Spitzenzüchter, Forscher und Träumer sind sich einig: Der Gemüseanbau in 20 Jahren wird ganz anders sein als heute.
Veränderungen werden wahrscheinlich nicht nur von Robotern, Fortschritten in der Pflanzengenetik, der Nutzung des Internets der Dinge – oder jeder anderen einzelnen Disziplin – kommen, sondern auch dort, wo sich diese Einbrüche später in der Zukunft kreuzen, sagte David C. Slaughter, Professor für Biologie und Agrartechnik an der University of California der University of California-Davis und Verfechter ihrer Smart Farm-Initiative.
„Ganz allgemein werden wir in Zukunft diese Möglichkeiten sehen, die eine Vielzahl verschiedener Technologien mit sich bringen werden, sowohl in Bezug auf Biotechnologie als auch auf künstliche Intelligenz und Robotertechnologie“, sagte Slaughter. „Eine Reihe von Technologien werden zusammenkommen.“
Pflanzung
Wo und wie Züchter pflanzen, könnte sich in den nächsten 20 Jahren drastisch ändern.
Der Zukunftsforscher und strategische Berater Daniel Burrus sagte, dass der Klimawandel die Landwirtschaft in kontrollierter Umgebung für die Erzeuger günstiger machen könnte.
„Betrachten Sie es als Wetterchaos“, sagte er. „Züchter mögen kein Wetterchaos, und drinnen kann man enorme Stabilität erreichen.“
„Wo wir unser Gemüse anbauen, wird sich ändern“, sagte der Zukunftsforscher und Autor Jack Uldrich. Blattgemüse wird bereits in urbanen Farmen angebaut.
Einige andere Verschiebungen werden wahrscheinlich aufgrund des Klimawandels stattfinden, sagte er.
„Der Corn Belt bewegt sich bereits nach Norden – er bewegt sich aus Iowa heraus und nach Minnesota – und in 50 Jahren könnte er in Kanada sein.“
Lynn Trizna leitet die St. Luke's Rodale Institute Organic Farm, einen Farm-to-Hospital-Betrieb auf 11.5 Acres im Osten von Pennsylvania. Sie hat gesehen, wie sehr sich das Wetter von Jahr zu Jahr ändern kann und wie wichtig es für Erzeuger ist, widerstandsfähig zu sein und sich an das Klima anzupassen. Das bedeutet für sie, mit „intensivem Zwischenfruchtanbau“ und Bodentests in den Boden zu investieren.
„Wir haben einen bestimmten Spielplan, was wir tun möchten, aber dann haben wir auch Optionen dafür, was passiert, wenn dies passiert, oder was, wenn das passiert“, sagte sie.
Ein außergewöhnlich gesunder Boden verleiht dem Betrieb eine gewisse Flexibilität und langfristige Ausdauer.
„Wir werden die Bodengesundheit nicht für die Produktion opfern, weil uns das auf lange Sicht nicht helfen wird“, sagte sie.
Auch die Pflanzmaschinen werden sich ändern.
„Wir stellen uns vor, dass die Pflanztechnik zwei Rollen spielen wird“, sagte Slaughter. Die erste Rolle wäre, die Samen richtig und billig in der richtigen Tiefe und auf die richtige Weise zu pflanzen. Die zweite Rolle wäre etwas weniger greifbar: Starten einer Datenbank der Pflanzen im Feld.
"Sie würden den Breiten- und Längengrad für jede Pflanze erhalten", sagte er.
Diese Datenpunkte wären die Grundlage für die Präzisionslandwirtschaft während der gesamten Saison, da Landwirte Daten verwenden, um nicht nur Problemstellen auf ihren Feldern, sondern sogar bestimmte Pflanzen zu verfolgen – eine fortgeschrittene Form der Präzisionslandwirtschaft, die bereits heute begonnen hat.
Scouting und Sensing
Scouting und Sensoren sind in der Präzisionslandwirtschaft wichtig, da sie die Daten der Pflanzen erfassen und es den Erzeugern ermöglichen, ihre Anbautechniken zu optimieren.
Drohnen werden allmählich zum Scouting eingesetzt, und Slaughter sieht in der Zukunft eine Verwendung für sie.
„Im kommerziellen Maßstab kann man eine Anwendung für eine Luftplattform sehen“, sagte er. Aber er sagte, dass es einige Dinge gibt, die aus einer Höhe von 300 bis 350 Fuß nicht gesehen oder gefühlt werden können.
