Analysis of the Necessity and Importance of using Drones in the Paddy Fields of Haraz Plain

Document Type : Original Article

Authors
Jamileh Aliloo 1
Enayat Abbasi 2
Esmail Karamidehkordi 3
Ebadat Ghanbari Parmehr 4
Maurizio Canavari 5
1 PhD. Student, Department of Agricultural Extension and Education, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
2 Associate Professor, Department of Agricultural Extension and Education, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Department of Agricultural Extension and Education, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
4 Assistant Professor, Department of Geomatics, Faculty of Civil Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran.
5 Professor, Department of Agricultural and Food Sciences, Alma Mater Studiorum University of Bologna, Bologna, Italy.
10.30470/jrdes.2024.712991
Abstract
The current research was done to analyzethe necessity and importance of using drones in rice farming. This research was conducted with a qualitative approach and through content analysis in four stages, including material collection, descriptive analysis, category selection and evaluation. Using the non-probability sampling method and a combination of judgmental and referral methods, a sample of 15 experts in the field of agricultural drones was identified, and the necessary information was collected after about 12 hours of interviews. The semi-structured interview analysis has shown that a total of 43 concepts in three categories including "unique technical features", "monitoring and optimizing the production process (improvement of farm management)" and "economic, social and environmental benefits (welfare and well-being)" have been identified as the necessity and importance of using a drone in paddy farming. Based on this, the most necessary and important reasons for the use of drones in paddy farming include reducing the difficulty of farmers' work, reducing the amount of consumption of poisons and chemical fertilizers (through proper and accurate spraying) and the pollution caused by them, reducing the pressure on agricultural water resources through accurate use, time-saving, cost saving, flexibility (perform hybrid agricultural missions) and high mobility (speed), and identification of agricultural crop diseases. Drone technology is one of the emerging technologies and the latest generation of technologies related to precision agriculture. Due to the unique features of agricultural drones, their use in rice farming will monitor and optimize the production process, which will ultimately lead to economic, social and environmental benefits.
Keywords
Agricultural drones
Farm management
Food security
Precision agriculture
Rice farming
آرایش، م. ب. و صبوری، م. ص. 1394. الزام‌های آموزشی به‌کارگیری کشاورزی دقیق از دیدگاه محققان کشاورزی استان ایلام. فصل‌نامه پژوهش مدیریت آموزش کشاورزی، 7 (35):صص70-54.
آمارنامه کشاورزی. 1401. آمارنامه کشاورزی سال 1400: جلد اول؛ محصولات زراعی. وزارت جهاد کشاورزی، معاونت آمار مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات.
رحیمی‌پول، م.، اکبری نودهی، د.، اسدی، ر.، باقری، ع. و شهمیری، ف. ش. 1400. تاثیر آبیاری قطرهای و غرقابی بر عملکرد و بهره‌وری آب در دو روش کشت برنج در مازندران. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، 35 (4):صص 404-392.
سازمان جهاد کشاورزی استان مازندران. 1397. محصولات عمده زراعی استان مازندران.
سوختانلو، م.، سواری، م. و غلامی، ح. 1400. مهم‏ترین پیش‌بینی کننده‌های ریسک سلامتی کشاورزان در مصرف سموم شیمیایی (موردمطالعه کشاورزان سیب‌زمینی‌کار استان اردبیل). علوم ترویج و آموزش کشاورزی ایران، 17 (1):صص 117-101.
ظهیری، م. و موسوی، س. ر. 1393. ارزیابی مدیریت مبارزه بیولوژیک به‌وسیله تریکوگراما و نقش آن در کاهش سموم در شمال کشور. سومین کنگره ملی کشاورزی ارگانیک و مرسوم، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، 29 مردادماه.
عیدی، ا.، کاظمیه، ف.، ظریفیان، ش. و میرلو، س. 1399. تحلیل مسائل و مشکلات کشاورزی دقیق از دیدگاه کارشناسان جهاد کشاورزی شهرستان ارومیه. نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار، 30 (1): صص223-211.
کوچکی، ع.، نصیری‌محلاتی، م.، امین‌غفوری، ا.، محلوجی‌راد، م. و فلاح‌پور، ف. 1395. ارزش اقتصادی خدمات بوم نظام‌های تولیدی گندم (Triticum aestivum L.) استان خراسان. نشریه بوم‌شناسی کشاورزی، 8 (4):صص 627-612.
