PutraMOOC | PRT2008M Topic 6 Innovation and Challenges in Agriculture (Part 3/6)

Summary

このスクリプトでは、現代の農業における害虫・病気の制御技術の進歩と、環境に配慮した方法の重要性が強調されています。特に、選択的な農薬の開発、生物流動制御、統合害虫管理、ドローンによる病気の検出、そして精密農業の技術などが紹介されています。これらの技術は、水の効率的な使用、作物のニーズに応じた農業の投入品の調整、および時間や場所による変異の認識を通じて、持続可能な農業システムに貢献しています。

Takeaways

• 🛡️ 農業における害虫と病気の管理技術は、環境に影響を与えずに収穫量を維持しながら、感染や発生を減少させることを目指しています。
• 💊 農薬の選択性が向上しており、特定の標的のみに作用するようになりました。これにより、有益な生物に影響を与えることなく、安全に使用できます。
• 🐞 生物的制御技術は、化学物質の使用を避け、別の微生物や昆虫を使って別の害虫を管理する手法です。これは環境保護にも寄与しています。
• 🌱 文化管理方法も改善されており、これは環境に優しい方法として、持続可能な農業システムに不可欠です。
• 🌳 統合害虫病気管理は、生物学的、化学的、文化的、物理的な制御を組み合わせ、環境に優しい制御方法として有効です。
• 🚫 統合害虫病気管理では、必要な時にのみ制御方法を適用し、予防的な使用は避けます。
• 🔎 ドローン技術は、病気の症状を監視し、情報の収集とフィールドでの介入を可能にしています。
• 💧 潤沢化技術の進歩は、水の使用効率を高めることで、水資源の枯渇問題に対処しています。
• 💦 ドリップ潤沢は、水浸しの問題がなく、植物が水分を効率的に利用できるため、多くの作物システムで非常に効率的です。
• 📈 精密農業は、農業の入力を作物や土壌の需要に合わせて調整する包括的なファーム管理戦略であり、空間的および時間的な多様性を考慮しています。
• 📊 精密農業では、空間的または時間的な多様性を定量化し、それに応じた管理アクションをリンクすることが求められます。

Q & A

現代の農業における病虫害管理の目的は何ですか？

現代の農業における病虫害管理の目的は、環境や収量に影響を与えずに、害虫や病原体の発生を減少させることで、環境に配慮した方法で管理することです。

農薬の選択性とは何を意味しますか？

農薬の選択性とは、特定の害虫や病原体に対してのみ作用し、非ターゲット生物には影響を与えない性質を指します。これにより、有益な生物を傷つけることなく害虫を管理できます。

バイオロギカルコントロールとはどのような技術ですか？

バイオロギカルコントロールとは、化学農薬の代わりに、別の微生物や昆虫を用いて害虫を制御する技術です。これは環境に優しい方法で、自然のバランスを保ちながら作物を守ることができます。

統合的病虫害管理とは何ですか？

統合的病虫害管理とは、生物学的制御、化学的制御、文化的制御、物理的制御を組み合わせた環境に優しい管理方法です。これにより、必要な時にのみ制御方法を適用し、農作物の損害を最小限に抑えることができます。

ドローンが農業にどのように役立つか説明してください。

ドローンは農場で使用され、画像認識装置を搭載して病気や害虫の症状を捉え、情報を地面のコントロールセンターに送信します。これにより、迅速かつ正確な干渉が行えます。

水分効率を高めるために開発された灌漑技術には何がありますか？

水分効率を高めるために開発された灌漑技術には、スプレー灌漑やドリップ灌漑があります。これらの技術は、水の使用を最適化し、乾燥や水不足の地域でも農業を維持するのに役立ちます。

ドリップ灌漑の利点は何ですか？

ドリップ灌漑は、水が根元に直接供給されるため、水のロスを減らし、水浸しの心配がなく、植物が水分を効率的に使用できる利点があります。

精密農業とはどのような管理戦略ですか？

精密農業は、農業入力を土壌や作物の需要に合わせて調整する包括的な農場管理戦略です。これは、空間的または時間的なばらつきを測定し、それに基づいて管理活動にリンクさせることを可能にします。

空間的ばらつきを測定することの重要性は何ですか？

空間的ばらつきを測定することは、農地内での収量や土壌パラメータ、作物の環境因子への反応などの違いを理解し、それに応じた農業入力を適用する必要があることを意味します。

