Die Entwicklung der Präzisionslandwirtschaft und politische Implikationen

Apr 18, 2024

Die Landwirtschaft ist wirklich ein besonderer Lebensbereich. Wie das Sprichwort sagt: „Der Mensch verdankt seine Existenz trotz künstlerischer Ansprüche, seines Könnens und seiner Errungenschaften einer 15 cm dicken Schicht Mutterboden und der Tatsache, dass es regnet.“ Landwirte machen sich die Biologie zunutze und nutzen Erde, Sonne, Wasser und Nährstoffe, die seit Millionen von Jahren vorhanden sind, um Nahrungsmittel zu produzieren, die Menschen auf der ganzen Welt ernähren. Ein Aspekt der Landwirtschaft, der oft übersehen wird, ist die Entwicklung der Agrartechnologie.

Fortschritte in Wissen, Biologie und Technologie haben es Landwirten seit 12.000 Jahren ermöglicht, mehr Lebensmittel mit weniger Ressourcen zu produzieren, obwohl die technologischen Fortschritte der letzten Jahrzehnte die Gewinne der letzten etwa 11.000 Jahre gering erscheinen lassen. Als die Landwirtschaft am Ende der Steinzeit begann, gab es auf der Welt etwa 5 Millionen Menschen, die es zu ernähren galt, und nur wenige, wenn überhaupt, Bauern ernährten Menschen, die über ihre Großfamilie hinausgingen. Heutzutage nutzen Landwirte Technologie zur Bepflanzung und Ernte kilometerlanger Felder mit Geräten, die von Satelliten mit einer Genauigkeit von unter einem Zoll gesteuert werden. Dadurch können sie fast 8 Milliarden Menschen auf der ganzen Welt mit weniger Ressourcen als je zuvor ernähren.

Dieser Market Intel des American Farm Bureau befasst sich mit der Entwicklung und Bedeutung der Präzisionslandwirtschaft und der Frage, wie die Politik dazu beitragen kann, die Forschung, Entwicklung und Einführung der Technologie fortzusetzen, die Landwirte benötigen, um unsere wachsende Bevölkerung weiterhin mit weniger Inputs zu ernähren und unsere natürlichen Ressourcen zu schonen.

Anfänge

Der Begriff „Präzisionslandwirtschaft“ bedeutet die Verwaltung, Verfolgung oder Verbesserung der Produktionsmittel für Pflanzen- oder Tierproduktion, einschließlich Saatgut, Futtermittel, Düngemittel, Chemikalien, Wasser und Zeit, mit einem höheren Maß an räumlicher und zeitlicher Genauigkeit, um Effizienz, Rohstoffqualität und Ertrag zu verbessern einen positiven Einfluss auf die Umweltverantwortung haben.

Um die Fortschritte in der Präzisionslandwirtschaftstechnologie zu verstehen, müssen wir mit dem Anfang beginnen, als die Präzisionslandwirtschaft noch nicht durch GPS gesteuert wurde. Dr. Pierre Robert, manchmal auch als „Vater der Präzisionslandwirtschaft“ bezeichnet, führte einige der frühesten Forschungen zur Bodenvariabilität durch. Im Jahr 1983 erforschte Dr. Robert als Erster die Ausbringung von Düngemitteln mit variabler Dosierung, wobei er anerkennt, dass verschiedene Bereiche eines Feldes unterschiedliche Ernteerträge und somit unterschiedliche Nährstoffanforderungen haben, um optimale Erträge zu erzielen. Dieses Verständnis führte schließlich zu den Feldbewirtschaftungssystemen mit variabler Rate, die Landwirte heute verwenden. Laut einer Veröffentlichung des Economic Research Service des USDA werden zwischen 5 und 25 % der gesamten US-Anbaufläche für Winterweizen, Baumwolle, Sorghum und Reis mit der Variable-Rate-Technologie (VRT) bepflanzt.

Während eines Großteils der 1990er Jahre bereiteten sich Daten darauf vor, die neue Ernte des 21. Jahrhunderts zu werden. Jetzt brauchten die Landwirte nur noch eine Methode, um Informationen effizienter zu sammeln. Genau das tat der erste Ertragsmonitor aus dem Jahr 1992. Mit Ertragsmonitoren konnten Landwirte beobachtbare Veränderungen der Ernteerträge auf einem gesamten Feld aufzeichnen. Diese Daten könnten mit Rasterproben kombiniert werden, bei denen Bodenproben von auf einem Feld kartierten Rasterpunkten entnommen werden, um eine Karte der Eingabeanpassungen zu erstellen, die zur Verbesserung der Erträge erforderlich sind.

