Kategori: Nyheter

Implementeringen av precisionsjordbruksteknik ökar, och storskaliga gårdar leder vägen när det gäller att integrera avancerade verktyg för att förbättra effektiviteten, minska kostnaderna och öka skördarna.

Enligt en rapport från det amerikanska jordbruksdepartementet (USDA) använder nästan 701 000 000 storskaliga gårdar, definierade som de som omsätter över 1 411 000 000 000 per år, teknik som avkastningsmonitorer, autostyrningssystem och jordkartor för att förbättra sin verksamhet.

Detta är en betydande kontrast till endast 13% småskaliga gårdar som rapporterade att de använde liknande tekniker år 2023, enligt USDA:s ekonomiska forskningstjänst.

Varför större gårdar är mer benägna att anamma precisionsjordbruk

Precisionsjordbruk avser användningen av avancerad teknik för att optimera jordbruksmetoder och maximera produktiviteten. För större gårdar är fördelarna med dessa tekniker betydande.

Med fokus på att öka skördarna, sänka driftskostnaderna och hantera oförutsägbara väder- och marknadsfluktuationer har storskaliga gårdar mer ekonomiska resurser att investera i teknik. Detta gör det lättare för dem att anamma verktyg som kräver betydande initiala kostnader, såsom avkastningsmonitorer, autostyrningssystem och automatiserad utrustning.

Enligt USDA-undersökningen är skillnaden i teknikanvändning markant. Medan 68% av storskaliga gårdar använde beslutsstödjande tekniker som avkastningsmonitorer och jordkartor, använde endast 13% av småskaliga gårdar dessa verktyg.

Rapporten understryker att större verksamheter inte bara har den ekonomiska kapaciteten att investera i sådan teknik utan också kan dra större nytta av dess implementering. Precisionsjordbrukstekniker, särskilt de som fokuserar på automatisering och datadrivet beslutsfattande, kan leda till högre effektivitet, bättre resurshantering och i slutändan högre vinstmarginaler.

Viktiga teknologier som driver implementeringen av precisionsjordbruk

Bland de olika precisionsjordbruksredskap som finns tillgängliga utmärker sig flera för sin utbredda användning på stora gårdar:

1. AvkastningsmonitorerDessa enheter mäter kvantiteten och kvaliteten på grödor allt eftersom de skördas. Genom att tillhandahålla realtidsdata gör avkastningsmonitorer det möjligt för jordbrukare att bedöma variationer i fält och fatta välgrundade beslut om grödhantering och resursallokering.
2. Styrsystem för automatisk styrningDessa system är integrerade i storskalig jordbruksutrustning som traktorer och skördemaskiner. Autostyrning använder GPS-teknik för att styra utrustningen, vilket minskar mänskliga fel och optimerar noggrannheten i operationer som plantering, gödsling och skörd. Enligt USDA-rapporten använde 70% av de stora gårdar autostyrningssystem, jämfört med bara 9% av de små gårdar.
3. Markkartor och dataanalysMarkkarteringsteknik ger detaljerad information om markförhållandena på en gård, vilket gör det möjligt för jordbrukare att fatta exakta beslut om bevattning, gödsling och plantering. Genom att förstå variationen i marksammansättning och fuktnivåer kan storskaliga jordbrukare öka avkastningen och minska insatskostnaderna.

Faktorer som påverkar teknikimplementering

USDA-rapporten lyfter fram flera faktorer som påverkar införandet av precisionsjordbruk, där gårdsstorlek och ekonomiska resurser är de viktigaste. Större gårdar, med högre intäkter och förmåga att göra långsiktiga investeringar, är mer benägna att använda teknik som kräver betydande initialt kapital.

Å andra sidan har mindre verksamheter, särskilt de som genererar mindre än 140 000 pund per år, utmaningar med att motivera den initiala investeringen på grund av begränsade budgetar och lägre vinstmarginaler.

Förutom ekonomiska begränsningar spelar gårdens natur också en roll för teknikens införande. Pensionerade gårdar, eller de som drivs av jordbrukare som närmar sig pensionen, är ofta mindre benägna att investera i ny teknik, eftersom deras långsiktiga engagemang i jordbruksverksamheten kan vara osäkert.

