今年的五大湖水果、蔬菜和农贸市场博览会真是一场盛宴。
我感受到了周围和内心的能量——在一两年没有参加会议之后,我没有意识到我是多么怀念与其他种植者和农业专业人士在一起的时光。感觉确实不错。
密歇根州立大学园艺学院的丹·布雷纳德(Dan Brainard)召集了我们地区一些最优秀和最聪明的人来讨论杂草控制,通过神奇的技术,我们还听到了加利福尼亚州专家的意见。在本文中,我将描述机器人除草机的基本类型、它们的功能示例以及它们如何在加利福尼亚州进行商业使用。
加州大学戴维斯分校的史蒂夫·芬尼莫尔 (Steve Fennimore) 与在蔬菜中使用这些除草机器人的种植者合作。首先,他对不同类型的机器人除草机进行了一些区分。第一种是摄像头引导的挂钩,其复杂程度最低(照片 1)。它们通过三点悬挂装置拖在拖拉机后面,工具栏通过液压缸左右移动(垂直于行进方向)。移动由“看到”作物的摄像机控制,使工具保持在作物行的中心。摄像头引导的除草机只是将传统的除草工具保持在行的中央。
接下来,具有中等复杂性的是拖拉机安装的行间机器人除草机(照片 2,如上图所示)。它们也通过三点挂接装置拖在拖拉机后面,但是,它们不使用传统的除草工具,而是每行都有一个摄像头,摄像头引导一块钢在各个植物之间移动。拖拉机安装的行间机器人耕耘机需要有人来驱动或控制拖拉机。
最后一种最复杂的除草机器人是自主机器人除草机(照片 3)。这些机器不需要拖拉机或操作员,一旦输入田地地图,它们就会在田地里自行移动,无论白天还是晚上,一次几个小时。目前,这些自主机器人除草机可以携带传统的除草工具(扫地机、手指除草机等),而不是在每株植物之间除草的摄像头控制刀片。
芬尼莫尔进行了大量试验,他分享了有关每种工具所需时间的数据。种植一英亩生菜的除草成本约为每英亩 439 美元。在总除草时间中,人工除草需要68%,拖拉机耕作占9%,除草剂施用占22%。手工除草是杂草控制的主要成本。
芬尼莫尔发现了加州正在使用的三种不同的机器人除草机。 Stout(照片 2)是一款安装在拖拉机上的行间机器人除草机。 Titan(照片 4)也是一款安装在拖拉机上的行间机器人除草机,但它配备了自己的拖拉机,而 Dino 是一款配备传统工具的自主机器人除草机(照片 3)。芬尼莫尔分享了他和理查德·史密斯完成的试验结果,展示了这三台机器的功能。
机器的性能是可变的(就像农业一样)。例如,在商业田地的一项试验中,Titan 机器清除了行中 69% 的杂草,并将手动除草时间减少了约一半(与传统的行间耕作相比),但在另一项试验中,它仅清除了 31% 的杂草行中,减少了约 10% 的手工除草时间。
在另一项研究试验中,行间拖拉机耕作去除了床顶上 66% 的杂草,而泰坦则去除了 91%。在这次试验中,与行间拖拉机耕作相比,泰坦将手工除草减少了约一半。在另一项商业田间试验中,与行间拖拉机耕作相比,Stout 去除了 98% 的行内杂草,并将手动除草时间减少了约一半(尽管在另一次试验中,它减少了 52% 的杂草 - 同样,结果各不相同)。 Dino 配备了手指除草机,与行间拖拉机耕作去除了 61% 的杂草相比,它去除了 41% 的杂草。
这些机器在杂草密度高的田地中准确运行的能力给芬尼莫尔留下了深刻的印象。 5月,一片生菜田里长满了马齿苋(图76)。他认为他们必须取消试验,因为计算机无法区分生菜和杂草,但 Stout 公司认为它可以做到。标准拖拉机耕作没有有效去除行内杂草,但 Stout 去除了 78% 的行内杂草。由于杂草密度高,需要很长时间才能穿过田地——标准拖拉机耕作每英亩需要 30 小时,而黑啤酒每英亩需要 10 小时。虽然总的来说,史蒂夫周围的种植者发现拖拉机安装的机器人除草机可以在 8-10 小时内耕种 XNUMX 英亩的田地。
芬尼莫尔说,作为推广专家,他关心生产成本;即使这些机器人除草机能创造奇迹,但如果它们增加太多生产成本,对种植者来说也不利。
他引用了一项研究,比较了生菜中机器人除草机与手工除草的成本(Tourte 等人,评论中)。他们计算出每英亩杂草生菜的平均成本为 161 美元。然后他们计算了三种不同类型拖拉机安装的行间机器人除草机的成本——每英亩 166 美元至 204 美元不等(包括拖拉机、操作员、机器成本和维护成本)。使用这些机器可以将手工除草成本降低至每英亩 100 美元,但使用机器人除草机控制杂草的总体成本为每英亩 266 至 304 美元。
这意味着使用机器人除草机比手工除草成本更高。那么为什么加州的一些种植者采用这些机器人除草机呢?
芬尼莫尔做了一些研究和思考来找出原因。他发现了一项针对首席执行官的调查,询问他们为什么要采用技术(《经济学人》,1 年 16 月 21 日)。他们表示,机器可以降低风险(更少的人受伤),比员工更可靠,并有助于使成本更可预测。此外,除草剂的效益正在递减,渴望手工除草的年轻人越来越少。
由于这些机器人除草机需要投资(标准 Stout 型号为 350,000 美元),一些公司将机器的使用外包出去 - 就像租用定制喷雾机或收割机一样。
目前,这些自主机器人除草机和拖拉机安装的行间机器人除草机集中在美国最大的蔬菜产区南加州和亚利桑那州。但我与 Stout 的首席执行官 Brent Shedd 进行了交谈,他告诉我,他们在佛罗里达州和佐治亚州拥有机器,中西部地区也对此感兴趣。所以我们将看到这些机器人除草机是如何传播的。
— Sam Hitchcock Tilton,VGN 记者