benvenuto a
Agricoltura moderna
!
Poco più di 25 anni fa, un sensore di flusso di massa abbinato al GPS cambierebbe per sempre il modo in cui gli agricoltori vedevano i loro campi. Il matrimonio ha dato loro la possibilità di mettere in relazione il grano raccolto con un'area di un campo e iniziare a generare
mappe di rendimento.
“Poiché gli agricoltori si sono resi conto di quanta variazione di resa si verificasse realmente nei loro campi, all'improvviso decollò l'agricoltura di precisione, "dice Scott Shearer, professoressa, Università statale dell'Ohio.
Più o meno in questo stesso periodo, Anche lo sviluppo di prodotti basato sull'interesse per il rilevamento della fertilità del suolo in movimento stava guadagnando terreno.
"Il nostro primo prodotto è stato un pHmetro del terreno che misurava i punti del campo in cui il mais era rachitico e stressato, "dice Mike Thurow, che ha fondato Spectrum Technologies nel 1987. “Nel corso degli anni, molto è cambiato nel settore”.
Oggi, i sensori, sia all'interno che all'esterno dell'attrezzatura, misurano una miriade di attributi per aiutare gli agricoltori a massimizzare i raccolti con risorse minime. Sopra e sotto terra, i sensori possono determinare quando è necessaria una maggiore deportanza, definire quando un raccolto ha sete, rilevare una malattia prima ancora che le lesioni compaiano sulle foglie, o guida come vengono applicate le sostanze chimiche.
“I sensori offrono più occhi nelle aree critiche, "dice Jesse Haecker, piantatrice globale, spruzzare, e business manager applicatore di nutrienti per John Deere. "Per esempio, i 300 sensori sulle irroratrici semoventi John Deere misurano la temperatura, velocità del vento, velocità al suolo, pressione dello spruzzo, flusso, e cambiamenti nel terreno per dirigere le applicazioni chimiche in condizioni variabili”.
L'agricoltura basata sui sensori sta diventando sempre più importante. Avere la capacità di monitorare con precisione la variabilità sul campo e prendere decisioni basate sui dati sta trasformando il modo in cui gli agricoltori gestiscono le loro operazioni.
“La sicurezza di avere dati per prendere decisioni è un enorme punto di valore, "dice John Gates, vicepresidente di prodotto, RitagliaX. "Possiamo sostanzialmente aumentare l'esperienza di un agricoltore, quindi quando incontra una situazione insolita che è meno familiare, ha un affidabile, fonte di informazioni senza congetture su come gestirlo.”
Con le strategie di Internet of Things (IoT) che prendono forma, le informazioni sulla macchina e sul campo provenienti da una miriade di sensori sono in rapida evoluzione. La prima domanda che Matt Darr si pone sull'IoT è:“Stiamo cercando di conoscere la scienza della produzione agricola o di influenzare la produzione agricola in una singola stagione?
“Essere in grado di prevedere e reagire durante la stagione è una proposta di valore completamente diversa rispetto all'essere in grado di mostrare perché si è verificato un risultato alla fine dell'anno, ” dice il professore della Iowa State University. “I produttori hanno votato più e più volte con il loro libretto degli assegni. Pagheranno per soluzioni basate sui risultati, ma sono riluttanti a pagare per soluzioni che forniscono solo conoscenza senza azione”.
Haecker afferma che sul mercato ci sono sicuramente più tecnologie che raccolgono dati di quelle che danno un senso ai dati. "Dobbiamo andare oltre 'Il sensore dice questo' a 'Quale azione dovrei intraprendere?' "
La decisione di un agricoltore di adottare, Gates dice, spesso si riduce a come può utilizzare la tecnologia come fattore abilitante per essere più redditizio. “Ci saranno sempre strumenti interessanti sul mercato, ma cosa colpirà il portafoglio di un agricoltore in questo momento?" lui chiede.
È qualcosa con cui Shearer crede che l'industria del rilevamento del suolo sia alle prese. “Aree come i sensori di riflettanza nel vicino infrarosso sono maturate in modo da poter misurare il contenuto di materia organica in movimento, " lui dice. "Sfortunatamente, fino ad oggi non abbiamo sperimentato lo stesso decollo nella misurazione dei livelli di nutrienti del suolo”.
Darr lotta con la proposta di valore dei sensori installati sul campo per le decisioni di gestione. "Hanno un problema concorrente di scalabilità per arrivare a risoluzioni di campionamento che contano mentre combattono anche problemi reali con la logistica attorno al posizionamento e alla fisica associata ai requisiti di alimentazione nelle colture in piedi".