Fortschritt – GPS mit Feldvariabilität koppeln

Der verbleibende Teil des Puzzles bestand darin, die Anwendung der Technologie mit variabler Rate effizienter zu gestalten. GPS-Autoleitsysteme revolutionierten die Art und Weise, wie Landwirte Maschinen bedienen. Das erste GPS-Autoleitsystem wurde 1996 auf einer Salzerntemaschine eingesetzt. Anfang der 2000er Jahre nahm die Präzisionslandwirtschaft Fahrt auf. Laut dem bereits erwähnten ERS-Bericht werden heute die meisten Mais-, Baumwoll-, Reis-, Sorghum-, Sojabohnen- und Winterweizenanbauflächen mit automatischer Lenkung bepflanzt. Diese Leitsysteme bilden die Grundlage der Präzisionslandwirtschaft für alle Geräte- und Elektronikmarken, die zur Produktion von Nahrungsmitteln, Ballaststoffen und erneuerbaren Kraftstoffen für die Welt eingesetzt werden.

GPS-Systeme sind umweltfreundlich und ermöglichen eine effizientere Nutzung von Eingaben. Diese Technologien liefern genau das, was eine Anlage benötigt, genau dort, wo es benötigt wird, und reduzieren so Abfall und Abflüsse, die bei übermäßiger Nutzung entstehen würden. Dank automatischer Lenksysteme, die es ermöglichen, Traktoren mithilfe eines GPS-Signals punktgenau zu steuern, kann dies alles bei gleichzeitiger Erfassung und Aufzeichnung von Felddaten erfolgen.

Präzisionslandwirtschaft heute

Die meisten Präzisionslandwirtschaftssysteme arbeiten heute mit Echtzeit-Kinematik-Positionierungssignalen (RTK). Diese Satellitensignale verwenden zusätzlich zu den von einer Basisstation gesendeten Informationen auch Messungen der Trägerwelle des Signals, um Fehler bei der Positionierung mit einer Genauigkeit von unter einem Zoll oder sogar unter einem Zentimeter zu korrigieren. Diese Systeme sind auch in der Lage, ein WAAS-Signal (Wide Area Augmentation System) mit einer Genauigkeit von 6 bis 8 Zoll als Backup zu verwenden, wenn RTK Probleme hat.

RTK kann für Feldarbeiten wie Bodenbearbeitung, Pflanzung, Ernte, Sprühen und eine Vielzahl anderer Feldaktivitäten eingesetzt werden. Diese Technologie wird verwendet, um Daten zu Bodentemperatur, Bodenfeuchtigkeit, Saattiefe, Saatgut pro Hektar, Ertrag und mehr zu sammeln, während ein Landwirt seinen normalen Betrieb ausführt. Diese Daten werden gesammelt und können verwendet werden, um die Produktionsleistung im Laufe der Zeit bereitzustellen. Topografiedaten können sogar erfasst und zum Entwurf von Fliesenentwässerungssystemen verwendet werden, die zu einer effizienteren Wasserbewirtschaftung beitragen.

Präzisionslandwirtschaft ermöglicht es Landwirten, genau das zu liefern, was eine Pflanze braucht, genau wann und wo sie es braucht und in der genauen Menge. Dies erhöht die Effizienz beim Einsatz von Chemikalien und Düngemitteln und trägt dazu bei, übermäßige Ausbringung zu vermeiden, was die Umwelt schont. Es werden keine Chemikalien verschwendet und der Dünger wird von der Pflanze verwertet, anstatt leere Räume zu schaffen, die die Wurzeln nicht erreichen können. Darüber hinaus führt die Verwendung weniger Inputs zu einer effizienteren Nutzung des Geldes, was wiederum den Gewinn der Landwirte steigert.

Kosten

Auf RTK-Signale kann über Satelliten- oder Internetverbindungen zugegriffen werden. Aber was kostet es, ein solches privates System auf einem Bauernhof bereitzustellen? CoBank veröffentlichte im Mai 2022 einen Bericht, in dem die Vorabkosten eines privaten drahtlosen 5G-Systems mit Präzisionslandwirtschaftsfunktionen auf etwa 55.000 US-Dollar geschätzt werden. Dazu gehören Kosten wie RAN-Ausrüstung (Radio Access Network), ein Basisturm und Arbeitskosten. Darüber hinaus fallen wiederkehrende Kosten an, beispielsweise für Abonnements, die jährlich zusätzliche 6.000 US-Dollar erfordern.

Angesichts der Kosten der Präzisionslandwirtschaftstechnologie ist es wichtiger denn je, sicherzustellen, dass sie ordnungsgemäß funktioniert. Wenn diese Systeme funktionieren, sind sie effektiver und effizienter als je zuvor. Wenn jedoch etwas schief geht, sind Ausfallzeiten teuer und oft ist Fachwissen erforderlich, um Probleme zu beheben. Der Zugang zu Technikern ist für den Betrieb ebenso wichtig wie die Satelliten, über die das Signal übertragen wird.

Politische Überlegungen:

Konnektivität

Das Agrargesetz ist von entscheidender Bedeutung für die Konnektivität in den ländlichen Gebieten, in denen die meisten amerikanischen Landwirte zu Hause sind. Landwirte benötigen Zugang zu Ressourcen, um Präzisionslandwirtschaftstechnologien nutzen zu können. Der Aufbau eines privaten Netzwerks ist teuer und bringt wiederkehrende Kosten für Dinge wie Abonnements mit sich. Und das nur, wenn der Standort der Farm auf diese Ressourcen zugreifen kann. Laut einem Bericht des National Agricultural Statistics Service des USDA hatten im Jahr 2021 fast 20 % der US-amerikanischen Farmen keinen Zugang zum Breitband-Internet.