För dessa verksamheter kanske fördelarna med precisionsjordbruk inte överväger kostnaderna, särskilt om bonden planerar att fasa ut aktivt jordbruk inom en snar framtid.

Kampen för utbredd adoption

Även om precisionsjordbruksteknik erbjuder tydliga fördelar har deras utbredda användning varit långsammare än väntat. Trots den ökande användningen av verktyg som avkastningsövervakning och autostyrningssystem på stora gårdar har vissa tekniker ännu inte fått något större genomslag på olika gårdar. Drönare, bärbara enheter för övervakning av boskap och robotmjölkningsmaskiner är till exempel fortfarande underutnyttjade även bland större gårdar.

Användningen av drönare, som ofta ses som ett lovande verktyg för grödövervakning och fältanalys, rapporterades av endast 12% av storskaliga familjejordbruk år 2023. Andra högteknologiska verktyg, såsom robotmjölkningsmaskiner och bärbara enheter för boskap, såg också låg implementeringsgrad, med jordbrukare som tvekade att anamma dessa tekniker på grund av kostnad, komplexitet eller osäkra fördelar.

Utrustningstillverkares roll

I takt med att efterfrågan på precisionsjordbruk fortsätter att växa, ökar tillverkare av jordbruksutrustning sina investeringar i avancerad teknik. Företag utvecklar mer prisvärda och lättillgängliga lösningar för att möta behoven hos ett bredare spektrum av jordbrukare, inklusive de med mindre verksamheter.

Trots dessa ansträngningar är marknaden fortfarande utmanande, och många jordbrukare tvekar fortfarande att anamma ny teknik mitt i en tuff jordbruksekonomi.

Tillverkare fokuserar också på att skapa automatiserade system som kan hjälpa till att optimera prestandan hos traktorer, skördetröskor och andra jordbruksmaskiner. Dessa innovationer syftar till att hjälpa jordbrukare att minska arbetskraftskostnaderna och öka produktiviteten, vilket säkerställer att precisionsjordbrukstekniker blir mer attraktiva för jordbrukare av alla storlekar.

Slutsats

Precisionsjordbruksteknik erbjuder betydande fördelar för jordbrukare, särskilt de som bedriver storskalig verksamhet. Med verktyg som avkastningsmonitorer, autostyrningssystem och jordkartor kan stora gårdar optimera sin produktivitet, minska kostnaderna och hantera utmaningarna som volatila marknader och oförutsägbart väder innebär. De höga initiala kostnaderna för dessa tekniker fortsätter dock att hindra implementeringen bland mindre gårdar, särskilt de med begränsade ekonomiska resurser.

I takt med att jordbruksindustrin fortsätter att utvecklas är det troligt att användningen av precisionsjordbruk kommer att expandera ytterligare. För småskaliga jordbrukare kommer utvecklingen av mer prisvärda och lättillgängliga lösningar att vara nyckeln till att säkerställa att dessa tekniker är tillgängliga för alla. Jordbrukets framtid, verkar det som, kommer att formas i allt högre grad av de digitala verktyg som gör det möjligt för jordbrukare att fatta smartare, datadrivna beslut i sin verksamhet.

Precisionsjordbruk (Precision Ag), ett innovativt jordbrukssätt som integrerar teknik, data och avancerade metoder, har förändrat jordbrukslandskapet.

Genom att utnyttja verktyg som GPS-vägledning, drönare, sensorer och dataanalys kan jordbrukare maximera effektiviteten, minska avfall och optimera avkastningen. Detta revolutionerande område uppstod dock inte isolerat. Dess utveckling är djupt rotad i århundraden gamla jordbruksmetoder, vilket visar hur det förflutna fungerar som en prolog till framtiden.

En tillbakablick: Grunderna för precisionsjordbruk

Jordbruk har alltid varit ett innovationsområde. Långt före modern tekniks tillkomst förlitade sig jordbrukare på noggrann observation, erfarenhet och trial-and-error för att förbättra produktiviteten.

Metoder som växtföljd, bevattning och selektiv avel exemplifierar tidiga former av precisionsjordbruk. Dessa metoder, även om de är rudimentära med dagens mått mätt, lade grunden för moderna jordbruksstrategier.

