尖端種植者、研究人員和夢想家都同意一件事:20 年後的蔬菜種植將與今天大不相同。
生物和農業工程學教授戴維·C·斯勞特 (David C. Slaughter) 說,變化可能不僅來自機器人、植物遺傳學的進步、物聯網的使用——或任何其他單一學科——而且這些入侵在未來的交叉點加州大學戴維斯分校,以及其智能農場計劃的支持者。
“總的來說,在未來,我們將看到各種不同技術帶來的這些機會,無論是在生物技術方面,還是在人工智能和機器人技術方面,”斯勞特說。 “許多技術將匯集在一起。”
種植
未來 20 年,種植者種植的地點和方式可能會發生巨大變化。
未來學家和戰略顧問 Daniel Burrus 說,氣候變化可以使受控環境農業對種植者更有好處。
“把它想像成天氣混亂,”他說。 “種植者不喜歡混亂的天氣,而你可以在室內獲得巨大的穩定性。”
“我們種植蔬菜的地方將會發生變化,”未來學家兼作家 Jack Uldrich 說。 城市農場已經開始種植綠葉蔬菜。
他說,由於氣候變化,可能還會發生其他一些變化。
“玉米帶已經向北移動——從愛荷華州移動到明尼蘇達州——50 年後它可能會在加拿大。”
Lynn Trizna 管理著 St. Luke's Rodale Institute Organic Farm,這是一家從農場到醫院的運營機構,位於賓夕法尼亞州東部,佔地 11.5 英畝。 她親眼目睹了每年的天氣變化有多大,以及種植者俱有適應力並能夠隨氣候變化而變化的重要性。 對她來說,這意味著通過“密集覆蓋種植”和土壤測試對土壤進行投資。
“我們對我們想做什麼有一個特定的遊戲計劃,但我們也有選擇,如果發生這種情況,或者如果發生這種情況,”她說。
異常健康的土壤為農場提供了一定的靈活性和長期耐力。
“我們不會為了生產而犧牲土壤健康,因為從長遠來看,這對我們沒有幫助,”她說。
種植機械也隨之改變。
“我們認為種植技術將扮演兩個角色,”斯勞特說。 第一個作用是在正確的深度以正確的方式正確且廉價地播種。 第二個角色將不那麼有形:啟動該領域的植物數據庫。
“你會得到每株植物的經緯度,”他說。
這些數據點將成為整個季節精準農業的基礎,因為種植者不僅使用數據來追踪他們田地中的問題點,甚至追踪特定植物——精準農業的一種高級形式,目前已經開始。
偵察和傳感
偵察和傳感器在精準農業中很重要,因為它們會填充植物的數據並允許種植者微調他們的種植技術。
無人機開始用於偵察,Slaughter 看到了它們在未來的用途。
“在商業規模上,你可以看到空中平台的應用,”他說。 但他說,有些東西在 300-350 英尺高空是看不到或感覺不到的。
Slaughter 說,已經完成了一些工作,將傳感器直接連接到植物上,而不是現在使用的土壤探針。 傳感器會將信息傳回農場辦公室,在那裡可以逐塊、逐行甚至最終逐個植物地做出有關灌溉的決定——這取決於農場的設置方式向上。
“當經濟學和所有其他因素到位時,這將允許這種情況發生,我不太確定,”他說。 “但我認為,這是未來農場的概念之一,是共同提高護理的空間和時間分辨率,以增加更多的自動化、先進的機器學習和基於知識的技術,從而更好地做出更大的決策並以更廣泛的方式。”
Uldrich 超越了無人機。 他說,衛星可能成為未來蔬菜農場偵察的重要組成部分。
著陸和重複使用火箭的能力——最近由科技界領軍人物埃隆·馬斯克 (Elon Musk) 證明——似乎表明未來發射衛星的成本會更低。
Burrus 說,20 年後,由於生物計算的進步,土壤傳感器不僅可以“智能”並與其他設備聯網,而且還可以生物降解。
在這個幾乎所有連接到互聯網的設備都是由矽、電線和金屬製成的時代,這很難想像。
“有新的更強大的計算方式,”Burrus 說。 “當你展望未來時,你不想使用後視鏡。 你想用擋風玻璃。”
照料
來自傳感器的數據將告知如何照料每株植物,從害蟲控製到除草劑甚至灌溉。
自動化植物撫育技術將使種植者能夠分配特定數量的養分和水,並控制病蟲害。
“我們將能夠定制它,”斯勞特說。
他說,加州大學戴維斯分校已經開始研究帶有 GPS 導航系統的雅馬哈自動噴霧器。
加州大學戴維斯分校的另一個項目側重於從無人駕駛飛行器噴灑殺蟲劑。
2017 年約翰迪爾 (John Deere) 收購的 Blue River Technology 等一些可變速率噴頭已經成為頭條新聞——我們的幾位消息人士指出,這是一種超前的設備。
當被問及農民是否仍會外出務工時,布魯斯用他自己的反問來回答:人工智能會讓我們所有人失業嗎?
