مزارع القطن: تهدف مؤسسة "كوتون إنكوربوريتد" إلى تعزيز ربحية إنتاج القطن من خلال البحث. ولضمان توافق أبحاثنا مع التحديات الراهنة والبناء على النجاحات السابقة، أجرينا مسوحات للموارد الطبيعية لدى منتجي القطن في الولايات المتحدة في أعوام 2008 و2015 و2023.
تُسهم هذه الدراسات الاستقصائية أيضًا في إثبات استدامة زراعة القطن والتحسين المستمر الذي يشهده هذا القطاع، إذ تُوفر بيانات لتقييم دورة حياة المنتج. وتتناول هذه المقالة تحديدًا مسائل تتعلق بتبني مزارعي القطن لتقنيات الزراعة الدقيقة.
شارك المزارعون في كل ولاية منتجة للقطن في الاستطلاعات، وكانت نسبة الردود تتناسب بشكل عام مع المساحات المزروعة في الولاية (على سبيل المثال، تكساس، التي لديها أكبر عدد من مساحات القطن المزروعة، كان لديها أكبر عدد من الردود، تليها جورجيا، التي لديها ثاني أكبر مساحة مزروعة).
في جميع الاستطلاعات، مثّل المشاركون ما لا يقل عن 91 تيرابايت من الأراضي المزروعة في عام الاستطلاع. تجدر الإشارة إلى أنه يُشار أحيانًا إلى المناطق في هذه النتائج، وهي مُعرّفة على النحو التالي: أقصى الغرب: كاليفورنيا، أريزونا، نيو مكسيكو؛ الجنوب الغربي: تكساس، أوكلاهوما، كانساس؛ الجنوب الأوسط: ميزوري، أركنساس، ميسيسيبي، لويزيانا، تينيسي؛ والجنوب الشرقي: ألاباما، فلوريدا، كارولاينا الجنوبية، كارولاينا الشمالية، فرجينيا.
التقنيات الرائجة
في جميع الاستطلاعات، طُلب من المزارعين تقييم 29 مشكلة إنتاجية، مصنفةً إياها إلى رئيسية أو متوسطة أو غير مؤثرة. وكان أبرز هذه المشاكل تكلفة إنتاج القطن في الاستطلاعات الثلاثة. ونظرًا لعدم قدرة المزارعين على التحكم في تكاليف المدخلات، أصبحت التقنيات الدقيقة ضرورية. وتساعد هذه التقنيات على ضمان استخدام ما هو مطلوب فقط، مما يمنع هدر المال.
ونتيجة لذلك، كان هناك ارتفاع في استخدام التقنيات المختلفة، باستثناء أخذ عينات التربة، التي ظلت ثابتة عند 46%، كما هو موضح في الشكل 1. في استطلاع عام 2023، أفاد 4% فقط من المستجيبين بعدم استخدامهم للتقنيات الدقيقة.
من المهم الإشارة إلى أن رسم خرائط التربة وأخذ عينات منها، المشار إليهما هنا، يتعلقان باستخدام العينات لمعالجة التباين المكاني داخل الحقل، وليس بأخذ عينات التربة بشكل عام. وفيما يخص تحديد معدلات الخصوبة، أشار 771% من المشاركين إلى أنهم يستخدمون توصيات اختبار التربة.
ازداد استخدام تقنية القيادة الآلية بشكل ملحوظ مع مرور الوقت. ففي عام 2008، لم يتجاوز عدد المزارعين الذين يستخدمونها 461 مزارعًا، بينما ارتفع هذا العدد إلى 691 مزارعًا بحلول عام 2015، ووصل إلى 861 مزارعًا بحلول عام 2023. ويُظهر هذا الاتجاه التصاعدي اعتماد المزارعين المتزايد على تقنية القيادة الآلية.
وبالمثل، يتوافق تبني تقنيات التوجيه الآلي ومراقبة المحاصيل مع نتائج دراسة استقصائية أجرتها دائرة البحوث الاقتصادية التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية حول تبني الزراعة الدقيقة في المزارع الأمريكية. وقد شملت الدراسة الاستقصائية سلعًا متعددة، بما في ذلك القطن، في الأعوام 2000 و2003 و2007 و2019.
