Puuvillanviljelyn muuttaminen teknologian ja täsmäviljelyn avulla

Puuvillan viljelijä: Cotton Incorporatedin tavoitteena on parantaa puuvillantuotannon kannattavuutta tutkimuksen avulla. Varmistaaksemme, että tutkimuksemme on linjassa nykyisten haasteiden kanssa ja perustuu aiempiin onnistumisiin, teimme luonnonvaratutkimuksia Yhdysvaltain puuvillantuottajille vuosina 2008, 2015 ja 2023.

Nämä tutkimukset osoittavat myös puuvillanviljelyn kestävyyden ja alan jatkuvan parantamisen, ja ne tarjoavat tietoa elinkaariarviointeja varten. Tässä artikkelissa käsitellään erityisesti kysymyksiä, jotka liittyvät täsmäviljelyteknologian käyttöönottoon puuvillanviljelijöiden keskuudessa.

Viljelijät jokaisessa puuvillaa tuottavassa osavaltiossa osallistuivat kyselyihin, ja vastausten osuus vastasi yleensä osavaltiossa viljeltyjen eekkereiden määrää (esimerkiksi Texasissa, jossa on eniten istutettuja puuvillaeekkereitä, oli eniten vastauksia, ja seuraavaksi Georgiassa, jossa on toiseksi eniten istutettuja eekkereitä).

Kaikissa kyselyissä vastaajat edustivat vähintään 91 000 000 eekkeriä istutettua peltoa kyselyvuonna. Huomaa, että näissä tuloksissa viitataan joskus alueeseen, ja se on määritelty seuraavasti: Kauko-Länsi: CA, AZ, NM; Lounais: TX, OK, KS; Keski-Etelä: MO, AR, MS, LA, TN; ja Kaakko: AL, FL, SC, NC, VA.

Trendikkäät teknologiat

Kaikissa kyselyissä viljelijöitä pyydettiin arvioimaan 29 tuotanto-ongelmaa merkittäviksi, kohtalaisiksi tai ei-ongelmiksi. Kaikissa kolmessa kyselyssä suurin huolenaihe oli puuvillan tuotantokustannukset. Koska viljelijät eivät kuitenkaan voi hallita tuotantopanoskustannuksia, tarkkuusteknologioista tulee välttämättömiä. Nämä teknologiat auttavat varmistamaan, että käytetään vain sitä, mitä tarvitaan, mikä estää rahan tuhlaamisen.

Tämän seurauksena useiden tekniikoiden käyttö on lisääntynyt, lukuun ottamatta maaperänäytteenottoa, jonka käyttö on pysynyt vakiona 461 TP3T:ssä, kuten kuvassa 1 on esitetty. Vuoden 2023 kyselyssä vain 41 TP3T vastaajaa ilmoitti, ettei käytä tarkkuustekniikoita.

On tärkeää huomata, että tässä mainitut maaperäkartoitukset ja maaperänäytteenotto liittyvät näytteiden käyttöön pellon sisäisen alueellisen vaihtelun käsittelemiseksi, eivätkä yleiseen maaperänäytteenottoon. Hedelmällisyysasteiden määrittämiseksi 77% vastaajasta ilmoitti käyttävänsä maaperätestien suosituksia.

Automaattiohjausteknologian käyttö on lisääntynyt merkittävästi ajan myötä. Vuonna 2008 vain 461 TP3T viljelijöistä käytti sitä, mutta vuoteen 2015 mennessä luku nousi 691 TP3T:hen ja vuoteen 2023 mennessä se oli 861 TP3T. Tämä nouseva trendi osoittaa viljelijöiden kasvavaa riippuvuutta automaattiohjauksesta.

Samoin automaattisen ohjauksen ja sadonseurantateknologioiden käyttöönotto on linjassa USDA:n taloustutkimuspalvelun tekemän kyselyn tulosten kanssa, joka käsitteli täsmäviljelyn käyttöönottoa Yhdysvaltain maatiloilla. Kysely kattoi useita hyödykkeitä, mukaan lukien puuvillan, vuosina 2000, 2003, 2007 ja 2019.

