływ na produkcję rolną, znacząco zmieniając warunki, w jakich funkcjonują gospodarstwa. Wzrost temperatur powoduje szybsze parowanie wody z gleby, skracanie okresów wegetacyjnych oraz spadek plonów w uprawach wrażliwych na ciepło. Coraz częściej występują także susze, które ograniczają dostęp do wody i prowadzą do degradacji gleb. Jednocześnie rośnie liczba ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak ulewy, powodzie, gradobicia czy nagłe przymrozki, które powodują bezpośrednie straty w uprawach i infrastrukturze rolniczej.

Zmieniający się klimat sprzyja również rozprzestrzenianiu nowych szkodników i chorób roślin, co zwiększa ryzyko produkcyjne i koszty ochrony. W efekcie wiele regionów staje się mniej korzystnych dla tradycyjnych upraw, co zmusza rolników do poszukiwania nowych odmian, technologii lub kierunków produkcji. Wszystkie te procesy wpływają także na produkcję zwierzęcą, która cierpi z powodu stresu cieplnego, gorszej jakości pasz i mniejszej dostępności wody. W rezultacie zmiany klimatyczne zwiększają koszty prowadzenia gospodarstw i potęgują niepewność ekonomiczną w sektorze rolnym.

Zmiany klimatyczne zmuszają rolników do adaptacji, ponieważ tradycyjne metody uprawy i hodowli coraz częściej przestają być skuteczne w nowych warunkach środowiskowych. Wzrost temperatur, nieregularne opady oraz częstsze zjawiska ekstremalne ograniczają stabilność plonów, co skłania gospodarstwa do modernizacji technologii i zmiany podejścia do zarządzania produkcją. Na znaczeniu zyskuje dbałość o glebę i bioróżnorodność, czyli działania wpisujące się w koncepcję rolnictwa regeneratywnego. Konieczne staje się również stosowanie bardziej precyzyjnych metod gospodarowania, takich jak rolnictwo cyfrowe, które pozwala lepiej kontrolować zużycie nawozów, pestycydów i wody.

Cyfrowe technologie, o których piszemy poniżej, pomagają monitorować glebę i usprawniać kontrolę nad stosowaniem nawozów i pestycydów, które mogą wpływać na stan gleby. Czujniki, drony i analiza danych ostrzegają o potencjalnych wystąpieniach chorób i inwazjach szkodników, zanim negatywnie wpłyną na cały plon.

Dzięki zaawansowanym technologiom, takim jak oprogramowanie do zarządzania gospodarstwem, rolnicy mogą podejmować decyzje oparte na danych, co pozwala optymalizować wykorzystanie środków produkcji, zwiększać wydajność i redukować koszty produkcji. Pozyskiwanie danych i dostęp do nich są niezbędne do zwiększenia produktywności, osiągnięcia zrównoważonego rozwoju, a przede wszystkim uzyskania rentowności produkcji.

W jakich obszarach rolnictwa 4.0 technologie cyfrowe okazują się przydatne?

W dobie zmian klimatycznych cyfrowe technologie mogą wspierać rolników w wielu obszarach. Jednym z nich jest modelowanie klimatu, czyli tworzenie złożonych symulacji komputerowych umożliwiających przewidywanie przyszłych warunków pogodowych, co pozwala na planowanie i dostosowywanie gospodarstw rolnych do zmieniających się warunków klimatycznych.

Kolejnym obszarem jest monitorowanie upraw z wykorzystaniem technik satelitarnych, dronów i innych rozwiązań do oceny stanu i wzrostu upraw. Jednocześnie pomagają one identyfikować potencjalne problemy i podejmować działania naprawcze, zanim będzie za późno.

Zarządzanie zdrowiem gleby to kolejny obszar, w którym zastosowanie mają cyfrowe technologie. W tym obszarze mogą one pomóc rolnikom śledzić stan i produktywność gleby, umożliwiając im podejmowanie świadomych decyzji dotyczących nawożenia i innych praktyk, które mogą poprawić właściwości gleby.

Niewątpliwie istotnym obszarem w aspekcie zmian klimatycznych jest zarządzanie coraz bardziej ograniczonymi zasobami wodnymi. Wykorzystanie inteligentnych systemów nawadniania oraz nowoczesnych technologii monitorowania zawartości wody w glebie i jej utraty z upraw pozwala rolnikom efektywniej gospodarować wodą, ograniczać jej zużycie i chronić zasoby naturalne, szczególnie w warunkach suszy oraz rosnących niedoborów wody.

