Die Great Lakes Fruit, Vegetable & Farm Market EXPO war dieses Jahr ein echter Leckerbissen.
Ich spürte die Energie um mich herum und in mir – nach ein oder zwei Jahren ohne Konferenzen war mir nicht klar, wie sehr ich es vermisste, mit anderen Erzeugern und Agrarfachleuten zusammen zu sein. Es fühlte sich sicher gut an.
Dan Brainard von der Michigan State University Horticulture hat einige der Besten und Klügsten unserer Region zusammengebracht, um über Unkrautbekämpfung zu sprechen, und durch die Magie der Technologie haben wir auch von einem Experten in Kalifornien gehört. In diesem Artikel beschreibe ich die Grundtypen von Unkraut-Robotern, Beispiele dafür, wozu sie in der Lage sind und wie sie in Kalifornien kommerziell eingesetzt werden.
Steve Fennimore von der University of California, Davis, arbeitet mit Erzeugern zusammen, die diese Unkrautjätungsroboter für Gemüse einsetzen. Zuerst machte er einige Unterschiede zwischen den verschiedenen Arten von Unkraut-Robotern. Die ersten, mit der geringsten Komplexitätsstufe, sind kamerageführte Kupplungen (Foto 1). Diese werden über die Dreipunktaufhängung hinter einem Schlepper gezogen und die Werkzeugleiste über Hydraulikzylinder nach links und rechts (quer zur Fahrtrichtung) bewegt. Die Bewegung wird von Kameras gesteuert, die die Kultur „sehen“, wodurch die Werkzeuge auf der Kulturreihe zentriert bleiben. Kamerageführte Unkrautstecher halten traditionelle Unkrautstecher lediglich auf der Reihe zentriert.
Als nächstes, mit einem mittleren Komplexitätsgrad, sind traktormontierte Roboter-Jäter in der Reihe (Foto 2, oben abgebildet). Diese werden ebenfalls von der Dreipunktaufhängung hinter dem Traktor gezogen, verwenden jedoch keine herkömmlichen Unkrautwerkzeuge, sondern es gibt eine Kamera für jede Reihe, und die Kamera führt ein Stück Stahl, das sich zwischen einzelnen Pflanzen bewegt. Auf einem Traktor montierte Roboterkultivatoren in Reihen brauchen eine Person, die den Traktor fährt oder steuert.
Die letzte Art von Unkrautbekämpfungsrobotern mit der größten Komplexität sind autonome Unkrautbekämpfungsroboter (Foto 3). Diese Maschinen benötigen weder einen Traktor noch einen Bediener, und sobald eine Feldkarte eingegeben wurde, bewegen sie sich stundenlang, Tag und Nacht, selbstständig durch das Feld. Im Moment können diese autonomen Roboter-Jätmaschinen herkömmliche Jätwerkzeuge (Kehrmaschinen, Fingerjäter usw.) tragen und nicht die kameragesteuerten Klingen, die zwischen den einzelnen Pflanzen jäten.
Fennimore hat viele Versuche durchgeführt und seine Daten über die für jedes Werkzeug benötigte Zeit geteilt. Der Anbau von einem Hektar Salat kostet etwa 439 $ pro Hektar, um Unkraut zu entfernen. Von dieser Gesamtzeit für das Unkrautjäten entfallen 68 % auf Handjäten, 9 % auf den Traktoranbau und 22 % auf die Herbizidanwendung. Handjäten ist der größte Kostenfaktor bei der Unkrautbekämpfung.
Fennimore identifizierte drei verschiedene Unkraut-Roboter, die in Kalifornien eingesetzt werden. Der Stout (Foto 2) ist ein traktormontierter Reihenroboter. Der Titan (Foto 4) ist ebenfalls ein traktormontierter Unkraut-Roboter in der Reihe, wird aber mit einem eigenen Traktor geliefert, und der Dino ist ein autonomer Unkraut-Roboter mit traditionellen Werkzeugen (Foto 3). Fennimore teilte die Ergebnisse der von ihm und Richard Smith durchgeführten Versuche mit, die zeigten, was diese drei Maschinen leisten können.
Die Leistung der Maschinen war variabel (genau wie die Landwirtschaft). Beispielsweise entfernte die Titan-Maschine in einem Versuch auf einem kommerziellen Feld 69 % des Unkrauts in der Reihe und reduzierte die Zeit für das manuelle Jäten um etwa die Hälfte (im Vergleich zur traditionellen Kultivierung zwischen den Reihen), aber in einem anderen Versuch entfernte sie nur 31 % des Unkrauts in der Reihe und reduzierte Zeit für das manuelle Unkrautjäten um etwa 10 %.
