Welkom bij
Moderne landbouw
!
Iets meer dan 25 jaar geleden, een massastroomsensor in combinatie met GPS zou de manier waarop boeren naar hun velden keken voor altijd veranderen. Het huwelijk gaf hen de mogelijkheid om geoogst graan te relateren aan een gebied van een veld en te beginnen met genereren
opbrengst kaarten.
“Omdat boeren inzagen hoeveel opbrengstvariatie er werkelijk op hun akkers voorkwam, plotseling kwam precisielandbouw op gang, ", zegt Scott Shearer, professor, Universiteit van Ohio.
Omstreeks deze zelfde tijd, productontwikkeling op basis van interesse in het detecteren van bodemvruchtbaarheid onderweg kreeg ook meer grip.
"Ons eerste product was een pH-meter voor de grond die plekken in het veld meet waar de maïs onvolgroeid en gestrest was, " zegt Mike Thurow, die in 1987 Spectrum Technologies oprichtte. “Door de jaren heen er is veel veranderd in de branche.”
Vandaag, sensoren – zowel aan als buiten apparatuur – meten talloze kenmerken om boeren te helpen de opbrengst te maximaliseren met minimale middelen. Boven en onder de grond, sensoren kunnen bepalen wanneer meer downforce nodig is, bepalen wanneer een gewas dorst heeft, een ziekte detecteren voordat laesies zelfs op de bladeren verschijnen, of begeleiden hoe chemicaliën worden toegepast.
“Sensoren bieden meer ogen in kritieke gebieden, ” zegt Jesse Haecker, wereldwijde planter, spuiten, en bedrijfsleider van nutriëntentoedieners voor John Deere. "Bijvoorbeeld, de 300 sensoren op de zelfrijdende veldspuiten van John Deere meten de temperatuur, windsnelheid, grondsnelheid, spuitdruk, stromen, en veranderingen in het terrein om chemische toepassingen in wisselende omstandigheden te sturen.”
Landbouw op basis van sensoren wordt steeds belangrijker. De mogelijkheid om de variabiliteit op het veld nauwkeurig te bewaken en beslissingen te nemen op basis van gegevens, verandert de manier waarop boeren hun activiteiten beheren.
“Het vertrouwen van data om beslissingen te nemen is een enorm waardevol punt, ", zegt John Gates, VP van product, GewasX. "We kunnen in feite de ervaring van een boer vergroten, dus wanneer hij een ongewone situatie tegenkomt die minder bekend is, hij heeft een betrouwbare gisvrije bron van informatie over hoe ermee om te gaan.”
Nu Internet of Things (IoT)-strategieën vorm krijgen, machine- en veldinformatie afkomstig van talloze sensoren evolueert snel. De eerste vraag die Matt Darr stelt over IoT is:“Proberen we meer te weten te komen over de wetenschap van gewasproductie of beïnvloeden we de gewasproductie in een enkel seizoen?
“In het seizoen kunnen voorspellen en reageren is een totaal andere waardepropositie dan kunnen aantonen waarom een uitkomst zich aan het einde van het jaar heeft voorgedaan, ', zegt de professor van de Iowa State University. “Producenten hebben keer op keer met hun chequeboekje gestemd. Ze betalen voor resultaatgerichte oplossingen, maar aarzelen om te betalen voor oplossingen die alleen kennis opleveren zonder actie.”
Haecker zegt dat er absoluut meer technologieën op de markt zijn die gegevens verzamelen dan dat er technologieën zijn die de gegevens begrijpen. "We moeten verder gaan dan 'De sensor zegt dit' naar 'Wat moet ik doen?' "
Het besluit van een boer om te adopteren, Gates zegt, komt vaak neer op hoe hij technologie kan gebruiken om winstgevender te worden. “Er zullen altijd interessante tools op de markt zijn, maar wat valt er nu in de portemonnee van een boer?” hij vraagt.
