I takt med att befolkningen i världen växer ökar också behovet av livsmedel. Med hjälp av modern teknik kan livsmedelsproduktionen effektiviseras utan att dess miljöpåverkan stiger. RISE arbetar med precisionsodling för hållbar intensifiering av livsmedelsproduktionen, något som tillsammans med andra åtgärder visat sig kunna öka avkastningen med upp till 20 procent, samtidigt som mängden insatsmedel som diesel, gödsel och utsäde kan reduceras och fördelas där de gör mest nytta.
FN förutspår att jordens befolkning kommer att bestå av mellan 9 och 10 miljarder människor år 2050, en ökning med ungefär 2 miljarder människor jämfört med idag. Samtidigt sker ingen betydande ökning av den mängd åkermark som används för att producera livsmedel som ska föda den större befolkningen. Det ställer krav på ökad produktivitet i livsmedelsproduktionen. Utmaningen är att livsmedelsproduktionen i världen idag står för 30 procent av utsläpp av klimatgaser och 70 procent av vattenförbrukningen.
– Ökningen i produktivitet som krävs får inte ske på bekostnad av miljön, säger Mikael Gilbertsson, enhetschef på RISE. Vi måste arbeta för hållbar intensifiering av produktionen.
Precisionsodling anpassar odlingen
Tillsammans med en grupp om fem personer forskar Mikael Gilbertsson inom ett område som kallas precisionsodling, och som går ut på just detta; att öka avkastningen från jordbruket utan att öka dess miljöpåverkan. Precisionsodling är ett väldigt brett område, men i stort handlar det om att anpassa odlingen till förhållanden på fältet. Det innebär att ett stort arbete inom precisionsodling handlar om att med hjälp av sensorer ta reda på hur förhållandena på fälten ser ut.
– Vi kan mäta på många olika sätt; allt från satelliter och autonoma drönare till jordprover som tas upp, mäts i maskinen och GPS-taggas. Det gäller att få så bra upplösning på mätningen som möjligt, säger Mikael Gilbertsson. Ju fler prover vi tar och ju närmare jorden vi kommer desto bättre.
Styr bekämpning och analysera kvalitet
Sensorer går också att använda för att samla in data om grödan på fälten. Här mäter forskarna halten av klorofyll, det vill säga grönheten i grödan med hjälp av hyperspektrala kameror, antingen monterade på traktorer och drönare eller handhållna. Resultaten översätts till kvävehalt och kan användas för att styra bekämpning eller för att ta reda på kvaliteten på grödan.
– Ju grönare grödan är desto kraftigare är den, förklarar Mikael Gilbertsson. Och ju kraftigare gröda desto mer kan vi behandla mot till exempel svamp.
Det skulle gå att öka avkastningen från befintlig åkermark med mellan 10 och 20 procent
Maskininlärning för analys och beslutsstöd
Datan som samlas in kan också användas för att förutspå omfattningen av skördar. Med hjälp av drönare, maskininlärning och artificiell intelligens kan storleken på en skörd av till exempel vitkål beräknas, vilket gör att producenten kan ge en mer exakt prognos och slipper överproducera för att vara säker på att leverera det som utlovats.
– Vi använder också maskininlärning för beslutsstöd för bland annat äppel- och vinodling redan nu, säger Mikael Gilbertsson. Men de stora effekterna från den här tekniken ligger troligtvis både ett och två decennier bort. Just nu behöver vi stora dataunderlag för träning av algoritmerna för att öka deras exakthet.
Robotisering hjälper till
En annan aspekt av precisionsodling handlar om robotisering i jordbruket. Autonoma maskiner kan bland annat hjälpa till i arbetet med att så, skörda, bearbeta jorden och rensa ogräs. I ett svenskt projekt, Ekobot, utvecklas en robot som kan rensa ogräs i lök, morötter och sockerbetor.
De stora vinsterna med robotiseringen finns framför allt i lite mindre och mellanstora jordbruk, och framför allt inom specialodling tror Mikael Gilbertsson:
– De stora gårdarna som odlar spannmål är otroligt effektiva redan som det är idag. Inköpskostnaderna för maskiner är så mycket större än arbetskostnaden att det påverkar väldigt lite att effektivisera den biten också.
Stora möjligheter
Möjligheterna med precisionsodling är stora, både när det kommer till att sänka miljöpåverkan och att öka avkastningen från befintlig åkermark.
– Vi har gjort beräkningar som visar att det skulle gå att öka avkastningen från befintlig åkermark med mellan 10 och 20 procent om man kombinerar precisionsodling med andra insatser, som till exempel sortförädling, säger Mikael Gilbertsson.
