Механизированное сельское хозяйство или сельскохозяйственная механизация — это использование машин и оборудования, от простых и базовых ручных инструментов до более сложного моторизованного оборудования и машин, для выполнения сельскохозяйственных работ. [1] В наше время механизированная техника заменила многие сельскохозяйственные работы, которые ранее выполнялись вручную или с использованием рабочих животных, таких как волы , лошади и мулы .
Вся история сельского хозяйства содержит множество примеров использования инструментов, таких как мотыга и плуг . Продолжающаяся интеграция машин со времен промышленной революции позволила сельскому хозяйству стать гораздо менее трудоемким .
Сельскохозяйственная механизация является частью этой технологической эволюции сельскохозяйственной автоматизации. [2] Ее можно обобщить как постепенный переход от ручных инструментов к животной тяге, к моторизованной механизации, к цифровому оборудованию и, наконец, к робототехнике с искусственным интеллектом (ИИ). [3] Эти достижения могут повысить производительность и обеспечить более тщательное управление урожаем, скотом, аквакультурой и лесным хозяйством; обеспечить лучшие условия труда; повысить доходы; сократить рабочую нагрузку на фермеров; и создать новые возможности для сельского предпринимательства. [3]
Современное механизированное сельское хозяйство включает использование тракторов , грузовиков , комбайнов , бесчисленных типов сельскохозяйственных орудий , самолетов и вертолетов (для воздушного применения ) и других транспортных средств. Точное сельское хозяйство даже использует компьютеры в сочетании со спутниковыми снимками и спутниковой навигацией (GPS-наведение) для повышения урожайности. Новое цифровое оборудование все больше дополняет или даже вытесняет моторизованные машины, чтобы сделать диагностику и принятие решений автоматическими. [2]
Механизация была одним из основных факторов, ответственных за урбанизацию и индустриальную экономику. Помимо повышения эффективности производства, механизация поощряет крупномасштабное производство и иногда может улучшить качество сельскохозяйственной продукции. С другой стороны, она может вызвать ухудшение состояния окружающей среды (такое как загрязнение , вырубка лесов и эрозия почвы ), особенно если она применяется недальновидно, а не комплексно .
.JPG/1280px-Woolbrook_(4).JPG)
Сеялка Джетро Талла ( ок. 1701 г.) была механическим устройством для заделки семян и глубины их заделки , что повышало урожайность и экономило семена. Она сыграла важную роль в британской сельскохозяйственной революции . [4]
С самого начала развития сельского хозяйства обмолот производился вручную с помощью цепа , что требовало больших трудозатрат. Молотильная машина , которая была изобретена в 1794 году, но не получила широкого распространения в течение нескольких десятилетий, упростила операцию и позволила использовать силу животных. До изобретения зерновой люльки (около 1790 года) трудоспособный рабочий мог собрать около четверти акра пшеницы за день, используя серп. Было подсчитано, что каждая из конных жаток Сайруса Маккормика (около 1830-х годов) освободила пять человек для военной службы в Гражданской войне в США. [5] Более поздние инновации включали грабли и обвязочные машины. К 1890 году два человека и две лошади могли срезать, сгребать и обвязывать 20 акров пшеницы в день. [6]
В 1880-х годах жатка и молотилка были объединены в комбайн . Эти машины требовали больших упряжек лошадей или мулов для тяги. Паровая энергия была применена в молотилках в конце 19 века. Существовали паровые двигатели, которые передвигались на колесах за счет собственной тяги для временного обеспечения энергией стационарных молотилок. Их называли дорожными двигателями, и Генри Форд, увидев один из них в детстве, вдохновился на создание автомобиля. [7]
С двигателем внутреннего сгорания появились первые современные тракторы в начале 1900-х годов, став более популярными после трактора Fordson (около 1917 года). Сначала жатки и комбайны тянули лошадиные упряжки или тракторы, но в 1930-х годах были разработаны самоходные комбайны. [8]
