Maatalous on lähes yhtä vanha kuin ihmiskunta. Yhdessä metsästyksen, kalastuksen ja keräilyn kanssa maataloutta ja viljelyä on harjoitettu laajalti alkuajoista lähtien, ja ne olivat kaikkien muinaisten sivilisaatioiden talouden peruspilareita. Ihmisen luonto on yhä sama, ja koska täydellinen syömättömyys (inedia) ei houkuttele enemmistöä ihmisistä, maanviljely ei menetä merkitystään, vaan jatkaa kasvavan ihmiskunnan ruokkimista.
Monisatavuotisena toimintana nykymaatalous käy läpi nopeita ja syvällisiä muutoksia, joita aiheuttavat lukuisat yhteiskunnalliset tekijät ja teknologiset trendit. Maapallon väestönkasvu lisää elintarvikekysyntää, mikä puolestaan nostaa maataloustuotteiden hintoja, pakottaa tarkastelemaan kauppapolitiikkaa uudelleen, siirtää toimitusketjuja ja muokkaa perinteisiä ruokajakelureittejä.
Maailman väestön kokonaiskasvusta huolimatta maatalouden työntekijämäärä on tasaisessa laskussa, mikä ennakoi entistä vakavampaa työvoimapulaa alalla tulevina vuosikymmeninä. Lisäksi yleinen taipumus kohti luomua ja kestävästi tuotettua ruokaa, erityisen selvästi havaittavissa länsimaissa, tarkoittaa, että kasvatukseen ja sadonkorjuuseen kiinnitetään enemmän huomiota, mikä lisää uusia ulottuvuuksia modernin maanviljelyn määritelmään.
Lopulta moderni maanviljely on pattitilanteessa: viljelijät tavoittelevat parempilaatuisia satoja suuremmissa määrissä, mutta tarvittavien käsien määrä pienenee pysyvästi, eikä sen odoteta muuttuvan lähiaikoina. Kun maatalouteen suuntautuva työvoimavirta hiipuu, ainoa vaihtoehto on ottaa käyttöön tehokkaampia työkaluja.
Maatalouden mekanisointi ja automatisoitu viljely
Nykypäivän maailmassa automaatio on kuningas. Sitä hyödynnetään lukemattomilla aloilla – aina toimistokalusteista ja kodin mekanisoinnista lääketieteeseen ja eri teollisuudenaloihin. Maatalous ei ole poikkeus: modernit maataloustyökalut ja maatalouden automaatio auttavat virtaviivaistamaan viljelykiertoa, tehden siitä tehokkaampaa ja vähemmän työvoimavaltaista.
Tämä suunta kohti maatalouden automaatiota on korostunut erityisesti uudella vuosituhannella, kun yhä enemmän rahaa on ohjattu maatalous-startupeille ja automatisoiduille maatilajärjestelmille. TechCrunch arvioi pääomasijoitukset tällaisiin yrityksiin vuonna 2017 hämmästyttäväksi 1,5 miljardiksi dollariksi, mikä on seitsemän ja puoli kertaa enemmän kuin kymmenen vuotta aiemmin. Myös startupien määrä osoittaa merkittävää kasvua: 160 maatalousautomaation yritystä kilpailee rahoituksesta verrattuna 31 in 2007.
Modernien viljelytekniikoiden lista kattaa kaikki sadontuotannon osa-alueet. Osa yrityksistä ottaa käyttöön ohjelmistoja, jotka mahdollistavat tehokkaan siementen ja lannoitteiden hallinnan sekä maaperän ja kastelun ohjauksen aina satoennusteisiin saakka. Toiset startupit tarjoavat drooneja, joita käytetään paitsi valvontaan myös kasvien käsittelyyn yläpuolelta, kuten lannoitteiden, torjunta-aineiden, herbisidien ja vastaavien levitykseen. Lisäksi on yrityksiä, jotka suunnittelevat ja käyttävät automatisoituja maatalouskoneita laajalla käyttökohteiden kirjolla – viljaruuveista, leikkuupuimureista ja automaattisista traktoreista hedelmänpoimintarobotteihin.