مردانی نجف‌آبادی، م.، میرزایی، ع. و اوحدی، ن. 1399. بررسی کارایی انرژی برنج با استفاده از مدل تحلیل پوششی داده‌های فازی بازه‌ای (مطالعه موردی: برنج‌کاران استان گلستان). مجله تحقیقات اقتصاد و توسعه کشاورزی ایران، 51-2 (4):صص 661-677.
مرکز آمار ایران (1402). داده‌های و اطلاعات آماری. درگاه ملی آمار.
مؤمنی‌هلالی، ه.، صدیقی، ح.، چیذری، م. و عباسی، ع. 1398. تحلیل وضعیت اکوسیستم کارآفرینی مؤثر بر توسعه فعالیت‌های کارآفرینانه روستایی: بینش‌هایی از یک پیمایش در میان شالی‌کاران چندکاره حوضه آبریز دشت هراز. علوم ترویج و آموزش کشاورزی ایران، 15 (2):صص 186-167.
ولی‌زاده، ن.، حاجی، ل. و خان‌نژاد س. 1400. واکاوی رانه‌های پذیرش پهپادهای کشاورزی در زارعت گندم. علوم ترویج و آموزش کشاورزی ایران، 17 (2):صص 263-251.
ویترین نت. (1400). سمپاشی هوایی چگونه انجام می‌شود؟ بازیابی شده در: https://in.vitrinnet.com/aerial-spraying/
همایونی، ز.، ابولحسنی، ل. و صبوحی، م. 1397. ارزیابی اثرات زیست‌محیطی ارقام مختلف شلتوک برنج (Oryza sativa L.) در شهرستان کردکوی. نشریه بوم‌شناسی کشاورزی، 10 (2):صص 602-580.
یاقوتی، ح.، امیری, ا. و امیری، ا. 1400. ارزیابی زراعی مدل WOFOST در برآورد عملکرد برنج در اراضی شالیزاری شهرستان شفت با استفاده از تحلیل‌های مکانی سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS). نشریه علمی پژوهشی دانش کشاورزی و تولید پایدار، 31 (1):صص 207-193.
یزدی‌صمدی، ب. 1396. کاربرد فناوری‌های آینده‌نگر در تأمین امنیت غذایی در ایران و جهان. مجله پژوهش‌های راهبردی در علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 2 (1):صص 28-15.
Ary, D., Jacobs, L.C. and Sorensen, C.K. (2010). Introduction to research in education. Eighth Edition. USA: Wadsworth.
Ayamga, M., Tekinerdogan, B., Kassahun, A. and Rambaldi, G. (2021). Developing a policy framework for adoption and management of drones for agriculture in Africa. Technology Analysis and Strategic Management, 33(8), 970–987.
Barbieri, C. and Mahoney, E. (2009). Why is diversification an attractive farm adjustment strategy? Insights from Texas farmers and ranchers. Journal of Rural Studies, 25, 58-66.
Bouguettaya, A., Zarzour, H., Kechida, A. and Taberkit, A.M. (2022). Deep learning techniques to classify agricultural crops through UAV imagery: a review. Neural Computing and Applications, 34(12), 9511–9536.
Boursianis, A.D., Papadopoulou, M.S., Diamantoulakis, P., Liopa-Tsakalidi, A., Barouchas, P., Salahas, G., Karagiannidis, G., Wan, S. and Goudos, S.K. (2022). Internet of things (IoT) and agricultural unmanned aerial vehicles (UAVs) in smart farming: A comprehensive review. Internet of Things, 18, 100187.
Chakreeves, T., Preittigun, A. and Phu-ang, A. (2021). Stakeholder analysis of agricultural drone policy: A case study of the agricultural drone ecosystem of Thailand. International Journal of Law and Political Sciences, 15(1), 118–123.
Chen, L., Zhao, X., Tang, O., Price, L., Zhang, S. and Zhu, W. (2017). Supply chain collaboration for sustainability: A literature review and future research agenda. International Journal of Production Economics, 194, 73-87.
Chivasa, W., Mutanga, O. and Burgueño, J. (2021). UAV-based high-throughput phenotyping to increase prediction and selection accuracy in maize varieties under artificial MSV inoculation. Computers and Electronics in Agriculture, 184, 106128.