Реклама моторизованного оборудования в фермерских журналах в эту эпоху делала все возможное, чтобы конкурировать с конными методами с помощью экономических аргументов, превознося общие темы, такие как то, что трактор «ест только тогда, когда он работает», что один трактор может заменить много лошадей, и что механизация может позволить одному человеку выполнять больше работы в день, чем он когда-либо делал раньше. Поголовье лошадей в США начало сокращаться в 1920-х годах после перехода сельского хозяйства и транспорта на двигатели внутреннего сгорания. Пик продаж тракторов в США пришелся на 1950 год. [9] Помимо экономии рабочей силы, это освободило много земель, ранее использовавшихся для содержания тягловых животных. [10] Наибольший период роста производительности сельского хозяйства в США был с 1940-х по 1970-е годы, в течение которых сельское хозяйство извлекало выгоду из тракторов и комбайнов с двигателем внутреннего сгорания , химических удобрений и зеленой революции. [11]
Хотя американские фермеры, выращивающие кукурузу, пшеницу, сою и другие товарные культуры, заменили большую часть своих рабочих на уборочные машины и комбайны к 1950-м годам, что позволило им эффективно собирать урожай, производители продукции продолжали полагаться на сборщиков, чтобы избежать повреждения продукта и сохранить его безупречный внешний вид, требуемый покупателями. [12] Постоянный приток нелегальных рабочих из Латинской Америки, которые собирают урожай за низкую заработную плату, еще больше подавлял потребность в механизации. Поскольку число нелегальных рабочих продолжало сокращаться с момента достижения пика в 2007 году из-за усиления пограничного патрулирования и улучшения экономики Мексики, отрасль увеличивает использование механизации. [12] Сторонники утверждают, что механизация повысит производительность и поможет поддерживать низкие цены на продукты питания , в то время как защитники сельскохозяйственных рабочих утверждают, что это приведет к сокращению рабочих мест и даст преимущество крупным производителям, которые могут позволить себе необходимое оборудование. [12]
Моторизованная механизация существенно расширилась на глобальном уровне, хотя она была неравномерно и недостаточно принята, особенно в странах Африки к югу от Сахары. [2] Механизация ограничена рядом операций, включая сбор урожая и прополку, и редко используется для производства фруктов и овощей по всему миру. [13]
Широкое внедрение началось в Соединенных Штатах Америки, где тракторы заменили около 24 миллионов тягловых животных в период с 1910 по 1960 год и стали основным источником энергии на фермах. [14] Соединенное Королевство впервые начало использовать тракторы в 1930-х годах, но сельскохозяйственная трансформация в Японии и некоторых европейских странах (Дания, Франция, Германия, Испания и бывшая Югославия) не происходила до 1955 года. После этого внедрение моторизованной механизации произошло очень быстро, полностью вытеснив животную тягу. [15] Использование тракторов в качестве энергии на фермах позволило и даже инициировало инновации в других сельскохозяйственных машинах и оборудовании, которые значительно облегчили труд, связанный с сельским хозяйством, и позволили фермерам выполнять задачи быстрее. [16] На более позднем этапе моторизованная техника также увеличилась во многих странах Азии и Латинской Америки. [13]
Африка к югу от Сахары является единственным регионом, где внедрение моторизованной механизации не прогрессировало за последние десятилетия. [17] [18] Исследование, проведенное в 11 странах, подтверждает этот низкий уровень механизации в регионе, обнаружив, что только 18 процентов обследованных домохозяйств имеют доступ к тракторным приборам. Остальные используют либо простые ручные инструменты (48 процентов), либо оборудование на животной тяге (33 процента). [18]
