Виробник бавовни: Мета компанії Cotton Incorporated — підвищити прибутковість виробництва бавовни за допомогою досліджень. Щоб забезпечити відповідність наших досліджень поточним викликам та спиратися на минулі успіхи, ми провели опитування щодо природних ресурсів виробників бавовни США у 2008, 2015 та 2023 роках.
Ці опитування також демонструють сталий розвиток бавовняного господарства та постійне вдосконалення галузі, надаючи дані для оцінки життєвого циклу. У цій статті розглядаються питання щодо впровадження технологій точного землеробства бавовняними фермерами.
Фермери в кожному штаті, де вирощується бавовна, взяли участь в опитуваннях, і частка відповідей загалом відповідала площі, вирощеній у штаті (наприклад, Техас, де найбільша кількість акрів засіяної бавовни, мав найбільшу кількість відповідей, за ним іде Джорджія, яка має другу за величиною площу засіяної бавовни).
В усіх опитуваннях респонденти представляли щонайменше 9% акрів, засіяних у рік опитування. Зверніть увагу, що в цих результатах іноді згадується регіон, і вони визначаються так: Далекий Захід: Каліфорнія, Аризона, Нью-Мексико; Південно-західний регіон: Техас, Оклахома, Канзас; Середній Південь: Міссурі, Арканзас, Міссісіпі, Луїзіана, Теннессі; та Південно-східний регіон: Алабама, Флорида, Південна Кароліна, Північна Кароліна, Вірджинія.
Трендові технології
В усіх опитуваннях виробників попросили оцінити 29 проблем виробництва як суттєві, помірні або взагалі не є такими. Найголовнішим занепокоєнням у всіх трьох опитуваннях була вартість виробництва бавовни. Однак, оскільки виробники не можуть контролювати виробничі витрати, точні технології стають необхідними. Ці технології допомагають забезпечити застосування лише необхідного, запобігаючи марнуванню коштів.
Як наслідок, спостерігається зростання використання різних технологій, за винятком відбору проб ґрунту, який залишається незмінним на рівні 46%, як показано на рисунку 1. В опитуванні 2023 року лише 4% респондентів повідомили, що не використовують прецизійні технології.
Важливо зазначити, що картографування ґрунту та відбір проб ґрунту, про які йдеться тут, стосуються використання зразків для врахування просторової мінливості в межах поля, а не загального відбору проб ґрунту. Для визначення коефіцієнтів родючості 77% респондентів вказали, що вони використовують рекомендації щодо аналізу ґрунту.
Використання технології автоматичного керування значно зросло з часом. У 2008 році лише 461 тис. фермерів використовували її, але до 2015 року це число зросло до 691 тис., а до 2023 року досягло 861 тис.. Ця тенденція до зростання демонструє зростаючу залежність фермерів від автоматичного керування.
Аналогічно, впровадження технологій автоматичного керування та моніторингу врожайності узгоджується з результатами опитування, проведеного Службою економічних досліджень Міністерства сільського господарства США щодо впровадження точного землеробства на фермах США. Опитування охоплювало кілька товарів, включаючи бавовну, у 2000, 2003, 2007 та 2019 роках.
В обох дослідженнях темпи впровадження моніторів врожайності та автоматичного керування зросли. Однак, впровадження автоматичного керування було набагато вищим, ніж впровадження моніторів врожайності. Як показано на рисунку 1, зростання використання автоматичного керування випереджало всі інші розглянуті технології та практики.
Автоматичне керування стає стандартним для нового обладнання та вимагає мінімальної підготовки порівняно з іншими технологіями. Тим часом, з іншими технологіями карти необхідно завантажувати, інтерпретувати, перетворювати на карти норм внесення та повторно завантажувати.
Автокерування знижує стрес оператора та може підвищити ефективність використання вхідних даних, усуваючи пропуски та надмірне внесення через перекриття. Очікується, що збільшення використання бездротових модемів у сільськогосподарській техніці зрештою сприятиме впровадженню інших технологій, коли карти пам'яті більше не потрібно буде транспортувати з офісу до обладнання.
Крім того, нові методи аналізу даних автоматизують інтерпретацію карт ґрунтів та врожайності. Також з'являються консультанти з питань сільськогосподарської науки про дані, які допомагають фермерам максимізувати цінність своїх даних.
Існують докази того, що підвищена простота використання та заводські опції сприятимуть майбутньому впровадженню технологій, як показано на регіональному рівні впровадження моніторів врожайності на рисунку 2.
Рівень впровадження моніторів врожайності у 2015 році корелював з використанням круглих модулів, як повідомлялося в опитуванні щодо вартості оброблення бавовни за 2016 рік (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 ...uncil, Memphis, TN. P. 528-53).