Titel VI des Agrargesetzes ist die ländliche Entwicklung. Dieser Titel genehmigt unter anderem Programme, die dazu beitragen, Breitbandzugang in unversorgten und unterversorgten Gebieten in den Vereinigten Staaten bereitzustellen. Menschen, die an Orten mit kleinerer Bevölkerungszahl oder geografischer Isolation leben, haben häufig Schwierigkeiten beim Zugang zu Dienstleistungen und anderen Hürden für die wirtschaftliche Entwicklung, was für Menschen, die in eher städtischen Gemeinden leben, nicht der Fall ist. Der Zugang zu Diensten wie Breitband-Internet ist auch für den Einsatz von Präzisionslandwirtschaftstechnologie und die Nutzung aller privaten und öffentlichen Vorteile, die sich aus dieser Technologie ergeben, von entscheidender Bedeutung.

Der Gesetzgeber hat die Bedeutung der Präzisionslandwirtschaft hervorgehoben, indem er den Precision Agriculture Connectivity Act von 2018 in das Agrargesetz von 2018 aufgenommen hat. Durch diese Gesetzgebung wurde eine Task Force bei der Federal Communications Commission eingerichtet, die sich auf die Konnektivitäts- und Technologieanforderungen der Präzisionslandwirtschaft konzentriert. Die Task Force richtete vier Arbeitsgruppen ein, deren Aufgabe es ist, Empfehlungen zur Bewältigung aktueller Herausforderungen in der Konnektivität zu erforschen und zu entwickeln. Weitere Einzelheiten zur Task Force und ihren Ergebnissen finden Sie hier.

Der am 26. Juli 2023 eingeführte Linking Access to Spur Technology for Agriculture Connectivity in Rural Environments (LAST ACRE) Act (S. 2542) würde ein neues wettbewerbsfähiges Zuschuss- und Darlehens-Breitbandprogramm für die Entwicklung des ländlichen Raums einführen, das sich speziell der Ausweitung der Konnektivität auf Bauernhöfe und Ranches widmet . Das Programm würde es berechtigten Landwirten und Viehzüchtern ermöglichen, mit Internetanbietern zusammenzuarbeiten, um Angebotsanträge für Projekte einzureichen.

Kostenunterstützung

Wie bereits erwähnt, können die Vorabkosten eine große Hürde für Landwirte darstellen, die Präzisionslandwirtschaftstechnologie einführen. Diese Investitionen bieten im Laufe der Zeit Renditen, es kann jedoch schwierig sein, auf das erforderliche Kapital zu verzichten, wenn die Einnahmen knapp sind und die Betriebskosten wie die Grundstücksmiete höher sind als je zuvor. Glücklicherweise gibt es Unterstützung, die dabei hilft, diese Hindernisse zu überwinden.

Der Precision Agriculture Loan Program (PAL) Act (S. 719/HR 1495) ist ein parteiübergreifender Gesetzentwurf, der innerhalb der Farm Service Agency ein Darlehensprogramm einrichten würde, um Landwirte beim Kauf von Präzisionslandwirtschaftsgeräten zu unterstützen. Dies wäre das erste Bundesdarlehensprogramm, das sich speziell der Präzisionslandwirtschaft widmet und den Landwirten Kredite zu Zinssätzen von 2 % oder weniger mit Laufzeiten zwischen drei und zwölf Jahren gewähren würde. Diese Darlehen decken alle Präzisionslandwirtschaftstechnologien ab, die die Effizienz verbessern oder den Input reduzieren.

Der Producing Responsible Energy and Conservation Incentives and Solutions for the Environment (PRECISE) Act (S. 720/HR 1459) ist ein weiterer parteiübergreifender Gesetzentwurf, der Landwirten den Zugang zu Präzisionslandwirtschaftsgeräten durch bestehende USDA-Programme, einschließlich des Conservation Stewardship Program und Environmental Quality, erweitern würde Anreizprogramm.

Zusammenfassung und Schlussfolgerungen

Da die Weltbevölkerung wächst, besteht für Landwirte und Viehzüchter ein ständiger Bedarf, mit weniger Ressourcen mehr Lebensmittel zu produzieren. Technologie hat dazu beigetragen, Landwirte schneller als je zuvor voranzubringen. Es ist von enormer Bedeutung, die Technologie in der Landwirtschaft und ihre Akzeptanz in den ländlichen Gemeinden zu unterstützen, in denen der Großteil der Landwirtschaft betrieben wird. Die vorgeschlagene Politik würde den ländlichen Gemeinden solide Ressourcen zur Verfügung stellen, damit sie bei Bedarf auf Hilfe zugreifen können, und ihnen Bildung ermöglichen, damit sie sich mit neuen landwirtschaftlichen Technologien vertraut machen können.

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AFBF – Marktintelligenz