Innovazioni come la sonda wireless di Teralytic, Shearer dice, potrebbe capovolgerlo. I suoi 26 sensori forniscono dati dettagliati sulla qualità del suolo, compresa l'umidità del suolo, salinità, e NPK a tre diverse profondità, così come l'aerazione, respirazione, temperatura dell'aria, leggero, e umidità. "Col tempo, Penso che darà agli agricoltori una buona stima dei livelli di nutrienti nel loro terreno, " lui dice.
Il più grande balzo in avanti avverrà sotto terra, dice Tomer Tzach, CEO di CropX. “C'è ancora molto da imparare sui fattori che contribuiscono alla salute del suolo, " lui dice, aggiungendo anche lui sente quella scalabilità, così come il costo, è un problema.
Il gioco finale, Darr crede, sono soluzioni montate su macchine che acquisiscono e reagiscono ai dati in tempo reale.
“Questo rende i dati fruibili pronti per i produttori e molto più facili da implementare, " lui dice, aggiungendolo mentre il rilevamento basato su macchine
è più difficile delle alternative, alla fine fornisce più opportunità di valore per influenzare direttamente i dati finanziari di un'azienda agricola in un determinato anno.
Prossimo alla scadenza, Wade Stewart di Trimble ipotizza che la più grande adozione che vedremo sarà l'adeguamento in tempo reale. Alcuni esempi sono la possibilità di regolare la profondità di semina in movimento in base all'umidità disponibile, avere un modo per cambiare dinamicamente la lavorazione in base alla compattazione, ed essere in grado di modificare l'angolazione del disco in base alla quantità di residuo.
“Queste sono pratiche che rendono davvero migliore l'operazione, ma sono finiti dietro le quinte, ” afferma il responsabile del mercato della divisione ag.
Le informazioni che Brandon Hunt sta raccogliendo nella sua fattoria del Kentucky occidentale non solo aiutano a identificare le efficienze che portano a una maggiore produttività e redditività, ma riducono anche i costi di produzione e ottimizzano l'uso dei fertilizzanti. “So che la tecnologia ci renderà migliori, ma è molto più facile parlare quando è integrato nel nostro sistema esistente."
Fa anche molti "test del fumo" per valutare una tecnologia prima di saltare a bordo. Per esempio, ha passato cinque anni a testare GreenSeeker di Trimble sul grano. A partire da pochi acri, Hunt ha aggiunto più acri solo quando la tecnologia è stata convalidata. (Vedi "Sensing Across the Acres" per sapere come Hunt utilizza altri sensori.)
“Si tratta di dimostrare che la tecnologia rende un operatore il più efficiente possibile, e ogni dollaro investito nell'operazione viene massimizzato, "Stewart dice. "Questo non cambierà mai".
Comprendere il ritorno sull'investimento per i sensori che tentano di ottenere informazioni sulle colture può essere elusivo, dice Darr. “Nella protezione delle colture, dobbiamo produrre un ROI che generi un vantaggio di rendimento sufficiente per superare sia i costi del prodotto che quelli dell'applicazione”.
Soluzioni IoT per identificare le erbacce, insetto, e i problemi di malattia devono essere non solo sufficientemente precisi da rilevare l'epidemia, ma anche abbastanza specifico da prevedere se il trattamento creerà un ROI positivo. "In molte aree mancano semplicemente le competenze agronomiche fondamentali per identificare con precisione questi punti di rottura tra la pressione dei parassiti e il ROI positivo garantito se trattati, "Dar dice.
Dobbiamo anche arrivare a un punto in cui possiamo eseguire su base ricorrente, dice Shearer. “L'unico jolly è sempre stato il tempo. Se avessi saputo che tempo sarebbe stato, renderebbe molto più facile la gestione dell'azoto”.
È anche il motivo per cui una stazione meteorologica in azienda è diventata uno strumento fondamentale.
“Dà davvero potere a un agricoltore, "Dice Thurow. “Stiamo assistendo a eventi di pioggia più intensi, e un temporale può essere un punto di svolta. Una stazione meteorologica in fattoria gli offre una prospettiva diversa su ciò che Madre Natura sta offrendo e su come potrebbe modificare i suoi piani".
Poiché la tecnologia dei sensori continua ad evolversi, è improbabile che una misurazione sia in grado di rispondere a tutte le domande che un agricoltore potrebbe avere. “Il potere deriva dalla combinazione delle informazioni in modi nuovi, ", dice Gates.
Per ottenere ciò, la connettività è fondamentale.
“Quando si tratta di collegare tutte queste informazioni attraverso Internet di domani, il nostro settore ha di fronte una grande sfida, "dice Haecker. “Sensori che si trovano sull'attrezzatura o fuori bordo, capacità di elaborazione, e l'infrastruttura cloud... ci sono molte cose che devono essere unite".
