project - EIP-AGRI Operational Group
Introducing distant methods for planning activities in agriculture
Въвеждане на дистанционни методи за планиране на дейностите в земеделието
Objectives
To create a strategy and methodology for remote control and management in the farm, through a complex of activities that include: using data to develop recommendations for management and optimisation of agricultural tasks; providing efficient, inexpensive and centralised storage, computing and communication to support farm management; gathering information about the functioning of the farm's equipment and resources and making management decisions; performing tasks with efficiency and minimal human effort, and gaining knowledge about this technology and machine learning; continuous real-time communication between the farm's physical resources, workers, managers, and computing.
Objectives
Да създаде стратегия и методика за дистанционен контрол и управление в стопанството чрез комплекс от дейности, включващ: използване на данни за разработване на препоръки за управление и оптимизиране на земеделски задачи; осигуряване на ефективно, евтино и централизирано съхранение, изчисления и комуникация за управлението на стопанство; събиране на информация за функциониране на оборудването и ресурсите на стопанството и вземане на управленски решения; ефективно изпълнение с минимален човешки труд; натрупване на знания за тази технология и машинното учене; лесна комуникация в реално време между физическите ресурси на стопанството, работниците, мениджърите и изчислителната техника.
Activities
1. A series of field and remote studies of environmental factors - water, climate, soils, cultivated plants, through possible accessible means - aerial and satellite measurements, drone mapping, soil analyses, and sensor measurements, which will be integrated into GIS, software products for data analysis and ICT machining. 2. Comparative analysis between the most promising technologies for remote sensing in agriculture. 3. Creation of a new Strategy and Methodology for remote control of farms, the implementation of which will reduce the need for human intervention in agricultural practice. The product is financially affordable for mass application by small and medium farmers.
Activities
1. Серия от полеви и дистанционни изследвания на факторите на околната среда – води, климат, почви, отглеждани растения, чрез възможни достъпни способи – аеро и сателитни измервания, картографиране от дрон, почвени анализи, сензорни измервания, които ще бъдат интегрирани в ГИС, софтуерни продукти за анализ и машинна обработка. 2. Сравнителен анализ между най-обещаващите технологии за дистанционно наблюдение в селското стопанство. 3. Създаване на нова Стратегия и Методика за дистанционен контрол на стопанствата, с прилагането на които ще се намали нуждата от човешка намеса в земеделската практика. Продуктът е финансово достъпен за масово прилагане от дребните и средни земеделци.
Context
In their long-term practice, the members of the Future Land Operational Group observe problems with the inefficient management of natural resources related to agriculture, untimely reactions to droughts, frosts, plant diseases, and insufficiently precise farming. This leads to low yields and reduced competitiveness of farms.
With the reduction of human presence in rural areas and the increasing need for quality monitoring of processes, the productivity of farms, which leads to their competitiveness, is extremely dependent on new technologies. Climatic changes which lead to droughts, waterlogging and the appearance of new diseases and plant enemies, require a quick response from farmers. At the same time, unnecessary treatment of soils or plants with preparations can harm the ecosystem, as well as food safety and, accordingly, the healthy lifestyle of the population. We can detect the need for more precision farming, through minimal soil treatments, and optimal treatment of plants against diseases. Types of hydromelioration based on qualitatively analyzed and timely information have to be applied. The farms included in the experimental action were selected in such a way as to give as large a spectrum of agricultural activities as possible. The development of the new Strategy will provide all the basic elements of what should be implemented by farmers as a principal basis of remote monitoring and management.
Additional comments
The set of project activities will lead to changes in the following measurable indicators:
- Reduction of the number of visits by the farmer or his agronomist in connection with the regular examinations of the condition of the plants and the environment.
- Reduction of processing costs - fuels, fertilizers and preparations, by types of crops.
- Reducing response time to unforeseen situations such as droughts and diseases.
