Chuẩn bị đất trồng

Mục đích chính của cày là lật đất trên cùng để đưa dưỡng chất mới lên mặt đất, đồng thời chôn vùi cỏ dại và các phần cây còn lại để phân hủy[22]. Rãnh được tạo ra bởi cái cày được gọi là lúa. Trước khi trồng, một cánh đồng đã được cày thường được để khô và sau đó được xới bằng cái cào. Cày cấy và làm đất làm cho lớp đất trên cùng (độ sâu từ 12 đến 25 cm) trở nên đồng đều, nơi rễ cây phát triển mạnh nhất[23].

Ban đầu, người tiêu dùng sử dụng sức người để cày, nhưng việc sử dụng động vật nông trại hiệu quả hơn nhiều. Động vật đầu tiên được sử dụng là bò, sau đó là ngựa và lừa. Với sự xuất hiện của Cách mạng Công nghiệp, máy kéo được động cơ hơi nước kéo cày và sau đó được thay thế bằng máy kéo động cơ đốt trong vào đầu thế kỷ 20[22]. Petty Plough là một phát minh đáng chú ý để cày đất trồng cây trên các vườn ươm ở Australia vào những năm 1930[24].

Sử dụng cái cày truyền thống đã giảm đi ở một số khu vực đang đối mặt với hỏng hói đất đai và sự xói mòn. Thay vào đó, người ta sử dụng cày cấy nông nông hơn hoặc các phương pháp làm đất bảo tồn ít xâm phạm hơn[25].

Gieo hạt, trồng

Máy gieo hạt là thiết bị nông nghiệp giúp gieo hạt giống cho cây trồng bằng cách đặt chúng vào đất và chôn ở độ sâu cố định trong quá trình kéo bởi máy kéo, đảm bảo việc phân phối hạt giống đều đặn.

Làm cỏ, phun thuốc

Kiểm soát cỏ dại là một phần của quá trình kiểm soát sâu bệnh, nhằm ngăn chặn hoặc giảm sự phát triển của cỏ dại, đặc biệt là cỏ dại có hại, để giảm sự cạnh tranh của chúng với thực vật và động vật mong muốn, bao gồm thực vật được trồng và gia súc trong nông nghiệp, cũng như trong môi trường tự nhiên để ngăn chặn các loài không bản địa cạnh tranh với các loài bản địa[26]. Các phương pháp kiểm soát cỏ dại bao gồm cày cấy bằng cuốc, sử dụng máy cày, che phủ bằng lớp vật liệu, sử dụng nhiệt độ cao để làm héo, đốt cháy, và sử dụng thuốc diệt cỏ (thuốc diệt cỏ)[27].

Thu hoạch

Măng tây hiện nay vẫn được thu hoạch bằng tay, chi phí lao động chiếm 71% tổng chi phí sản xuất và 44% tổng chi phí bán hàng.[28] Măng tây khá khó thu hoạch do mỗi cây chín ở tốc độ khác nhau, gây khó khăn trong việc thu hoạch đồng đều.[29] Dự kiến sẽ có máy thu hoạch măng tây nguyên mẫu – sử dụng cảm biến tia sáng để xác định măng tây cao hơn – sẽ được sử dụng thương mại.[29]

Cơ giới hóa trong ngành sản xuất mâm xôi tại tiểu bang Maine đã giảm số lượng lao động di cư cần thiết từ 5.000 vào năm 2005 xuống còn 1.500 vào năm 2015, mặc dù sản lượng đã tăng từ 50-60 triệu bảng mâm xôi mỗi năm vào năm 2005 lên 90 triệu bảng vào năm 2015.[30]

Vào năm 2014, máy thu hoạch ớt chuông đang được thử nghiệm bởi Đại học New Mexico. Mùa thu hoạch ớt chuông xanh New Mexico hiện nay vẫn được thực hiện bằng tay bởi công nhân ngoài cánh đồng[31], do ớt chuông dễ bị bầm dập.[32] Ứng dụng thương mại đầu tiên đã bắt đầu vào năm 2015. Thiết bị này dự kiến sẽ tăng sản lượng mỗi acre và giúp đối phó với sự giảm diện tích trồng mạng và điều kiện hanh khô do thiếu lao động.[33][34]

Vào năm 2010, khoảng 10% diện tích trồng cam chế biến tại Florida được thu hoạch bằng cách cơ giới hóa, chủ yếu bằng các máy rung tán cây cam. Cơ giới hóa đã tiến triển chậm do sự không chắc chắn về lợi ích kinh tế trong tương lai do sự cạnh tranh từ Brazil và sự tổn hại tạm thời đối với cây cam khi thu hoạch.[35]

Đã có sự chuyển đổi liên tục sang thu hoạch cơ giới hóa của đào nho (được sử dụng chủ yếu trong chế biến đóng hộp) nơi chi phí lao động chiếm 70% tổng chi phí trực tiếp của người trồng. Vào năm 2016, 12% lượng đào nho từ quận Yuba County và Sutter County ở California sẽ được thu hoạch bằng cách cơ giới hóa.[36] Đào nho tươi sẽ được bán trực tiếp cho khách hàng vẫn phải được thu hoạch bằng tay.