Cyfrowe technologie okazują się przydatne również w obszarze zarządzanie hodowlą zwierząt. Mogą one pomóc rolnikom kontrolować zdrowotność i zwiększać ich produktywność poprzez zastosowanie czujników, systemów śledzenia i innych narzędzi monitorujących zdrowie, dietę i zachowanie zwierząt.

Szklarnie, jak również farmy wertykalne, czyli uprawa w warunkach kontrolowanych, to sposoby na radzenie sobie ze zmianami klimatycznymi, a dokładnie mówiąc, z ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi, takimi jak np. gwałtowne opady deszczu, grad czy przymrozki, ale również wysokie temperatury i niedobory wody. W przypadku tych obiektów cyfrowe technologie są potrzebne do monitorowania mikroklimatu i sterowania nim, monitorowania zużyciem energii, czy też do wykrywania potencjalnych chorób.

W dobie zmian klimatycznych coraz większego znaczenia odgrywa przechowywanie oraz łańcuch dostaw żywności. Odpowiednie chłodzenie i pakowanie próżniowe, wspomagane cyfrowymi technologiami może pomóc rolnikom wydłużyć okres przydatności do spożycia produktów i zmniejszyć ilość odpadów żywnościowych.

Cyfrowe technologie dla rolnictwa 4.0

W dobie zmian klimatycznych coraz większe znaczenie zyskuje Internet Rzeczy (IoT), który umożliwia wdrażanie nowoczesnych, precyzyjnych i zrównoważonych metod gospodarowania. Internet Rzeczy w rolnictwie 4.0 polega na wykorzystaniu sieci czujników, urządzeń i systemów komunikacyjnych do gromadzenia oraz analizy danych w czasie rzeczywistym.

Jednym z zastosowań IoT jest monitorowanie zdrowia gleby. Czujniki umieszczone w glebie mierzą parametry, takie jak temperatura i wilgotność gleby, jej odczyn, zasolenie czy nawet zawartość składników odżywczych. Dane te są przesyłane w czasie rzeczywistym do platform chmurowych, gdzie systemy oparte na sztucznej inteligencji analizują je i generują zalecenia dotyczące nawożenia czy nawadniania. Umożliwia to szybką reakcję na wszelakie problemy.

Czujniki IoT pozwalają monitorować wilgotność i temperaturę powietrza, poziom opadów, nasłonecznienie oraz stan upraw. Dzięki temu rolnicy mogą podejmować szybkie i trafne decyzje dotyczące nawadniania, nawożenia czy ochrony roślin, co ma kluczowe znaczenie w warunkach zmiennego klimatu.

Zastosowanie IoT przyczynia się do bardziej efektywnego wykorzystania zasobów naturalnych, zwłaszcza wody. Inteligentne systemy nawadniania, sterowane za pomocą cyfrowych rozwiązań na podstawie danych z czujników, ograniczają zużycie wody i zapobiegają stratom wynikającym z nadmiernego lub niewystarczającego podlewania. Ma to szczególne znaczenie w regionach dotkniętych suszami i niedoborami wodnymi.

Ponadto technologie IoT wspierają adaptację rolnictwa 4.0 do zmian klimatycznych poprzez wczesne wykrywanie zagrożeń, takich jak choroby roślin, szkodniki czy stres wodny. Automatyczne systemy ostrzegania umożliwiają szybką reakcję, co zmniejsza straty plonów i ogranicza konieczność stosowania chemicznych środków ochrony roślin, sprzyjając ochronie środowiska.

W dłuższej perspektywie Internet Rzeczy stanowi istotny element transformacji rolnictwa w kierunku zrównoważonego rozwoju. Integracja IoT z innymi technologiami cyfrowymi, takimi jak sztuczna inteligencja czy analiza big data, pozwala zwiększyć odporność sektora rolnego na skutki zmian klimatycznych, poprawić efektywność produkcji oraz zapewnić stabilność ekonomiczną gospodarstw rolnych. W coraz większym stopniu z Internetem Rzeczy (IoT) powiązana jest sztuczna inteligencja (AI) i analityka predykcyjna. Jeśli IoT jest układem nerwowym gospodarstwa, to AI pełni funkcję jego mózgu. Algorytmy sztucznej inteligencji analizują dane z czujników i przekształcają je w konkretne, praktyczne rekomendacje.