Additional information
To ensure maximum yields through reduced costs, farmers must receive correct and timely information, both about the processes in the field and about various types of restrictions related to their activity, imposed by the support requirements of the European Agricultural Fund for Rural Development (EAFRD), the Program for the Development of Rural Areas (RDP), as well as from the programs of the national budget. The constant presence of specialists in all areas of production in the field is no longer possible, therefore the introduction of remote process monitoring is necessary. Farmers need a lean methodology and a combination of monitoring systems based on detailed information about what is happening on their farms in real time, in coordination with the requirements imposed by legislation, to meet modern demands for competitiveness. This means knowing each other extremely well the physical characteristics in the area of the farm, receiving timely information about changes in environmental factors, as well as tracking all requirements related to support, which will increasingly be tied to environmental protection and the production of clean and safe food. The flows of information are difficult to combine into a single synergy without an appropriate methodology for conducting monitoring and data analysis.
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014BG06RDNP001 Bulgaria - Rural Development Programme (National)
Location
- Main geographical location
- София (Sofia)
- Other geographical location
- Стара Загора (Stara Zagora)
€ 329936
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
4 Practice Abstracts
The agricultural producers who participate in the Operational group have in the scope of their activity different types of agricultural crops - essential oil crops, vine plantations, perennial crops, permanently grassed areas. This is a prerequisite for the complexity of their agricultural activity and the need to analyze multiple data for decision-making. The primary production is subject to processing in various directions, affecting a wide range of subsequent productions - from cosmetics to animal husbandry.
The streams of information to which each of the farmers will be able to easily access through the implementation of the project are:
- Condition of soils and need for tillage;
- State of the waters – quantity, quality, need for irrigation or drainage;
- Temperatures and other climate-related processes – hail, rain, frost, etc.;
- Restrictions imposed by administrative order in connection with the use of the land, or connection with the implementation of projects in the relevant territory. Including restrictions imposed in connection with the maintenance of biodiversity, soil protection, Natura 2000 plans and others;
- Condition of the plants - diseases and pests, crop rotation, etc.;
- Protection of agricultural property - against theft, fire and disasters.
Земеделските производители, които участват в Оперативната група, имат в обхвата на дейността си различни видове земеделски култури – етерично-маслени, лозови насаждения, трайни насаждения, постоянно затревени площи. Това е предпоставка за усложняване на тяхната земеделска дейност и нуждата от анализ на множество данни за вземането на решения. Първичната продукция подлежи на обработка в различни насоки, като засяга широк кръг от последващи производства – от козметиката, до животновъдството.
Потоците от информация, до които всеки от земеделските стопани ще получи възможност за лесен достъп чрез изпълнението на проекта, са:
- Състояние на почвите и нужда от почвени обработки
- Състояние на водите – количество, качество, нужда от напояване или отводняване
- Температури и други процеси свързани с климата – градушки, дъждове, замръзвания и т.н.
- Ограничения наложени по административен ред във връзка с ползването на земята, или във връзка с изпълнение на проекти в съответната територия. В това число ограничения наложени във връзка с поддържането на биоразнообразието, опазването на почвите, по планове на Натура 2000 и други.
- Състояние на растенията – болести и вредители, сеитбооборот и др.
- Опазване на селскостопанското имущество – от кражби, пожари и други бедствия.
Results from agro-ecological potential and GIS mapping in the selected region, by the Team of IFAPP Nikola Pushkarov
Characteristics of ecological factors: Relief, climate and soils in the lands of the villages of selected farms. A geographic information system (GIS), including the collected information, and spatial visualization of soil data and main soil characteristics was carried out in the form of a soil map and thematic maps of soil texture (physical clay content in %), humus content (%) and soil acidity (pH). Cinnamon forest soils occupy a greater part of the agricultural land, a total of 1720.56 ha, of which 1012.43 ha are strongly leached to slightly podzolised with varying degrees of erosion and 708.12 ha are undeveloped and shallow soils. The rest of the agricultural lands are from Alluvial (Deluvial)-meadow soils: 930.29 ha. A detailed description of the soil-climatic conditions was applied in determining the credit rating and category of the lands in the investigated lands.
