Great Lakes Fruit, Vegetable & Farm Market EXPO je bil letos prava poslastica.
Začutil sem energijo okoli sebe in v sebi – po letu ali dveh brez konferenc se nisem zavedal, kako zelo pogrešam druženje z drugimi pridelovalci in kmetijskimi strokovnjaki. Zagotovo je bilo dobro.
Dan Brainard iz hortikulture Michigan State University je zbral nekaj najboljših in najpametnejših v naši regiji, da bi spregovorili o zatiranju plevela, s pomočjo čarovnije tehnologije pa smo slišali tudi strokovnjaka iz Kalifornije. V tem članku bom opisal osnovne tipe robotskih plevelov, primere, česa so zmožni in kako se komercialno uporabljajo v Kaliforniji.
Steve Fennimore s kalifornijske univerze v Davisu sodeluje s pridelovalci, ki uporabljajo te robote za pletje pri zelenjavi. Najprej je naredil nekaj razlik med različnimi vrstami robotskih plevilnikov. Prvi, z najnižjo stopnjo zahtevnosti, so s kamero vodeni priklopi (slika 1). Te vlečemo za traktorjem s tritočkovnim priklopom, orodno palico pa premikamo levo in desno (pravokotno na smer vožnje) s hidravličnimi cilindri. Gibanje nadzirajo kamere, ki »vidijo« posevek, pri čemer so orodja osredotočena na vrsto posevka. S kamero vodene naprave za pletje le ohranjajo tradicionalna orodja za pletje v središču vrste.
Naslednja, s srednjo stopnjo zahtevnosti, so traktorski vgrajeni robotski pleveli plevela (slika 2, slika zgoraj). Tudi te vleče za traktorjem tritočkovni priklop, vendar ne uporabljajo klasičnih orodij za pletje, temveč je za vsako vrsto kamera, ki vodi jeklenico, ki se premika med posameznimi rastlinami. Robotski kultivatorji, nameščeni na traktor, potrebujejo osebo, ki vozi traktor ali ga krmili.
Zadnji tip robota za pletje plevela z največjo stopnjo kompleksnosti so avtonomni robotski pletje plevela (slika 3). Ti stroji ne potrebujejo traktorja ali operaterja in ko je zemljevid polja vnesen, se sami premikajo po polju več ur naenkrat, podnevi ali ponoči. Zaenkrat lahko ti avtonomni robotski stroji za pletje prenašajo tradicionalna orodja za pletje (metalne naprave, plevela s prsti itd.) in ne s kamero nadzorovanih rezil, ki plevejo med vsako rastlino.
Fennimore je izvedel veliko poskusov in delil svoje podatke o času, potrebnem za vsako orodje. Pridelovanje hektarja solate stane približno 439 dolarjev na hektar za plevel. Od tega skupnega časa za pletje je potrebno ročno pletje 68 %, 9 % za traktorsko obdelavo in 22 % za uporabo s herbicidi. Ročno pletje je glavni strošek zatiranja plevela.
Fennimore je identificiral tri različne robotske plevilce, ki se uporabljajo v Kaliforniji. Stout (fotografija 2) je traktorski robotski plevelilnik plevela v vrsti. Titan (fotografija 4) je prav tako traktorski robotski plevelilnik plevela v vrsti, vendar je opremljen z lastnim traktorjem, Dino pa je avtonomni robotski plevelilnik s tradicionalnimi orodji (fotografija 3). Fennimore je delil rezultate poskusov, ki sta jih opravila on in Richard Smith in so pokazali, kaj zmorejo ti trije stroji.
Učinkovitost strojev je bila spremenljiva (tako kot pri kmetijstvu). Na primer, v enem poskusu na komercialnem polju je stroj Titan odstranil 69 % plevela v vrsti in skrajšal čas ročnega plevela za približno polovico (v primerjavi s tradicionalno medvrstno obdelavo), v drugem poskusu pa je odstranil le 31 % plevela. v vrsti in skrajša čas ročnega pletvenja za približno 10 %.
