Grand Farm: Lösungen für die Probleme der Landwirte durch Technologie

Digi-Keys dreiteilige Videoserie „Eine andere Landwirtschaft“ beleuchtet die vielen Probleme und Sorgen der Landwirte von morgen. Einer ihrer Partner, Grand Farm, der in Video 2 vorgestellt wird, geht auf diese Schwierigkeiten näher ein.

Die Grand Farm Initiative wurde gegründet, um die größten Probleme der Landwirtschaft zu lösen. Von nachhaltigen landwirtschaftlichen Praktiken bis hin zur Profitabilität der Landwirte wird Grand Farm kleine Unternehmen, Konzerne, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Regierungsbehörden zusammenbringen, um die Farm der Zukunft zu schaffen.

Das Herzstück von Grand Farm ist jedoch der Landwirt. Wenn Grand Farm nicht die realen Probleme löst, mit denen die Landwirte gerade jetzt konfrontiert sind, verschwenden wir unsere Zeit.

Aus diesem Grund trafen sich im Sommer eine Reihe von Landwirten und Branchenexperten auf dem Grand-Farm-Testgelände, um die Probleme der Landwirte zu diskutieren. Von Pflanzen- und Bodenmanagement über Datenvisualisierung bis hin zu autonomen Systemen und dem Design der Farm der Zukunft wurden Dutzende von Problembereichen identifiziert und skizziert.

Ein Teil der Zukunft von Grand Farm ist das Aufzeigen von Problembereichen, mit denen Landwirte derzeit konfrontiert sind, in der Hoffnung, dass die Industrie zusammenarbeitet, um diese Probleme zu lösen.

Arbeitsbereiche von Grand Farm

Bevor wir uns mit diesen Problemen beschäftigen, ist es wichtig, das Ziel von Grand Farm zu verstehen. Während wir an der Erstellung der „Nutzerstory“ von Grand Farm arbeiten, versuchen wir, uns in Richtung einer Integration von Systemen zu bewegen. Dies ist die Verbindung zwischen autonomen Technologien, Internet der Dinge und der Digitalisierung der Landwirtschaft.

Der Zweck ist es, die Lebenszyklen der Landwirtschaft effizienter zu gestalten. Wir haben dies in drei verschiedene Phasen unterteilt:

1. Phase vor der Kultivierung: Identifizierung effektiverer Methoden zur Bestimmung der Pflanzenauswahl, der Landauswahl und des Zugangs zu Krediten.
2. Phase des Anbaus und der Ernte: Effektive Vorbereitung des Bodens mit Fokus auf Aussaat, Wassermanagement, Düngung und Schädlingsbekämpfung.
3. Letzte Phase nach der Ernte: Umfasst den Weg zum Markt, den Transport, die Verpackung und die Lebensmittelverarbeitung. Erreicht durch ein starkes landwirtschaftliches Ökosystem, das sich auf kollaborative Innovation konzentriert.

Hier haben wir die Aufgabe von Grand Farm in verschiedene Aufgabenbereiche unterteilt. Weiter unten haben wir die Problembereiche aufgelistet, und identifiziert, welche Arbeitsbereiche von Grand Farm diesen Problembereichen entsprechen. Dies veranschaulicht, wie wir gemeinsam mit kleinen Unternehmen, Konzernen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Regierungsbehörden versuchen, diese Probleme zu lösen.

Boden- und Nutzpflanzenmanagement

Einführung neuer Nutzpflanzen mit neuen Verwendungszwecken in der Landwirtschaft - Dazu gehören die Bedeutung der Landbewirtschaftung und die Kosten, die mit dem Wechsel von Nutzpflanzen verbunden sind.

Autonome Systeme

Die Werkzeuge, die Aufgaben des Landwirtschaftsbetriebs automatisieren - Dazu gehört alles, vom LKW, der das Erntegut zum Elevator bringt, bis hin zu den Werkzeugen, die Erkenntnisse für die Entscheidungsfindung liefern.

Informationsströme

Die Sammlung von Daten, einschließlich einer Grundlage von Bedingungen über verschiedene Technologielösungen, Datenschutz und Cybersicherheit sowie die Fähigkeit, Daten in Informationen und Erkenntnisse für den Züchter und die Lieferkette zu verwandeln.