Duan, J., Zhang, C., Gong, Y., Brown, S. and Li, Z. (2020). A content-analysis based literature review in block chain adoption within food supply chain. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17, 1784.
El Hoummaidi, L., Larabi, A. and Alam, K. (2021). Using unmanned aerial systems and deep learning for agriculture mapping in Dubai. Heliyon, 7(10), e08154.
European Court of Auditors. (2018). Future of the CAP Briefing Paper. March.
FAO. (2013). 2014 IYFF FAO Concept Note. In Food and Agriculture Organization of the United Nations (Issue May 9). FAO.
Frankelius, P., Norrman, C. and Johansen, K. (2019). Agricultural Innovation and the Role of Institutions: Lessons from the Game of Drones. Journal of Agricultural and Environmental Ethics, 32(5–6), 681–707.
Freeman, P.K. and Freeland, R.S. (2015). Agricultural UAVs in the U.S.: Potential, policy, and hype. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 2, 35–43.
Getz, D. and Carlsen, J. (2000). Characteristics and goals of family and owner-operated businesses in the rural tourism and hospitality sectors. Tourism Management, 21, 547-560.
Inoue, Y. (2020). Satellite- and drone-based remote sensing of crops and soils for smart farming–a review. Soil Science and Plant Nutrition, 66(6), 798–810.
Karamidehkordi, E. (2010). A country report: challenges facing Iranian agriculture and natural resource management in the twenty-first century. Human Ecology, 38(2), 295–303.
Kim, H.G., Park, J.S. and Lee, D.H. (20180. Potential of unmanned aerial sampling for monitoring insect populations in rice fields. Florida Entomologist, 101(2), 330–334.
Librán-Embid, F., Klaus, F., Tscharntke, T. and Grass, I. (2020). Unmanned aerial vehicles for biodiversity-friendly agricultural landscapes - A systematic review. Science of the Total Environment, 732, 139204.
Maddikunta, P.K.R., Hakak, S., Alazab, M., Bhattacharya, S., Gadekallu, T.R., Khan, W.Z. and Pham, Q.V. (2021). Unmanned aerial vehicles in smart agriculture: Applications, requirements, and challenges. IEEE Sensors Journal, 21(16), 17608–17619.
Moysiadis, V., Sarigiannidis, P., Vitsas, V. and Khelifi, A. (2021). Smart farming in Europe. Computer Science Review, 39, 100345.
Radoglou-Grammatikis, P., Sarigiannidis, P., Lagkas, T. and Moscholios, I. (2020). A compilation of UAV applications for precision agriculture. Computer Networks, 172, 107148.
Rahman, M. F. F., Fan, S., Zhang, Y. and Chen, L. (2021). A comparative study on application of unmanned aerial vehicle systems in agriculture. Agriculture (Switzerland), 11(1), 1–26.
Rani, A., Chaudhary, A., Sinha, N.K., Mohanty, M. and Chaudhary, R.S. (2019). Drone: the green technology for future agriculture. Soil Helath: Technological Interventions, 2(1), 3–6.
Seuring, S. and Gold, S. (2012). Conducting content-analysis based literature reviews in supply chain management. Supply Chain Management: An International Journal, 17(5), 544-555.
Sylvester, G. (2018). E-agriculture in action: drones for agriculture. Bangkok: Food and Agriculture Organization of the United Nations.
Wachenheim, C., Fan, L. and Zheng, S. (2021). Adoption of unmanned aerial vehicles for pesticide application: Role of social network, resource endowment, and perceptions. Technology in Society, 64, 101470.
Yinka-Banjo, C. and Ajayi, O. (2020). Sky-farmers: Applications of unmanned aerial vehicles (UAV) in agriculture. In autonomous vehicles. Dekoulis, G. (edi.), 107-128.
Zhan, Y., Chen, S., Wang, G., Fud, J. and Lan, Y. (2021). Biological control technology and application based on agricultural unmanned aerial vehicle (UAV) intelligent delivery of insect natural enemies (Trichogramma) carrier. Pest Management Science, 77(7), 3259-3272.
Zheng, S., Wang, Z. and Wachenheim, C.J. (2019). Technology adoption among farmers in Jilin province, China: The case of aerial pesticide application. China Agricultural Economic Review, 11(1), 206–216.

  • Receive Date 13 March 2024
  • Revise Date 20 April 2024
  • Accept Date 06 March 2024
  • Publish Date 21 May 2024