5 framväxande trender inom jordbruksteknik

I takt med att världens befolkning växer blir det allt svårare att försörja världen. Jordens befolkningen förväntas öka med 2,2 miljarder till 2050, vilket innebär att världens jordbrukare skulle behöva producera cirka 70 % mer livsmedel än vad som för närvarande produceras. Det är en oroande ökning, som har lett till innovativa svar från jordbruksindustrin.

Revolutionerande teknik utvecklas och används för att forma framtiden för jordbruksindustrin i syfte att tillgodose den växande efterfrågan på livsmedel. Ta en titt på fem av de bästa framväxande teknikerna inom jordbruksindustrin nedan:

1. Precisionsjordbruk

Precisionsjordbruk (PA) eller precisionsodling avses hantering av jordbruksprocesser genom att observera, mäta och reagera på variationer i grödor mellan och inom fältet. PA-tekniker tillämpas ständigt i jordbruk över hela världen. Enligt en rapport från MarketsandMarkets förväntas PA-marknaden växa från 8,5 miljoner USD år 2022 till 15,6 miljoner USD år 2030, med en genomsnittlig årlig tillväxttakt (CAGR) på 7,9 %.

PA-system ger jordbrukare tillgång till realtidsdata om förhållandena för deras grödor, jord och omgivande miljöförhållanden. Data samlas in med hjälp av sensorer som placeras på odlingsfält för att bedöma marktemperatur och fuktnivåer. Carlo Gavazzi har ett brett urval av miljösensorer för mätning av CO2, relativ luftfuktighet (RH), temperatur och lufthastighet. Ett exempel är kapacitiva givare för registrering av fasta eller flytande material.

Andra enheter som satelliter och drönare (till exempel utvecklingsplattformen Crazyflie från Seeed Studio) kan också ge användbara bilder av grödorna. När data har samlats in kan programvara för förutsägande analys användas för att bedöma data och ge feedback till jordbrukaren om eventuella områden som behöver uppmärksammas för att undvika slöseri med resurser.

Till exempel kommer jordbrukare att få vägledning om växtföljd, optimala planteringstider, skördetider och jordbearbetning via en app som kan användas på en smart enhet. Precisionsjordbruk ger värdefulla insikter för att minska kostnaderna, säkerställa optimal hälsa för grödor och minska påverkan på miljön.

2.    Vertikal odling

En av de största utmaningarna för livsmedelsproduktionen är ogynnsamma väderförhållanden. Men med vertikal odling odlas grödorna i kontrollerade miljöer, vilket möjliggör en konsekvent och tillförlitlig produktion året runt. Vertikal odling innebär användning av automationssystem, programvara, robotteknik och datavetenskap för att odla grödor i vertikalt staplade lager med optimala odlingsförhållanden, med LED-belysning och hydroponik. Vertikal odling är ett mer effektivt och hållbart sätt att odla grödor i stadsområden, och gör det också möjligt att odla fler grödor på mindre yta. Ta en titt nedan på fördelarna och nackdelarna med vertikal odling:

Fördelar med vertikal odling

• Odla året runt – eftersom grödorna befinner sig i en kontrollerad miljö i en vertikal odling finns det ingen risk för ogynnsamma väderförhållanden som kan leda till att grödornas kvalitet försämras. Odlarna kommer inte att drabbas av inkomstbortfall på grund av faktorer som ligger utanför deras kontroll.
• Odla mer på mindre yta – traditionella jordbruk kräver bördig åkermark. Eftersom vertikal odling bygger på att man växer uppåt är det möjligt att uppnå högre produktivitet på en mindre yta.
• Använd mindre vatten – den hydroponiska odlingsprocessen använder bara cirka 10 % av den vattenmängd traditionella jordbruksmetoder behöver och vattnet kan också återanvändas.
• Eliminera behovet av bekämpningsmedel – bekämpningsmedel kan förorena jord, gräsmattor och vegetation. Med en kontrollerad miljö kan skadedjur inte ta sig in och därmed elimineras behovet av bekämpningsmedel.
• Sänkta transportkostnader – de sista kilometrarna är vanligtvis den dyraste delen i leveranskedjan. Grödor transporteras vanligtvis över oceaner och kontinenter. Vertikal odling kan bedrivas mer eller mindre var som helst, och platsen kan ligga närmare kunderna, vilket minskar transportkostnaderna och koldioxidutsläppen.
• Lägre kostnader för arbetskrafts – eftersom en stor del av processen vid vertikal odling är automatiserad, innebär det att de totala omkostnaderna för personal inte behöver vara lika höga.