Slaughter sagte, es sei einige Arbeit geleistet worden, um Sensoren direkt an den Pflanzen anzubringen, anstatt die jetzt verwendeten Bodensonden. Die Sensoren würden Informationen an das Betriebsbüro weiterleiten, wo Entscheidungen über die Bewässerung Block für Block, Reihe für Reihe oder sogar Pflanze für Pflanze getroffen werden könnten – je nachdem, wie der Betrieb eingerichtet ist hoch.
„Ich bin mir nicht sicher, wann die Wirtschaftlichkeit und all die anderen Teile zusammenkommen, die dies ermöglichen würden“, sagte er. „Aber ich denke, das ist eines der Konzepte in der Farm der Zukunft, dass die räumliche und zeitliche Auflösung der Pflege gemeinsam erhöht wird, um viel mehr Automatisierung und fortschrittliches maschinelles Lernen und wissensbasierte Techniken hinzuzufügen, um größere Entscheidungen besser zu treffen und in einer weiter verbreiteten Weise.“
Uldrich ging einen Schritt über Drohnen hinaus. Satelliten könnten ein größerer Teil des Scoutings in der Gemüsefarm der Zukunft sein, sagte er.
Die Fähigkeit, Raketen zu landen und wiederzuverwenden – die kürzlich von Elon Musk, dem führenden Mann der Technologie, bewiesen wurde – scheint darauf hinzudeuten, dass der Start der Satelliten in Zukunft billiger sein wird.
Burrus sagte, dass Bodensensoren in 20 Jahren nicht nur „intelligent“ und mit anderen Geräten vernetzt, sondern aufgrund der Fortschritte in der Bioinformatik auch biologisch abbaubar sein könnten.
Das ist schwer vorstellbar in einer Zeit, in der fast jedes mit dem Internet verbundene Gerät aus Silizium, Drahtstücken und Metall besteht.
„Es gibt neue und leistungsfähigere Computermethoden“, sagte Burrus. „Wenn du in die Zukunft schaust, willst du nicht den Rückspiegel benutzen. Sie wollen die Windschutzscheibe benutzen.“
Pflege
Daten von Sensoren würden darüber informieren, wie jede Pflanze gepflegt wird, von der Schädlingsbekämpfung über Herbizide bis hin zur Bewässerung.
Automatisierte Pflanzenpflegetechnologie würde den Erzeugern die Möglichkeit geben, bestimmte Mengen an Nährstoffen und Wasser zu dosieren und Schädlinge und Krankheiten zu bekämpfen.
„Wir könnten das maßschneidern“, sagte Slaughter.
UC Davis hat mit der Arbeit an einem autonomen Yamaha-Spritzgerät mit einem GPS-Navigationssystem begonnen, sagte er.
Ein anderes UC Davis-Projekt konzentrierte sich auf das Versprühen von Pestiziden aus unbemannten Luftfahrzeugen.
Einige Applikatoren mit variabler Rate wie Blue River Technology, die 2017 von John Deere gekauft wurden, waren bereits in den Schlagzeilen – ein Gerät, das von mehreren unserer Quellen als seiner Zeit voraus bezeichnet wurde.
Auf die Frage, ob die Bauern überhaupt noch auf ihre Felder gehen, antwortete Burrus mit einer eigenen rhetorischen Frage: Wird künstliche Intelligenz uns alle arbeitslos machen?
Die Antwort ist nein, sagte er. Wir werden nicht alle unsere Jobs verlieren, und die Erzeuger werden immer noch auf ihre Felder gehen. Sie werden nur besser darin ausgebildet, Technologie zu nutzen, während sie dies tun.
„Auch bei Hightech möchten wir gerne ein Gefühl dafür bekommen, was vor sich geht“, sagte Burrus. „Wir sehen die Dinge mit anderen Augen als KI; Wir sehen Dinge mit anderen Augen als Drohnen. Wir brauchen beides.“
Er sagte, die Zukunft der künstlichen Intelligenz (KI) sei „symbiotisches Denken“, bei dem Menschen mit Maschinen interagieren, um das Beste aus beiden Welten herauszuholen.