Het is iets waar volgens Shearer de bodemdetectie-industrie mee worstelt. "Gebieden zoals nabij-infraroodreflectiesensoren zijn uitgegroeid tot waar we het gehalte aan organische stof onderweg kunnen meten, " hij zegt. "Helaas, tot nu toe hebben we niet dezelfde start meegemaakt bij het meten van de nutriëntenniveaus in de bodem.”
Darr worstelt met de waardepropositie van in het veld geïnstalleerde sensoren voor managementbeslissingen. "Ze hebben een concurrerend probleem van schaalbaarheid om tot monsterresoluties te komen die er toe doen, terwijl ze ook echte problemen bestrijden met logistiek rond plaatsing en fysica in verband met stroomvereisten in staande gewassen."
Innovaties zoals de draadloze sonde van Teralytic, Scheerder zegt, kan dat omdraaien. De 26 sensoren leveren gedetailleerde bodemkwaliteitsgegevens, inclusief bodemvocht, zoutgehalte, en NPK op drie verschillende dieptes, evenals beluchting, ademhaling, luchttemperatuur, licht, en vochtigheid. "Overuren, Ik denk dat het boeren een goede schatting zal geven van de nutriëntenniveaus in hun bodem, " hij zegt.
De grootste sprong voorwaarts zal onder de grond plaatsvinden, zegt Tomer Tzach, CEO van CropX. “Er valt nog veel meer te leren over factoren die bijdragen aan bodemgezondheid, " hij zegt, eraan toevoegend dat hij ook die schaalbaarheid voelt, evenals de kosten, is een kwestie.
Het eindspel, Dar gelooft, is machinegemonteerde oplossingen die gegevens in realtime vastleggen en erop reageren.
“Dit maakt bruikbare data-walk-up klaar voor producenten en veel gemakkelijker te implementeren, " hij zegt, toe te voegen dat terwijl op machines gebaseerde detectie
is moeilijker dan de alternatieven, uiteindelijk biedt het meer waardemogelijkheden om de financiën van een boerderij in een bepaald jaar direct te beïnvloeden.
Korte termijn, Trimble's Wade Stewart vermoedt dat de grootste acceptatie die we zullen zien in realtime aanpassing is. Enkele voorbeelden zijn de mogelijkheid om uw plantdiepte onderweg aan te passen op basis van het beschikbare vocht, een manier hebben om de grondbewerking dynamisch te veranderen op basis van verdichting, en in staat zijn om de hoek van uw schijf te veranderen op basis van de hoeveelheid residu.
“Dit zijn praktijken die de operatie echt beter maken, maar ze zijn achter de schermen klaar, ', zegt de marktmanager van de agrarische divisie.
De informatie die Brandon Hunt verzamelt op zijn boerderij in het westen van Kentucky, helpt niet alleen bij het identificeren van efficiënties die leiden tot hogere productiviteit en winstgevendheid, maar verlaagt ook de inputkosten en optimaliseert het gebruik van kunstmest. “Ik weet dat technologie ons beter gaat maken, maar het is een heel stuk eenvoudiger om een gesprek te voeren als het is geïntegreerd in ons bestaande systeem.”
Hij doet ook veel "rooktesten" om een technologie te evalueren voordat hij aan boord springt. Bijvoorbeeld, hij heeft vijf jaar lang Trimble's GreenSeeker op tarwe getest. Beginnend met een paar hectare, Hunt voegde pas meer hectare toe toen de technologie werd gevalideerd. (Zie "Sensing Across the Acres" om te zien hoe Hunt andere sensoren gebruikt.)
“Het gaat erom te bewijzen dat de technologie een operator zo efficiënt mogelijk maakt, en elke dollar die in de operatie wordt geïnvesteerd, wordt gemaximaliseerd, ', zegt Steward. "Dat gaat nooit veranderen."
Het kan ongrijpbaar zijn om het rendement op de investering te begrijpen voor sensoren die proberen informatie over gewassen te verkrijgen, zegt Darr. “In de gewasbescherming we moeten een ROI produceren die voldoende opbrengstvoordeel genereert om zowel de product- als de applicatiekosten te overwinnen.”
