Les outils numériques peuvent transformer l’agriculture pour qu’elle soit plus durable sur le plan environnemental

Les producteurs agricoles sont confrontés à un double défi : augmenter la production pour une population mondiale croissante tout en réduisant les effets négatifs sur l’environnement. Les technologies numériques et l’intelligence artificielle peuvent faciliter une production durable, mais les agriculteurs doivent peser les opportunités et les risques lorsqu’ils décident d’adopter ou non de tels outils.

dans un nouveau Économie agricole article, des scientifiques de l’Université de l’Illinois proposent une méthodologie de recherche pour mesurer la volonté des producteurs d’adopter de nouvelles technologies liées à l’agriculture numérique.

Le document décrit certains des défis de la durabilité pour l’agriculture américaine et pourquoi il est difficile de relever ces défis avec les technologies conventionnelles, explique Madhu Khanna, professeur distingué en économie agricole et de consommation (ACE) et directeur de l’Institut pour la durabilité, l’énergie et l’environnement ( iSEE) à l’U de I.

« Les technologies numériques et d’intelligence artificielle peuvent jouer un rôle dans notre évolution vers un avenir plus durable, mais il existe des obstacles à leur utilisation », déclare Khanna. « Les agriculteurs sont généralement prudents quant à l’adoption de nouvelles technologies jusqu’à ce que les avantages aient été bien démontrés et que les incertitudes aient été réduites, et qu’ils voient leurs voisins et d’autres pairs adopter. »

Les auteurs de l’article comprennent des économistes agricoles, des ingénieurs, des informaticiens et des spécialistes de l’environnement. Tous font partie du Centre pour l’agriculture numérique (CDA) et de l’Institut AIFARMS de l’USDA National Institute of Food and Agriculture / National Science Foundation à l’U de I. Ces projets ont pour objectif de promouvoir l’application de l’intelligence artificielle vers un avenir durable. agriculture.

Les technologies numériques peuvent compiler de grandes quantités d’informations et proposer des directives de gestion spécifiques au site, contribuant ainsi à accroître l’efficacité de la production et à réduire les dommages environnementaux. Par exemple, les systèmes d’irrigation de précision peuvent surveiller les conditions des cultures et du sol pour garantir un arrosage spécifique au site. L’intelligence artificielle peut fournir des informations sur la santé des cultures et la fertilité des sols pour aider à ajuster les taux d’application des intrants et à réduire le ruissellement d’azote.

Les technologies numériques peuvent également contribuer à remédier aux pénuries de main-d’œuvre agricole. De petits robots qui se déplacent sous la canopée peuvent permettre une fertilisation, un ensemencement, des diagnostics et un désherbage mécanique spécifiques au site pour réduire l’utilisation de pesticides. Les robots sous canopée peuvent également semer des cultures de couverture entre les rangées, contribuant ainsi à améliorer la santé du sol.

Bien que ces outils innovants puissent offrir des avantages tels que des coûts réduits et un meilleur rendement, ils nécessitent également des investissements initiaux et les agriculteurs doivent acquérir de nouvelles compétences et connaissances pour les utiliser. De nombreuses technologies numériques en sont encore aux premiers stades de développement et les résultats immédiats peuvent ne pas être évidents. Il existe des programmes limités disponibles pour récompenser les agriculteurs pour les services écosystémiques qu’ils fournissent, et souvent ils ne suffisent pas à couvrir le coût de l’adoption, selon les chercheurs.

« Les recherches existantes suggèrent qu’en plus des facteurs économiques, les facteurs comportementaux jouent un rôle important dans l’adoption de la technologie. Même si quelque chose peut sembler rentable, il y a souvent des coûts cachés ou des obstacles cachés tels que des inquiétudes concernant le risque ou le temps qu’il faudrait pour obtenir Il est important de tenir compte de tous ces facteurs comportementaux lorsque nous réfléchissons à la mise en œuvre de ces nouvelles technologies », déclare Khanna.

Alors que d’autres études se concentrent sur l’adoption de la technologie qui a déjà eu lieu, Khanna et ses co-auteurs suggèrent une nouvelle approche qui permet aux chercheurs de prédire la volonté d’adopter sur la base d’une analyse dynamique.

« Nous recommandons de combiner des méthodes basées sur des enquêtes avec des méthodes de simulation informatique spatiales et temporelles où nous pouvons modéliser l’effet des décisions d’adoption sur l’écosystème. Cela nous permet de capturer la boucle de rétroaction entre les décisions d’aujourd’hui et les résultats environnementaux de demain, ce qui affecte ensuite les décisions ultérieures,  » déclare Shadi Atallah, professeur associé à l’ACE et co-auteur de l’article.

« Par exemple, la gestion à long terme de la résistance aux herbicides en utilisant des robots pour le désherbage non chimique illustre la dynamique des coûts et des avantages. Les résultats sont influencés par les décisions que prennent les agriculteurs, ainsi que par les décisions que prennent leurs voisins », ajoute Atallah.

Pour l’enquête, les agriculteurs reçoivent des cartes de choix qui décrivent divers scénarios – ce que font les voisins, le niveau de mauvaises herbes, le coût de la technologie et d’autres facteurs. Chaque participant reçoit un sous-ensemble de cartes présentant différentes combinaisons. Les données de l’enquête sont ensuite combinées avec une modélisation basée sur les agents, qui capture les différences individuelles au niveau de l’agriculteur, plutôt qu’au niveau de la population. Des simulations informatiques modélisent ensuite les effets dynamiques des décisions des agriculteurs dans ces différents scénarios au fil du temps.

« En un mot, nous préconisons de passer d’une analyse statique à une analyse plus spatialement dynamique de l’adoption, et nous menons des expériences informatiques sur la façon dont la politique affectera l’adoption de technologies pour une agriculture plus durable », conclut Atallah.

Les chercheurs mènent actuellement une enquête sur l’adoption de nouvelles technologies pour les cultures de couverture auprès d’un échantillon aléatoire d’agriculteurs.