Le fioriere di Brandon Hunt (Caso IH 2140, Caso IH 2150, e Kinze 3660) sono dotati della tecnologia Precision Planting. Mentre i dati delle piantatrici gli permettono di sapere quanto bene si sta comportando, Hunt prende il massimo da DeltaForce. Il sistema di deportanza controlla e regola la pressione istantaneamente in base alle mutevoli condizioni del terreno. Ciò fornisce ogni volta la corretta profondità di semina, indipendentemente dalle condizioni del campo.
A causa delle dolci colline e dei pendii laterali con cui Brandon Hunt deve fare i conti nel Kentucky occidentale, rimanere sulla sua linea guida quando piantare mais nella striscia può essere
una sfida.
L'errore di inseguimento di un attrezzo può essere da 5 a 10 volte superiore all'errore di guida del trattore, secondo Scott Shearer, professoressa, Università statale dell'Ohio. “A seconda dell'operazione, quell'attrezzo potrebbe vagare un po' da una parte all'altra, " lui dice.
Utilizzando TMX-2050 TrueTracker, attacchi sterzanti attivi, e CenterPoint RTX, Hunt può posizionare ripetutamente la fioriera entro 1 pollice ogni volta.
"Stiamo facendo tutto il possibile per mantenere quella fioriera al centro della striscia il 100% delle volte, " lui dice.
Però, note di taglio, implementare i sistemi di guida non sono ancora un pilastro in AG principalmente a causa dei costi.
Una stazione meteorologica WatchDog 2900ET invia i dati direttamente alla piattaforma di controllo dell'irrigazione di Hunt Farms.
Brandon Hunt ha utilizzato sensori basati sia sulla filigrana che sulla capacità per misurare l'umidità del suolo sui suoi acri irrigati. A differenza del sensore filigrana, che misura l'umidità del suolo in un unico punto, il sensore basato sulla capacità misura l'umidità del suolo e la temperatura del suolo ogni 4 pollici lungo la lunghezza della sonda.
“Mentre i sensori di filigrana, che sono stati collocati a 12, 24, e 36 pollici, ha funzionato bene, cercavo qualcosa di diverso, " lui dice.
Un paio di anni fa Hunt ha iniziato a utilizzare le sonde AquaSpy su 13 perni centrali. AquaSpy è una sonda da 48 pollici dotata di sensori ogni 4 pollici che valutano l'umidità, nutrienti, e temperatura. La sonda invia dati in tempo reale a Hunt, cui può accedere tramite uno smartphone, tavoletta, o portatile.
"Ci sono un paio di cose che ho pensato di aver raccolto meglio utilizzando AquaSpy, "dice Hunt. "Primo, Riesco a vedere la profondità delle radici man mano che crescono durante la stagione perché il sensore basato sulla capacità vede dove le radici stanno assorbendo l'umidità. So se le radici sono superficiali o se sono profonde nel terreno come dovrebbero essere".
Secondo, i dati in tempo reale sono molto semplici. “Non devo fare molti scavi o interpolazioni, "dice Hunt. “Poiché le informazioni sono facili da capire, Sono in grado di prendere decisioni più tempestive su quando irrigare in base a ciò che mi viene mostrato".
"Abbiamo raccolto dati sulla resa per molto tempo. Sono ancora informazioni piuttosto potenti perché è la nostra unità di misura al momento del raccolto, "dice Brandon Hunt. "I buoni dati sulla resa quantificano tutte le cose che stiamo facendo".
I dati sulla resa sono un altro livello di informazioni che aiuta a determinare quali ibridi verranno piantati la stagione successiva. Aiuta anche Hunt a valutare i guadagni ottenuti nello strip-till e a verificare quanto bene ha gestito le sonde di umidità e i suoi 13 perni centrali.
Poiché Brandon Hunt lavora per migliorare la redditività, strip-till è diventata una soluzione a portata di mano. Oltre ad ottimizzare la resa, la pratica riduce le spese di carburante e manodopera. Ci sono anche vantaggi agronomici.
Strip-till consente all'agricoltore del Kentucky di posizionare i nutrienti esattamente dove sono necessari. Mantiene i residui colturali in posizione su gran parte del terreno,
che riduce l'erosione e aumenta le infiltrazioni d'acqua. Si conserva più materia organica, e l'anidride carbonica rimane nel terreno.
“L'infiltrazione d'acqua è molto importante nella coltivazione del mais, "dice Hunt, che alleva anche soia e grano. “Ovunque non abbiamo la capacità di trattenere l'acqua a causa del terreno superficiale poco profondo, lo strip-till mi ha permesso di fare un più grande
serbatoio di gas."
La pratica richiede anche un alto livello di precisione e ripetibilità.
“Uno degli obiettivi dello strip-till è creare un semenzaio di qualità. È desiderabile posizionare il seme lungo il centro del letto per massimizzare il potenziale di resa, "dice John Fulton, professoressa, Università statale dell'Ohio. “La ricerca indica che il seme posto sul bordo della striscia o fuori dalla striscia riduce la resa del raccolto. Quindi è importante utilizzare le stesse linee AB e un servizio di correzione GNSS ad alta precisione".
