Great Lakes Fruit, Vegetable & Farm Market EXPO oli melkoinen herkku tänä vuonna.
Tunsin energian ympärilläni ja sisälläni – vuoden tai kahden ilman konferensseja jälkeen en tajunnut kuinka paljon kaipasin olla muiden viljelijöiden ja ag-ammattilaisten seurassa. Varmasti tuntui hyvältä.
Dan Brainard Michigan State University Horticulturesta kokosi yhteen alueemme parhaita ja kirkkaimpia puhumaan rikkakasvien torjunnasta, ja tekniikan taian kautta saimme kuulla myös Kalifornian asiantuntijalta. Tässä artikkelissa kuvailen robottirobottien perustyyppejä, esimerkkejä siitä, mihin ne pystyvät ja kuinka niitä käytetään kaupallisesti Kaliforniassa.
Steve Fennimore Kalifornian yliopistosta Davisista työskentelee viljelijöiden kanssa, jotka käyttävät näitä kitkemisrobotteja vihanneksissa. Ensin hän teki muutamia eroja erityyppisten robottiruohokoneiden välillä. Ensimmäiset, joiden monimutkaisuus on alhaisin, ovat kameraohjatut kiinnikkeet (kuva 1). Niitä hinataan traktorin takana kolmipistekytkimellä ja työkalupalkkia liikutetaan vasemmalle ja oikealle (suoraan ajosuuntaan nähden) hydraulisylintereillä. Liikettä ohjaavat kamerat, jotka "näkevät" sadon ja pitävät työkalut rajausrivin keskellä. Kameraohjatut rikkakasvit pitävät perinteiset kitkemistyökalut rivin keskellä.
Seuraavaksi, keskitason monimutkaisuus, ovat traktoriin kiinnitetyt rivirobottirobotit (kuva 2, kuvassa ylhäällä). Nämäkin hinataan traktorin takana kolmipistekytkimellä, mutta niissä ei käytetä perinteisiä kitkatyökaluja, vaan jokaiselle riville on oma kamera ja kamera ohjaa teräspalaa liikkumaan yksittäisten kasvien välissä. Traktoriin asennettavat rivirobottikultivaattorit tarvitsevat henkilön, joka ajaa traktoria tai ohjaa sitä.
Viimeinen kitkarobotin tyyppi, joka on monimutkaisin, ovat autonomiset robottirobotit (kuva 3). Nämä koneet eivät tarvitse traktoria tai kuljettajaa, ja kun peltokartta on syötetty, ne liikkuvat itsestään pellon läpi tuntikausia kerrallaan, päivällä tai yöllä. Toistaiseksi nämä autonomiset robottirobotit voivat kuljettaa perinteisiä kitkatyökaluja (lakaisukoneet, sormikasvit jne.) eivätkä kameraohjattuja teriä, jotka kitkevät kasvien välissä.
Fennimore on tehnyt paljon kokeita, ja hän jakoi tietonsa kunkin työkalun vaatimasta ajasta. Hehtaarin salaatin kasvattaminen maksaa noin 439 dollaria eekkeriltä. Tästä koko kitkemisajasta käsin kitkeminen vaatii 68 %, 9 % traktoriviljelyyn ja 22 % rikkakasvien torjuntaan. Käsin kitkeminen on rikkakasvien torjunnan suurin kustannus.
Fennimore tunnisti kolme erilaista robottirobottia, joita käytetään Kaliforniassa. Stout (kuva 2) on traktoriin asennettu rivirobottirobotti. Titan (kuva 4) on myös traktoriin asennettu rivirobottirobotti, mutta sen mukana tulee oma traktori, ja Dino on autonominen robottirobotti perinteisillä työkaluilla (kuva 3). Fennimore jakoi hänen ja Richard Smithin suorittamien kokeiden tulokset osoittaen, mitä nämä kolme konetta voivat tehdä.
Koneiden suorituskyky oli vaihteleva (kuten maanviljelyssä). Esimerkiksi eräässä kaupallisessa pellolla tehdyssä kokeessa Titan-kone poisti 69 % rivin rikkaruohoista ja lyhensi käsin kitkemiseen kuluvaa aikaa noin puoleen (verrattuna perinteiseen rivienväliseen viljelyyn), mutta toisessa kokeessa se poisti vain 31 % rikkaruohoista. rivissä ja lyhensi käsin kitkemisaikaa noin 10 %.