Assessment and suitability of agricultural lands: After the processing of the primary soil, climatic and agroecological data, an assessment of the agronomic potential of the local lands of selected farms. The suitability of the lands for the cultivation of main crops has been determined. The field ratings by crops and the average agronomic score were calculated, which also determines the final land evaluation classification (categorization and grouping) under non-irrigated conditions. The final classification is also harmonised with FAO recommendations. The data for land evaluation is added to the developed GIS and spatially visualised in the form of maps showing the suitability of agricultural lands.
Резултати от картографиране на агроекологичния потенциал и ГИС в избрания регион - екип на ИПАЗР "Н. Пушкаров":
Характеристики на екологичните фактори: Разгледани са релефът, климатът и почвите в землищата на избраните стопаснтва. Разработена е географска информационна система, включваща събраната информация и е направена пространствена визуализация на данните за почвите и основните почвени характеристики под формата на почвена карта, тематични карти за механичен състав на почвите: съдържание на физична глина в %, съдържание на хумус в % и киселинност на почвите (pH). По-голяма част от земеделските земи са заети от Канелени горски почви – общо 1720,56 ha, от тях 1012,43 ha са силно излужени до слабо оподзолени канелени горски с различна степен на ерозия и 708,12 ha са недоразвити и плитки канелени горски почви. Останалата част от земеделските земи са от алувиално (делувиално) - ливадни почви – 930,29 ha. Направено е подробно описание на почвено-климатичните условия и е приложено при определяне на бонитетната оценка и категория на земите. Оценяване и пригодност на земеделските земи: След обработката на първичните почвени, климатични и агроекологични данни е извършена оценка на агрономическия потенциал на земите от землищата на избраните стопанства. Определена е пригодността на земите за отглеждане на основни земеделски култури. Изчислени са полските бонитетни числа по култури и средният агрономически бал, който определя и крайната бонитетна класификация (категоризация и групиране) при неполивни условия. Крайната класификация е хармонизирана и с препоръките на FAO. Данните от бонитетната оценка са добавени към разработената ГИС и са пространствено визуализирани в карти, показващи пригодността на земеделските земи.
When creating the combination of methods for remote monitoring and data analysis, the modern possibilities were tested and refined, which can with minimal investments achieve an optimal result in terms of complex and continuous monitoring of farms. The goal was to present them in an accessible and understandable form for every farmer. The problems in agricultural practice in the Stara Zagora region were synthesized after interviews with the farmers taking part in the EPI action, as well as from interviews with various farmers and their consultants.
About the specific farms, it was found that a more precise definition of soil types and individual differences is needed to assess the activities during the implementation of the project. In recent years, the main problems have been related to the effects of climate and droughts, which lead to more diseases and pests, as well as the disappearance of soil moisture.
The set of project activities will lead to changes in the following measurable indicators:
- Reduction of the number of visits by the farmer or his agronomist in connection with the regular examinations of the condition of the plants and the environment.
- Reduction of processing costs - fuels, fertilizers and preparations, by types of crops.
- Reducing response time to unforeseen situations such as droughts and diseases.
При създаването на комбинацията от методи за отдалечен мониторинг и анализ на данни, бяха подложени на тестване и прецизирани съвременните възможности, които могат с минимални вложения да постигнат оптимален резултат по отношение на комплексния и непрекъснат мониторинг на стопанствата. Целта беше те да бъдат представени в достъпен и разбираем вид за всеки земеделски стопанин. Проблемите в земеделската практика в Старозагорска област бяха синтезирани след интервюта със земеделските производители, участници в настоящия проект, както и от интервюта с различни земеделски производители и техни консултанти.
По отношение на конкретните стопанства беше установено, че е необходимо по-прецизно определяне на почвените типове и индивидуалните различия, за да се преценят мероприятията по време на изпълнението на проекта. В последните години основните проблеми са свързани с ефектите от климата и засушаванията, които водят до повече болести и вредители, както и до изчезване на почвената влага.