Jedną z ról sztucznej inteligencji w rolnictwie 4.0 jest przewidywanie plonów. Analizując dane historyczne, aktualne warunki pogodowe i warunki glebowe, modele sztucznej inteligencji mogą precyzyjnie przewidywać plony. Ta wiedza pozwala na lepsze zarządzanie zapasami, usprawnienie logistyki i skuteczniejsze planowanie rynku. Automatyczne nawadnianie i nawożenie to kolejny obszar dla sztucznej inteligencji, która pobiera dane z czujników glebowych i stacji meteorologicznych, aby stworzyć zautomatyzowany harmonogram nawadniania i nawożenia.

Algorytmy AI obliczają dokładną ilość wody i składników odżywczych, jakich potrzebuje każda sekcja pola, optymalizując wykorzystanie zasobów i minimalizując straty. To znaczący krok w kierunku bardziej zrównoważonych praktyk rolniczych.

Sztuczna inteligencja za pomocą modeli wizji komputerowej może analizować zdjęcia z dronów i satelitów, aby jak najwcześniej wykryć oznaki pojawienia się szkodników lub chorób. Potrafi ona identyfikować wzorce, których ludzkie oko mogłoby nie zauważyć, umożliwiając rolnikom stosowanie ukierunkowanych zabiegów, zmniejszając zużycie pestycydów i ratując plony. Synergia między Internetem Rzeczy (IoT) a sztuczną inteligencją (AI) tworzy system o obiegu zamkniętym: IoT gromadzi dane, sztuczna inteligencja analizuje je i formułuje rekomendacje, a następnie zautomatyzowane systemy lub operatorzy wdrażają rozwiązanie.

Istotną rolę odgrywają również platformy chmurowe, które centralizują dane z wielu źródeł i umożliwiają kompleksowe zarządzanie gospodarstwem. Umieszczone w chmurze systemy informatyczne udostępniają rolnikom przejrzyste pulpity, dzięki którym mogą oni monitorować i kontrolować wszystkie aspekty produkcji rolnej w jednym miejscu – od pracy maszyn, przez stan upraw, po zużycie zasobów. Uzupełnieniem tych systemów są aplikacje mobilne, oferujące przyjazne dla użytkownika interfejsy do zdalnego monitorowania i korygowania działań w gospodarstwie.

Technologie to nie wszystko

Jak pokazaliśmy powyżej, cyfrowe technologie oferują bogaty zakres narzędzi i rozwiązań, które mogą pomóc rolnikom w dostosowaniu gospodarstw do zmieniającego się klimatu. Inwestując w te technologie i wykorzystując je, rolnicy mogą nie tylko chronić swoje uprawy i zwierzęta gospodarskie przed skutkami zmian klimatu, ale także poprawić ogólną wydajność i rentowność produkcji.

Mimo że cyfrowe technologie mogą odegrać rolę w tym procesie, istnieje również wiele innych strategii, które rolnicy mogą wykorzystać, aby zwiększyć swoją odporność na zmieniający się klimat. Jedną z nich jest rolnictwo regeneratywne oferujące praktyki jak uprawa konserwująca, agroleśnictwo i holistyczny, planowany wypas, które mają na celu przywrócenie i wzmocnienie naturalnego ekosystemu w gospodarstwie. Budując zdrową glebę i promując bioróżnorodność, rolnicy mogą stworzyć bardziej odporny i zrównoważony system rolniczy, który sprosta wyzwaniom zmieniającego się klimatu.

W koncepcji rolnictwa regeneratywnego wpisane jest stosowanie roślin okrywowych i nawozów zielonych. Rośliny okrywowe oraz biomasa przyczyniają się do poprawy kondycji gleby i ograniczenia erozji, co jest szczególnie ważne na obszarach narażonych na ekstremalne zjawiska pogodowe. Mogą one również pomóc w sekwestracji dwutlenku węgla i redukcji emisji gazów cieplarnianych, co jest ważnym elementem przeciwdziałania zmianom klimatu.