날씨 조건은 식량 생산을 결정하는 데 중요한 역할을 한다. 따라서 모니터링 조건은 농업 관리의 핵심 측면이다. 장치는 이제 광범위한 환경 데이터를 통합하여 자원의 최상의 사용을 알릴 수 있다. 장치는 또한 더 복잡한 기술을 사용하는 동시에 더 비용 효율적인 재료를 사용하고 있으며, 이는 지구 기후 변화에 직면하여 예측의 정확성을 향상할 것이다.
농업에서의 기상관측의 중요성
가장 작은 경작지에서 가장 큰 농장에 이르기까지, 환경은 농작물과 동물의 건강, 성장, 생산성의 주요 동인이다. 환경의 주요 부분 중 하나는 주변 온도, 습도, 기압, 강수량, 풍속을 포함하는 대기 현상으로 정의될 수 있는 날씨이다. 따라서 "날씨"의 포괄적인 용어는 종종 "기후" 또는 "환경"과 같은 용어와 동의어가 되는 비생물적 조건의 범위를 설명합니다. Born et al. 의 2021년 연구에서 저자들은 가장 영향력 있는 기후 요인에 대한 메타 분석을 수행하고 농부들을 조사하여 농부들의 농업 결정을 알리기 위해 어떤 요인을 가장 많이 사용했는지 결정했다. 이 연구는 계절적 강수량을 의사결정의 예측변수로 사용하는 것을 선호하는 농부들이 온도, 토양 수분, 토양 온도를 덜 사용한다는 것을 발견했다. 날씨 패턴은 생산성을 유지하기 위해 유리한 조건에 의존하는 농부들의 의사 결정을 주도한다. 좋은 날씨에 대한 생산성의 의존성 때문에 정기적이고 정확한 기상 모니터링은 매우 중요하다. 지난 세기 동안, 고정된 기상 관측소는 일반적으로 다가오는 날씨를 예측하는 데 사용될 수 있는 기상 조건을 결정하는 데 사용되었다. 이러한 예측은 기술 혁신 덕분에 점점 더 정확해지고 장기화되었다. 최근 몇 년 동안 스마트 농업 시스템은 기후 데이터 모니터링 능력을 갖출 수 있었다. 이를 통해 관개 및 물 공급 수준, 농약 또는 비료 사용 및 기타 용도를 포함한 농업 시스템을 실시간으로 제어할 수 있습니다. 결과적으로, 날씨 모니터링을 통해 이해관계자는 가뭄, 폭염 또는 폭풍 사건과 같은 더 가혹한 조건을 사전에 준비, 완화 및 적응할 수 있다.
농업에 사용되는 기상 모니터링 도구의 범위
현대 농업은 대부분의 기후 관련 매개 변수를 저장, 모니터링 및 예측할 수 있는 보다 자동화된 기술을 통합하여 효과적인 토지 및 자원 관리에 정보를 제공함으로써 점차 '스마트'해지고 있다. 따라서 대기 및 기타 기후 관련 매개변수를 모니터링하는 데 사용되는 장치 또는 도구는 휴대용 인터넷 기반 무선 데이터 수집 시스템을 개발하는 것을 목표로 한다. 따라서 현재와 과거의 기상 상태에 대한 정보는 모델에 정보를 제공하고 농지 및 자원 관리를 개선하는 데 사용될 수 있다. 기후 모니터링에서 농장 의사결정의 변화까지의 과정은 관개 통제 전략을 알리기 위해 기존 시스템을 검토한 그 밤발레 외 연구진의 2022년 연구에서 더 자세히 설명되었다. 이 검토는 폐쇄 루프 및 개방 루프 관개 방법과 날씨가 관개 수준을 조정하는 방법을 설명한다. 저자들은 또한 폐쇄 루프 시스템이 시스템의 불확실성이 적기 때문에 더 효율적이라고 강조한다. 기술의 통합과 함께, 많은 연구자들은 더 비용 효율적인 장치를 개발하고 있다. 저비용 설루션은 일체형 ATMOS41 시스템을 평가한 돔브로우스키 외, 2021년에 논의되었다. 시간이 지남에 따라 미터기가 높은 성능을 보여주었지만 수집된 데이터의 품질을 처리할 때 특정 우려 사항이 지적되었습니다. 그럼에도 불구하고 기상 관측소는 점점 더 정확하고, 신뢰할 수 있으며, 비용 효율적으로 되어가고 있다. 예를 들어, Rajapaksha et al., 2022는 대기 온도, 습도, 기압, 이슬점, 토양 수분 수준 및 일산화탄소를 측정할 수 있는 휴대용 팜탑 기상 관측소를 개발하였다. 이를 통해 더 광범위한 이해관계자가 농업 관행을 개선하는 데 도움이 될 수 있는 기상 모니터링 시스템을 얻을 수 있다.
기상 모니터링 및 잠재적 한계에 대한 새로운 전망
현재 출시되고 있는 기후 모니터링 장치는 저렴하고 정밀하며 사용 가능한 도구에 초점을 맞추고 있다. 2021년 Siow와 Anas의 연구는 전자 회로와 함께 조립할 수 있는 3D 인쇄 케이스를 사용하여 농업 분야에 완전한 기능을 갖춘 모니터링 시스템을 제공하는 웹 기반 기상 모니터링 시스템을 개발했습니다. 이러한 도구는 연구자들이 기후 모니터링을 더 광범위하게 이용할 수 있게 함에 따라 연구 방향을 예시한다. 기술은 또한 서로 다른 데이터 유형을 통합하는 더 복잡한 다면적인 도구를 제공합니다. 예를 들어 압력, 습기, 비, 온도를 감지하는 환경 센서를 ThingSpeak과 같은 플랫폼에 모두 업로드하여 현장에서 리소스 사용을 조정할 수 있습니다. 이것은 센서와 웹 플랫폼에만 의존하여 인간의 개입이 필요하지 않다. 그러나 가장 정확한 기후 모니터링 시스템이 있음에도 농업 발전에서 환경의 역할에 대한 미래는 여전히 암울하다. 세계적인 기후 변화는 계절적 패턴을 교란시키고, 기후 재앙을 악화시키며, 농업 이해 관계자들의 스트레스를 심화시키고 있다. 이것은 농부들이 증가하는 환경 압력 하에서 관행을 완화하고 쉽게 적응해야 하기 때문에 기상 모니터링을 훨씬 더 중요하게 만든다.
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