Quest'anno l'EXPO del mercato di frutta, verdura e prodotti agricoli dei Grandi Laghi è stata una vera sorpresa.
Ho sentito l'energia intorno e dentro di me: dopo un anno o due senza conferenze non mi rendevo conto di quanto mi mancasse stare con altri coltivatori e professionisti dell'agricoltura. Sicuramente è stato bello.
Dan Brainard dell'Orticoltura della Michigan State University ha riunito alcuni dei migliori e più brillanti esperti della nostra regione per parlare del controllo delle infestanti e, grazie alla magia della tecnologia, abbiamo anche avuto modo di ascoltare un esperto in California. In questo articolo descriverò i tipi base di sarchiatori robotizzati, esempi di ciò di cui sono capaci e come vengono utilizzati a livello commerciale in California.
Steve Fennimore dell'Università della California, Davis, lavora con i coltivatori che utilizzano questi robot diserbo nelle verdure. Per prima cosa ha fatto alcune distinzioni tra i diversi tipi di diserbatrici robotizzate. I primi, con il livello di complessità più basso, sono gli attacchi guidati da telecamera (foto 1). Questi vengono trainati dietro un trattore tramite l'attacco a tre punti e la barra degli strumenti viene spostata a sinistra e a destra (perpendicolare alla direzione di marcia) tramite cilindri idraulici. Il movimento è controllato da telecamere che “vedono” la coltura, mantenendo gli attrezzi centrati sulla fila della coltura. I diserbatori guidati da telecamera mantengono semplicemente gli strumenti di diserbo tradizionali centrati sulla fila.
Poi, con un livello di complessità intermedio, ci sono i robot interfilari montati su trattore (foto 2, in alto). Anche queste vengono trainate dietro al trattore tramite l'attacco a tre punti, ma non utilizzano i tradizionali attrezzi da diserbo, bensì c'è una telecamera per ogni fila e la telecamera guida un pezzo di acciaio che si muove tra le singole piante. I coltivatori robotizzati interfilari montati su trattore necessitano di una persona che guidi il trattore o lo controlli.
L'ultima tipologia di robot diserbo, con il maggior livello di complessità, sono i diserbatori robotizzati autonomi (foto 3). Queste macchine non necessitano di un trattore o di un operatore e una volta inserita la mappa del campo si muovono da sole attraverso il campo per ore alla volta, di giorno o di notte. Per ora queste macchine robotiche diserbo autonome possono trasportare strumenti di diserbo tradizionali (spazzatrici, diserbanti, ecc.) e non le lame controllate da telecamera che diserbono tra ciascuna pianta.
Fennimore ha condotto numerose prove e ha condiviso i suoi dati sul tempo necessario per ciascun strumento. Coltivare un acro di lattuga costa circa 439 dollari per acro per diserbare. Di questo tempo totale di diserbo, il diserbo manuale richiede il 68%, il 9% è destinato alla coltivazione con il trattore e il 22% all'applicazione di erbicidi. Il diserbo manuale rappresenta il costo principale del controllo delle infestanti.
Fennimore ha identificato tre diversi diserbatori robotizzati utilizzati in California. La Stout (foto 2) è una sarchiatrice robotizzata interfilare montata su trattore. Anche Titan (foto 4) è un robot interfilare montato su trattore ma dotato di trattore proprio, e Dino è un robot interfilare autonomo con attrezzi tradizionali (foto 3). Fennimore ha condiviso i risultati delle prove completate da lui e Richard Smith mostrando cosa possono fare queste tre macchine.
Il rendimento delle macchine era variabile (proprio come l'agricoltura). Ad esempio, in una prova in un campo commerciale, la macchina Titan ha rimosso il 69% delle erbacce nella fila e ha ridotto il tempo di diserbo manuale di circa la metà (rispetto alla tradizionale coltivazione tra le file), ma in un’altra prova ha rimosso solo il 31% delle erbacce sulla fila e ridotto il tempo di diserbo manuale di circa il 10%.