في كلتا الدراستين، ارتفعت معدلات استخدام أجهزة مراقبة الإنتاجية وأنظمة التوجيه الآلي. مع ذلك، كان استخدام أنظمة التوجيه الآلي أعلى بكثير من استخدام أجهزة مراقبة الإنتاجية. وكما هو موضح في الشكل 1، تجاوزت الزيادة في استخدام أنظمة التوجيه الآلي جميع التقنيات والممارسات الأخرى التي تمّت دراستها.
أصبحت أنظمة التوجيه الآلي معيارًا في المعدات الجديدة، وتتطلب الحد الأدنى من التحضير مقارنةً بالتقنيات الأخرى. في المقابل، تتطلب التقنيات الأخرى تنزيل الخرائط وتفسيرها وتحويلها إلى خرائط معدل التطبيق، ثم إعادة تحميلها.
يُقلل نظام التوجيه الآلي من إجهاد المشغل ويُحسّن كفاءة استخدام المدخلات من خلال القضاء على حالات التخطي والتطبيق الزائد الناتج عن التداخل. ومن المتوقع أن يُعزز التوسع في استخدام أجهزة المودم اللاسلكية في المعدات الزراعية تبني تقنيات أخرى، حيث لن تكون هناك حاجة لنقل بطاقات الذاكرة من المكتب إلى المعدات.
بالإضافة إلى ذلك، تعمل تقنيات تحليل البيانات الجديدة على أتمتة تفسير خرائط التربة والمحاصيل. كما أصبح مستشارو علوم البيانات الزراعية متاحين لمساعدة المزارعين على تحقيق أقصى استفادة من بياناتهم.
هناك أدلة على أن زيادة سهولة الاستخدام والخيارات المثبتة في المصنع ستسهل اعتماد التكنولوجيا في المستقبل، كما يتضح من الاعتماد الإقليمي لأجهزة مراقبة المحاصيل في الشكل 2.
ارتبطت مستويات اعتماد أجهزة مراقبة المحصول في عام 2015 باستخدام الوحدات الدائرية، كما ورد في مسح تكلفة حلج القطن لعام 2016 (Valco, TD, H. Ashley, D. Findley, J. Green, R. Isom, T. Price. The Cost of Ginning Cotton – 2016 Survey Results. 2018 Beltwide Cotton Conferences, San Antonio, TX, January 3-5, 2018. National Cotton Council, Memphis, TN. Pp. 528-53).
يشير هذا إلى أن تسهيل استخدام التكنولوجيا وتقديم خيارات مثبتة في المصنع يمكن أن يشجع المزيد من المزارعين على تبنيها.
في مسح تكلفة حلج القطن، لوحظ أن استخدام الوحدات الدائرية تم الإبلاغ عنه على أنه 51% في الجنوب الشرقي، و61% في الجنوب الأوسط، و36% في الجنوب الغربي، و29% في أقصى الغرب، بما يتماشى مع تصنيفات اعتماد مراقبة المحصول في الشكل 2.
مع ذلك، ووفقًا لنتائج الاستطلاع، ازداد استخدام تقنيات مراقبة المحصول في جميع المناطق الأربع. ويعود هذا الارتفاع إلى أن أجهزة مراقبة المحصول لم تُصبح متاحة كخيار مُثبّت في المصنع إلا مع طرح الحصادات التي تُبنى على وحدات مُنفصلة.
وفي الوقت نفسه، من المتوقع أن يؤدي التوسع في استخدام تقنيات جمع البيانات على المعدات الزراعية إلى زيادة تبني التكنولوجيا في المستقبل.
من المتوقع أن تتأثر المرحلة التالية من الزراعة الدقيقة بالتطورات في تقنيات الأتمتة. فالأتمتة، التي تتضمن استخدام الآلات لأداء المهام تلقائيًا دون تدخل بشري، لديها القدرة على تحسين الكفاءة والدقة في الممارسات الزراعية بشكل كبير. ومن الأمثلة على ذلك دمج تقنية الجرارات ذاتية القيادة.
تُسهم هذه التقنية في تبسيط مهام مثل الزراعة والرش والحصاد، مما يُتيح إنجازها بدقة وكفاءة أكبر. ومع ذلك، فبالرغم من الفوائد العديدة التي تُقدمها الأتمتة، من المهم مراعاة تأثيرها على فرص العمل في القطاع الزراعي.