IoT-oplossingen voor het identificeren van wiet, insect, en ziektekwesties moeten niet alleen nauwkeurig genoeg zijn om de uitbraak op te sporen, maar ook specifiek genoeg om te voorspellen of de behandeling een positieve ROI zal opleveren. “Op veel gebieden ontbreekt het ons simpelweg aan de fundamentele agronomische expertise om deze breekpunten tussen plaagdruk en gegarandeerde positieve ROI nauwkeurig te identificeren indien behandeld, ' zegt Darr.
We moeten ook op een punt komen waarop we op een terugkerende basis kunnen uitvoeren, zegt Scheerder. “De enige joker is altijd het weer geweest. Als ik wist wat voor weer het zou worden, het zou het een stuk makkelijker maken om stikstof te beheren.”
Het is ook de reden waarom een weerstation op de boerderij een cruciaal hulpmiddel is geworden.
“Het geeft een boer echt kracht, ', zegt Thurow. “We zien meer intense regenbuien, en een onweersbui kan een game changer zijn. Een weerstation op de boerderij geeft hem een ander perspectief op wat Moeder Natuur levert en hoe hij zijn plannen zou kunnen veranderen."
Naarmate de sensortechnologie blijft evolueren, het is onwaarschijnlijk dat één meting alle vragen van een boer kan beantwoorden. “De kracht komt van het combineren van informatie op nieuwe manieren, ', zegt Gates.
Om dat te bereiken, connectiviteit staat centraal.
“Als het gaat om het verbinden van al deze informatie via het internet van morgen, onze industrie staat voor een enorme uitdaging, ', zegt Haecker. “Sensoren die zich op apparatuur of buitenboord bevinden, verwerkingsmogelijkheden, en cloudinfrastructuur … er komt veel bij elkaar.”
Brandon Hunt's plantenbakken (Case IH 2140, Case IH 2150, en Kinze 3660) zijn uitgerust met Precision Planting-technologie. Terwijl gegevens van de planters hem laten weten hoe goed ze presteren, Hunt haalt het meeste uit DeltaForce. Het downforce-systeem regelt en past de druk onmiddellijk aan op basis van veranderende bodemgesteldheid. Dit zorgt altijd voor de juiste plantdiepte, ongeacht de veldomstandigheden.
Door de glooiende heuvels en zijhellingen waar Brandon Hunt mee te kampen heeft in het westen van Kentucky, op zijn geleidingslijn blijven bij het planten van maïs in de strook kan zijn
een uitdaging.
De volgfout van een werktuig kan vijf tot tien keer zo groot zijn als de tractorgeleidingsfout, volgens Scott Shearer, professor, Universiteit van Ohio. “Afhankelijk van de operatie, dat werktuig kan nogal wat heen en weer dwalen, " hij zegt.
Door gebruik te maken van TMX-2050 TrueTracker, actieve stuurbare haperingen, en CenterPoint RTX, Hunt kan de planter elke keer herhaaldelijk binnen 1 inch plaatsen.
“We doen er alles aan om die planter 100% van de tijd in het midden van de strook te houden, " hij zegt.
Echter, Shearer merkt op, geleidingssystemen implementeren zijn nog niet echt een steunpilaar in ag, vooral vanwege de kosten.
Een WatchDog 2900ET weerstation voert gegevens rechtstreeks naar het irrigatiecontroleplatform van Hunt Farms.
Brandon Hunt heeft zowel op watermerk als op capaciteit gebaseerde sensoren gebruikt om het bodemvocht op zijn geïrrigeerde hectaren te meten. In tegenstelling tot de watermerksensor, die het bodemvocht op één plek meet, de op capaciteit gebaseerde sensor meet het bodemvocht en de bodemtemperatuur om de 10 cm over de lengte van de sonde.
“Terwijl de watermerksensoren, die werden geplaatst op 12, 24, en 36 inch, goed gewerkt, Ik was op zoek naar iets anders, " hij zegt.
Een paar jaar geleden begon Hunt AquaSpy-sondes te gebruiken op 13 centrale draaipunten. AquaSpy is een 48-inch sonde uitgerust met sensoren om de 4 inch die vocht evalueren, voedingsstoffen, en temperatuur. De sonde stuurt realtime gegevens naar Hunt, waartoe hij toegang heeft via een smartphone, tablet, of laptop.