Nackdelar med vertikal odling

• Höga initialkostnader – växten, LED-lampor, programvara och sofistikerade odlingssystem är dyra, särskilt om man jämför med sol och regn – som är gratis.
• Använder mycket energi genom att LED-lamporna måste lysa hela tiden då vertikal odling sker inomhus. Vissa anläggningar använder dessutom fortfarande fossila bränslen, vilket inte är den mest hållbara lösningen.
• Kräver sofistikerade färdigheter, för att inte tala om att den första installationen som kräver en expert på tekniska system, den högteknologiska inblandningen i varje steg i processen kräver högutbildade personer.
• Pollineringen hindras. Dålig pollinering leder ofta till dålig fruktsättning. Bin, fåglar och vind är naturliga pollinerare som inte kan ersättas av konstgjorda metoder.
• Mycket teknikberoende. En vertikal odling är i hög grad beroende av teknik för rätt belysning, bevattningstemperatur och luftfuktighet. Om en av dessa fallerar kan det få katastrofala följder.

3.    Jordbruksrobotar

Robotteknik och automatiseringsprocesser förändrar jordbrukssektorn genom att öka produktiviteten och effektiviteten. Användningen av robotteknik kommer också att öka under de närmaste åren. Enligt MarketsandMarkets kommer marknaden för jordbruksrobotar att växa med mer än det dubbla mellan 2022 och 2026, från 5,9 miljarder USD till 11,9 miljarder USD. Förarlösa traktorer förväntas växa snabbast i sektorn, med en genomsnittlig årlig tillväxttakt på 29,7 %.

Jordbruksrobotar används allt oftare inom jordbrukssektorn för att hantera problem som arbetskraftsbrist, ökade kostnader och ökad efterfrågan på livsmedel. Robotar kan användas för monotona uppgifter som att plocka och packa eller plantera frön, men i takt med att tekniken utvecklas ser vi att robotar används för mycket mer komplexa uppgifter som att övervaka grödor och mäta PH-nivåer i jorden. Exempel på den typ av arbete som jordbruksrobotar för närvarande används för är:

• Skördning
• Ogräskontroll
• Klippning
• Frösättning
• Sprejning
• Sortering och paketering
• Övervakning av boskap
• Bevattning
• Övervakning av grödors hälsa
• Bestämning av fenotyp

För en komplett guide om robotteknik och automation, inklusive ett avsnitt om hur de används inom jordbruket, läs den andra upplagan av vår guide.

4.    Genomredigering och bioteknik

Genomredigering gör det möjligt för växtförädlare att göra mycket specifika förändringar i DNA vilket kan förbättra en rad olika grödor. Jordbrukare kan till exempel genmodifiera en växt för att göra den mer motståndskraftig mot skadedjur eller sjukdomar och mer motståndskraftig mot torka. Framsteg inom genredigeringsteknik som CRISPR-Cas9 öppnar upp för nya möjligheter att förbättra grödor. Biotekniken stöder också utvecklingen av genetiskt modifierade organismer (GMO), som också har fördelar, till exempel ökat näringsvärde. De mest planterade biotekniskt modifierade grödorna är sojabönor, majs och bomull. I denna artikel från US Food and Drug Administration anges att GMO-sojabönor, GMO-bomull och GMO-majs år 2020 svarade för över 90 % av all produktion av respektive produkt.

5.    Cirkulärt jordbruk

Med den förväntade ökningen av den globala befolkningen under de kommande decennierna kan det vara lätt att glömma bort hållbara metoder för att tillgodose den växande efterfrågan på livsmedel. Hållbar utveckling är dock nyckeln till en hälsosam framtid. Cirkulärt jordbruk förväntas öka i popularitet under de närmaste åren. Den fokuserar på minimal extern tillförsel, att sluta näringskretsloppen och att återskapa jorden. Om cirkulärt jordbruk praktiseras i stor skala kan det minska resursbehovet och utsläppen av växthusgaser. I ett cirkulärt jordbruk är alla processer inriktade på hållbar utveckling, från odling och skörd till transport och konsumtion.

Typer av cirkulära jordbruk

• Blandad odling – odling av grödor som är beroende av varandra, snarare än isolerade, där odlingen av den ena ger gynnsamma förhållanden för den andra på samma mark. Att använda mark för att kombinera odling och djurhållning kan till exempel fördjupa det cirkulära jordbruket genom att använda lokalt producerat foder eller gödsel istället för importerade gödningsmedel.
• Jord- och skogsbruk – odling av träd och andra växter tillsammans med grödor. Plantering av träd i jordbrukslandskap kan förbättra markens bördighet och återställa den biologiska mångfalden. Det minskar också beroendet av kemikalier och gödningsmedel.
• Ekologiskt jordbruk – minskar användningen av syntetiska gödningsmedel och bekämpningsmedel och ersätts av platsspecifika skötselmetoder för att förebygga skadedjur och sjukdomar och långsiktig hälsa för grödor.