答案是否定的,他說。 我們不會都失去工作,種植者仍會回到他們的田地裡。 他們這樣做只會在使用技術方面受到更多的教育。
“即使使用高科技,我們也喜歡了解正在發生的事情,”Burrus 說。 “我們用不同於 AI 的眼光看待事物; 我們用與無人機不同的眼光看待事物。 我們兩者都需要。”
他說,人工智能 (AI) 的未來是“共生思維”,即人類與機器交互以實現兩全其美。
研究甚至正在改變有機種植者照料作物的方式。 Trizna 所在的 Rodale Institute 致力於通過宣傳和研究來發展有機運動。 最近的一項實驗發現,為有益昆蟲留下棲息地——自然生物控制——可以有效控制條紋黃瓜甲蟲 (Acalymma vittatum)。
收穫
智能機械收割機已經開始出現,用於收割草莓和蘋果等多種特種作物。
“我認為它就在這裡,今天,如果人們不能理解它將如何在 20 年內改變這個行業,我認為他們不會關注,”Uldrich 說。
屠宰同意了。
“你肯定會看到轉向這些網絡物理系統,”他說。 但是,再一次,它不會僅僅通過技術進步。 機器人更有可能與人類經理或其他“生物夥伴”一起工作。 植物育種計劃將致力於開發機器人更容易收割的作物。
“草莓的莖會更長; 葡萄會掛得離植物更遠,”他說。
這在行業中如何推廣——以及它如何被各種種植者接受——尚不清楚。
Trizna 說,雖然許多有機農民確實擁有一些基本的機械收割設備,但該技術並不總是在各種環境中都能很好地發揮作用。
“依賴設備是我們食品系統的一部分,”她說。 “必須努力使該設備易於使用,並具有在不同環境中工作的能力。
“我認為未來 20 年對我們的食品系統和每個農民來說都非常重要,”她說。 “我希望土壤技術能夠以一種有利於農民而不一定有利於企業的方式進行,”她說。
找地方
Slaughter 用歷史上的一個例子來說明不同的技術如何結合起來改變這個行業。 二十年來對加工番茄新品種的研究,這種番茄可以在統一的時間成熟並從植物中很好地分離,另外十年對機械收割機的研究,使種植者為 1964 年 Bracero 勞動計劃的結束做好了準備。
“成功是當我們能夠採用多學科方法時,”他說。
有機種植者 Trizna 表示擔心有機種植者和生態問題不會被排除在未來的研究之外。
“我希望在接下來的 20 年裡,人們真的會更密切地關注有機食品並研究有機食品,而不僅僅是對產品進行研究,還要對土壤進行研究,”Trizna 說。
Burrus 認為,未來將帶來“有機物的持續增長”,同時也會帶來“對有機文化的新定義”。
“嘗試向更大的運營商學習,”他說。 “嘗試做一些他們所做的事情。”
Uldrich 說種植者不應該害怕未來。
“我不希望任何人認為蔬菜行業的未來只會被一兩家能夠負擔得起機器人技術和數據以及所有這些的全球企業集團控制,”他說。
顧客可能仍會看重本地種植的優質食品。
“我認為人們會想要購買他們的朋友和鄰居種植的食物,”Uldrich 說。