今年的五大湖水果、蔬菜和農貿市場博覽會非常棒。
我感受到了我周圍和內心的能量——在一兩年沒有參加會議之後,我沒有意識到我多麼想念與其他種植者和農業專業人士在一起的時光。 確實感覺很好。
密歇根州立大學園藝學院的 Dan Brainard 召集了我們地區的一些最優秀和最聰明的人來討論雜草控制問題,並且通過技術的魔力,我們還聽取了加利福尼亞專家的意見。 在本文中,我將描述機器人除草機的基本類型、它們的能力示例以及它們在加利福尼亞的商業用途。
加州大學戴維斯分校的史蒂夫芬尼莫爾與在蔬菜中使用這些除草機器人的種植者合作。 首先,他對不同類型的機器人除草機做了一些區分。 第一個複雜程度最低的是相機引導的掛鉤(照片1)。 這些由三點懸掛裝置拖在拖拉機後面,工具欄由液壓缸左右移動(垂直於行進方向)。 移動由“看到”作物的攝像機控制,使工具保持在作物行的中心。 攝像機引導的除草機只是將傳統的除草工具保持在行的中心。
接下來,具有中等複雜性的是安裝在拖拉機上的行內機器人除草機(照片 2,上圖)。 這些也由三點掛鉤拖在拖拉機後面,但是,它們不使用傳統的除草工具,而是每排都有一個攝像頭,攝像頭引導一塊鋼在各個植物之間移動。 安裝在拖拉機上的行內機器人耕耘機需要一個人來驅動或控制拖拉機。
最後一種除草機器人,具有最大的複雜性,是自主機器人除草機(照片 3)。 這些機器不需要拖拉機或操作員,一旦輸入田野地圖,它們就會在田地中自行移動數小時,無論白天還是晚上。 目前,這些自主機器人除草機可以攜帶傳統的除草工具(掃地機、手指除草機等),而不是在每株植物之間除草的由攝像頭控制的刀片。
Fennimore 進行了很多試驗,他分享了有關每種工具所需時間的數據。 種植一英畝生菜的除草成本約為每英畝 439 美元。 在總的除草時間中,手工除草需要 68%,拖拉機耕種需要 9%,除草劑需要 22%。 人工除草是除草的主要成本。
Fennimore 確定了三種不同的機器人除草機,它們正在加利福尼亞州使用。 Stout(照片 2)是一種安裝在拖拉機上的行內機器人除草機。 Titan(照片 4)也是一台安裝在拖拉機上的行列式機器人除草機,但它配備了自己的拖拉機,而 Dino 是一款配備傳統工具的自主機器人除草機(照片 3)。 Fennimore 分享了他和 Richard Smith 完成的試驗結果,展示了這三台機器的功能。
機器的性能是可變的(就像農業一樣)。 例如,在商業田間的一項試驗中,Titan 機器清除了行中 69% 的雜草,並將人工除草時間縮短了大約一半(與傳統的行間種植相比),但在另一項試驗中,它僅清除了 31% 的雜草在行中並減少了約 10% 的手工除草時間。
在另一項研究試驗中,行間拖拉機種植去除了 66% 的床上雜草,而 Titan 去除了 91%。 在這項試驗中,與行間拖拉機耕作相比,Titan 將人工除草減少了大約一半。 在另一項商業田間試驗中,與行間拖拉機耕作相比,Stout 去除了 98% 的行內雜草,並將人工除草時間減少了大約一半(儘管在另一次試驗中,它減少了 52% 的雜草 - 同樣,結果是可變的)。 Dino 配備了手指除草機,它去除了 61% 的雜草,而行間拖拉機則去除了 41% 的雜草。
Fennimore 對這些機器在雜草密度高的田地中準確運行的能力印象深刻。 5 月,一片生菜地長滿了馬齒莧(照片 76)。 他認為他們不得不取消試驗,因為計算機無法區分生菜植物和雜草,但 Stout 公司認為它可以做到。 標準拖拉機栽培有效地去除了行中的雜草,但 Stout 去除了 78% 的行內雜草。 由於雜草密度高,它需要很長時間才能穿過田野——標準的拖拉機種植每英畝需要 30 小時,而 Stout 需要每英畝 10 小時。 雖然總的來說,史蒂夫周圍的種植者發現,安裝在拖拉機上的機器人除草機可以在 8-10 小時內耕種 XNUMX 英畝的土地。
Fennimore 說,作為一名推廣專家,他關心生產成本; 即使這些機器人除草機能創造奇蹟,如果它們過多地增加生產成本,它們對種植者也不利。
他引用了一項研究,將機器人除草機的成本與人工除草的成本進行了比較(Tourte et al., in review)。 他們認為手工除草生菜的平均成本為每英畝 161 美元。 然後,他們計算了三種不同類型的安裝在拖拉機上的行內機器人除草機的成本——它們的成本從每英畝 166 美元到 204 美元不等(包括拖拉機、操作員、機器和維護成本)。 使用這些機器可以將手動除草成本降低到每英畝 100 美元,但使用機器人除草機控制雜草的總成本在每英畝 266 美元至 304 美元之間。
這意味著使用機器人除草機比手動除草成本更高。 那麼為什麼加利福尼亞的一些種植者採用這些機器人除草機呢?
Fennimore 做了一些研究和思考以找出原因。 他發現了一項針對 CEO 的調查,詢問他們為什麼要採用技術(經濟學人,1 年 16 月 21 日)。 他們說機器可以降低風險(更少的人受傷),比員工更可靠,並有助於使成本更可預測。 此外,除草劑的收益正在遞減,渴望成為手工除草者的年輕人越來越少。
由於這些機器人除草機需要投資(標準的 Stout 型號為 350,000 美元),因此一些公司將機器的使用外包出去——就像您租用定制的噴霧器或收割機一樣。
目前,這些自主機器人除草機和拖拉機安裝的行內機器人除草機集中在美國南加州和亞利桑那州最大的蔬菜產區。 但我與 Stout 的首席執行官 Brent Shedd 進行了交談,他告訴我他們在佛羅里達州和喬治亞州有機器,並且來自中西部的興趣。 因此,我們將看到這些機器人除草機是如何傳播的。
— Sam Hitchcock Tilton,VGN 記者