2023 Autor: Cole Macduff | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-21 16:00
Trevor Scherman ruht sich heutzutage dank seines iPad mehr aus. Scherman ist ein Bauer, der in der Nähe von Battleford, Saskatchewan, Weizen, Erbsen, Raps und Linsen anbaut. Wie Legionen von Landwirten in Kanada und den Vereinigten Staaten verwendet er Präzisionslandwirtschaftstechnologie - modernste Werkzeuge wie Drohnen und Satellitenbilder -, um seine Ernten genau zu überwachen. Die Sensoren rund um Schermans Farm geben sofortiges Feedback zu allen möglichen Bedingungen, die sich auf seine Ernte auswirken können, wie z. B. starker Regen oder plötzlicher Frost. Er erhält auch digitale Satellitenbilder seiner Felder per E-Mail. Ein Unternehmen namens Farmers Edge analysiert die Daten mit ausgeklügelten mathematischen Algorithmen und künstlicher Intelligenz (KI). Zusätzlich zur Identifizierung schwerwiegender Probleme kann die Software sogar einen geringfügigen Unkrautausbruch oder einige Hektar, auf denen Pflanzen verdorren, lokalisieren, Probleme, die Großbauern wie Scherman wahrscheinlich selbst nie entdeckt hätten, bis sie weit verbreitet waren.
Erfahren Sie mehr: Warum unsere Zukunft von einem gesunden Boden abhängt
Die Precision AG hat nicht nur Schermans 6500 Hektar große Farm effizienter und rentabler gemacht, sondern er muss auch nicht mehr um 3 Uhr morgens aufstehen, wenn es regnet, und stundenlang in der Dunkelheit vor dem Morgengrauen auf seinem Grundstück herumfahren, um die Bodenbedingungen zu beurteilen, damit er weiß, ob oder nicht zu säen. (Wenn der Boden zu feucht ist, keimen die Samen nicht.) Früher musste Scherman seine Regenmesser manuell überprüfen. Jetzt überwacht ein Netzwerk drahtloser Sensoren kontinuierlich den Niederschlag und überträgt die Messwerte an eine App auf seinem iPad, die er checkt im Bett ein. "Wenn es zu nass ist", sagt er, "schlafe ich wieder ein."
Da Landwirte, die mit Precision AG ausgestattet sind, genau wissen, wo Probleme bestehen, können sie auch weniger Wasser verbrauchen und die Anwendung von Pestiziden, Herbiziden, Fungiziden und Düngemitteln auf die Pflanzen beschränken, die sie am dringendsten benötigen, wodurch sie weniger auf diese Chemikalien angewiesen sind. In einem dieselbetriebenen Traktor, der Kohlenstoffemissionen aus seinem Auspuff spuckt, bedeutet dies weniger Zeit- und Kilometerleistung auf kreuz und quer verlaufenden Feldern. Ein kürzlich veröffentlichter USDA-Bericht schätzt, dass diese Technologie den Einsatz von Pestiziden und anderen Chemikalien um bis zu 80% reduzieren, den Wasserverbrauch um 20% bis 50% senken und 40% weniger Kraftstoff verbrauchen kann. Die Precision AG reduziert auch die Ernteverluste um bis zu 80%, unter anderem durch die Lokalisierung von von Unkraut befallenen Gebieten oder erkrankten Pflanzen mit einer Genauigkeit von 99%.
"Wenn die Landwirte nicht rechtzeitig Probleme haben, können sie Ernten verlieren. Und die Margen sind knapp, sodass eine falsche Entscheidung ihren Gewinn erheblich beeinträchtigen kann", sagt Marina Barnes, Chief Marketing Officer von Farmers Edge. Bei so vielen Landwirten, die diese Technologie einsetzen (laut einer Umfrage von 2017 verwenden bis zu 93% der Betriebe mit einer Größe von mehr als 1.000 Acres eine Präzisionsag), ist dies auch ein großer Gewinn für die Umwelt. Kleinere Betriebe - einschließlich Biobetriebe - haben begonnen, sich ebenfalls der Precision AG zuzuwenden, um Wettermuster, Unkraut und Ertrag im Auge zu behalten. Und Landwirte berichten von einem echten Vorteil bei der Anwendung dieser Praktiken. "Ich habe gegenüber dem Vorjahr einen Anstieg meiner Kapitalrendite festgestellt", sagt Scherman.