طرح استطلاع عام 2023 أسئلة جديدة على مزارعي القطن حول مزايا وتحديات استخدام الجرارات ذاتية القيادة في مزارعهم. وأفاد أكثر من 501% من المشاركين بتوفير العمالة كأحد الفوائد المتوقعة لهذه الجرارات.
علاوة على ذلك، أشارت الدراسة 41% إلى تحسن الكفاءة، بينما سلطت الدراسة 28% الضوء على انخفاض تعرض العمال، في حين اعتبرت الدراسة 34% أن هذه التقنية لا تقدم أي فوائد. في الوقت نفسه، من المرجح أن المزارعين الذين استثمروا بالفعل في معدات رش واسعة النطاق (مثل الرشاشات ذات الأذرع التي يبلغ طولها 120 قدمًا) لن يروا سوى فوائد ضئيلة من الاستغناء عن المشغل في مثل هذه الآلات.
تُجرى حاليًا أبحاث لتحديد ما إذا كان بالإمكان تحقيق فوائد أكبر من الأتمتة عن طريق تصغير حجم المعدات، مما يجعلها أكثر قابلية للتوسع لتناسب حجم المهمة والموقع. علاوة على ذلك، فإن وجود عدة قطع أصغر من المعدات يقلل من خطر توقف العمل.
لكن عند تعطل قطعة كبيرة من المعدات، يتوقف الإنتاج في مئات الأفدنة يوميًا. ويُرجّح أن يكون حجم المعدات متوازنًا بين عدد الوحدات التي يجب إدارتها، والمهمة المطلوب إنجازها، ومتوسط أحجام وأشكال الحقول في المزرعة.
معوقات الجرارات ذاتية القيادة
بشكل عام، كانت الاستجابات متسقة في جميع المناطق، باستثناء العوائق الميدانية ومخاوف النقل بين الحقول. يُعزى ازدياد القلق في جنوب شرق ووسط جنوب الولايات المتحدة على الأرجح إلى كثرة المسطحات المائية والتغيرات الطبوغرافية التي تؤثر على الحقول في تلك المناطق مقارنةً بجنوب غرب وأقصى غرب البلاد. وفي جميع المناطق، هناك إجماع على أن تكاليف هذه التقنية قد تُشكل عائقًا أمام استخدامها في مزارعهم.
طُرح سؤال حول المهام التي يجب أتمتتها أولاً. قال الناس إن الزراعة (40%)، والرش (40%)، والحصاد (35%)، ومكافحة الأعشاب الضارة قبل الزراعة (35%) هي المهام الرئيسية.
مع ذلك، وبما أننا ما زلنا في بداية استخدام معدات الزراعة الآلية، فسيكون من المثير للاهتمام متابعة تطور الأمور خلال السنوات الخمس القادمة. وفي الوقت نفسه، يُظهر تزايد عدد أنظمة رصد الأعشاب الضارة ورشها باستخدام تقنية الرؤية الآلية مدى سرعة تطور هذه التقنيات.
الخاتمة
كشفت استطلاعات شركة "كوتون إنكوربوريتد" للفترة من 2008 إلى 2023 عن تزايد اعتماد مزارعي القطن على تقنيات الزراعة الدقيقة، لا سيما في مهام مثل الزراعة والرش والحصاد. وشهدت تقنية القيادة الآلية زيادة ملحوظة في الاستخدام، مما يشير إلى اتجاه نحو زراعة أكثر كفاءة. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات قائمة، مثل قابلية توسيع نطاق المعدات والتكاليف.
من المرجح أن يشمل مستقبل الزراعة تقنيات الأتمتة مثل الجرارات بدون سائق، مما يوفر فوائد مثل توفير العمالة وتحسين الكفاءة ولكنه يثير مخاوف بشأن التوظيف وقابلية توسيع نطاق المعدات.
مصدر: مزارع قطن و قطن إدماج. الباحثون: جيران بايراموفا، وستيفن بيريس، وجيسي دايستار، وإد بارنز هم باحثون في شركة كوتون إنكوربوريتد.