In un altro esperimento di ricerca, la coltivazione del trattore interfilare ha rimosso il 66% delle erbacce sul piano dell'aiuola, mentre il Titan ne ha rimosso il 91%. In questa prova il Titan ha ridotto il diserbo manuale di circa la metà rispetto alla coltivazione interfilare con trattore. In un’altra prova commerciale sul campo, la Stout ha rimosso il 98% delle erbacce all’interno dei filari e ha ridotto il tempo di diserbo manuale di circa la metà rispetto alla coltivazione interfilare con il trattore (anche se in un altro passaggio ha ridotto le erbacce del 52% – anche in questo caso, i risultati sono variabili). Il Dino è stato dotato di sarchiatori a dita ed ha rimosso il 61% delle erbacce rispetto alla coltivazione con trattore interfilare che ha rimosso il 41% delle erbacce.
Fennimore è rimasta colpita dalla capacità di queste macchine di operare con precisione in campi con un'elevata densità di erbacce. Nel mese di luglio c'era un campo di lattuga invaso dalla portulaca (foto 5). Pensò che avrebbero dovuto annullare la sperimentazione perché il computer non era in grado di distinguere tra le piante di lattuga e le erbacce, ma la società Stout pensò di poterlo fare. La coltivazione standard del trattore non ha effettivamente rimosso alcuna erbaccia nella fila, ma lo Stout ha rimosso il 76% delle erbacce nella fila. A causa dell'elevata densità delle infestanti, ci voleva molto tempo per attraversare il campo: la coltivazione standard del trattore richiedeva 78 ore per acro, mentre la Stout necessitava di 30 ore per acro. Sebbene in generale, i coltivatori intorno a Steve abbiano scoperto che i diserbatori robotizzati montati su trattore possono coltivare un campo di 10 acri in 8-10 ore.
Fennimore ha detto che come specialista dell'Extension si preoccupa dei costi di produzione; anche se questi diserbatori robotizzati fanno miracoli, se aumentano troppo i costi di produzione, non fanno bene ai coltivatori.
Ha citato uno studio che confronta i costi dei diserbo robotizzati con quelli del diserbo manuale della lattuga (Tourte et al., in revisione). Secondo loro, produrre lattuga diserbata costa in media 161 dollari per acro. Quindi hanno calcolato i costi per tre diversi tipi di diserbatrici robotizzate interfilari montate su trattore: variavano da 166 a 204 dollari per acro (compreso trattore, operatore, costo della macchina e manutenzione). L’uso di queste macchine potrebbe ridurre i costi del diserbo manuale a 100 dollari per acro, ma i costi complessivi per il controllo delle infestanti utilizzando i diserbatori robotizzati variavano da 266 a 304 dollari per acro.
Ciò significa che l’utilizzo dei diserbo robotizzati costa di più rispetto al diserbo manuale. Allora perché alcuni coltivatori in California stanno adottando questi diserbatori robotizzati?
Fennimore ha fatto alcune ricerche e riflessioni per capire il perché. Ha trovato un sondaggio tra gli amministratori delegati che chiedevano loro perché vogliono adottare la tecnologia (Economist, 1/16/21). Hanno affermato che le macchine possono ridurre i rischi (meno persone si fanno male), essere più affidabili dei dipendenti e aiutare a rendere i costi più prevedibili. Inoltre, gli erbicidi mostrano rendimenti decrescenti e sempre meno giovani aspirano a diventare sarchiatori manuali.
Poiché queste diserbatrici robotizzate richiedono investimenti (un modello Stout standard costa $ 350,000), alcune aziende appaltano l'uso della macchina, proprio come si farebbe con uno spruzzatore o una mietitrice personalizzata.
Per ora, queste diserbatrici robotizzate autonome e le diserbatrici robotizzate interfilari montate su trattore sono concentrate nelle più grandi aree di produzione di ortaggi della nostra nazione, nel sud della California e in Arizona. Ma ho parlato con l'amministratore delegato di Stout, Brent Shedd, e mi ha detto che hanno macchine in Florida e Georgia, e interessi dal Midwest. Vedremo quindi come si diffonderanno questi diserbatori robotizzati.
- Sam Hitchcock Tilton, corrispondente VGN