Факторы, влияющие на уровень внедрения точного земледелия

Чтобы прокормить около 10 миллиардов человек к 2050 году, необходимо радикально изменить сельское хозяйство. Поскольку мировые потребности в продовольствии, по прогнозам, возрастут на 70%, продовольственные системы испытывают огромную нагрузку, которая усугубляется значительным воздействием сельского хозяйства на окружающую среду - на него приходится около 40% глобального землепользования, и оно вносит существенный вклад в утрату среды обитания, загрязнение и изменение климата.

Технологии точного земледелия (ТТС), включающие в себя такие инструменты, как тракторы с GPS-навигацией, беспилотники, датчики почвы, мониторы урожайности и программное обеспечение для анализа данных, дают надежду.

Позволяя фермерам с высокой точностью вносить воду, удобрения, пестициды и семена, PAT обещают повысить эффективность, увеличить урожайность, уменьшить вред, наносимый окружающей среде, и повысить рентабельность. Это потенциальный выигрыш для продовольственной безопасности и устойчивого развития.

Однако существует критическое несоответствие. В Соединенных Штатах более 88% ферм относятся к категории мелких (годовой доход менее $250 000). Примером тому служит штат Кентукки, где насчитывается 69 425 ферм, средний размер которых составляет всего 179 акров (что значительно ниже среднего показателя по стране, равного 463 акрам).

Важно отметить, что 63% ферм в Кентукки имеют годовой объем продаж менее $10 000, а 97% - менее 1 000 акров. Несмотря на многочисленные инициативы по продвижению PAT, внедрение этих жизненно важных мелких операций остается крайне низким.

Почему? В комплексном исследовании, проведенном учеными Университета штата Кентукки с участием 98 мелких фермеров штата Кентукки, были использованы строгие методы для выявления точных факторов, влияющих на внедрение PAT, что позволило получить практические выводы, подкрепленные конкретными данными.

Ландшафт малых ферм и уровень внедрения точного земледелия

Ученые Университета штата Кентукки провели подробное исследование, чтобы выяснить истинные причины низкого уровня использования ПЭТ. Они опросили 98 мелких фермеров Кентукки, используя различные методы: рассылку анкет по почте, личные беседы и групповые обсуждения.

Такой тщательный подход выявил четкую картину проблемы внедрения. Во-первых, результаты показали, что только 24% из этих фермеров использовали какие-либо ПАТ. Это означает, что значительная часть 761ТП3Т не приняла эти технологии.

Среди тех, кто все же перешел на новые технологии, наиболее распространенным инструментом были базовые GPS-навигаторы для тракторов. В исследовании перечислено 17 различных доступных PAT, включая мониторы урожайности, картирование почвы, беспилотники и спутниковые снимки, но использование помимо базового GPS было редким.

Важно понимать самих фермеров. Средний возраст опрошенных составил 62 года, что выше, чем средний возраст фермеров по стране - 57,5 лет.

Большинство из них были мужчинами (70%) и на удивление хорошо образованными: 77% имели высшее образование или выше. Площадь их ферм составляла в среднем 137,6 акров, и они занимались сельским хозяйством в среднем около 27 лет.

Что касается доходов, то 58% сообщили о доходах домохозяйств в диапазоне от $50 000 до $99 999. Эта информация помогает объяснить закономерности внедрения, выявленные в ходе статистического анализа.

Основные факторы, способствующие внедрению точного земледелия

Исследователи использовали мощный статистический метод под названием бинарная логистическая регрессия. Этот метод отлично подходит для определения того, какие факторы в наибольшей степени влияют на принятие решения "да" или "нет" - например, принимать или не принимать PAT.

Их модель оказалась очень надежной. Она определила три фактора, которые существенно влияют на то, использует ли мелкий фермер ПАТ:

1. Размер фермы (акров в собственности/управлении)

Это стало сильным положительным фактором. Проще говоря, крупные хозяйства с большей вероятностью будут использовать ПАТ. Например, 54% фермеров с площадью более 100 акров перешли на ПАТ, по сравнению с 28% фермеров, не перешедших на ПАТ, которые имели фермы такого размера.

Примечательно, что ни у кого из принявших ПАТ не было ферм площадью 21-50 акров, на которых работали 19% не принявших ПАТ. Статистически модель показала, что на каждый дополнительный акр площади фермы вероятность внедрения ПАТ увеличивалась на 3% (отношение шансов = 1,03).

Это имеет смысл, поскольку крупные фермы могут распределить высокую первоначальную стоимость PAT на большее количество земли, что делает инвестиции более выгодными.

2. Возраст фермера

Возраст был основным негативным фактором, высоко значимым в модели. Молодые фермеры гораздо чаще применяли ПАТ. В то время как 42% фермеров в возрасте 25-50 лет использовали ПАТ, только 12% из тех, кто в возрасте 50 лет и старше, делали это (и наоборот, 88% фермеров в возрасте 50+ не использовали ПАТ).