Den industriella revolutionen under 1700- och 1800-talen markerade en betydande vändpunkt. Mekaniserad utrustning som plogar, såmaskiner och tröskmaskiner ökade effektiviteten, vilket gjorde det möjligt för jordbrukare att hantera större tomter.

Under denna period kom även kemiska gödningsmedel och bekämpningsmedel, vilket ytterligare ökade skördarna. Dessa innovationer banade väg för de precisionsdrivna teknologier som skulle följa under 1900- och 2000-talen.

Framväxten av modern precisionsjordbruk

Konceptet precisionsjordbruk som vi känner det idag började ta form i slutet av 1900-talet med framsteg inom satellitteknik, datorkraft och geografiska informationssystem (GIS). Viktiga milstolpar under denna period inkluderar:

1. GPS-teknik (1990-talet): Införandet av GPS-system revolutionerade jordbruket genom att möjliggöra exakt navigering av maskiner. Jordbrukare kunde nu optimera planterings-, gödslings- och skördemönster, vilket minskade överlappningar och minimerade resursslöseri.
2. Avkastningsövervakning (1990-talet): Avkastningsmonitorer installerade på skördetröskor gav detaljerad data om grödornas prestanda, vilket hjälpte jordbrukare att identifiera områden med hög och låg avkastning inom sina fält.
3. Fjärranalys (2000-talet): Användningen av satellitbilder och drönare gjorde det möjligt för jordbrukare att övervaka grödors hälsa, markförhållanden och vattenanvändning med oöverträffad noggrannhet.
4. Variabel hastighetsteknik (VRT): VRT gjorde det möjligt för jordbrukare att applicera insatsvaror som utsäde, gödningsmedel och bekämpningsmedel i varierande mängder över ett fält, anpassat till de specifika behoven i olika zoner.

Dessa innovationer markerade övergången från generaliserade jordbruksmetoder till platsspecifik förvaltning, vilket avsevärt förbättrade effektiviteten och hållbarheten.

Det nuvarande landskapet: Precisionsjordbruk idag

Under 2000-talet har precisionsjordbruk blivit en hörnsten i det moderna jordbruket. Dagens tekniker innefattar avancerade sensorer, maskininlärningsalgoritmer och dataanalys i realtid. Viktiga trender som formar det nuvarande landskapet inkluderar:

• Stordata och AI: Jordbrukare samlar nu in enorma mängder data från sina åkrar, inklusive jordkomposition, vädermönster och grödors prestanda. Artificiell intelligens bearbetar denna data för att generera användbara insikter.
• Sakernas internet (IoT): Smarta sensorer och IoT-enheter möjliggör kontinuerlig övervakning av fältförhållanden, vilket möjliggör beslutsfattande i realtid.
• Autonoma maskiner: Självkörande traktorer och robotskördare minskar arbetsbehovet samtidigt som de förbättrar precision och effektivitet.
• Fokus på hållbarhet: Precisionsjordbruk ligger i linje med den växande betoningen på hållbarhet genom att minimera resursanvändning, minska miljöpåverkan och förbättra koldioxidlagringen i jordar.

Framtiden för precisionsjordbruk

Precisionsjordbruket är redo att utvecklas ytterligare i takt med att nya teknologier omformar branschen. Några av de mest lovande utvecklingarna inkluderar:

• Genredigering: Verktyg som CRISPR skulle kunna möjliggöra skapandet av grödor som är specifikt utformade för precisionsodling, med egenskaper optimerade för lokala jord- och klimatförhållanden.
• Prediktiv analys: Framsteg inom AI och maskininlärning kommer att förbättra noggrannheten hos prediktiva modeller, vilket hjälper jordbrukare att förutse utmaningar som skadedjursutbrott eller väderavvikelser.
• Blockkedjeteknik: Blockkedjan kan förbättra transparensen och spårbarheten i jordbrukets leveranskedjor, vilket säkerställer etiska inköp och rättvisa priser.
• Utökad anslutning: Med utrullningen av 5G-nätverk kommer landsbygdsområden att få tillgång till höghastighetsinternet, vilket möjliggör ännu mer sofistikerade precisionsjordbrukstekniker.