Design des landwirtschaftlichen Betriebs der Zukunft

Dazu gehören Nachhaltigkeitspraktiken und die Herangehensweise an verschiedene Betriebsführungsprinzipien. Andere Konzepte können Landwirtschaft als Dienstleistung und landwirtschaftliche Technik als Dienstleistung beinhalten.

Verbessern der menschlichen Bedingungen

Die Auswirkungen des landwirtschaftlichen Betriebs auf den Menschen Dies schließt alle ein, vom Landwirt, seiner Gemeinde, den Arbeitern in der landwirtschaftlichen Lieferkette und dem Verbraucher. Letztendlich ist jeder in irgendeiner Weise mit der Landwirtschaft verbunden.

Problembereich

• Investition mit Sitz im Silicon Valley
  • Ein Großteil des Kapitals, das in Landwirtschaft und landwirtschaftliche Technik investiert, sitzt im Silicon Valley. Dies führt zu einer Entkopplung zwischen dem Endanwender und dem Investor. Durch die Fokussierung auf wachsende Unternehmen, die ihre Wurzeln in einer Agrargesellschaft haben, wird es ein klareres Verständnis für die Probleme geben, mit denen Landwirte konfrontiert sind.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Design des landwirtschaftlichen Betriebs der Zukunft
• Informationstransfer von der älteren Generation zur jüngeren Generation
  • Laut dem U.S. Census of Agriculture sind fast 70 Prozent der Landwirte über 45 Jahre alt und fast 30 Prozent sind über 65 Jahre alt. In den nächsten 10 Jahren muss ein großer Informationstransfer stattfinden, damit die nächste Generation von Landwirten erfolgreich sein kann. Dieses Problem wird durch die Tatsache verschärft, dass die Landwirte in früheren Generationen eher dazu neigten, bewährte Verfahren auszutauschen. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass es zu größeren Meinungsverschiedenheiten über die Anbaumethoden der Nachbarn kommt, da bezüglich eines Feldes vorgenommene Maßnahmen die Ernte eines anderen Landwirts beeinträchtigen können.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Verbessern der menschlichen Bedingungen
• Landverfügbarkeit und Rentabilität
  • Um profitabler zu sein, müssen die Landwirte oft mehr Land pachten. Da Land jedoch oft von Generation zu Generation weitergegeben wird, spielen Beziehungen oft eine große Rolle bei der Landvermietung. Das bedeutet, dass Sie im Nachteil sind, wenn Sie nicht aus einer Ahnenreihe von Landwirten stammen oder Land in Ihrer Familie liegt. Dies wird durch die Tatsache belegt, dass laut einer Studie des USDA Economic Research Service über Eigentum, Besitz und Übertragung von Ackerland in der US-Landwirtschaft etwa 39 Prozent der 911 Millionen Hektar Ackerland in den zusammenhängenden 48 Staaten gepachtet wurden.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Boden- und Nutzpflanzenmanagement
• Integration von Systemen
  • Während das landwirtschaftliche Ökosystem robust ist, bleibt die Integration der Systeme ein schwieriges Unterfangen. Das bedeutet, dass es vielleicht 20 verschiedene Softwarepakete gibt, die Nischenprobleme für Landwirte lösen, aber sie lassen sich nicht in ein Unternehmenssystem integrieren. Das liegt oft daran, dass landwirtschaftliche Technologieunternehmen aus kleinen Unternehmen besteht, die nicht das Kapital oder die Ressourcen haben, um sich ordnungsgemäß in die Systeme größerer Unternehmen zu integrieren, und die größeren Akteure in der Landwirtschaft sind oft zurückhaltend, wenn es darum geht, anderen Softwareunternehmen die Integration in ihre Systeme zu erlauben.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Informationsströme
• Mangelnde Robustheit bei der Risikobewertung
  • Die Variablen, die in die Risikobewertung einfließen, sind komplex und werden wirklich nur von Fachleuten verstanden, die sich seit Jahren mit der Landwirtschaft beschäftigen. Das bedeutet, dass es für Landwirte, die in neue Möglichkeiten investieren wollen, schwierig ist, da es so viele Unbekannte gibt. Bei der Risikobewertung kommt es auf die Auswirkungen und die Rentabilität an. Die Frage ist also: Wie kann man eine einfachere Risikobewertung erstellen, damit die Landwirte richtig planen und neue Risiken eingehen können?
