Los productores agrícolas se enfrentan al doble desafío de aumentar la producción para una población mundial en crecimiento y, al mismo tiempo, reducir los efectos negativos sobre el medio ambiente.
por Marianne Stein, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
Las tecnologías digitales y la inteligencia artificial pueden facilitar la producción sostenible, pero los agricultores deben sopesar las oportunidades y los riesgos al decidir si adoptar o no tales herramientas.
En un nuevo artículo sobre economía agrícola , los científicos de la Universidad de Illinois proponen una metodología de investigación para medir la disposición de los productores a adoptar nuevas tecnologías relacionadas con la agricultura digital.
El documento describe algunos de los desafíos de sostenibilidad para la agricultura de EE. UU. y por qué es difícil abordar esos desafíos con tecnologías convencionales, explica Madhu Khanna, profesor distinguido en economía agrícola y del consumidor (ACE) y director del Instituto de Sostenibilidad, Energía y Medio Ambiente ( iSEE) en la U de I.
«Las tecnologías de inteligencia artificial y digital pueden desempeñar un papel para llevarnos a un futuro más sostenible, pero existen barreras para su uso», dice Khanna. «Los agricultores suelen ser cautelosos a la hora de adoptar nuevas tecnologías hasta que se han demostrado bien los beneficios y se han reducido las incertidumbres, y ven que sus vecinos y otros compañeros la adoptan».
Los autores del artículo incluyen economistas agrícolas, ingenieros, informáticos y científicos ambientales. Todos son parte del Centro para la Agricultura Digital (CDA) y el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del USDA / Instituto AIFARMS de la Fundación Nacional de Ciencias en la U de I. Estos proyectos tienen el objetivo de promover la aplicación de la inteligencia artificial hacia un futuro sostenible . agricultura.
Las tecnologías digitales pueden recopilar grandes cantidades de información y ofrecer pautas de gestión específicas del sitio, lo que ayuda a aumentar la eficiencia de la producción y reducir el daño ambiental. Por ejemplo, los sistemas de riego de precisión pueden monitorear las condiciones del cultivo y del suelo para garantizar el riego específico del sitio. La inteligencia artificial puede proporcionar información sobre la salud de los cultivos y la fertilidad del suelo para ayudar a ajustar las tasas de aplicación de insumos y reducir la escorrentía de nitrógeno.
Las tecnologías digitales también pueden ayudar a abordar la escasez de mano de obra agrícola. Los pequeños robots que se mueven debajo del dosel pueden permitir la fertilización, la siembra, el diagnóstico y el deshierbe mecánico específicos del sitio para reducir el uso de pesticidas. Los robots debajo del dosel también pueden sembrar cultivos de cobertura entre hileras, lo que ayuda a mejorar la salud del suelo.
Si bien estas herramientas innovadoras pueden ofrecer beneficios como menores costos y mayor rendimiento, también requieren inversiones iniciales y los agricultores deben adquirir nuevas habilidades y conocimientos para operarlas. Muchas tecnologías digitales aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo y es posible que los resultados inmediatos no sean evidentes. Hay programas limitados disponibles para recompensar a los agricultores por los servicios ecosistémicos que brindan y, a menudo, no son suficientes para cubrir el costo de adopción, dicen los investigadores.
«La investigación existente sugiere que, además de los factores económicos , los factores de comportamiento juegan un papel importante en la adopción de tecnología. Aunque algo pueda parecer rentable, a menudo hay costos ocultos o barreras ocultas, como preocupaciones sobre el riesgo o cuánto tiempo podría llevar obtenerlo». la recuperación. Es importante considerar todos esos factores de comportamiento cuando pensamos en la implementación de estas nuevas tecnologías «, afirma Khanna.
Mientras que otros estudios se centran en la adopción de tecnología que ya se ha producido, Khanna y sus coautores sugieren un enfoque novedoso que permite a los investigadores predecir la disposición a adoptar en función de un análisis dinámico.
«Recomendamos combinar métodos basados en encuestas con métodos de simulación por computadora espaciales y temporales donde podemos modelar el efecto de las decisiones de adopción en el ecosistema. Esto nos permite capturar el ciclo de retroalimentación entre las decisiones de hoy y los resultados ambientales de mañana, lo que luego afecta las decisiones posteriores. dice Shadi Atallah, profesor asociado en ACE y coautor del artículo.
«Por ejemplo, la gestión de la resistencia a los herbicidas a largo plazo mediante el uso de robots para el deshierbe no químico ilustra cómo los costos y los beneficios son dinámicos. Los resultados están influenciados por las decisiones que toman los agricultores, y también por las decisiones que toman sus vecinos», agrega Atallah.
Para la encuesta, a los agricultores se les presentan tarjetas de elección que describen varios escenarios: lo que están haciendo los vecinos, el nivel de malezas, el costo de la tecnología y otros factores. Cada participante recibe un subconjunto de tarjetas que presentan diferentes combinaciones. Luego, los datos de la encuesta se combinan con modelos basados en agentes, que capturan las diferencias individuales a nivel de agricultores, en lugar de a nivel de población. Luego, las simulaciones por computadora modelan los efectos dinámicos de las decisiones de los agricultores en estos diferentes escenarios a lo largo del tiempo.
«En pocas palabras, abogamos por pasar del análisis estático a un análisis de adopción más espacialmente dinámico, y llevamos a cabo experimentos computacionales sobre cómo la política afectará la adopción de tecnologías para una agricultura más sostenible», concluye Atallah.
Actualmente, los investigadores están realizando una encuesta sobre la adopción de nuevas tecnologías para cultivos de cobertura con una muestra aleatoria de agricultores.
Más información: Madhu Khanna et al, Transformación digital para una agricultura sostenible en los Estados Unidos: oportunidades y desafíos, Economía agrícola (2022). DOI: 10.1111/edadc.12733