Förflutet som prolog: Att lära av historien

Precisionsjordbrukets resa understryker en viktig lärdom: innovation bygger på det förflutnas grunder. Tidiga jordbruksmetoder lärde oss vikten av observation och anpassning. Mekaniseringseran betonade värdet av effektivitet och skalbarhet. Dagens precisionsjordbruk kombinerar dessa lärdomar med spetsteknik för att möta utmaningarna med att föda en växande global befolkning.

Genom att förstå och uppskatta precisionsjordbrukets historiska sammanhang kan vi bättre navigera dess framtid. Det förflutna fungerar inte bara som en vägledning utan som en påminnelse om att framsteg är en kontinuerlig resa, förankrad i uppfinningsrikedomen och motståndskraften hos dem som kom före oss.

Slutsats

Precisionsjordbruk är ett bevis på kraften i mänsklig innovation och historiens bestående relevans. När vi står på gränsen till nya genombrott är det viktigt att inse att morgondagens framsteg kommer att formas av dagens insikter och det förflutnas lärdomar. Genom att omfamna denna kontinuitet kan vi säkerställa att precisionsjordbruket fortsätter att utvecklas och främjar en hållbar och välmående framtid för både jordbrukare och planeten.

Sedan 1990-talet har precisionsjordbruk syftat till att revolutionera jordbruket genom att förse odlare med detaljerad information om sina grödor och tekniken för att utnyttja den informationen effektivt.

Många framsteg har gjorts, vilket förbättrar precisionen inom jordbruket. Moderna traktorer kan styra sig själva med hjälp av GPS, och jordbrukare kan nu justera mängden utsäde och gödsel. Framsteg har också setts inom grödgenetik och ogräsbekämpning.

“Det enda vi inte har utvecklat är sensorn”, säger Pablo Sobron, grundare av Impossible Sensing. “Förmågan att se viktiga saker i både växterna, jorden och rötterna.”

Sobron och hans forskarteam i St. Louis utvecklar nu den andra prototypen av en sensor som är avsedd att monteras på baksidan av en planteringsmaskin. Sensorn kommer att göra det möjligt för jordbrukare att se information i realtid om näringsnivåer, markhälsa, vattenförhållanden och andra faktorer som påverkar enskilda plantor när de kör genom sina fält.

“Vår övertygelse är att mer exakt kunskap om vilka områden på gården som behöver mer eller mindre gödselmedel kommer att hjälpa lantbrukare att applicera rätt mängd”, sa Sobron. “Det verkliga värdet och behovet här är att ge insikter och kunskap, som föreskriver vad som ska göras och när.”

Denna data bör hjälpa jordbrukare att fatta beslut som inte bara förbättrar deras vinster utan också minskar överanvändningen av gödningsmedel och kemikalier, och gör bevattningen mer riktad.

Sobron erkände dock att framstegen inom precisionsjordbruk inte helt har förändrat jordbruket ännu.

“"Det lever inte upp till den hype det marknadsfördes med", sa han.

Det kommer sannolikt att dröja år innan lovande verktyg, som lasrar, används på tusentals, än mindre miljontals, tunnland jordbruksmark.

“Att experimentera är en risk”, säger Bill Leigh, en bonde i Marshall County, Illinois, som odlar cirka 2 200 hektar majs och sojabönor tillsammans med sin bror. Sedan starten i början av 1980-talet har Leigh gradvis utökat sin utrustning med mer precisionsverktyg, vilket har hjälpt honom att så frön och applicera gödningsmedel, herbicider och svampmedel mer effektivt.

Men den här förändringen har gått långsamt, förklarade han.

“Det är inte ett hopp i det med båda fötterna, det är en process”, sa Leigh. “Det är helt enkelt för dyrt och det är för mycket risk att ta det där flygande hoppet och inse att det inte finns en höjdhoppsgropa i slutet, det är en bit betong.”

Ny jordbruksteknik kan i vissa fall kosta mer än 140 000 pund. Leigh är villig att göra sådana investeringar om han ser en ekonomisk avkastning. Denna ekonomiska övervägning är avgörande eftersom många gårdar drivs med små marginaler.