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Informationsströme
• Fragmentierung der landwirtschaftlichen Praktiken
  • Während eines Großteils der Geschichte waren Bauernhöfe ein einziges großes Ökosystem, in dem eine Vielzahl von Pflanzen ausgesäht und geerntet und Tiere Gezüchtet wurden. Ein Landwirt kann zum Beispiel Mais, Sojabohnen und andere Feldfrüchte anbauen und gleichzeitig Schweine züchten. Die Betriebe werden jedoch immer spezialisierter und haben diese Vernetzung mit dem Ökosystem verloren. Im Zuge der technologischen Entwicklung hat eine Fragmentierung der landwirtschaftlichen Management-Techniken stattgefunden, was zu mehr Komplexität führt. Es kostet viel Zeit, verschiedene Werkzeuge zu erlernen, was auch zu Ineffizienzen in der Landwirtschaft führt.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Boden- und Nutzpflanzenmanagement
• Unvorhersehbare Jahreszeiten
  • Die Klage über unberechenbare Jahreszeiten ist kein neues Problem. Da jedoch neue Betriebsführungspraktiken entwickelt werden, ist eine Trennung und Misstrauen zwischen der Forschung und den Landwirten entstanden. Das liegt oft daran, dass diese neuen landwirtschaftlichen Management-Techniken für optimale Szenarien in Bezug auf das Wetter entwickelt werden, die in der realen Welt häufig nicht existieren. Dieses Problem wird sich durch den Klimawandel noch verstärken.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Boden- und Nutzpflanzenmanagement
• Ökonomie der Bodengesundheit
  • Was die Gesundheit des Bodens angeht, so sind viele der gesunden Praktiken wirtschaftlich nicht sinnvoll und die Vorschriften sind schlecht auf die besten Praktiken abgestimmt. Tatsächlich stimmen viele der ordnungsgemäßen landwirtschaftlichen Praktiken nicht mit den Vorschriften überein. Es besteht ein größerer Bedarf an einer Verbindung zwischen der richtigen Bodengesundheit, den Vorschriften und der Rentabilität der Landwirte.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Boden- und Nutzpflanzenmanagement
• Fehlende Rückverfolgbarkeit
  • Die Verbraucher wünschen sich mehr Klarheit darüber, woher ihre Lebensmittel kommen. Um jedoch eine vollständige Rückverfolgbarkeit in der Landwirtschaft zu erreichen, müssen die Landwirte einen wirtschaftlichen Anreiz haben. Dies gilt insbesondere, wenn man bedenkt, dass die Rückverfolgung von Produkten die Komplexität und die Ressourcen, die ein Landwirt aufwenden muss, erhöht. Eine weitere Anmerkung hierzu ist, dass mit der zunehmenden Verbreitung des Gewächshausbetriebs dies als eine Möglichkeit erkannt wurde, eine größere Rentabilität für diese Landwirte zu schaffen.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Informationsströme
• Transparenz in der Preisgestaltung
  • In der Landwirtschaft können viele Preisstrukturen sehr komplex sein und von Gatekeepern verdeckt werden. Erschwerend kommt hinzu, dass bestimmte Preise (z.B. Saatgut) transparent sind, während die Landwirte bei anderen Artikeln (z.B. Chemikalien) mit verschiedenen Handelsvertretern sprechen müssen, um die Preise zu erfahren. Sogar Kooperativen und Checkoff-Organisationen hatten das Gefühl, dass sie nicht ohne weiteres Zugang zu den Preisstrukturen bekommen konnten. Es ist sehr schwierig zu planen, wenn Landwirte keine klare Vorstellung von ihren Ausgaben haben.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Informationsströme
• Komplexe Systeme
  • Viele Landwirte verwalten ihren Betrieb mit einfachen Tabellenkalkulationen, die oft nur grundlegende Informationen enthalten. Da immer mehr Technologien rund um die Visualisierung von Betriebsdaten entwickelt werden, ist die Art und Weise, wie diese präsentiert werden, sehr komplex und oft mehr als das, was Landwirte tatsächlich wissen müssen. Diejenigen, die landwirtschaftliche Software entwickeln, müssen sich auf Einfachheit und die Lösung echter Probleme konzentrieren, da die Landwirte neue Technologien nur dann annehmen, wenn der Wert eindeutig nachgewiesen wurde.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Informationsströme