Kuinka houkuttelevilta nämä näkymät sitten vaikuttavatkin, viljelijät ymmärtävät, että automatisoitu maatalous ei ala moderneista koneista, vaan oikeasta tiedosta ja tilannetunnusta – eli datan keräämisestä.
Esineiden internet: Anna koneiden tehdä työ puolestasi
Tarkan tiedon tilasi tilanteesta tuottavat sensorit. Esimerkiksi CropX:n valmistamia etäsensoreita sijoitetaan ympäri peltoa ilmoittamaan viljelijöille maaperän puutteellisesta tilasta, kuten kosteuden vähyydestä. Automaatio maataloudessa tekee kuitenkin välittömästä viljelijäpalautteesta tarpeetonta, sillä automatisoidut maatilajärjestelmät sisältävät muita laitteita, jotka on yhdistetty sensoreihin ja mittareihin ja jotka reagoivat saatuun dataan ennalta määritettyjen vaiheiden ja menettelyjen mukaisesti. Näin kastelujärjestelmä kytkeytyy päälle ja toimittaa vettä sinne ja silloin, kun sitä eniten tarvitaan.
Tästä modernista viljelyteknologiasta käytetään nimeä esineiden internet (IoT), eikä se vaadi ihmisen läsnäoloa erilaisten maatalousprosessien ohjaamiseen. Sen sijaan sensorit, mittarit ja koneet toimivat itsenäisesti ja ovat yhteydessä toisiinsa matkapuhelinverkon, mobiilinetin, Bluetoothin tai muun langattoman yhteyden kautta. IoT:n hyödyntäminen automatisoidulla maatilalla optimoi resurssien toimitusta ja maksimoi täsmäviljelyn tehokkuuden – mikä merkitsee suurempia satoja ja parempilaatuisia viljelytuotteita.
Internetin kautta kytkettyjen automatisoitujen maatalouslaitteiden odotetaan saavuttavan 20 %:n kasvun lähivuosina, mikä selittyy niiden potentiaalilla olla käytössä jokaisessa maatalouden arvoketjun vaiheessa.
IoT:n maataloussovelluksia
Maatilan johtaminen on monimutkaista ja sisältää kymmeniä toimenpiteitä, joiden toteutus riippuu lukuisista tekijöistä. Nämä tekijät vaikuttavat viljelijöiden päätöksiin siementen, lannoitteiden ja torjunta-aineiden valinnasta ja käytöstä sekä sisältävät tietoa sääolosuhteista, odotettavissa olevista sateista, ilman ja maaperän lämpötilasta jne. Tiedot tuottavat sensorit, jotka käynnistävät tietyt ohjelmistoalgoritmit, ja nämä optimoivat vastaavat maatalousprosessit automatisoiduilla tiloilla.
Toinen mahdollinen IoT:n sovellusalue maataloudessa liittyy resurssien seurantaan ja hallintaan. Sopivaa ohjelmistoa hyödyntämällä viljelijät voivat rekisteröidä kaikki peltotyöt ja jäljittää nämä resurssit varastoihin ja elevaattoreihin. Tällaisen optimoinnin ansiosta elintarvike- ja juomavalmistajat voivat loistaa liiketoimintansa markkina-arvon luomisessa.
Modernit viljelyteknologiat hyötyvät suuresti IoT:n käytöstä varastointiturvallisuudessa. Esimerkiksi siilojen ja elevaattoreiden varustaminen OPI Systemsin sensoreilla mahdollistaa sisäolosuhteiden seurannan ja varoittaa liiallisesta lämmöstä tai kosteudesta, jotka voivat vahingoittaa varastoitua viljaa, tai lähettää hälytyksen, jos tulipalo on uhkaamassa.
Automaatio maataloudessa ei rajoitu huipputeknologian tuomiseen. Se kattaa myös perinteisten työkalujen parantamisen ja modernien maataloustyökalujen ja -koneiden käyttöönoton.
Modernit maatalouskoneet
Automaattinen maatila perustuu siihen, että ihmisen osuus on mahdollisimman pieni, mikä edellyttää itseohjautuvien koneiden ja robottien hyödyntämistä. Laajamittaista käyttöönottoa tällaisten autonomisten, modernien maatalouslaitteiden osalta jarruttavat niiden korkea hinta ja rajallinen kaupallinen saatavuus. Nykyinen mekanisointitrendi kannustaa kuitenkin monia valmistajia kehittämään kustannustehokkaita ja luotettavia maatalouden automaatiokoneita.