Vào năm 2007, thu hoạch cơ giới hóa của nho khô là 45%; tuy nhiên, tốc độ này đã giảm do nhu cầu và giá nho khô cao làm cho việc chuyển đổi từ lao động bằng tay ít cấp thiết hơn.[37] Dòng giống nho mới được phát triển bởi USDA có thể khô trên cành và dễ dàng thu hoạch cơ giới hóa được kỳ vọng sẽ giảm nhu cầu lao động.[38]

Dâu tây là loại cây trồng có giá trị cao nhưng chi phí cao với ngành kinh tế ủng hộ việc cơ giới hóa. Vào năm 2005, chi phí thu hoạch và vận chuyển được ước tính là 594 đô la cho mỗi tấn hoặc 51% tổng chi phí của người trồng. Tuy nhiên, tính mỏng manh của trái cây làm cho nó trở thành ứng viên ít có khả năng được cơ giới hóa trong tương lai gần.[35] Một máy thu hoạch dâu tây được phát triển bởi Shibuya Seiki và ra mắt tại Nhật Bản vào năm 2013 có thể thu hoạch một trái dâu tây mỗi tám giây. Robot nhận dạng những trái dâu tây nào đã sẵn sàng để thu hoạch bằng cách sử dụng ba máy ảnh riêng biệt, sau đó một cánh tay cơ giới hóa cắt trái cây và đặt nó vào một cái giỏ một cách nhẹ nhàng. Robot di chuyển trên đường ray giữa các hàng dâu tây thường nằm trong những nhà kính cao. Máy này có giá 5 triệu yên.[39] Một máy thu hoạch dâu tây mới được sản xuất bởi Agrobot, có khả năng thu hoạch dâu tây trên giường hydroponic nâng cao bằng 60 cánh tay cơ giới hóa dự kiến sẽ được phát hành vào năm 2016.[12]

Từ năm 1965, việc thu hoạch cơ giới hóa của cà chua đã bắt đầu và tính đến năm 2010, hầu hết cà chua chế biến đều được thu hoạch bằng cách cơ giới hóa.[35][40] Đến năm 2010, 95% sản lượng cà chua chế biến của Hoa Kỳ được sản xuất tại California.[35] Mặc dù cà chua thị trường tươi có chi phí thu hoạch bằng tay đáng kể (vào năm 2007, chi phí thu hoạch bằng tay và vận chuyển là 86 đô la cho mỗi tấn, chiếm 19% tổng chi phí của người trồng), nhưng chi phí đóng gói và bán hàng là mối lo ngại lớn hơn (chiếm 44% tổng chi phí của người trồng), điều này có nghĩa rằng những nỗ lực tiết kiệm chi phí có lẽ sẽ được áp dụng ở đó.[35]

Vào năm 1976, nhiều máy thu hoạch cà chua đã được trang bị máy quét tia hồng ngoại và cảm biến màu sắc để tách cà chua xanh dương trong số cà chua đỏ chín bằng ánh sáng hồng ngoại tại California. Điều này thay thế công việc của 5.000 người thu hoạch bằng tay, gây ra sự thay đổi trong số lượng lao động nông nghiệp và giảm lương cũng như thời gian làm việc ngắn hơn. Người lao động di cư đã bị ảnh hưởng nặng nề nhất.[41] Để chống lại sự căng thẳng từ máy móc, đã tạo ra loại cà chua vỏ dày được gọi là VF-145 do Giáo sư G.C. Hanna của UC Davis lai tạo. Tuy nhiên, vẫn còn hàng triệu trái bị hỏng do va chạm và các nhà lai tạo trường đại học đã tạo ra một loại cà chua cứng cáp và không nhiều nước gọi là "vuông tròn". Trong vòng 10 năm, 85% trong số 4.000 người trồng cà chua ở California đã phải rút khỏi ngành kinh doanh. Điều này dẫn đến một ngành công nghiệp cà chua tập trung tại California "hiện nay đóng gói 85% sản phẩm cà chua của cả nước". Các cánh đồng đơn giống đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của dịch hại, đòi hỏi sử dụng "hơn bốn triệu pound thuốc trừ sâu hàng năm" ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của đất, người làm nông và có thể là khách hàng.[41]