Molemmissa tutkimuksissa satomäärän monitorien ja automaattiohjauksen käyttöönottoasteet kasvoivat. Automaattiohjauksen käyttöönotto oli kuitenkin paljon korkeampaa kuin satomäärän monitorien. Kuten kuvasta 1 käy ilmi, automaattiohjauksen kasvu ylitti kaikkien muiden tarkasteltujen teknologioiden ja käytäntöjen kasvun.

Autosteeristä on tulossa vakiovaruste uusissa laitteissa, ja se vaatii vain vähän valmisteluja verrattuna muihin teknologioihin. Samaan aikaan muiden teknologioiden kohdalla kartat on ladattava, tulkittava, muunnettava levitysmääräkartoiksi ja ladattava uudelleen.

Autosteer vähentää kuljettajan stressiä ja voi parantaa panoksen käyttöä poistamalla päällekkäisyyksistä johtuvia ohituksia ja liikalevitystä. Langattomien modeemien lisääntyneen käytön maatalouskoneissa odotetaan lopulta vauhdittavan muiden teknologioiden käyttöönottoa, kun muistikortteja ei enää tarvitse kuljettaa toimistosta laitteisiin.

Lisäksi uudet data-analyysitekniikat automatisoivat maaperä- ja satokarttojen tulkintaa. Myös maatalouden datatieteen konsultteja on tulossa saataville auttamaan viljelijöitä datansa arvon maksimoinnissa.

On näyttöä siitä, että käytön helppouden lisääntyminen ja tehdasasenteiset vaihtoehdot helpottavat tulevaisuuden teknologian käyttöönottoa, kuten kuvassa 2 esitetty alueellinen saantomittarien käyttöönotto osoittaa.

Saantomonitorien käyttöönottoasteet vuonna 2015 korreloivat pyöreiden moduulien käytön kanssa, kuten vuoden 2016 puuvillanpuhdistuksen kustannuskyselyssä raportoitiin (Valco, TD, H. Ashley, D. Findley, J. Green, R. Isom, T. Price. Puuvillan puuvillanpuhdistuksen kustannukset – 2016 Survey Results. 2018 Beltwide Cotton Conferences, San Antonio, TX, 3.–5. tammikuuta 2018. National Cotton Council, Memphis, TN. S. 528–53).

Tämä viittaa siihen, että teknologian käytön helpottaminen ja tehdasasenteisten vaihtoehtojen tarjoaminen voi kannustaa useampia viljelijöitä ottamaan sen käyttöön.

Puunpoiston kustannustutkimuksessa havaittiin, että pyöreiden moduulien käyttöasteeksi raportoitiin 51% Kaakkois-Yhdysvalloissa, 61% Keski-Etelässä, 36% Lounais-Yhdysvalloissa ja 29% Kaukolännessä, mikä on linjassa kuvassa 2 esitettyjen tuottoseurantalaitteiden käyttöönottoa koskevien sijoitusten kanssa.

Kyselyyn vastanneiden mukaan sadonseurantateknologioiden käyttöönotto kuitenkin lisääntyi kaikilla neljällä alueella. Tämä kasvu johtui siitä, että sadonseurantalaitteet tulivat saataville tehdasasenteisena lisävarusteena vasta moduulirakenteisten harvesterien käyttöönoton myötä.

Samaan aikaan on odotettavissa, että tiedonkeruuteknologioiden lisääntynyt käyttöönotto maatalouskoneissa johtaa teknologian käyttöönoton kasvuun tulevaisuudessa.

Tarkkuusviljelyn seuraavan vaiheen odotetaan saavan automaatioteknologioiden kehityksen vaikutuksen. Automaatio, jossa koneita käytetään tehtävien suorittamiseen automaattisesti ilman ihmisen puuttumista asiaan, voi parantaa huomattavasti maatalouskäytäntöjen tehokkuutta ja tarkkuutta. Yksi esimerkki tästä on kuljettajattoman traktoriteknologian integrointi.

Tämä teknologia voi tehostaa tehtäviä, kuten istutusta, ruiskutusta ja sadonkorjuuta. Tämän seurauksena nämä tehtävät voidaan suorittaa suuremmalla tarkkuudella ja tehokkuudella. Vaikka automaatio tarjoaa lukuisia etuja, on tärkeää ottaa huomioon sen vaikutus maatalouden työllisyyteen.

