Nowe badanie prowadzone przez University of Illinois identyfikuje przeszkody i rozwiązania w celu poprawy wydajności i przyjęcia narzędzi wspomagających decyzje dotyczące nawadniania na skalę polową.
Ponieważ zagrożenie niedoborem wody komplikuje potrzebę wyżywienia rosnącej światowej populacji, ważniejsze niż kiedykolwiek jest właściwe nawadnianie upraw. Jednak niewielu rolników korzysta z narzędzi naukowych, aby pomóc im zdecydować, kiedy i ile podlewać swoje uprawy, zgodnie z nowym Badanie prowadzone przez University of Illinois.
Czujniki i kamery wilgotności gleby
Tam, gdzie niektóre pola są wyposażone w czujniki wilgotności gleby lub kamery, nie ma ich wystarczająco dużo, aby zapewnić dokładne informacje na temat różnych pól. Ponadto przestrzenna i czasowa rozdzielczość zdjęć satelitarnych jest często zbyt duża, aby pomóc w podejmowaniu decyzji w skali terenowej - twierdzą naukowcy. W związku z tym naukowcy opracowali pionierski sposób na połączenie danych satelitarnych o wysokiej rozdzielczości i wysokiej częstotliwości w jeden zintegrowany produkt o wysokiej rozdzielczości przestrzenno-czasowej, który pomoże śledzić warunki glebowe i roślinne.
Uzyskaj zdalnie w pełni skalowalne rozwiązanie
Opierając się na technologii fuzji teledetekcyjnej i zaawansowanym modelowaniu, naukowcy twierdzą, że mogą pomóc rolnikom zdalnie uzyskać w pełni skalowalne rozwiązanie, które może być dla rolników rewolucyjną technologią. „Nie tylko w USA, ale także drobni rolnicy w krajach rozwijających się”, powiedział Kaiyu Guan, adiunkt w NRES, profesor Blue Waters w National Center for Supercomputing Applications i kierownik projektu w badaniu.
Przedefiniuj suszę
Dzięki nowoczesnej technologii satelitarnej i modelowi syntezy Guan pozyskiwanie danych nie będzie czynnikiem ograniczającym w przyszłych produktach do precyzyjnego nawadniania. Jednak naukowcy podkreślają, że nadal ważne jest odpowiednie zdefiniowanie stresu wodnego roślin. Grupa Guana wezwała ostatnio przemysł rolniczy do ponownego zdefiniowania suszy, nie tylko w oparciu o wilgotność gleby, ale na jej interakcję z suchością atmosferyczną.
Jingwen Zhang, doktor habilitowany na Wydziale Zasobów Naturalnych i Nauk o Środowisku (NRES) w Illinois i główny autor artykuł w Environmental Research Letters, powiedział: „Jeśli weźmiemy pod uwagę kontinuum gleba-roślina-atmosfera-atmosfera jako system, który odzwierciedla zarówno zaopatrzenie w wodę gleby, jak i zapotrzebowanie na wodę atmosferyczną, możemy wykorzystać te wskaźniki dotyczące roślin do zdefiniowania stresu wodnego roślin w celu wywołania nawadniania”.
„Jeśli użyjemy naszych metod łączenia danych i modelowania opartego na procesach, możemy osiągnąć precyzyjne nawadnianie z bardzo dużą dokładnością, a także wysoką rozdzielczością”.
Prototyp dla rolników
Badacze przyjrzeli się także wyzwaniom związanym z przyjmowaniem przez rolników istniejących narzędzi wspomagających podejmowanie decyzji. Według badania rolnicy będą chętniej przyjmować precyzyjne narzędzia do podejmowania decyzji w zakresie nawadniania, jeśli będą one dokładne w skali polowej, elastyczne i łatwe w użyciu. Technologie zaspokajające tę potrzebę są opracowywane i testowane na nawadnianych polach w Nebrasce.
Naukowcy twierdzą, że mają dane dotyczące ewapotranspiracji w czasie rzeczywistym i dodają składnik wilgotności gleby i składnik nawadniający. Oczekuje się, że za niecały rok zostanie uruchomiony prototyp, który następnie będzie można przetestować w społeczności rolników.
Czujniki wilgotności gleby
W zeszłym roku Swinkels zaczął również wykorzystywać cztery czujniki wilgotności gleby do mapowania ilości wilgoci i zdolności gleby do wchłaniania wody. Chodziło o to, aby pomogły mu one w dalszym dopracowywaniu strategii nawadniania. „Podczas gdy czujniki dostarczyły mi wiele dodatkowych informacji w zeszłym sezonie, poprawna interpretacja danych była dość uciążliwa. Obliczają na podstawie procentowej wilgotności, podczas gdy ja jestem przyzwyczajony do pracy z milimetrami. W rezultacie tradycyjny miernik deszczu i nasze własne obserwacje wizualne pozostały do tej pory najważniejszymi wskaźnikami dla naszej strategii nawadniania."