Комплексът от дейности по проекта ще доведе до промени в следните измерими индикатори:
- Намаляване на броя на посещения от земеделския стопанин или негов агроном във връзка с регулярните прегледи на състоянието на растенията и околната среда.
- Намаляване на разходите за обработка - горива, торове и препарати, по видове култури.
- Намаляване на времето за реакция на непредвидени ситуации, като засушавания и болести.
The Strategy offers:
І. Research and selection of remote monitoring technologies
• Identify the most promising technologies for remote sensing in agriculture
• Selection of a "Set of Technologies" for remote sensing to be tested
II. Field surveys and data collection
• Field surveys on selected farms
• Order of data collection - soil sampling and processing, soil moisture monitoring, review of climatic conditions: temperature, humidity, adverse events
• Means of data collection - aerial and satellite measurements, drone mapping, sensor measurements and soil analysis to produce diverse datasets to be compared - types of data and processing of information from BL mapping and satellite measurements; schedules to capture seasonal variations and trends
III. Data integration and analysis
• Loading data into Geographic Information System for data integration and spatial representation of farms. Overlapping different layers
• Software tools for data processing to draw the necessary conclusions
• Using artificial intelligence to optimise data interpretation
IV. Testing and comparison with traditional practices
• Parallel tests to compare remote sensing technologies with conventional farming practices on the selected farms
• Analysis of results
• Identify strengths and weaknesses of each method
V. Strategic recommendations for technology integration
• Internet access has improved in recent years, but using the software means continuous work and awareness for farmers.
Стратегията предлага:
І. Проучване и избор на технологии за отдалечен мониторинг
• Идентифициране на най-обещаващите технологии за дистанционно наблюдение в селското стопанство
• Избор на технологииза дистанционно наблюдение, които да бъдат изпробвани
ІІ. Теренни проучвания и събиране на данни
• Полеви проучвания на избраните земеделски стопанства
• Ред за събиране на данни - взимане и обработка на почвени проби, проследяване на влажност на почвите, преглед на климатичните условия: температура, влажност, неблагоприятни явления
• Средства за събиране на данни - авиационни и сателитни измервания, картографиране с дрон, сензорни измервания и анализ на почвата, за да се получат разнообразни набори от данни за сравняване - видове данни и обработка на информацията от картографиране с БЛ и от сателитни измервания; графици, за да се уловят сезонните вариации и тенденции
ІІІ. Интегриране и анализ на данни
• Зареждане на данни в Географска информационна система за интегриране на данните и пространствено представяне на земеделските стопанства. Наслагване на различни слоеве
• Софтуерни инструменти за обработка на данни, за да се извлекат необходимите изводи
• Използване на изкуствен интелект за оптимизирате интерпретацията на данни
ІV. Тестване и сравнение с традиционните практики
• Паралелни тестове, за сравняване технологиите за дистанционно наблюдение с конвенционалните земеделски практики в съответните стопанства
• Анализиране на резултатите
• Идентифициране на силните и слабите страни на всеки метод
V. Стратегически препоръки за технологична интеграция
Достъпът до интернет се подобри в последните години, но ползването на софтуера означава непрекъсната работа и информираност за фермерите.
Contacts
Project coordinator
-
ГЕБО КОНСУЛТИНГ ЕООД
Project coordinator
Project partners
-
COMPANY UNDER THE OBLIGATIONS AND CONTRACTS ACT “FUTURE LAND”
Project partner
-
ЗС Евелина Лъчезарова Лабешка
Project partner
-
ИНСТИТУТ ПО ПОЧВОЗНАНИЕ, АГРОТЕХНОЛОГИИ И ЗАЩИТА НА РАСТЕНИЯТА „НИКОЛА ПУШКАРОВ”
Project partner
-
„СКЛАДО“ ЕООД
Project partner