Smartphone DSS für die Verwaltung von Kirschbäumen

Einführung

SmartCherry ist ein Unterprojekt im Rahmen von OpenAgri, das durch das Programm Horizont Europa finanziert wird. Das Ziel von SmartCherry ist es, eine digitale Lösung für kleine Kirschbauernhöfe bereitzustellen, die den Pflanzenschutz und die agronomische Verwaltung des Kirschbaums unterstützen kann, um die Umweltbelastung zu verringern und die Gewinnspannen zu verbessern.

Die innovative Idee entstand aus einer einfachen Frage: Was wäre, wenn das smaprthone zu einem agronomischen Werkzeug werden könnte, das Landwirten und Technikern hilft, besser, mit objektiven Informationen, nachhaltiger und kostensparender anzubauen?

Agrobit ist der Projektleiter und Technologielieferant. Ebenfalls beteiligt sind die CIA Toscana als Endverbraucher und drei Pilotbetriebe in der g.g.A. Kirsche Lari (PI), nämlich Az. Agr. Impronta, Az. Agricola Luca Zaupa und Az. Agricola Mastrociliegia.

Ziele des Projekts

Das Hauptaugenmerk des Projekts liegt darauf, die Präzisionslandwirtschaft für kleine und mittelgroße landwirtschaftliche Betriebe zugänglich zu machen und die wirtschaftlichen und technologischen Hindernisse zu überwinden, die ihre Verbreitung bisher eingeschränkt haben. Ziel ist es, ein Smartphone-basiertes System zur Entscheidungsunterstützung zu validieren, das es Kirschenbauern, insbesondere in ländlichen und g.g.A.-Gebieten, ermöglicht, das Agrarmanagement durch intelligente, aber einfach zu bedienende Tools zu verbessern .

Das Projekt umfasst insbesondere die folgenden Hauptziele:

• Reduzierung der Verteilung von Betriebsmitteln, insbesondere Wasser und Pestiziden, durch gezielte Empfehlungen auf der Grundlage der von der iAgro-Anwendung gesammelten Daten. Insbesondere wird es durch den Einsatz der Kamera möglich sein, biometrische Daten über die Baumkronen zu sammeln (z.B. Vitalitätsindex, Volumen und 3D-Modell) und sie mit Wetterdaten zu integrieren (z.B. tägliche Temperatur, Niederschlag und Luftfeuchtigkeit). Die Fusion dieser Informationen wird zu Warnmeldungen für den Landwirt oder Agronomen führen, z.B. um vor einem Krankheitserreger, einem Insekt oder ungünstigen Wetterbedingungen (Frost) zu warnen.
• Unterstützen Sie die Rückverfolgbarkeit und die Einhaltung der g.g.A.-Spezifikationen durch App-generierte Berichte. Eine genaue und transparente Dokumentation der agronomischen Praktiken ist heute ein Muss. Diese Berichte werden nach Standardformaten strukturiert und erleichtern so die Einhaltung der Zertifizierungsanforderungen und die Kommunikation mit den Kontrollstellen. Auf diese Weise vereinfacht die Automatisierung von Berichten den bürokratischen Aufwand und stärkt die Zuverlässigkeit der Produkte in der gesamten Lieferkette.
• Sicherstellung des Offline-Betriebs, der in ländlichen Gebieten mit schlechter Konnektivität notwendig und nützlich ist. In den meisten Fällen schränkt dies die Akzeptanz digitaler Tools ein. Um dieses kritische Problem anzugehen, wurde die App mit einer dualen Architektur entwickelt: eine Cloud-basierte Version und eine gemischte Edge-/Cloud-Version, die offline betrieben werden kann. Die von der iAgro-App gesammelten Daten werden direkt auf dem Gerät verarbeitet, so dass die Landwirte auch im Offline-Betrieb auf Echtzeitinformationen und Empfehlungen zugreifen können. Die Synchronisierung mit den Cloud-Diensten erfolgt automatisch, wenn die Verbindung wiederhergestellt ist, so dass die Betriebskontinuität und die Zuverlässigkeit des Systems unter allen Umgebungsbedingungen gewährleistet sind.

Abb.1: Cloud/Edge-Architektur der iAgro-App, erweitert um OpenAgri-Dienste.