Eräässä toisessa tutkimuskokeessa rivitraktoriviljely poisti 66 % rikkakasveista pennin päällä ja Titan 91 %. Tässä kokeessa Titan vähensi käsin kitkemistä noin puoleen rivivälissä tapahtuvaan traktoriviljelyyn verrattuna. Toisessa kaupallisessa peltokokeessa Stout poisti 98 % rivin sisällä olevista rikkaruohoista ja lyhensi käsin kitkemiseen kuluvaa aikaa noin puoleen rivien väliseen traktoriviljelyyn verrattuna (vaikka toisessa ajossa se vähensi rikkaruohoja 52 % – taas tulokset vaihtelevat). Dino oli varustettu sormikasvittimilla, ja se poisti 61 % rikkakasveista verrattuna riviväliseen traktorin viljelyyn, joka poisti 41 % rikkaruohoista.
Fennimore teki vaikutuksen näiden koneiden kyvystä toimia tarkasti pelloilla, joilla on suuri rikkakasvien tiheys. Heinäkuussa salaattipelto ylitti purslanen (kuva 5). Hän ajatteli, että heidän oli peruutettava koe, koska tietokone ei pystynyt erottamaan salaatin kasveja ja rikkakasveja, mutta Stout-yhtiö ajatteli, että se voisi tehdä sen. Tavallinen traktoriviljely ei poistanut tehokkaasti yhtään rivin rikkaruohoja, mutta Stout poisti 76 % rivin rikkaruohoista. Suuren rikkaruohotiheyden vuoksi pellon läpikulku kesti kauan – tavallinen traktorin muokkaus vaati 78 tuntia eekkeriä kohden, kun taas Stout tarvitsi 30 tuntia eekkeriä kohden. Vaikka yleisesti ottaen Steven ympärillä olevat viljelijät ovat havainneet, että traktoriin kiinnitetyt robottirobotit voivat viljellä 10 hehtaarin pellon 8–10 tunnissa.
Fennimore kertoi Extension-asiantuntijana välittävänsä tuotantokustannuksista; vaikka nämä robottirobotit tekevät ihmeitä, jos ne lisäävät tuotantokustannuksia liikaa, ne eivät ole hyväksi viljelijöille.
Hän viittasi tutkimukseen, jossa verrattiin robottirikkakasvien kustannuksia salaatin käsin tapahtuvaan kitkemiseen (Tourte et al., tarkastelu). He arvioivat, että käsin rikkakasvien salaatti maksaa keskimäärin 161 dollaria hehtaarilta. Sitten he arvioivat kolmen eri tyyppisen traktoriin kiinnitetyn rivirobottirobotin kustannukset – ne vaihtelivat 166–204 dollaria hehtaarilta (mukaan lukien traktorin, kuljettajan, koneen ja ylläpidon kustannukset). Näiden koneiden käyttö voisi vähentää käsin kitkemisen kustannuksia 100 dollariin hehtaarilta, mutta kokonaiskustannukset rikkakasvien torjuntaan robottiroottikoneilla vaihtelivat välillä 266–304 dollaria hehtaarilta.
Tämä tarkoittaa, että robottirikkakasvien käyttö maksaa enemmän kuin käsin kitkeminen. Joten miksi jotkut Kalifornian viljelijät ottavat käyttöön nämä robottirobotit?
Fennimore tutki ja ajatteli selvittääkseen miksi. Hän löysi toimitusjohtajan kyselyn, jossa kysyttiin heiltä, miksi he haluavat ottaa teknologian käyttöön (Economist, 1.). He sanoivat, että koneet voivat vähentää riskejä (vähemmän ihmisiä loukkaantuu), olla luotettavampia kuin työntekijät ja auttavat tekemään kustannuksista ennakoitavampia. Lisäksi rikkakasvien torjunta-aineiden tuotto on vähentynyt, ja harvemmat nuoret pyrkivät käsin kitkemään.
Koska nämä robottiruohonleikkurit vaativat investointeja (standardi Stout-malli maksaa 350,000 XNUMX dollaria), jotkut yritykset tekevät koneen käytöstä sopimuksen – aivan kuten vuokraisit mukautetun ruiskun tai harvesterin.
Toistaiseksi nämä autonomiset robottirobotit ja traktoriin asennettavat rivirobottirobotit ovat keskittyneet maamme suurimmille vihannesten tuotantoalueille Etelä-Kaliforniassa ja Arizonassa. Mutta puhuin Stoutin toimitusjohtajan Brent Sheddin kanssa, ja hän kertoi minulle, että heillä on koneita Floridassa ja Georgiassa ja kiinnostusta Keskilännestä. Joten saamme nähdä, kuinka nämä robottirikkakasvit leviävät.
— Sam Hitchcock Tilton, VGN-kirjeenvaihtaja