Enligt BioSTL:s Agrifood-chef Chad Zimmerman finns det fortfarande en klyfta mellan den nya tekniken som finns tillgänglig och de bönder som använder den eftersom många inte har råd att prova något nytt på alla sina åkrar.

“"Vi kan inte be dem att ta mer risk, att bara minska sin vinst för att uppnå någon annans mål", sa Zimmerman.

Detta sätter press på företag att bevisa att deras precisionsjordbruksteknik verkligen levererar. Många arbetar med detta, konstaterade Alison Doyle, biträdande direktör vid Iowa State University Research Park.

“"Många jordbruksföretag positionerar sig mer inom teknikområdet än inom traditionellt jordbruk", sa Doyle.

Arbetskraft är en viktig faktor. Det finns färre lantarbetare idag än förr, och dagens gårdar är mycket större, tillade Doyle.

“När man har en så stor verksamhet, där råvarupriser och insatsvarupriser är som de är, letar man efter en liten marginal var man än kan hitta den”, sa hon. “Så dessa precisionsverktyg blir nödvändiga.”

South Dakota State University (SDSU) var pionjärer inom ett program som undervisade och hjälpte jordbrukare att använda precisionsjordbruk.

I Brookings, South Dakota, har SDSU:s nya program för precisionsjordbruk varit framgångsrikt när det gäller att uppmuntra lokala och vissa andra jordbrukare i mellanvästern att införa mer teknik i sin verksamhet. Däremot är jordbrukare i andra stater långsammare med att anamma denna teknik.

SDSU blev det första universitetet i landet att etablera ett program som utbildar och hjälper jordbrukare att använda precisionsjordbruk, vilket är vetenskapen om att integrera ny teknik och traditionella metoder för att förbättra driftseffektiviteten, vilket leder till ökade skördar samtidigt som miljöpåverkan minimeras.

Till exempel hjälper användningen av GPS-satelliter till att rikta kemikalier och gödningsmedel exakt dit de behövs som mest.

Ali Mirzakhani Nafchi, biträdande professor vid precisionsjordbrukscentret, nämnde att skolan arbetar för att öka användningen genom utbildning och forskning för att göra tekniken mer praktisk för jordbrukare.

“Jag är väldigt optimistisk om att det kommer att fungera. Och vi kommer att se förändringarna inte bara i South Dakota, i nationen och i världen”, sa Nafichi.

South Dakota har en av de högsta procentsatserna för användning, med 531 000 jordbrukare som använder precisionsjordbruksteknik, enligt en studie från det amerikanska jordbruksdepartementet.

I andra delstater i mellanvästern, som North Dakota, Iowa, Illinois och Nebraska, använder mer än hälften av jordbrukarna precisionsjordbruk, enligt en studie utförd av SDSU Ness School of Management and Economics.

Nationellt använder dock endast 27% av jordbrukarna precisionsjordbruksmetoder för att hantera grödor eller boskap, vilket framgår av Ness-studien.

Fördelar med precisionsjordbruk, utmaningar vid implementering

Precisionsjordbrukstekniker blir alltmer populära bland jordbrukare. Autostyrning i maskiner är en teknik som används flitigt. Den hjälper jordbrukare att styra sina maskiner utan att behöva göra det manuellt. En annan viktig teknik är "georeferering", vilket innebär att man tar digitala bilder för att precisera platser.

Satellitbilder används också i stor utsträckning, och nästan 60 100 000 bönder har provat det, enligt en studie av Ness. Denna teknik gör det möjligt för bönder att se sina åkrar ovanifrån. Forskning visar att precisionsjordbrukstekniker vanligtvis ökar grödoproduktionen med 4 100 000 och förbättrar effektiviteten vid gödseltillförsel med 7 100 000, enligt en studie av Association of Equipment Manufacturers. Dessutom minskar precisionsjordbruk användningen av herbicider, bekämpningsmedel, fossila bränslen och vatten.

Trots fördelarna med förbättrad avkastning och skörd har faktorer som kostnad och bristande allmän kunskap om precisionsjordbruk hindrat många jordbrukare från att använda dessa tekniker så brett som förväntat.