時間的ばらつきとは何を意味しますか？

時間的ばらつきとは、異なる年や季節において作物収量の分布が異なることを指します。これにより、年間や季節ごとに農業入力を調整する必要があることがわかります。

精密農業における管理活動へのリンクとは何を意味しますか？

管理活動へのリンクとは、測定された空間的または時間的ばらつきを基に、適切な農業入力を適用することを意味します。これにより、作物や土壌の個別の需要に応じた最適な管理が可能になります。

Outlines

00:00

🐞 環境に優しい害虫・病気対策の進歩

この段落では、現代の農業における害虫と病気の制御技術について述べています。環境に優しく、生態系に影響を与えない方法で害虫や病気を減少させることが目標となっており、それに向けて、選別性の高い農薬の開発や生物的制御技術の進歩が挙げられます。農薬の選別性は、ターゲット以外の生物に影響を与えないものに改良され、有益な生物も保護できます。また、生物的制御技術は、別の微生物や昆虫を用いて害虫を制御する手法で、環境保護に寄与しています。さらに、統合害虫・病気管理という概念が紹介され、生物的制御、化学的制御、文化的制御、物理的制御を組み合わせることで環境に優しい制御方法が実現されています。最後に、ドローンを用いた病気の監視技術や、農業における進化した技術について触れています。

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💧 水の使用効率の向上を目指す灌漑技術

第二段落では、水資源の枯渇とそれに伴う農業への影響について説明しています。水の使用効率を高めるための新しい技術、特にスプレー灌漑とドリップ灌漑が紹介されています。スプレー灌漑は水を効率的に広く分布させることができ、ドリップ灌漑は水が植物に直接供給されるため、水浸しの心配がなく、植物が水分を効率的に利用できるとされています。これらの技術は初期投資が高くなることがあるものの、長期的には利益が見込まれています。さらに、湿度や風速、温度を測定し、その情報を即時に管理者に伝えるセンサー技術や、精密農業と呼ばれる農業の新しいアプローチについても触れています。精密農業は、農業の投入物を土壌や作物の需要に合わせて調整することで、農業の管理を最適化する戦略です。

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📈 精密農業による時間的・空間的変化の管理

最後の段落では、精密農業における時間的および空間的变化を管理することの重要性が強調されています。作物の収量は均質ではなく、異なる地域や季節によって大きく異なります。そのため、均質な方法で農業の投入物を適用することは適切ではありません。精密農業では、作物や土壌の実際の需要に応じて農業の投入物を適切に適用することが求められます。空間的变化は、異なる地域での収量の違いを示し、時間的变化は、同じ土地において異なる年の収量の違いを表しています。これらの変化を理解し、それに応じた管理アクションを実行することが必要です。

Keywords

💡害虫および病気管理

害虫および病気管理は、農業において作物の健康と収穫量を保つための重要な技術です。近年では、環境への影響を最小限に抑えつつ、効果的に害虫や病気を抑制することが求められています。例えば、生物的防除や化学防除を統合した総合的害虫管理（IPM）が導入されています。

💡選択性

選択性とは、農薬が特定の害虫に対してのみ作用し、他の生物に影響を与えない特性のことです。現代の農薬は、この選択性が高められており、有益な生物や環境を保護しながら害虫を効果的に抑制することができます。

💡生物的防除

生物的防除とは、化学薬品ではなく他の微生物や昆虫を利用して害虫を制御する方法です。例えば、ある昆虫を別の昆虫で制御する「昆虫間戦争」により、環境汚染を防ぎながら作物を守ることができます。

💡文化的防除

文化的防除は、作物の栽培方法を工夫することで害虫や病気を防ぐ手法です。これには、作付けの輪作や適切な収穫時期の選定などが含まれます。これらの方法は、環境に優しく、持続可能な農業を支える重要な要素です。

💡統合害虫管理（IPM）

統合害虫管理（IPM）は、生物的防除、化学防除、文化的防除、および物理的防除を組み合わせた戦略です。このアプローチは、環境への負担を軽減しつつ、効果的に害虫を管理することを目的としています。IPMは、必要な時にのみ防除手段を適用することで、無駄な薬剤使用を防ぎます。