Vuoden 2023 kyselyssä puuvillanviljelijöille esitettiin uusia kysymyksiä kuljettajattomien traktoreiden käytön eduista ja haasteista heidän tiloillaan. Yli 50% vastaajasta ilmoitti työvoiman säästöt yhdeksi kuljettajattomien traktoreiden odotetuista eduista.

Lisäksi 41% mainitsi tehokkuuden parantumisen, 28% korosti työntekijöiden altistumisen vähenemistä ja 34% katsoi, ettei teknologialla ole mitään hyötyjä. Samaan aikaan on todennäköistä, että viljelijät, jotka ovat jo investoineet suuriin karhokoneisiin (esim. ruiskut, joissa on 120 jalan puomit), näkisivät vain vähän hyötyä käyttäjän poistamisesta tällaisesta koneesta.

Tutkimus on käynnissä sen selvittämiseksi, voidaanko automaatiosta saavuttaa suurempia hyötyjä pienentämällä laitteiden kokoa, jolloin siitä tulisi skaalautuvampi tehtävän ja kentän koon mukaan. Lisäksi useiden pienempien laitteiden käyttö vähentää seisokkiajan riskiä.

Kun suuri laite kuitenkin vikaantuu, tuotantoa menetetään sadoilla hehtaareilla päivässä. Laitteiden koko riippuu todennäköisesti hallittavien yksiköiden lukumäärästä, suoritettavasta tehtävästä ja tilan keskimääräisistä peltokokoista ja -muodoista.

Kuljettajattomien traktoreiden esteet

Yleisesti ottaen vastaukset olivat yhdenmukaisia eri alueilla, lukuun ottamatta peltojen välisiä esteitä ja pellolta pellolle tapahtuvia kuljetuksia koskevia huolenaiheita. Lisääntynyt huoli Kaakkoisessa ja Keski-Etelässä johtuu todennäköisesti siitä, että peltoihin vaikuttaa enemmän vesistöjä ja topografisia muutoksia näillä alueilla verrattuna Lounaaseen ja Kauko-Länteen. Kaikilla alueilla vallitsee yksimielisyys siitä, että teknologian kustannukset voivat olla este sen käytölle heidän tiloillaan.

Heräsi kysymys, mitkä tehtävät tulisi automatisoida ensin. Ihmiset mainitsivat istutuksen (40%), ruiskutuksen (40%), sadonkorjuun (35%) ja rikkakasvien torjunnan ennen istutusta (35%) olevan tärkeimmät.

Koska olemme kuitenkin vasta aloittamassa automatisoitujen maatalouskoneiden käyttöä, on mielenkiintoista nähdä, miten asiat muuttuvat seuraavien viiden vuoden aikana. Samaan aikaan kasvava määrä konenäköä hyödyntäviä rikkaruohojen tarkkailu- ja ruiskutusjärjestelmiä osoittaa, kuinka nopeasti nämä teknologiat kehittyvät.

Johtopäätös

Cotton Incorporatedin vuosina 2008–2023 tekemät tutkimukset paljastavat täsmäviljelyteknologian käytön kasvun puuvillanviljelijöiden keskuudessa, erityisesti istutuksessa, ruiskutuksessa ja sadonkorjuussa. Automaattiohjausteknologian käyttö on lisääntynyt merkittävästi, mikä osoittaa suuntausta kohti tehokkaampaa viljelyä. Haasteita, kuten laitteiden skaalautuvuus ja kustannukset, on kuitenkin edelleen.

Maatalouden tulevaisuus sisältää todennäköisesti automaatioteknologioita, kuten kuljettajattomat traktorit, jotka tarjoavat etuja, kuten työvoiman säästöjä ja tehokkuuden paranemista, mutta herättävät huolta työllisyydestä ja laitteiden skaalautuvuudesta.

Lähde: Puuvillanviljelijä ja Puuvilla Yhtiöitetty. Tutkijat: Jeyran Bayramova, Steven Pires, Jesse Daystar ja Ed Barnes ovat Cotton Incorporatedin tutkijoita.