"Er zijn een paar dingen waarvan ik dacht dat we ze beter hadden verzameld door met AquaSpy te gaan, ', zegt Hunt. "Eerst, Ik krijg de worteldiepte te zien terwijl deze gedurende het seizoen groeit, omdat de op capaciteit gebaseerde sensor ziet waar wortels vocht afvoeren. Ik weet of wortels ondiep zijn of dat ze diep in de grond zitten zoals ze zouden moeten zijn.”
Tweede, de realtime gegevens zijn heel eenvoudig. “Ik hoef niet veel te graven of te interpoleren, ', zegt Hunt. “Omdat de informatie gemakkelijk te begrijpen is, Ik ben in staat om meer tijdige beslissingen te nemen over wanneer ik moet irrigeren op basis van wat mij wordt getoond.”
"We verzamelen al heel lang opbrengstgegevens. Het is nog steeds behoorlijk krachtige informatie omdat het onze meeteenheid is bij de oogst, ', zegt Brandon Hunt. "Goede opbrengstgegevens kwantificeren alles wat we doen."
Opbrengstgegevens zijn een andere informatielaag die helpt bepalen welke hybriden het volgende seizoen zullen worden geplant. Het helpt Hunt ook bij het evalueren van de winst die is behaald met strip-till en om te verifiëren hoe goed hij de vochtsondes en zijn 13 centrale draaipunten heeft beheerd.
Terwijl Brandon Hunt werkt aan het verbeteren van de winstgevendheid, strip-till is een go-to-oplossing geworden. Naast het optimaliseren van het rendement, de praktijk verlaagt de brandstof- en arbeidskosten. Er zijn ook agronomische voordelen.
Met strip-till kan de Kentucky-boer voedingsstoffen precies daar plaatsen waar ze nodig zijn. Het houdt gewasresten op hun plaats over een groot deel van de grond,
die erosie vermindert en de waterinfiltratie verhoogt. Er blijft meer organische stof behouden, en koolstofdioxide blijft in de bodem achter.
"Waterinfiltratie is erg belangrijk bij het telen van maïs, " zegt Hunt, die ook sojabonen en tarwe verbouwt. “Overal waar we het waterhoudend vermogen niet hebben vanwege de ondiepe bovengrond, strip-till heeft me in staat gesteld om een grotere te maken
gastank."
De praktijk vereist ook een hoge mate van nauwkeurigheid en herhaalbaarheid.
“Een van de doelstellingen van strip-till is het creëren van een kwaliteitszaaibed. Het is wenselijk om het zaad in het midden van het bed te plaatsen om het opbrengstpotentieel te maximaliseren, ", zegt John Fulton, professor, Universiteit van Ohio. “Onderzoek wijst uit dat zaad dat aan de rand van de strook of buiten de strook wordt geplaatst, de gewasopbrengst vermindert. Het is dus belangrijk om dezelfde AB-lijnen en een zeer nauwkeurige GNSS-correctieservice te gebruiken.”
Hunt Farms begon RTK te gebruiken en installeerde in 2003 basisstations toen het overging op automatisch sturen. Vandaag, de nauwkeurigheid van minder dan een centimeter zorgt ervoor dat zijn opbrengst-tot-HDC-strip-till-machine en plantmachines precies zijn uitgelijnd, dus zaad wordt in het midden van de strook geplaatst.
Hoewel RTK zijn waarde heeft bewezen, Hunt begon onlangs te ervaren
signaalverlies in sommige delen van zijn operatie. Om het probleem te verhelpen, hij nam een abonnement op Trimble's CenterPoint RTX. Vandaag, hij gebruikt beide.
“Met de door satelliet geleverde correctieservice, je hebt sub-inch nauwkeurigheid in minder dan twee minuten, " zegt Michael Bruno, kanaal programma manager, Trimble.
