Transformácia pestovania bavlny pomocou technológie a precízneho poľnohospodárstva

Pestovateľ bavlny: Cieľom spoločnosti Cotton Incorporated je zvýšiť ziskovosť produkcie bavlny prostredníctvom výskumu. Aby sme zabezpečili, že náš výskum bude v súlade so súčasnými výzvami a bude stavať na minulých úspechoch, v rokoch 2008, 2015 a 2023 sme vykonali prieskumy prírodných zdrojov medzi americkými producentmi bavlny.

Tieto prieskumy slúžia aj na preukázanie udržateľnosti pestovania bavlny a neustáleho zlepšovania odvetvia a poskytujú údaje na posúdenie životného cyklu. Tento článok sa konkrétne zaoberá otázkami týkajúcimi sa zavádzania presných poľnohospodárskych technológií pestovateľmi bavlny.

Do prieskumov sa zapojili farmári v každom štáte produkujúcom bavlnu a podiel odpovedí sa vo všeobecnosti zhodoval s rozlohou vypestovanou v danom štáte (napríklad Texas s najvyšším počtom vysadených bavlníkových hektárov mal najvyšší počet odpovedí, nasledovaná Georgiou, ktorá má druhý najvyšší počet vysadených hektárov).

Vo všetkých prieskumoch respondenti reprezentovali najmenej 9% akrov vysadených v roku prieskumu. Upozorňujeme, že v týchto výsledkoch sa niekedy uvádza región a sú definované ako: Ďaleký západ: CA, AZ, NM; Juhozápad: TX, OK, KS; Stredný juh: MO, AR, MS, LA, TN; a Juhovýchod: AL, FL, SC, NC, VA.

Trendové technológie

Vo všetkých prieskumoch boli pestovatelia požiadaní, aby ohodnotili 29 problémov s produkciou ako závažné, mierne závažné alebo žiadne problémy. Najväčším problémom vo všetkých troch prieskumoch boli náklady na produkciu bavlny. Keďže však pestovatelia nemôžu kontrolovať vstupné náklady, presné technológie sa stávajú nevyhnutnými. Tieto technológie pomáhajú zabezpečiť, aby sa aplikovalo iba to, čo je potrebné, a tým sa predchádza plytvaniu peniazmi.

V dôsledku toho došlo k nárastu používania rôznych technológií, s výnimkou odberu vzoriek pôdy, ktorý zostal konštantný na úrovni 461 TP3T, ako je znázornené na obrázku 1. V prieskume z roku 2023 iba 41 TP3T respondentov uviedlo, že nepoužívajú presné technológie.

Je dôležité poznamenať, že mapovanie pôdy a odber vzoriek pôdy, o ktorých sa tu hovorí, sa týkajú použitia vzoriek na riešenie priestorovej variability v rámci poľa, nie všeobecného odberu vzoriek pôdy. Na určenie miery úrodnosti 771 TP3T respondentov uviedlo, že používajú odporúčania z testov pôdy.

Využívanie technológie automatického riadenia sa v priebehu času výrazne zvýšilo. V roku 2008 ju používalo iba 461 TP3T poľnohospodárov, ale do roku 2015 sa toto číslo zvýšilo na 691 TP3T a do roku 2023 dosiahlo 861 TP3T. Tento rastúci trend demonštruje rastúcu závislosť poľnohospodárov od automatického riadenia.

Podobne je prijatie technológií automatického riadenia a monitorovania výnosov v súlade so zisteniami prieskumu, ktorý uskutočnila Ekonomická výskumná služba USDA o zavádzaní presného poľnohospodárstva na amerických farmách. Prieskum sa v rokoch 2000, 2003, 2007 a 2019 zaoberal viacerými komoditami vrátane bavlny.

V oboch štúdiách sa miera prijatia monitorov výnosov a automatického riadenia zvýšila. Zavedenie automatického riadenia však bolo oveľa vyššie ako prijatie monitorov výnosov. Ako je znázornené na obrázku 1, nárast automatického riadenia prekonal všetky ostatné uvažované technológie a postupy.

Automatické riadenie sa stáva štandardom v nových zariadeniach a v porovnaní s inými technológiami vyžaduje minimálnu prípravu. Pri iných technológiách je potrebné mapy sťahovať, interpretovať, transformovať na mapy aplikačných dávok a znova nahrať.

Automatické riadenie znižuje stres obsluhy a môže zlepšiť efektivitu využívania vstupov elimináciou vynechávania a nadmernej aplikácie v dôsledku prekrývania. Očakáva sa, že zvýšené používanie bezdrôtových modemov v poľnohospodárskych strojoch v konečnom dôsledku podporí prijatie iných technológií, keď už nebude potrebné prenášať pamäťové karty z kancelárie do stroja.

Okrem toho nové techniky analýzy údajov automatizujú interpretáciu pôdnych a výnosových máp. K dispozícii sú aj konzultanti v oblasti poľnohospodárskej dátovej vedy, ktorí pomáhajú poľnohospodárom maximalizovať hodnotu ich údajov.

Existujú dôkazy o tom, že zvýšená jednoduchosť používania a možnosti inštalované vo výrobe uľahčia budúce prijatie technológií, ako ukazuje regionálne prijatie monitorov výnosov na obrázku 2.

Úroveň používania monitorov výnosov v roku 2015 korelovala s používaním okrúhlych modulov, ako sa uvádza v prieskume nákladov na odzrňovanie bavlny za rok 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, 3. – 5. januára 2018. National Cotton Council, Memphis, TN. S. 528 – 553).