Die Forschung verändert sogar die Art und Weise, wie Biobauern ihre Pflanzen pflegen. Das Rodale Institute, für das Trizna arbeitet, widmet sich dem Wachstum der Bio-Bewegung nicht nur durch Interessenvertretung, sondern auch durch Forschung. Ein kürzlich durchgeführtes Experiment ergab, dass das Freilassen von Habitatstreifen für Nützlinge – natürliche biologische Kontrolle – bei der Bekämpfung des Streifengurkenkäfers (Acalymma vittatum) wirksam war.
Ernte
Intelligente mechanische Erntemaschinen sind für eine Vielzahl von Sonderkulturen, darunter Erdbeeren und Äpfel, auf den Markt gekommen.
„Ich denke, es ist heute da, und wenn die Leute nicht verstehen können, wie es die Branche in 20 Jahren verändern wird, werden sie meiner Meinung nach nicht darauf achten“, sagte Uldrich.
Schlachtung stimmte zu.
„Sie werden definitiv eine Bewegung zu diesen cyber-physischen Systemen sehen“, sagte er. Aber noch einmal, es wird nicht allein durch technologische Fortschritte geschehen. Es ist wahrscheinlicher, dass ein Roboter mit einem menschlichen Manager oder einem anderen „biologischen Partner“ zusammenarbeitet. Und Pflanzenzüchtungsprogramme werden darauf ausgerichtet sein, Pflanzen zu entwickeln, die Roboter leichter ernten können.
„Die Stiele der Erdbeeren werden länger; die Trauben hängen weiter von der Pflanze entfernt“, sagte er.
Wie sich das in der Branche auswirkt – und wie es von einer Vielzahl von Züchtern akzeptiert wird – ist nicht klar.
Trizna sagte, dass viele Biobauern zwar über einige grundlegende mechanische Erntegeräte verfügen, die Technologie jedoch in einer Vielzahl von Umgebungen nicht immer gut funktioniert.
„Auf die Ausrüstung angewiesen zu sein, ist Teil unseres Ernährungssystems“, sagte sie. „Es muss daran gearbeitet werden, diese Ausrüstung zugänglich zu machen und in verschiedenen Umgebungen arbeiten zu können.
„Ich denke, dass die nächsten 20 Jahre für unser Ernährungssystem und für jeden Landwirt wirklich wichtig sein werden“, sagte sie. „Ich hoffe, dass die Bodentechnologie so durchgeführt wird, dass sie den Landwirten und nicht unbedingt den Unternehmen zugute kommt“, sagte sie.
Platz finden
Slaughter verwendete ein Beispiel aus der Geschichte, um zu veranschaulichen, wie verschiedene Technologien zusammenkommen können, um die Branche zu verändern. Zwei Jahrzehnte der Forschung an einer neuen Sorte von Verarbeitungstomaten, die zu einem einheitlichen Zeitpunkt reifen und sich gut von der Pflanze lösen würden, und ein weiteres Jahrzehnt der Forschung an einer mechanischen Erntemaschine bereiteten die Erzeuger auf das Ende des Bracero-Arbeitsprogramms im Jahr 1964 vor.
„Die Erfolge sind, wenn wir einen multidisziplinären Ansatz einbringen können“, sagte er.
Trizna, der Bio-Erzeuger, äußerte seine Besorgnis darüber, dass Bio-Erzeuger und ökologische Bedenken nicht aus der zukünftigen Forschung ausgeschlossen werden sollten.
„Ich würde hoffen, dass sich die Menschen in den nächsten 20 Jahren wirklich genauer mit Bio befassen und über Bio forschen und nicht nur nach Produkten, sondern auch nach dem Boden forschen“, sagte Trizna.
Burrus glaubt, dass die Zukunft „kontinuierliches Wachstum in Bio“ bringen wird, aber auch „eine neue Definition dessen, was Bio-Kultur sein wird“.
„Versuchen Sie, von größeren Betreibern zu lernen“, sagte er. „Versuchen Sie, etwas von dem zu tun, was sie tun.“
Uldrich sagte, Züchter sollten keine Angst vor der Zukunft haben.
„Ich möchte nicht, dass irgendjemand denkt, dass die Zukunft der Gemüseindustrie nur von einem oder zwei globalen Konglomeraten kontrolliert wird, die sich die Robotertechnologie und die Daten und all das leisten können“, sagte er.
Die Kunden werden wahrscheinlich weiterhin lokal angebaute Lebensmittel mit hoher Qualität schätzen.
„Ich denke, die Leute werden Lebensmittel kaufen wollen, die von ihren Freunden und Nachbarn angebaut werden“, sagte Uldrich.