Hunt Farms ha iniziato a utilizzare RTK e ha installato stazioni base nel 2003, quando è passata allo sterzo automatico. Oggi, la precisione di meno di un pollice assicura che la sua macchina strip-till HDC e le piantatrici siano allineate con precisione, quindi il seme viene posto al centro della striscia.
Mentre RTK ha dimostrato il suo valore, Hunt ha recentemente iniziato a sperimentare
perdita di segnale in alcune parti della sua operazione. Per compensare il problema, si è abbonato al CenterPoint RTX di Trimble. Oggi, lui usa entrambi.
“Con il servizio di correzione via satellite, hai una precisione inferiore al pollice in meno di due minuti, "dice Michele Bruno, responsabile del programma di canale, Trimble.
Mentre Hunt lavora per legare il fertilizzante nella striscia, la precisione affidabile è ancora più importante. "C'è una penalità di resa a seconda di dove è piantata quella fila in riferimento a dove si trova il centro della fascia di fertilità, " lui spiega.
Il posizionamento preciso è la pietra angolare della precisione ag. Ma quanto è accurato abbastanza?
“Dipende davvero dalla percezione dell'operatore. A seconda dell'operazione che stai eseguendo, abbiamo consigli su quanto dovresti essere accurato, "dice Bruno. “L'agricoltura è tutta una questione di margine. Quello che sembra un aumento marginale della precisione può davvero avere un impatto sui profitti".
Per esempio, se stai combinando il grano e 6 pollici della barra di taglio non stanno tagliando il raccolto, non è un grosso problema in un solo passaggio. Se fai 100 passaggi in cinque stagioni, si somma.
"Col tempo, che lo spreco avrebbe più che compensato il costo di una maggiore precisione, rendendo l'operazione più efficiente. Potresti applicare lo stesso esempio a uno spruzzatore, un'applicazione di fertilizzante, o qualsiasi attrezzatura per la lavorazione del terreno. La lavorazione del terreno è probabilmente la più grande, soprattutto se ti alleni convenzionale fino, "dice Bruno. “Mentre gli agricoltori cercano servizi più accurati, è improbabile che tornino indietro lungo la catena di precisione. La precisione crea dipendenza".
In definitiva, se vuoi fare una gestione più intensiva, è qui che una maggiore precisione ripagherà.
"L'obiettivo è portare ogni agricoltore nella soluzione che meglio si adatta alla sua operazione e al suo budget, "dice Wade Stewart, responsabile del mercato, divisione agricola, Trimble.
I sensori basati su immagini con intelligenza artificiale dietro di loro è un concetto che Scott Shearer crede possa rivoluzionare il modo in cui gli agricoltori gestiscono i loro raccolti. See &Spray è il primo segno di un'applicazione tangibile in agricoltura, dice il professore della Ohio State University.
Sviluppato da Blue River Technology, See &Spray riunisce fotocamere, computer, e intelligenza artificiale per riconoscere ogni pianta e determinare il giusto trattamento per ciascuna, imparando continuamente mentre va. Con estrema precisione, gli ugelli robotici prendono di mira le piante indesiderate in tempo reale mentre l'irroratrice attraversa il campo, applicare un diserbante evitando il raccolto o le aree prive di erbacce.
Acquisita da John Deere nel 2017, la tecnologia attualmente identifica le differenze tra piante di cotone ed erbe infestanti di molte specie e dimensioni. È stato testato anche sui semi di soia.
Deere vuole un'ampia serie di esempi affinché l'intelligenza artificiale impari che aspetto ha un'erba e come non sembra, quindi See &Spray è attualmente in fase di test nel Midwest e in altre parti del mondo su colture aggiuntive. Questa ricca intelligenza accelererà la distribuzione in diversi mercati, dice Julian Sanchez, direttore, tecnologia emergente, John Deere.
“Un sistema che può essere molto selettivo e colpire solo un'area che ne ha veramente bisogno può portare a un risparmio dal 50% al 60% di soli prodotti chimici, "dice Sanchez. “Una volta arrivati al punto in cui possiamo farlo dopo l'emergenza, vedremo un risparmio del 90%.”
“Se si guarda al valore delle colture geneticamente modificate, è nella resistenza agli erbicidi, "Dice Shearer. “Se John Deere implementa con successo la tecnologia su larga scala, Il 50% del valore delle colture geneticamente modificate potrebbe evaporare. Questo è un punto di svolta".
Una volta dimostrato, Shearer ritiene che John Deere sposterà la tecnologia in aree come la carenza di nutrienti e il rilevamento delle malattie.