💡ドローン

ドローンは、農業において病害虫の監視や農薬の散布などに使用される無人航空機です。ドローンには画像撮影装置が搭載されており、農地の状態をリアルタイムで把握し、適切な対応を迅速に行うことができます。

💡灌漑技術

灌漑技術は、水資源の効率的な利用を目指す農業技術です。スプリンクラー灌漑やドリップ灌漑などの技術により、作物に必要な水分を適切に供給し、水の無駄遣いを防ぎます。これにより、乾燥地帯でも持続可能な農業が可能となります。

💡精密農業

精密農業は、農業投入物を作物や土壌のニーズに合わせて調整する管理戦略です。空間的および時間的な変動を測定し、それに基づいて適切な管理を行うことで、農業効率を最大化し、資源の無駄を減らします。

💡空間的変動

空間的変動は、農地内での収穫量や土壌条件、環境要因に対する作物の反応などの異なる分布を指します。精密農業では、この変動に基づいて適切な管理を行い、全体の農業効率を向上させます。

💡時間的変動

時間的変動は、季節や年ごとの収穫量の変動を指します。同じ農地でも、異なる年や季節によって収穫量が大きく変わることがあります。精密農業では、これらの変動を考慮して投入物を調整し、最適な収穫量を目指します。

Highlights

Pest and disease control in contemporary agriculture aims to reduce infestation or infection without affecting yields or the environment.

Improvements in pesticide selectivity have led to the development of pesticides that are specific to the target and do not harm non-targets.

Biological control agents have been developed as an alternative to chemical pesticides, using one organism to control another, reducing environmental pollution.

Cultural control methods have been refined over the years to manage pests and diseases more effectively.

Integrated pest and disease management combines biological, chemical, cultural, and physical control strategies in an environmentally friendly manner.

Control methods are applied only when necessary, based on damage thresholds, rather than as a preventative measure.

Technological advancements, such as drones, are used for monitoring crop health and initiating interventions based on visual symptoms of disease.

Irrigation technologies, including sprinkler and drip irrigation, have been developed to increase water use efficiency in agriculture.

Drip irrigation is particularly efficient as it provides constant moisture without waterlogging, leading to better plant growth.

Precision agriculture is a holistic farm management strategy that adjusts agricultural inputs to match varying soil and crop needs.

Precision agriculture involves quantifying spatial and temporal variability to link it to management actions for customized input requirements.

Spatial variability refers to differences across space, such as varying yields within a field, which should inform input application.

Temporal variability is the change in yields across different seasons or years, necessitating dynamic input strategies.

Gadgets can be fitted into fields to record environmental data such as humidity, wind speed, and temperature for real-time management decisions.

The paradigm shift in agriculture towards precision culture represents a significant advancement in farm management and resource efficiency.