По крайней мере с начала девятнадцатого века существовали опасения относительно возможных негативных социально-экономических последствий технологических изменений, экономящих труд, в частности, сокращения рабочих мест, приводящего к безработице. [2] Однако опасения, что автоматизация повышает производительность труда до такой степени, что это вызывает массовую безработицу, не подтверждаются исторической реальностью. [2] Вместо этого инновации и внедрение технологий, экономящих труд, как правило, занимают много времени, а автоматизация одной задачи часто подстегивает рост потребности в работниках для выполнения других работ. [2] Прямое влияние автоматизации на занятость будет определяться факторами, ведущими к ее принятию. [19]
Если рост заработной платы и нехватка рабочей силы стимулируют внедрение автоматизации, то маловероятно, что это приведет к созданию безработицы. [19] Автоматизация также может стимулировать занятость в сельском хозяйстве. Например, она может позволить фермам увеличить производство вслед за ростом спроса на продукты питания. Автоматизация сельского хозяйства является частью структурной трансформации обществ, посредством которой повышение производительности труда в сельском хозяйстве постепенно высвобождает сельскохозяйственных рабочих, предоставляя им возможность занять новые рабочие места в других секторах, включая промышленность и сферу услуг. [2] С другой стороны, автоматизация, которая принудительно продвигается, например, посредством государственных субсидий, может привести к росту безработицы и падению или застою заработной платы. [19]
Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) не рекомендует правительствам вводить искажающие субсидии на автоматизацию, поскольку это грозит ростом безработицы. [2] ФАО также не рекомендует ограничивать автоматизацию, исходя из предположения, что это сохранит рабочие места и доходы, [3] поскольку это грозит сделать сельское хозяйство менее конкурентоспособным и производительным. [2] Вместо этого рекомендуется сосредоточиться на создании благоприятной среды для внедрения автоматизации, особенно мелкими сельскохозяйственными производителями, женщинами и молодежью, при этом обеспечивая социальную защиту наименее квалифицированным работникам, которые с большей вероятностью потеряют работу в переходный период. [3]
Это делается сеялкой. Посадка семян зависит от сезона.
В настоящее время спаржу собирают вручную, при этом затраты на рабочую силу составляют 71% от производственных затрат и 44% от затрат на продажу. [20] Спаржу трудно собирать, поскольку каждый побег созревает с разной скоростью, что затрудняет достижение равномерного урожая. [21] Ожидается, что прототип машины для сбора спаржи, использующей датчик светового луча для определения более высоких побегов, будет доступен для коммерческого использования. [21]
Механизация черничной промышленности в штате Мэн сократила количество требуемых рабочих-мигрантов с 5000 в 2005 году до 1500 в 2015 году, хотя производство увеличилось с 50-60 миллионов фунтов в год в 2005 году до 90 миллионов фунтов в 2015 году. [22]
По состоянию на 2014 год прототипы комбайнов для сбора перца чили испытываются в Университете штата Нью-Мексико . В настоящее время урожай зеленого перца чили в Нью-Мексико собирается вручную исключительно полевыми рабочими [23], поскольку стручки чили, как правило, легко повреждаются. [24] Первое коммерческое применение началось в 2015 году. Ожидается, что оборудование увеличит урожайность с акра и поможет компенсировать резкое сокращение посевных площадей из-за нехватки рабочей силы и засухи. [25] [26]
По состоянию на 2010 год, около 10% обрабатываемых апельсиновых площадей во Флориде собирают механическим способом, в основном с помощью машин для встряхивания цитрусовых листьев. Механизация продвигалась медленно из-за неопределенности будущих экономических выгод из-за конкуренции со стороны Бразилии и временного ущерба апельсиновым деревьям при сборе урожая. [27]
Продолжается переход к механизированному сбору урожая персиков-прилипателей (в основном используемых в консервировании), где стоимость рабочей силы составляет 70 процентов прямых затрат производителя. В 2016 году 12 процентов тоннажа персиков-прилипателей из округов Юба и Саттер в Калифорнии будут собраны механическим способом. [28] Свежие персики, предназначенные для прямых продаж клиентам, по-прежнему должны собираться вручную.