Wachsende Technologie auf dem Bauernhof
Werfen Sie einen Blick auf die Innovationen, mit denen Erzeuger, Milchbauern und Viehzüchter produktiver arbeiten und ihren ökologischen Fußabdruck verringern. Diese Zukunft ist jetzt; Stellen Sie sich vor, welche coolen Spielereien wir uns als nächstes ausdenken werden. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie Technologie bereits die Zukunft der Landwirtschaft gestaltet.
Robotik
Roboter sind die neueste Technologie, die in der Precision AG eingeführt wurde, obwohl viele Designs noch getestet oder als Prototyp entwickelt werden. Trotzdem ersetzen sie langsam Menschen auf Farmen, die arbeitsintensive Pflanzen anbauen, insbesondere solche, die eine feine Berührung erfordern, wie Erdbeeren und Trauben. Derzeit herrscht auf amerikanischen Farmen ein enormer Arbeitskräftemangel, und Roboter könnten den Unterschied zwischen der Ernte eines Landwirts oder der Verschwendung auf den Feldern bedeuten. Harvest CROO Robotics, ein Technologieunternehmen in Tampa, Florida, entwickelt das vielleicht fortschrittlichste landwirtschaftliche System auf dem Markt. Der Erdbeerpflücker mit dem Namen "Berry 5" hat etwa die Größe eines Schulbusses und die Entwicklung hat fünf Jahre und 10 Millionen US-Dollar gedauert. Auf der Unterseite befinden sich 16 Roboter-Picker mit jeweils einer Kamera, die 400 Bilder pro Sekunde aufnimmt. Eine spezielle Verarbeitungssoftware bestimmt dann, ob die Beeren reif sind. Die Roboterpflücker können die Früchte in nur 10 Sekunden aus einer einzigen Pflanze pflücken, sodass die Maschine selektiv 8 Morgen pro Tag ernten kann, was ungefähr 30 menschliche Arbeiter erfordern würde.
In Milchviehbetrieben werden Roboter auch eingesetzt, um Kühe zu melken und die Produktion zu steigern. Die Kühe betreten spezielle Stände, an denen genau die richtige Menge Futter abgegeben wird, an der sie beim Melken knabbern können. Das Gerät ist auch so konzipiert, dass es vor jedem Melken desinfiziert wird. Wenn etwas schief geht, werden Textmeldungen an den Landwirt gesendet. Automatisierte Melker können auch die Gesundheit des Euters der Kuh und andere Maßnahmen zum Wohlbefinden überprüfen.
Geographisches Positionierungs System
Eine Konstellation von 32 umlaufenden Satelliten bildet das Global Positioning System (GPS), eine Ortungstechnologie, die Uber unter unzähligen anderen Aufgaben mitteilt, wie Sie zu finden sind, und Flugzeuge navigiert. Mitte der neunziger Jahre zündete GPS die Präzisionsbewegung an, als die Hersteller von landwirtschaftlichen Geräten damit begannen, sie auf Traktoren zu installieren, um Lenkung und Navigation zu automatisieren. Heute sind GPS-gesteuerte Geräte wie Traktoren und Mähdrescher in der Landwirtschaft nahezu allgegenwärtig. Es hilft den Landwirten, Überschneidungen zu vermeiden, sodass sie nicht zweimal säen, Pestizide und Düngemittel sprühen oder eine Fläche gießen, was häufig zu übermäßigem Abfall und Umweltschäden führt. Und dank selbstfahrender Maschinen können Landwirte bei dichtem Nebel oder nachts arbeiten, wenn die Sicht eingeschränkt ist, der Wind jedoch normalerweise schwächer ist, wodurch die Pestiziddrift und die Übersaat verringert werden.