V drugem raziskovalnem poskusu je medvrstna traktorska kultivacija odstranila 66 % plevela na gredici, Titan pa 91 %. V tem poskusu je Titan zmanjšal ročno pletje za približno polovico v primerjavi z medvrstno obdelavo s traktorjem. V drugem komercialnem poljskem preskušanju je Stout odstranil 98 % plevela v vrstah in skrajšal čas ročnega plevela za približno polovico v primerjavi z medvrstnim obdelovanjem s traktorjem (čeprav je v drugem prehodu zmanjšal plevel za 52 % – rezultati so spet spremenljivi). Dino je bil opremljen s prstnimi pleveli in odstranil je 61 % plevela v primerjavi z medvrstno obdelavo s traktorjem, ki je odstranila 41 % plevela.
Fennimore je bil navdušen nad sposobnostjo teh strojev, da natančno delujejo na poljih z visoko gostoto plevela. Julija je bilo solatno polje preplavljeno s portulakom (slika 5). Mislil je, da morajo poskus preklicati, ker računalnik ne more razlikovati med rastlinami solate in plevelom, vendar je podjetje Stout ugotovilo, da lahko to stori. Standardna kultivacija s traktorjem ni učinkovito odstranila nobenega plevela v vrsti, Stout pa je odstranil 76 % plevela v vrsti. Zaradi visoke gostote plevela je trajalo dolgo časa, da se je prebil skozi polje – standardna traktorska obdelava je zahtevala 78 ur na hektar, medtem ko je Stout potreboval 30 ur na hektar. Čeprav so pridelovalci okoli Steva na splošno ugotovili, da lahko traktorski robotski plevilci obdelajo 10 hektarjev veliko polje v 8-10 urah.
Fennimore je dejal, da ga kot strokovnjaka za razširitve zanimajo proizvodni stroški; tudi če te robotske pletilke delajo čudeže, če preveč povečajo proizvodne stroške, niso dobre za pridelovalce.
Navedel je študijo, ki primerja stroške robotskih plevelov z ročnim pletjem solate (Tourte et al., v pregledu). Ocenjujejo, da ročno pletje solate v povprečju stane 161 USD na hektar. Nato so izračunali stroške za tri različne vrste robotskih plevelov plevela, nameščenih na traktorju – gibali so se med 166 in 204 USD na hektar (vključno s traktorjem, operaterjem, stroški stroja in vzdrževanja). Uporaba teh strojev bi lahko zmanjšala stroške ročnega pletvenja na 100 USD na hektar, vendar so skupni stroški za zatiranje plevela z uporabo robotskih plevelov znašali od 266 do 304 USD na hektar.
To pomeni, da uporaba robotskih plevelov stane več kot ročno pletje. Zakaj torej nekateri pridelovalci v Kaliforniji uporabljajo te robotske plevilce?
Fennimore je nekaj raziskoval in razmišljal, da bi ugotovil, zakaj. Našel je raziskavo izvršnih direktorjev, ki jih je spraševal, zakaj želijo sprejeti tehnologijo (Economist, 1/16/21). Rekli so, da lahko stroji zmanjšajo tveganje (manj ljudi se poškoduje), so zanesljivejši od zaposlenih in pomagajo pri večji predvidljivosti stroškov. Poleg tega herbicidi kažejo vse manjšo donosnost in vse manj mladih si želi, da bi ročno plelili plevel.
Ker te robotske pletilke zahtevajo naložbo (standardni model Stout stane 350,000 USD), nekatera podjetja za uporabo stroja oddajo pogodbo – podobno kot bi najeli škropilnico ali kombajn po meri.
Zaenkrat so ti avtonomni robotski plevilniki in robotski robotski plevilniki, nameščeni v vrsti, skoncentrirani na največjih območjih za pridelavo zelenjave v naši državi v južni Kaliforniji in Arizoni. Vendar sem govoril z izvršnim direktorjem Stouta, Brentom Sheddom, in povedal mi je, da imajo stroje na Floridi in v Georgii ter zanimanje s Srednjega zahoda. Bomo torej videli, kako se bodo te robotske pletilke širile.
— Sam Hitchcock Tilton, dopisnik VGN