To naznačuje, že zjednodušenie používania technológie a ponuka možností inštalovaných vo výrobe môže povzbudiť viac poľnohospodárov k jej prijatiu.

V prieskume nákladov na odzrňovanie sa zistilo, že využitie okrúhlych modulov bolo hlásené ako 51% na juhovýchode, 61% na strednom juhu, 36% na juhozápade a 29% na Ďalekom západe, čo je v súlade s poradím prijatia monitorov výnosov na obrázku 2.

Podľa respondentov prieskumu sa však zavádzanie technológií monitorovania výnosov zvýšilo vo všetkých štyroch regiónoch. K tomuto nárastu došlo preto, že monitory výnosov sa stali dostupnými ako voliteľná výbava inštalovaná vo výrobe až so zavedením modulárnych zberačov.

Medzitým sa očakáva, že zvýšené zavádzanie technológií zberu údajov v poľnohospodárskych zariadeniach povedie k budúcemu nárastu ich prijímania.

Očakáva sa, že ďalšia fáza presného poľnohospodárstva bude ovplyvnená pokrokom v automatizačných technológiách. Automatizácia, ktorá zahŕňa používanie strojov na automatické vykonávanie úloh bez ľudského zásahu, má potenciál výrazne zlepšiť efektívnosť a presnosť poľnohospodárskych postupov. Jedným z príkladov je integrácia technológie traktorov bez vodiča.

Táto technológia dokáže zefektívniť úlohy, ako je sadenie, postrekovanie a zber úrody. Vďaka tomu je možné tieto úlohy vykonávať s väčšou presnosťou a efektivitou. Hoci automatizácia ponúka množstvo výhod, je dôležité zvážiť jej vplyv na zamestnanosť v poľnohospodárstve.

Prieskum z roku 2023 priniesol pestovateľom bavlny niekoľko nových otázok o výhodách a výzvach používania traktorov bez vodiča na ich farmách. Viac ako 501 300 respondentov uviedlo úsporu práce ako jednu z očakávaných výhod traktorov bez vodiča.

Okrem toho 41% uviedol zlepšenú účinnosť, 28% zdôraznil zníženú expozíciu pracovníkov a 34% nepovažoval technológiu za neprinášajúcu žiadne výhody. Zároveň je pravdepodobné, že pestovatelia, ktorí už investovali do veľkých zariadení na pokosenie (napr. postrekovače s 36-metrovými ramenami), by videli minimálne výhody z vylúčenia obsluhy z takéhoto stroja.

Prebieha výskum, ktorý má zistiť, či je možné dosiahnuť väčšie výhody automatizácie znížením veľkosti zariadenia, čím sa zvýši jeho škálovateľnosť podľa úlohy a veľkosti poľa. Okrem toho, používanie viacerých menších zariadení znižuje riziko prestojov.

Keď však zlyhá veľký kus zariadenia, stratí sa produkcia na stovkách akrov denne. Rozsah zariadenia bude pravdepodobne rovnováhou medzi počtom jednotiek, ktoré je potrebné spravovať, úlohou, ktorú treba splniť, a priemernou veľkosťou a tvarom polí na farme.

Prekážky pre traktory bez vodiča

Vo všeobecnosti boli reakcie vo všetkých regiónoch konzistentné, s výnimkou prekážok na poliach a obáv týkajúcich sa dopravy medzi poliami. Zvýšené obavy na juhovýchode a strednom juhu sú pravdepodobne spôsobené väčším počtom vodných prvkov a topografických zmien, ktoré ovplyvňujú polia v týchto regiónoch v porovnaní s juhozápadom a Ďalekým západom. Vo všetkých regiónoch panuje zhoda v tom, že náklady na technológiu by mohli byť prekážkou jej používania na ich farmách.

Vynorila sa otázka, ktoré úlohy by sa mali automatizovať ako prvé. Ľudia uviedli, že hlavnými úlohami sú siatie (40%), postrekovanie (40%), zber úrody (35%) a predsievacia kontrola buriny (35%).

Keďže však s používaním automatizovaných poľnohospodárskych zariadení len začíname, bude zaujímavé sledovať, ako sa veci zmenia v nasledujúcich piatich rokoch. Medzitým rastúci počet systémov na detekciu a postrek buriny pomocou strojového videnia ukazuje, ako rýchlo tieto technológie napredujú.

Záver

Prieskumy spoločnosti Cotton Incorporated z rokov 2008 až 2023 odhaľujú rastúce využívanie technológií presného poľnohospodárstva medzi pestovateľmi bavlny, najmä pri úlohách, ako je siatie, postrekovanie a zber. Technológia automatického riadenia zaznamenala výrazný nárast používania, čo naznačuje trend smerom k efektívnejšiemu poľnohospodárstvu. Výzvy, ako je škálovateľnosť zariadení a náklady, však pretrvávajú.

Budúcnosť poľnohospodárstva pravdepodobne zahŕňa automatizačné technológie, ako sú traktory bez vodiča, ktoré ponúkajú výhody, ako sú úspory práce a zvýšenie efektivity, ale vyvolávajú obavy o zamestnanosť a škálovateľnosť zariadení.

Zdroj: Pestovateľ bavlny a Bavlna Začlenené. Výskumníci: Jeyran Bayramova, Steven Pires, Jesse Daystar a Ed Barnes sú výskumníci zo spoločnosti Cotton Incorporated.