Drohnen
Unbemannte Luftfahrzeuge, auch Drohnen genannt, bieten den Landwirten eine unmittelbare Sicht auf ihre Felder. Drohnen sind relativ kostengünstig, selbstständig (bei vielen kann ein ausgebildeter Landwirt einen Flugplan über ein Tablet und die Drohnenpiloten selbst vorprogrammieren) und einfach mit einer Vielzahl von Sensoren, Kameras und Hardware auszustatten, die dem Landwirt so ziemlich alles erzählen, was er sagt oder sie will es wissen. Es gibt Sensoren, die Chlorophyll messen, was für die allgemeine Gesundheit und Vitalität einer Pflanze relevant ist. Andere an Drohnen montierte Kameras verwenden farbempfindliche Filter - multispektrale, hyperspektrale und thermische -, die wie bionische Augen am Himmel wirken. Sie können die Bodentemperatur "sehen", den Wassergehalt im Boden bewerten, die Anzahl der Pflanzen in einem bestimmten Gebiet zählen, bestätigen, dass die Samen keimen, die Ernteerträge schätzen und Unkrautausbrüche erkennen. Drohnen werden auch in Vieh- und Milchviehbetrieben eingesetzt, um die Tiere zu überwachen und zu hüten und alle verlorenen Tiere aufzuspüren.
Wettervorhersage
Ihre lokale Wettervorhersage hilft Ihnen bei der Entscheidung, ob Sie einen Regenschirm zur Arbeit tragen sollten. Aber seine Vorhersagen sind zu allgemein für Landwirte, die extreme Spezifität benötigen. Dafür wenden sie sich an Unternehmen wie die Climate Corporation, aWhere oder Aeris, um maßgeschneiderte hyperlokale Prognosen zu erstellen, die bis zu ein oder zwei Meilen sagen können, ob es zu windig zum Düngen oder zu nass zum Pflanzen ist. Dringende Warnungen vor Hagel, Blitz oder Frost kommen per SMS an. In der Zwischenzeit senden Wetterstationen auf dem Bauernhof Echtzeitbedingungen und zeichnen historische Daten auf. Dies war praktisch, als ein starker Frost Schermans kürzlich gekeimte Rapsernte zerstörte. Obwohl er versichert war, würde der Einsteller den Verlust nicht decken, da die nächste offizielle Wetterstation niemals Temperaturen unter dem Gefrierpunkt aufzeichnete. "Aber das war 30 Meilen entfernt", sagt er. "Ich ließ sie herauskommen und meine Wetterstationen sehen. Ich hatte Daten, die bewiesen, dass sie auf meiner Farm eingefroren waren." Der Versicherer zahlte sofort und ermöglichte es Scherman, schnell neues Saatgut zu kaufen und neu zu pflanzen, bevor er das kurze Frühlingsfenster verpasste.
Satellitenbilder
Es kann mehrere Jahre und Tausende von Umlaufbahnen dauern, bis ein herkömmlicher Satellit unseren gesamten Planeten überwacht. Mittlerweile betreiben mehr als ein Dutzend Unternehmen Flotten winziger Satelliten in Schuhkartongröße, die als "CubeSats" bezeichnet werden und tägliche Satellitenbilder in beispiellosen Details produzieren. Zum Beispiel hat Planet mit Sitz in San Francisco derzeit mehr als 150 CubeSats im Orbit - genug, um jeden Quadratzentimeter Erde an einem einzigen Tag zu erfassen. Die Satelliten erfassen Tausende von hochauflösenden Bildern und verwenden häufig eine von der NASA entwickelte Fernerkundungstechnologie namens Wide Dynamic Range Vegetation Index, mit der zwischen verschiedenen Pflanzenarten unterschieden und deren Gesundheitszustand vermittelt werden kann. Die Software durchsucht die Bilder nach Anomalien, wie z. B. herabhängenden Pflanzen oder Pflanzen, deren Farbe dunkler wird (möglicherweise aufgrund eines Nährstoffmangels oder eines Entwässerungsproblems). Scherman sagt: "Ich benutze es, um Schädlinge wie Käfer aufzuspüren." Vom Boden aus bemerken die Landwirte das Problem möglicherweise erst, wenn die Erntereihen beschädigt oder zerstört sind.
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Michael Behar ist ein in Boulder, Colorado, ansässiger Wissenschafts-, Technologie- und Gesundheitsautor. Dieser Artikel wurde in Zusammenarbeit mit dem Food & Environmental Reporting Network, einer gemeinnützigen investigativen Nachrichtenorganisation, erstellt.
Michael Behar
Unten auf der Smart Farm | Oktober 2019 EatingWell