• Unklarheiten über die richtigen Anbaumethoden
  • Es gibt eine große Diskrepanz zwischen den Landwirten in Bezug auf die richtigen Anbaumethoden. Zum Beispiel können zwei benachbarte Landwirte völlig unterschiedliche Anbaumethoden anwenden. Erschwerend kommt hinzu, dass es keine klare oder vertrauenswürdige Quelle gibt, um herauszufinden, was für den eigenen Betrieb sinnvoll ist. Die Landwirte wissen nicht, wie hoch ihre Opportunitätskosten sind, oder wann der beste Zeitpunkt ist, um bestimmte Techniken anzuwenden usw.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Boden- und Nutzpflanzenmanagement
• Einführung neuer Nutzpflanzen
  • Das Ausbringen neuer Pflanzen ist für Landwirte ein riskantes Unterfangen. Um ein Beispiel zu nennen: Als Hanf in North Dakota legalisiert wurde, wussten die Anbauer nicht, welche Werkzeuge für den Anbau, die Ernte und die Verarbeitung der neuen Nutzpflanzen zur Verfügung standen. Die meisten Anbauer haben entweder Hanf angepflanzt und Geld verloren oder sind nicht eingestiegen, weil ihnen der Prozess nicht klar war. Wenn neue Nutzpflanzen auftauchen, ist es wichtig, dass diese Informationen transparent sind. (z. B. Woher kommen die Aufträge? Wer wird Hanfsamen und -öl kaufen? Woher weiß ich, dass ich mit dieser Pflanze Geld verdienen werde?)
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Boden- und Nutzpflanzenmanagement
• Bodenerosion
  • Bodenerosion ist ein sehr komplexes Thema und variiert von Feld zu Feld. Es herrscht Verwirrung darüber, wie Landwirte korrekte Informationen über ihr Feld erhalten können. Es gibt zwar eine Reihe von Systemen und Software, die Landwirte nutzen können, aber die Herausforderung besteht oft darin, die Daten sinnvoll zu nutzen.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Boden- und Nutzpflanzenmanagement
• Zu viele landwirtschaftliche Unternehmen entfernen sich von ihren Stärken
  • Die meisten kleinen Unternehmen werden gegründet, weil der Gründer sich leidenschaftlich mit einem bestimmten Problem auseinandergesetzt hat und sich damit sehr gut auskennt. Dieser Gründer bringt dann erfolgreich ein neues Produkt auf den Markt. Wenn das Unternehmen jedoch expandiert und beginnt, in seiner Nische eine Marktpräsenz zu erlangen, weitet es oft seinen Fokus auf Probleme aus, die außerhalb seines Fachgebietes liegen. Dies erzeugt Frustration bei den Kunden und löst das Problem nicht
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Informationsströme
• Die Produktakzeptanz ist sehr langsam
  • Die Annahme von Produkten ist in vielen Bereichen schwierig. Die Einführung neuer Technologien in der Landwirtschaft wird jedoch durch die Tatsache erschwert, dass die Anlagen sehr teuer sind und sich auf so viele verschiedene Facetten des Betriebs auswirken. Dieses Problem wird größer, je mehr landwirtschaftliche Technologie entwickelt wird. Wie fördern Sie eine schnellere Akzeptanz bei den Landwirten und der Industrie?
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Informationsströme
• Bediener für landwirtschaftliche Geräte zu finden ist schwer
  • Da ländliche Gemeinden weiterhin eine Bevölkerungsabwanderung erleben, wird die Suche nach qualifizierten Arbeitskräften zu einer immer größeren Herausforderung. Während viele der Jobs nur wenige Fähigkeiten erfordern (Lkw-Fahrer, Landarbeiter, etc.), sind die Arbeitskräfte in der Gemeinde einfach nicht verfügbar. Dieses Problem wird noch dadurch verschärft, dass die Maschinen immer komplexer werden und viel technisches Wissen erfordern, um sie zu bedienen. Nach wie vor mangelt es an Schulungen zur Bedienung der Maschinen.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Design des landwirtschaftlichen Betriebs der Zukunft