In einem anderen Forschungsversuch entfernte der Traktoranbau zwischen den Reihen 66 % des Unkrauts auf der Bettoberseite und der Titan entfernte 91 %. In diesem Versuch reduzierte der Titan das Jäten von Hand um etwa die Hälfte im Vergleich zum Traktoranbau zwischen den Reihen. In einem anderen kommerziellen Feldversuch entfernte der Stout 98 % des Unkrauts in der Reihe und reduzierte die Zeit für das manuelle Jäten im Vergleich zum Traktoranbau zwischen den Reihen um etwa die Hälfte (obwohl er in einem anderen Durchgang das Unkraut um 52 % reduzierte – auch hier sind die Ergebnisse unterschiedlich). Der Dino war mit Fingerhacken ausgestattet und entfernte 61 % des Unkrauts im Vergleich zum Traktoranbau zwischen den Reihen, der 41 % des Unkrauts entfernte.
Fennimore war beeindruckt von der Fähigkeit dieser Maschinen, auf Feldern mit hoher Unkrautdichte präzise zu arbeiten. Im Juli wurde ein Salatfeld von Portulak überwuchert (Foto 5). Er dachte, sie müssten den Versuch abbrechen, weil der Computer den Unterschied zwischen Salatpflanzen und Unkraut nicht erkennen konnte, aber die Firma Stout dachte, dass sie es tun könnte. Der Anbau mit dem Standardtraktor entfernte effektiv keines der Unkräuter in der Reihe, aber der Stout entfernte 76 % der Unkräuter in der Reihe. Bei der hohen Unkrautdichte dauerte es lange, das Feld zu überstehen – der Standard-Traktoranbau benötigte 78 Stunden pro Morgen, während der Stout 30 Stunden pro Morgen benötigte. Obwohl Züchter um Steve im Allgemeinen herausgefunden haben, dass traktormontierte Roboter-Jäter ein 10-Morgen-Feld in 8-10 Stunden kultivieren können.
Fennimore sagte, dass er sich als Erweiterungsspezialist um die Produktionskosten kümmert; Auch wenn diese Unkraut-Roboter Wunder bewirken, sind sie nicht gut für die Züchter, wenn sie die Produktionskosten zu stark erhöhen.
Er zitierte eine Studie, in der die Kosten von Unkrautrobotern mit denen von Hand bei Salat verglichen wurden (Tourte et al., in Review). Sie schätzen, dass es durchschnittlich 161 $ pro Morgen kostet, Unkrautsalat zu handhaben. Dann berechneten sie die Kosten für drei verschiedene Arten von traktormontierten Roboter-Unkrautvernichtern – sie schwankten zwischen 166 und 204 US-Dollar pro Acre (einschließlich Traktor, Bediener, Maschinen- und Wartungskosten). Der Einsatz dieser Maschinen könnte die Kosten für das manuelle Jäten auf 100 $ pro Acre senken, aber die Gesamtkosten für die Unkrautbekämpfung mit den Roboter-Jätern lagen zwischen 266 $ und 304 $ pro Acre.
Das bedeutet, dass der Einsatz von Unkrautrobotern mehr kostet als das Unkrautjäten von Hand. Warum also setzen einige Erzeuger in Kalifornien diese Roboter-Jäter ein?
Fennimore hat nachgeforscht und nachgedacht, um herauszufinden, warum. Er fand eine Umfrage unter CEOs, in der sie gefragt wurden, warum sie Technologie übernehmen wollen (Economist, 1). Sie sagten, dass Maschinen das Risiko reduzieren (weniger Menschen werden verletzt), zuverlässiger als Mitarbeiter sein und dazu beitragen können, die Kosten vorhersehbarer zu machen. Darüber hinaus zeigen Herbizide abnehmende Erträge und weniger junge Menschen streben danach, Handjäter zu werden.
Da diese Roboter-Jäter eine Investition erfordern (ein Standard-Stout-Modell kostet 350,000 US-Dollar), vergeben einige Unternehmen die Nutzung der Maschine – ähnlich wie Sie eine kundenspezifische Spritze oder Erntemaschine mieten würden.
Derzeit konzentrieren sich diese autonomen Roboter-Jäter und traktormontierten Reihen-Roboter-Jäter auf die größten Gemüseanbaugebiete unseres Landes in Südkalifornien und Arizona. Aber ich habe mit dem CEO von Stout, Brent Shedd, gesprochen, und er sagt mir, dass sie Maschinen in Florida und Georgia und Interesse aus dem Mittleren Westen haben. Wir werden also sehen, wie sich diese Roboter-Jäter ausbreiten.
— Sam Hitchcock Tilton, VGN-Korrespondent