Anna Karels, student vid precisionsjordbrukscentret, anmärkte att även om det kräver pengar att komma igång, så sparar det i slutändan pengar på lång sikt.

“"Jag tror att det är svårt för många jordbrukare att förstå att, ja, det kan öka mina kostnader i förskott, men det lönar sig över ett visst antal år", sa Karels.

Nafchi nämnde att en sänkning av den initiala skattesatsen kommer att stimulera fler jordbrukare att använda tekniken.

“De initiala kostnaderna för att tillämpa rörlig ränta är för höga”, sa Nafchi. “Tänk dig om vi får hjälp. Kanske på något sätt göra det billigare, eller sänka de initiala kostnaderna, eller bara ge ett incitament, en investering för dem, och be dem att bara prova det. Och sedan ser de att avkastningen på sin investering är riktigt bra. Jag är väldigt optimistisk om att de kommer att använda det.”

Om de initiala kostnaderna är för höga för vissa jordbrukare finns det program som kan hjälpa till. Enligt US Government Accountability Office har USDA och National Science Foundation anslagit nästan 14 200 miljoner pund till forskning och utveckling inom precisionsjordbruk från 2017 till 2021.

En annan anledning till den låga implementeringsgraden är bristen på kunskap om den nya tekniken. Men det finns möjligheter för bönder i South Dakota att lära sig mer.

“Återförsäljare som John Deere, de anordnar många kliniker där de visar lantbrukare hur man använder den”, sa Karels.

Raven Precision Agriculture Center

Raven Precision Agriculture Center grundades för att hjälpa studenter i huvudämnet att lära sig om precisionsjordbruk på praktiska sätt.

Byggnaden har rum fyllda med utrustning och precisionsjordbruksprodukter som studenter använder för praktisk utbildning. Den öppnade i augusti 2021 och kostade 1446,2 miljoner pund, vilket gör den till det första precisionsjordbruksprogrammet i landet.

“Vi vill ta vårt precisionsjordbruksprogram till nästa nivå och förbättra upplevelserna för våra elever”, sa Muthukumarappan.

Institutionen behöver fortsätta göra förändringar för att hålla jämna steg med ny teknik. Detta är ett område där programmet kan förbättras, enligt vissa studenter.

“Precisionsjordbruksprogrammet är något som måste ständigt förändras för att anpassa sig till all ny teknik som dyker upp. Och jag tror att SDSU kanske skulle kunna göra ett lite bättre jobb med att hålla jämna steg med det”, sa Karels.

Detta är något som programmet arbetar med.

En förändring är att lägga till fler specialiserade huvudämnen för att samla in mer data om precisionsjordbruk.

“Tidigare hade vi ett enda recept för alla studenter som är inskrivna i precisionsjordbruksprogrammet, vilket innebär att vi kombinerar agronomi och teknologier och gör det till ett robust program”, sa Muthukumarappan. “Nu gör vi det mer användarvänligt. Och vi har tre olika spår. Ett är för teknikspåret. Det andra är för agronomispåret. Och det andra är för dataspåret, elektroniska slagjärn.”

“"För närvarande arbetar vår nya fakultet med att utveckla biosensorer och obemannade farkoster", sa Muthukumarappan.

Programmets mål är att genomföra mer forskning som gör precisionsjordbruk mer praktiskt för jordbrukare, vilket i sin tur kan öka implementeringsgraden.

Programmet siktar på att öka antalet inskrivna med 20% under de kommande fem åren för att göra detta mål uppnåeligt. SDSU:s uppdrag är att förenkla denna teknik och göra den mer praktisk för jordbrukare, sa Nafchi.

För närvarande har programmet 66 studenter.

“Vi har stora resurser som byggnad. Men vi hade inte mycket fakultetsresurser, mänskliga resurser, för att göra saker, erbjuda saker och bedriva forskningsverksamhet inom det här området”, sa Muthukumarappan. “De senaste två åren har vi kunnat anställa tre nya fakultetsmedlemmar för att utföra avancerad forskning, få in mer forskningsmedel och hjälpa vårt forskningsprogram att växa.”

Källa: South Dakota News Watch