Статистика была поразительной: каждый дополнительный год возраста снижал вероятность принятия PAT на 8% (Odds Ratio = 0,93).

Пожилые фермеры могут счесть технологию пугающей, сомневаться в ее преимуществах для их ситуации или считать, что у них меньше времени, чтобы окупить вложенные средства.

3. Годы фермерского опыта

Интересно, что больший опыт повышал вероятность внедрения, несмотря на отрицательное влияние возраста. Фермеры, глубоко укоренившиеся в сельском хозяйстве, увидели потенциальную ценность.

Половина (50%) из тех, кто имеет опыт работы более 30 лет, приняли ПАТ, по сравнению с 26% из тех, кто не принимает ПАТ с таким большим опытом. Каждый дополнительный год опыта работы в сельском хозяйстве увеличивал шансы на принятие ПАТ на 4% (отношение шансов = 1,04).

Это говорит о том, что глубокие практические знания помогают фермерам распознать неэффективность, которую могут решить ПАТ, и оценить долгосрочные преимущества.

Удивительные факторы, не способствующие внедрению точных технологий

Интересно, что исследование также показало, что несколько факторов, которые, как часто предполагается, определяют внедрение, не оказали статистически значимого влияния в данном конкретном контексте:

1. Пол: Хотя 79% усыновителей были мужчинами по сравнению с 72% не усыновителей, эта разница не была достаточно большой в статистической модели, чтобы считаться основным фактором. Пол не был здесь ключевым решающим фактором.

2. Доход домохозяйства: Уровень дохода не оказал существенного влияния на усыновление. Хотя 42% усыновителей зарабатывали более $99 999 по сравнению с 24% не усыновителей, и меньше усыновителей (13%) относились к самой низкой группе доходов (<$50 000), чем не усыновители (18%), доход сам по себе не был главной силой в модели.

3. Уровень образования: Образование также не имело большого значения. Хотя больший процент усыновителей (88%) имели высшее образование или более по сравнению с не усыновителями (77%), эта разница не оказала сильного статистического влияния на решение об усыновлении.

4. Сопутствующий опыт: Наличие навыков в таких областях, как агрономия или машиностроение, также не было значимым независимым фактором, несмотря на то, что 54% принявших проект заявили о наличии таких знаний по сравнению с 27% не принявших проект.

Помимо статистических данных, сами фермеры четко озвучивают трудности, с которыми они сталкиваются:

1. Подавляющая стоимость: Почти 20% назвали высокую стоимость главным препятствием. Один фермер подытожил: “Средства ограничены. Технология хороша, если она доступна для всех”. Стоимость оборудования (дронов, датчиков) и программного обеспечения просто слишком высока для небольших хозяйств.

2. Сложность: Примерно 15% сочли ПАТ “слишком сложными”. Фермеров беспокоят сложные интерфейсы, крутые кривые обучения и время, необходимое для освоения новых систем. Им нужны инструменты, которые просты в использовании и легко вписываются в их работу.

3. Неопределенная рентабельность: Около 12% сомневаются в окупаемости инвестиций (“Не выгодно”). Небольшие, разнообразные хозяйства пытаются понять, как преимущества PAT, доказанные на больших полях кукурузы и сои, применимы к их сочетанию овощей, домашнего скота или садов. Один фермер объяснил, что их ограниченное применение PAT ограничивается огородом в высоком туннеле из-за небольших и разнообразных участков.

4. Ограничения по времени: Около 10% считают, что PAT “отнимает слишком много времени”. Освоение новых технологий, управление данными и обслуживание оборудования отнимают у них много времени.

5. Разрыв доверия: Озабоченность неопределенными преимуществами (~10%) и отсутствие уверенности (~10%) подчеркивают, что фермерам нужны веские доказательства того, что PAT будут работать в их конкретном хозяйстве, прежде чем вкладывать драгоценное время и деньги. Опасения по поводу конфиденциальности/безопасности данных также были отмечены примерно 10%.

6. Другие вопросы: Быстрые темпы технологических изменений (~10%), географические проблемы, такие как плохой интернет (<5%), общее недоверие (<5%) и восприятие риска (<5%) были менее распространенными, но все же существующими препятствиями.

Практические решения для повышения уровня освоения PAT

Четкие выводы исследования указывают на действия, которые могут реально повлиять на повышение уровня внедрения PAT среди малых фермерских хозяйств Кентукки.

Ориентируйтесь на молодых фермеров и сокращайте расходы

Прежде всего, политика должна быть направлена на молодых фермеров и активно бороться с ценовым барьером.

Поскольку, согласно исследованиям, каждый дополнительный год возраста снижает шансы на внедрение на 8%, программы должны быть направлены на фермеров моложе 50 лет посредством стартовых грантов, существенных программ участия в расходах, покрывающих 50-75% расходов на PAT, и долгосрочных кредитов под низкий процент, предназначенных для инвестиций в технологии.