• Genaue Kartierung von Feldern
  • Autonome Systeme und Fahrzeuge benötigen eine genaue digitale Kartierung des Feldes, um ordnungsgemäß arbeiten zu können. Obwohl es viele Kartierungssoftwarepakete gibt, sind viele Felder nach wie vor schlecht kartiert, was Probleme für diese autonomen Systeme schafft.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Autonome Systeme
• Anreize für nachhaltige Praktiken
  • Die Landbesitzer haben einen Anreiz, nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken zu fördern, da dies sicherstellt, dass ihr Land auch für kommende Generationen profitabel und florierend bleibt. Allerdings besitzen die meisten Landwirte das Land, das sie bewirtschaften, nicht, so dass sie nicht die gleichen Anreize haben, diese nachhaltigen Praktiken anzuwenden, da der Landwirt das Land vielleicht nur für die nächsten fünf Jahre bewirtschaftet; wenn der Landwirt jedoch wüsste, dass er das Land für die nächsten 100 Jahre bewirtschaften würde, würde er vielleicht andere landwirtschaftliche Praktiken anwenden.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Boden- und Nutzpflanzenmanagement
• Bereitschaft zur Innovation
  • Die aktuellen Wirtschaftskrisen mit Handelskriegen, Covid-19 und anderen Marktfaktoren beeinflussen die Bereitschaft der Landwirte, neue Initiativen zu starten. Dies schafft ein viel kleineres Fehlerfenster für Landwirte, um neue Produkte oder Praktiken auszuprobieren. Der Wille, in wirtschaftlich schwierigen Zeiten „die Farm zu verwetten“, wird viel kleiner.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Design des landwirtschaftlichen Betriebs der Zukunft
• Finanzierungsmodelle
  • Viele landwirtschaftliche Kredite von Banken sind Kredite mit einer Laufzeit von nur einem Jahr. Das macht es für Landwirte schwierig, neue Software, Geräte oder Praktiken zu testen, da es mehrere Jahre dauern kann, bis sie einen ROI sehen. Aufgrund der Struktur der Kredite müssen die Züchter darauf ausgerichtet sein, sofort einen Gewinn zu erzielen.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Design des landwirtschaftlichen Betriebs der Zukunft
• Die Sicherung der Finanzierung für Gewächshausbetriebe ist schwierig
  • Viele Banken sind skeptisch, was die Machbarkeit und Rentabilität eines Gewächshausbetriebs angeht, so dass es eine große Zurückhaltung bei der Finanzierung dieser Betriebe gibt. Außerdem ist die Hürde, in die Gewächshausbranche einzusteigen, sehr hoch, was zu unmittelbaren Problemen beim Wachstum der Branche führt.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Design des landwirtschaftlichen Betriebs der Zukunft
• Fehlen eines klaren ROI bei neuer Technologie
  • Für Landwirte ist es einfach, die Ausgaben für bestimmte Geräte (z. B. einen neuen Mähdrescher) zu rechtfertigen, während es bei anderen Ausgaben schwierig ist, den unmittelbaren ROI zu sehen. Dies schafft eine Eintrittsbarriere für Innovationen mit neuen Technologien, da die Landwirte so sehr auf die Rentabilität konzentriert sind.
    • Bezug von Grand Farm zu diesem Problem: Informationsströme

Über Grand Farm

Die Grand-Farm-Initiative, die von Emerging Prairie unterstützt wird, nutzt das Potenzial und die Expertise der Region in den Bereichen Landwirtschaft und Technologie. Die Grand-Farm-Initiative wird die Forschung und Innovation in Bezug auf Technologien beschleunigen, die auf dem landwirtschaftlichen Betrieb der Zukunft vorhanden sein werden - mit Auswirkungen auf North Dakota, die Vereinigten Staaten und die Welt, indem Herausforderungen in der Landwirtschaft gelöst und neue Möglichkeiten entwickelt werden.

Die Grand-Farm-Initiative soll die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen, Organisationen und Forschern anregen, um den landwirtschaftlichen Betrieb der Zukunft zu entwickeln, von dem wir glauben, dass er Probleme lösen wird, die für Landwirte weltweit wichtig sind.

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