Terwijl Hunt werkt aan het binden van kunstmest in de strook, betrouwbare nauwkeurigheid is nog belangrijker. "Er is een opbrengststraf afhankelijk van waar die rij is geplant met betrekking tot waar het midden van de vruchtbaarheidsband is, " hij legt uit.
Nauwkeurige positionering is de hoeksteen van precisie-ag. Maar hoe nauwkeurig is nauwkeurig genoeg?
“Het komt echt neer op de beleving van de operator. Afhankelijk van de bewerking die u uitvoert, we hebben aanbevelingen over hoe nauwkeurig u moet zijn, ' zegt Bruno. “In de landbouw draait alles om marge. Wat een marginale toename van de nauwkeurigheid lijkt, kan echt van invloed zijn op de winst.”
Bijvoorbeeld, als u tarwe combineert en 15 cm van de maaibalk het gewas niet maait, het is niet erg in één keer. Als je 100 passen maakt in vijf seizoenen, het telt op.
"Overuren, dat verspilling de kosten van een hogere nauwkeurigheid ruimschoots zou hebben gecompenseerd en de operatie efficiënter zou hebben gemaakt. Je zou hetzelfde voorbeeld kunnen toepassen op een veldspuit, een bemesting, of enig ander stuk grondbewerkingsapparatuur. Grondbewerking is waarschijnlijk de grootste, vooral als je conventionele kassa beoefent, ' zegt Bruno. “Terwijl boeren nauwkeurigere diensten proberen, het is onwaarschijnlijk dat ze terug zullen gaan in de nauwkeurigheidsketen. Nauwkeurigheid is verslavend.”
uiteindelijk, als u intensiever wilt gaan beheren, dat is waar een hogere nauwkeurigheid zijn vruchten afwerpt.
“Het doel is om elke boer de oplossing te geven die het beste past bij zijn bedrijf en budget, " zegt Wade Stewart, marktmanager, ag divisie, Trimble.
Op afbeeldingen gebaseerde sensoren met kunstmatige intelligentie erachter is een concept dat volgens Scott Shearer een revolutie teweeg kan brengen in de manier waarop boeren hun gewassen beheren. See &Spray is het eerste teken van een tastbare toepassing in de landbouw, zegt de professor van de Ohio State University.
Ontwikkeld door Blue River Technology, See &Spray brengt camera's, computers, en kunstmatige intelligentie om elke plant te herkennen en de juiste behandeling voor elke plant te bepalen, voortdurend leren zoals het gaat. Met uiterste nauwkeurigheid, robotsproeiers richten zich in realtime op ongewenste planten terwijl de veldspuit door het veld gaat, het toepassen van een herbicide terwijl het gewas of gebieden zonder onkruid worden vermeden.
Verworven door John Deere in 2017, de technologie identificeert momenteel de verschillen tussen katoenplanten en onkruiden van vele soorten en maten. Het is ook getest in sojabonen.
Deere wil een brede reeks voorbeelden zodat de kunstmatige intelligentie kan leren hoe een onkruid eruit ziet en hoe het er niet uitziet, dus See &Spray wordt momenteel getest in het Midwesten en in andere delen van de wereld op aanvullende gewassen. Deze rijke informatie zal de implementatie in verschillende markten versnellen, zegt Julian Sánchez, regisseur, opkomende technologie, John Deere.
“Een systeem dat heel selectief kan zijn en alleen een gebied raakt dat het echt nodig heeft, kan leiden tot 50% tot 60% besparing op chemicaliën alleen, ', zegt Sánchez. “Als we eenmaal zijn waar we het na de opkomst kunnen doen, we zullen een besparing van 90% zien.”
“Als je kijkt naar de waarde van genetisch gemodificeerde gewassen, het is in herbicideresistentie, ', zegt Scheerder. “Als John Deere de technologie met succes op grote schaal toepast, 50% van de waarde van genetisch gemodificeerde gewassen kan verdampen. Dat is een gamechanger."
Eenmaal bewezen, Shearer gelooft dat John Deere de technologie zal verplaatsen naar gebieden zoals een tekort aan voedingsstoffen en het opsporen van ziekten.