Такой проактивный подход помогает преодолеть естественное сопротивление, характерное для пожилых людей, и одновременно поддержать подрастающее поколение фермеров.

Разработка решений для малых фермерских хозяйств с использованием PAT

Не менее важно разработать технологию, которая будет соответствовать реалиям малых ферм. В настоящее время большинство PAT разработаны для крупных предприятий, что ставит мелкие фермы в невыгодное положение.

Промышленность и исследователи должны уделять первоочередное внимание разработке доступных решений специально для ферм площадью менее 200 акров. Это означает создание недорогих датчиков, простого программного обеспечения по подписке без больших авансовых платежей и модульных систем, позволяющих фермерам начинать с малого и расширяться в дальнейшем.

Многоцелевые инструменты, работающие на различных малых фермах - от овощных участков до фруктовых садов и животноводческих ферм, - важнее, чем системы, подходящие только для больших посевных площадей.

Барьер стоимости, который 20% фермеров назвали своим главным препятствием, требует особенно творческих решений. Помимо традиционных программ долевого участия в расходах, нам следует обратить внимание на успешные европейские модели, в которых мелкие фермеры объединяют ресурсы через кооперативы для совместной покупки или аренды дорогостоящего оборудования.

Создание подобных объединений фермеров в Кентукки могло бы сделать такие технологии, как беспилотные летательные аппараты или современные услуги по картографированию почв, доступными для тех, кто не может позволить себе их индивидуально.

Университеты и службы распространения знаний играют здесь решающую роль, генерируя и широко распространяя конкретные, локализованные данные, показывающие, как именно конкретные ПАТ экономят деньги или увеличивают прибыль на небольших, разнообразных фермах Кентукки - эти неопровержимые доказательства помогают фермерам оправдать инвестиции.

Революционное обучение и поддержка

Системы обучения и поддержки нуждаются в полной трансформации, чтобы преодолеть барьеры сложности и уверенности. Нынешние подходы, основанные на аудиторных занятиях, часто не дают должного результата. Вместо этого,

Расширение должно уделять первостепенное внимание демонстрациям на фермах, используя реальные небольшие и разнообразные предприятия в качестве "живых классов". Создание сетей "равный-равному", в которых опытные пользователи PAT наставляют новичков, может быть особенно эффективным, поскольку фермеры часто доверяют своим коллегам-производителям больше, чем внешним экспертам.

Обучение должно быть интенсивно практическим - подумайте о практических занятиях, таких как “Использование датчика влажности почвы” или “Настройка автоматической регулировки скорости на малых тракторах”, а не о теоретических лекциях.

Не менее важно обеспечить постоянную и легкодоступную поддержку на местах с помощью горячих линий и посещения ферм, поскольку, полагаясь на видеоролики на YouTube или интернет-форумы, многие фермеры при возникновении проблем оказываются в затруднительном положении.

Укрепление сотрудничества

В конечном итоге для достижения успеха потребуется беспрецедентное сотрудничество всей сельскохозяйственной экосистемы. Государственные учреждения, университеты, службы распространения знаний, технологические компании, кредиторы и фермерские организации должны выйти из своих силосов и работать вместе в стратегическом плане.

Это означает совместную разработку соответствующих технологий, совместное проведение обучающих программ, создание инновационных финансовых пакетов, а также установление четких стандартов конфиденциальности и безопасности данных, которым фермеры могут доверять.

Только благодаря таким скоординированным усилиям многих заинтересованных сторон мы сможем преодолеть сложную сеть препятствий, выявленных в ходе исследования, и по-настоящему внедрить преимущества точного земледелия в мелкие фермерские хозяйства Кентукки.

Заключение

Исследование Университета штата Кентукки дает мощный, основанный на данных снимок проблемы внедрения PAT. Оно убедительно показывает, что размер фермы, возраст фермера и стаж работы являются доминирующими факторами, определяющими решения о внедрении ПАТ в мелких хозяйствах, в то время как пол, доход и образование играют на удивление незначительную роль.

Реальность сурова: только 24% внедрено в подавляющем большинстве фермерских хозяйств Кентукки. Барьеры громки и ясны: высокая стоимость (20%), сложность (15%) и неопределенная прибыль (12%), усиленная мелкомасштабной экономикой и старением фермерского населения.

Игнорировать эти небольшие фермы нельзя. Передача PAT в их руки необходима для устойчивого выращивания большего количества продуктов питания. Успех зависит от целенаправленной политики, поддерживающей молодых фермеров и снижающей затраты, от инновационных технологий, созданных для работы на малых площадях, и от полного пересмотра системы обучения и поддержки в сторону практической, местной, практической помощи, оказываемой через сильные партнерства.

Ссылка: Pandeya, S., Gyawali, B. R., & Upadhaya, S. (2025). Факторы, влияющие на внедрение технологий точного земледелия среди мелких фермеров в Кентукки, и их последствия для политики и практики. Сельское хозяйство, 15(2), 177. https://doi.org/10.3390/agriculture15020177