Transcripts

then of course we have pest and disease

control technologies that have been

improved over the years and today our in

contemporary agriculture our aim for

pest and disease control is really to

reduce infestation or infection without

really affecting yields on the

environment so we have to apply our

technologies or other our strategies in

trying to control pests and disease in a

very environmentally benign manner and

of course ecologically sound manner so

so what has happened over the years is

we there's been a lot of work that has

improved pesticide properties in terms

of selectivity so we have pesticides

that are very specific to the target

these days so this kind of pesticides

will not harm non targets so this kind

of pesticides would be safe for use in

in the field without you having to worry

whether it's going to hurt beneficial

organisms and so on okay

and so selectivity of pesticide has been

improved because we have biological

control agents that have been developed

over the years this is an investigating

piece of technology because instead of

using chemicals we use another

microorganism or an insect to control

say another insect so insect versus in

sack so this is an insect war and the

beneficiary of this is the plan or the

crop because we are also saving the

environment in terms of environmental

pollution we are not using chemicals but

instead we are using a biological agent

and this is a strategy that is gaining a

lot of credence today in sustainable

culture systems simply because it is a

clean technology then of course we also

have cultural control methods that have

been improved over the years then of

course we have integrated pest and

disease management which is as the name

suggests it integrates biological

control chemical control cultural

control and also physical control and

this integration is seen as

environmentally friendly and that is

basically a major element in sustainable

agricultural systems and the good thing

about integrated pest and disease

management is you you apply your control

methods if and necessary you know on

that basis not really on a prophylactic

fashion meaning to say you do not have

to apply it like an insurance okay you

don't put the chemicals or you don't put

whatever technique you are using say

biological control as an insurance to

prevent the pests from coming in but

rather you are using this approach or

the control techniques only when you

have a situation where the damage is

above a particular threshold so an

injury threshold that is necessary then

you will apply this technique and then

of course there has been improvements in

the application techniques of of these

methods for example people are today

using drones to actually spy on weak

disease okay and this is very

fascinating because you have this little

flying objects we call it drones that

can get into any of these farms and it

has got imaging

gadgets fitted to it and that it can

capture

the visuals of this particular disease

symptoms and it also has the electronics

to transfer that information to your

ground control and you can actually come

up with material procedures you see so

so this is a very advanced technique of

investigating the crop problems in the

field and initiating interventive

procedures okay now another piece of

technology that has been evolving in a

fascinating way is irrigation irrigation

has the single aim of increasing water

use efficiency we all know that water is

a resource that is depleting we we have

water issues in many parts of the world

one of the reasons behind it is because

of climate change you know we have

prolonged periods of drought and you

know agriculture is not going to move

without water so we have technologies

that have been formulated new

advancements where the water use is much

more efficient than what it used to be a

good example is we have sprinkler

techniques which are available in most

parts of the world where you can

actually apply your water using a

sprinkler mechanism where water is

spread around the field and and you can

control the timing and so forth and then

we also have another fascinating

technology that is drip irrigation drip

irrigation is has been reported to be

very efficient in most cropping systems

simply because it constantly provides

for moisture and there is no problem

about water logging and and so the

plants are able

use the moisture in a very efficient way

so drip irrigation technologies are not

cheap there are many variants of this

technology but it is highly official and

it pays off in the long term of course

these technologies allow us to

automatically schedule and monitor our

our progress in the field with regards

to moisture requirement so there are

gadgets that you can actually physically

fit into a field and that gadget can

really record your humidity and wind

speed temperature and all of this

information can then be transferred to

the manager of the field you know in a

very instantaneous manner and this will

allow for the right kind of intervention

to be exercised if and when necessary

then we also have a new technology

called precision agriculture and this is

a whole new set of I would say paradigm

shift when we say paradigm shift this is

a classic mirror of what agriculture has

changed into precision culture is really

a holistic farm management strategy

which allows for adjustment of

agricultural inputs so as to match

varying soil and crop needs and also

feel attributes so essentially what's

really happening here is you are varying

the inputs

according to what the plant or the soil

needs okay so you are customizing the

input requirement according to the plan

or the soil so there are two huge

protocols in precision agriculture the

first is the ability to quantify spatial

or temporal variability and quantifying

spatial and temporal variability is a

basic requirement in

precision culture that's the first step

now when you have established that

variability then you have to be able to

link such variability to management

actions so there's a complete suite of

technologies that are involved in

achieving these two goals of positional

culture so there are two types of

variability which we commonly deal in

agriculture one is spatial variability

and spatial variability is really the

differences across space or distance

differences here meaning it could be

yields it could be soil parameters it

could be the response of crop to a

particular environmental factor so in

this case here we have an example with

crop yields and this is actually rice an

example with rice you can see higher

yields are denoted in areas that are

dark green and and then you have lower

use in areas that are red so in between

there's two clusters of yield

profiles and out of this whole segment

of field you can see there are four

clusters of you intensity so so what's

really being shown here in this field is

the fact that you use are not

homogeneous now when your yields are not

homogeneous it really doesn't make sense

for us to apply our inputs in a

homogeneous manner so that's what

precision agriculture enforces you have

to apply your inputs based on what your

crops in the field really want or rather

how your soil really responds so in this

case here it is very obvious that we

have four clusters of he'll operating

within that field and so we should apply

our

inputs in response to this pattern okay

then of course we have another

variability which is very important in

in position a culture that is temporal

variability

now temporal variability really is the

differences across time or season so

with this example which I have here you

can see the crop yields in one

particular year if you look at the

distribution of use the high yields are

the ones denoted in in dark blue and

then you have the lower yields in brown

and and different gradations of you to a

yellow and green and the following year

you have from the same plot you have a

different yield distribution so this is

a classic example of how the yields are

different from one year to another or

other from one season to another so

again you cannot really apply a

homogenous strategy in your input

application when you have a manifested

variability like this you know so