Це говорить про те, що спрощення використання технології та пропонування заводських опцій може заохотити більше фермерів до її впровадження.
В опитуванні щодо вартості оброблення волокна було зазначено, що використання круглих модулів становило 511 TP3T на південному сході, 611 TP3T на Середньому Півдні, 361 TP3T на південному заході та 291 TP3T на Далекому Заході, що відповідає рейтингу впровадження моніторів врожайності на рисунку 2.
Однак, за словами респондентів опитування, впровадження технологій моніторингу врожайності зросло в усіх чотирьох регіонах. Це зростання відбулося тому, що монітори врожайності стали доступними як заводська опція лише з появою модульних комбайнів.
Тим часом очікується, що поширення впровадження технологій збору даних про сільськогосподарську техніку призведе до збільшення їх використання в майбутньому.
Очікується, що наступний етап точного землеробства буде залежати від досягнень у технологіях автоматизації. Автоматизація, яка передбачає використання машин для автоматичного виконання завдань без втручання людини, має потенціал значно підвищити ефективність і точність у сільськогосподарській практиці. Одним із прикладів є інтеграція технології безпілотних тракторів.
Ця технологія може спростити такі завдання, як посадка, обприскування та збір врожаю. Як результат, ці завдання можна виконувати з більшою точністю та ефективністю. Однак, хоча автоматизація пропонує численні переваги, важливо враховувати її вплив на зайнятість у сільському господарстві.
Опитування 2023 року поставило перед фермерами, що вирощують бавовну, деякі нові питання щодо переваг та труднощів використання безпілотних тракторів на їхніх фермах. Понад 501 TP3T респондентів повідомили про економію робочої сили як одну з очікуваних переваг безпілотних тракторів.
Крім того, 41% посилався на підвищення ефективності, 28% наголошував на зменшенні впливу шкідливого впливу на працівників, а 34% вважав, що технологія не має жодних переваг. Тим часом, ймовірно, що фермери, які вже інвестували у велике обладнання для валкування (наприклад, обприскувачі зі штангами 120 футів), побачать мінімальні переваги від усунення оператора з такої машини.
Тривають дослідження, щоб визначити, чи можна досягти більших переваг від автоматизації шляхом зменшення розміру обладнання, що зробить його масштабованішим відповідно до завдання та розміру поля. Крім того, наявність кількох менших одиниць обладнання зменшує ризик простоїв.
Однак, коли виходить з ладу велика одиниця обладнання, втрачається виробництво на сотнях акрів на день. Масштаб обладнання, ймовірно, буде балансом між кількістю одиниць, які необхідно обробляти, завданням, яке потрібно виконати, та середніми розмірами та формами полів на фермі.
Перешкоди для безпілотних тракторів
Загалом, відповіді були однаковими в усіх регіонах, за винятком перешкод на полях та проблем із транспортуванням між полями. Підвищене занепокоєння на південному сході та Середньому Півдні, ймовірно, пов'язане з більшою кількістю водних об'єктів та змінами топографії, які впливають на поля в цих регіонах порівняно з південним заходом та Далеким Заходом. У всіх регіонах існує консенсус щодо того, що вартість технології може бути перешкодою для її використання на їхніх фермах.
Виникло питання про те, які завдання слід автоматизувати в першу чергу. Люди сказали, що основними є посів (40%), обприскування (40%), збір врожаю (35%) та боротьба з бур'янами перед посівом (35%).
Однак, оскільки ми тільки починаємо використовувати автоматизовану сільськогосподарську техніку, буде цікаво подивитися, як все зміниться в наступні п'ять років. Тим часом, зростання кількості систем для виявлення та обприскування бур'янів за допомогою машинного зору показує, наскільки швидко розвиваються ці технології.
Висновок
Опитування компанії Cotton Incorporated з 2008 по 2023 рік свідчать про зростання впровадження технологій точного землеробства серед бавовняних фермерів, особливо в таких завданнях, як посадка, обприскування та збір врожаю. Технологія автоматичного керування значно зросла у використанні, що свідчить про тенденцію до більш ефективного землеробства. Однак такі проблеми, як масштабованість обладнання та вартість, залишаються невирішеними.
Майбутнє сільського господарства, ймовірно, буде пов'язане з технологіями автоматизації, такими як безпілотні трактори, що пропонує такі переваги, як економія робочої сили та підвищення ефективності, але викликає занепокоєння щодо зайнятості та масштабованості обладнання.
Джерело: Виробник бавовни та Бавовна Включено. Дослідники: Джейран Байрамова, Стівен Пірес, Джессі Дейстар та Ед Барнс – дослідники компанії Cotton Incorporated.