По состоянию на 2007 год механизированная уборка изюма составляла 45%; однако темпы замедлились из-за высокого спроса на изюм и цен, что сделало переход от ручного труда менее срочным. [29] Новый сорт винограда, разработанный Министерством сельского хозяйства США , который высыхает на лозе и легко собирается механическим способом, как ожидается, снизит спрос на рабочую силу. [30]
Клубника — это высокозатратная и ценная культура, экономика которой поддерживает механизацию. В 2005 году расходы на сбор и транспортировку оценивались в 594 доллара за тонну или 51% от общих затрат производителя. Однако деликатная природа фруктов делает их маловероятным кандидатом на механизацию в ближайшем будущем. [27] Комбайн для сбора клубники, разработанный Shibuya Seiki и представленный в Японии в 2013 году, способен собирать клубнику каждые восемь секунд. Робот определяет, какие клубники готовы к сбору, с помощью трех отдельных камер, а затем, как только они определены как готовые, механизированная рука освобождает плод и аккуратно кладет его в корзину. Робот перемещается по рельсам между рядами клубники, которые обычно находятся в приподнятых теплицах. Машина стоит 5 миллионов иен. [31] Ожидается, что новый комбайн для сбора клубники, созданный Agrobot, который будет собирать клубнику на приподнятых гидропонных грядках с использованием 60 роботизированных рук, будет выпущен в 2016 году. [12] [ требуется обновление ]
Механизированный сбор томатов начался в 1965 году, и по состоянию на 2010 год почти все перерабатываемые томаты собираются механически. [27] По состоянию на 2010 год 95% урожая переработанных томатов в США производится в Калифорнии. [27] Хотя свежие рыночные томаты имеют существенные затраты на ручной сбор (в 2007 году затраты на ручной сбор и транспортировку составляли 86 долларов за тонну, что составляет 19% от общих затрат производителя), затраты на упаковку и продажу вызывают больше беспокойства (составляя 44% от общих затрат производителя), что делает вероятным применение мер по экономии затрат там. [27]
Согласно отчету California Agrarian Action Project за 1977 год, летом 1976 года в Калифорнии многие машины для сбора урожая были оснащены фотоэлектрическим сканером, который сортировал зеленые помидоры среди спелых красных с помощью инфракрасных лучей и цветовых датчиков. Он работал вместо 5000 ручных комбайнов, что привело к увольнению бесчисленного количества сельскохозяйственных рабочих, а также к сокращению заработной платы и сокращению рабочих часов. Больше всего пострадали рабочие-мигранты. [32] Чтобы выдержать суровые условия машин, были выведены новые сорта сельскохозяйственных культур, соответствующие автоматизированным сборщикам. Профессор Калифорнийского университета в Дэвисе GC Hanna развел толстокожий томат под названием VF-145. Но даже несмотря на это, миллионы были повреждены ударными трещинами, и университетские селекционеры вывели более жесткий и не содержащий сока «квадратный круглый» томат. Небольшие фермы были недостаточно велики, чтобы получить финансирование для покупки оборудования, и в течение 10 лет 85% из 4000 фермеров-консерваторов томатов в штате вышли из бизнеса. Это привело к концентрированной томатной промышленности в Калифорнии, которая «теперь упаковывала 85% томатной продукции страны». Монокультурные поля способствовали быстрому росту вредителей, требуя использования «более четырех миллионов фунтов пестицидов каждый год», что сильно влияло на здоровье почвы, рабочих фермы и, возможно, потребителей. [32]
В этой статье использован текст из свободного контента . Лицензия CC BY-SA 3.0 (лицензионное заявление/разрешение). Текст взят из In Brief to The State of Food and Agriculture 2022 – Leveraging automation in agriculture for Transforming agrifood systems, FAO, FAO.
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БОГАТСТВА И БЛАГОПОЛУЧИЕ ОБЩЕСТВА.