Mitä moderni automatisoitu maatalouskone sitten on, kuten useimmat meistä sen mielessään näkevät? Todennäköisesti mielikuva traktorista, leikkuupuimurista tai moottoroidusta ruuvista, joka tekee kaiken työn itse ilman ihmisen osallistumista tai puuttumista. Monet yritykset jakavat tämän vision ja pyrkivät toteuttamaan sitä kehittämällä uusia mallejaan yhä autonomisemmilla ominaisuuksilla. Esimerkiksi John Deeren modernit traktorit tarjoavat täysin automatisoidun ajolinjan seurannan ja työsyvyyden säädön.
Muut suuret traktorivalmistajat kulkevat samaan suuntaan ja tavoittelevat etäohjattavia ja esiohjelmoituja koneita, joiden avulla käyttäjät voivat vähentää työ- ja panoskustannuksia. Osa hankkeista on jo kantanut hedelmää. DOT Technology Corp valmisti dieselkäyttöisen kylvökoneen, joka voi kylvää kokonaisen pellon ilman ihmisen puuttumista noudattamalla ennalta määritettyjä reittejä. Rowbot on kehittänyt modernin maatalouskoneen, joka voi levittää typpeä maissirivien väliin ja kylvää aluskasveja ennen kuin kypsä maissi korjataan kauden lopussa. Näiden hajanaisten maatalousautomaation ponnistelujen kruunuksi Isossa-Britanniassa käynnistettiin Hands-Free Hectare -projekti, jossa täysin autonomiset maatalouskoneet istuttivat, hoitivat ja korjasivat ohran hehtaarin ilman, että yksikään ihminen astui pellolle.
Kun automatisoitu vehnätila on tuotu lähelle todellisuutta, valmistajat laativat rohkeita suunnitelmia muille maatalouden osa-alueille, myös sellaisille, joita on perinteisesti pidetty vaikeasti automatisoitavina. Yksi tällainen alue on puutarhatalous, jossa hedelmien ja vihannesten korjuu on herkkää työtä: pitää välttää sekä herkkien satojen mustelmia että kasvien vaurioitumista. Ensimmäiset kokeilut tällä saralla tekivät Abundant Robotics ja Energid, jotka rakensivat robotit omenien ja appelsiinien poimintaan. Nämä ovat vasta pilottinäytteitä, joista on edelleen kehitettävä käyttökelpoisia malleja todellisiin hedelmätarhaolosuhteisiin.
Ilmasta käsin tehtävä viljely
Moderni maatalouskone ei ole pelkkä maata pitkin kulkeva laite, kuten traktori tai viljaruuvi. Osa niistä tarkkailee satoa yläilmoista, tuottaa tietoa sen tilasta ja tunnistaa ongelma-alueita, ruiskuttaa kemikaaleja tai jopa puhaltaa vettä pois sadonkorjuuvalmiista kirsikkapuista, jotta marjat eivät halkeilisi rankkasateen jälkeen. Droneista on erityistä hyötyä ahtaiden rivivälien olosuhteissa, joita voi pahentaa rinteessä sijaitseva viljely. Tällaisia olosuhteita on Napa Valleyssa, mikä tekee sienitautien torjunta-aineiden levityksestä erityisen raskasta. Sen sijaan, että tilatyöntekijät kantaisivat raskaita ruiskuja selässään, tehtävä annettiin Yamaha Precision Agriculturen kauko-ohjatulle helikopterille, mikä virtaviivaisti toimenpidettä merkittävästi ja säästi ihmiset kirjaimellisesti selkää koettelevalta työltä.
Yhteenveto
Automaation myötä maataloudesta tulee yhä käyttäjäystävällisempää: viljelijät viettävät vähemmän aikaa pellolla ja enemmän tietokoneen ääressä dataa analysoiden ja ongelmia diagnosoiden. Täysin automaattiset maatilat ovat toistaiseksi vielä tavoiteltu unelma, mutta maatalouskoneiden nopea kehitys ja hienostuminen tasoittavat tietä automaattisen viljelyn nousulle modernin talouden valtavirtaan.