Lari g.g.A.-Kirschen

Die g.g.A. "Ciliegia di Lari" kennzeichnet ein genaues geografisches Erzeugungsgebiet, das zu den Gemeinden Casciano Terme-Lari, Terricciola und Crespina-Lorenzana gehört. Etwa 50 Prozent der toskanischen Kirschenproduktion stammen aus diesem Gebiet, in dem insgesamt 40 Erzeuger auf 70 Hektar tätig sind. Dabei handelt es sich vor allem um kleine Betriebe, oft mit weniger als 10 Hektar, die vor immer größeren Herausforderungen stehen.

Die Landwirte müssen immer höhere Anforderungen an Qualität, Rückverfolgbarkeit und Nachhaltigkeit erfüllen . Außerdem sind die Getreidebauern oft von technologischen Innovationen ausgeschlossen, weil es keine speziellen Tools und Software gibt. Die meisten digitalen Lösungen und Werkzeuge für die Präzisionslandwirtschaft werden für die in Italien in Bezug auf Ausdehnung und Rentabilität dominierenden Kulturen wie Getreide und Weinbau entwickelt. Außerdem ist es wichtig zu bedenken, dass italienische Landwirtschaftsbetriebe eine durchschnittliche Fläche von 10 Hektar haben, was bedeutet, dass sie nur eine geringe Kapazität für die wirtschaftlichen Investitionen haben, die derzeit für den digitalen Wandel erforderlich sind.

Abb.2: Kirschbaumplantagen in der g.g.A. Lari (Pisa, Italien).

Warum iAgro wählen

iAgro ist eine einfache, zugängliche und effektive digitale Lösung. Die App wurde bereits bei anderen Baumkulturen wie Wein und Oliven getestet und kann das Smartphone in ein wertvolles Werkzeug für die Präzisionslandwirtschaft verwandeln.

Die App nutzt die Smartphone-Kamera, um Bäume in 3D zu scannen und sogenannte digitale Zwillinge zu erzeugen . Das dreidimensionale Modell der Pflanze ist unerlässlich, um automatisch biometrische Daten, Wuchsindizes und Kronenvolumen abzuleiten .

Der Schlüssel zu dem Projekt ist die Integration der bestehenden Anwendung mit Diensten zur besseren Nutzung von Wetterdaten (sowohl Vorhersagen als auch historische Daten), Vorhersagemodellen für das Krankheits- und Ressourcenmanagement sowie die Funktion zur Erstellung automatischer Berichte.

Vorhersagemodelle für Kirschbäume konzentrieren sich hauptsächlich auf drei Probleme, die nach den Erfahrungen der Landwirte auftreten (Abbildung 2): Moniliasis (verursacht durch den Pilz Monilia spp.), Kirschmücke (Drosophila suzukii) und Frostschäden.
Im Allgemeinen basieren Vorhersagemodelle auf der Beobachtung von aggregierten Wetterdaten, insbesondere von Feuchtigkeits- und Temperaturparametern, die ständig überwacht werden. Das Vorhersagemodell sendet Warnmeldungen an das Smartphone, damit der Landwirt rechtzeitig Maßnahmen ergreifen und fundierte Entscheidungen treffen kann.

Abb.2: In der iAgro-App integrierte Vorhersagemodelle für die Verteidigung von Kirschbäumen.

Schlussfolgerungen

SmartCherry stellt eine konkrete Vision für die Zukunft der kleinbäuerlichen Landwirtschaft dar . Ein Ansatz, der sich auf die tatsächlichen Bedürfnisse der Kirschenbauern konzentriert und Benutzerfreundlichkeit, Nachhaltigkeit und Innovation miteinander verbindet. Dank der Modularität der iAgro-App und der Integration mit OpenAgri-Diensten ist das System in der Lage, die Umweltbelastung zu verringern, die Rentabilität der Betriebe zu verbessern und den Zugang zu Qualitätszertifizierungen zu erleichtern.

Dank seiner Skalierbarkeit und seines Open-Source-Charakters lässt es sich auf andere Baumkulturen übertragen und an verschiedene geografische Kontexte anpassen. Es stellt ein vorteilhaftes Modell dar, um den digitalen Wandel in der europäischen Landwirtschaft anzugehen.

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