Het zien van sprinklers die op een regenachtige dag draaien, is niet ongewoon in Florida.
Hetzelfde geldt voor het zien van door de zon verschroeide landschappen tijdens een van de zinderende dagen in Florida, toen de irrigatieschema's ongewijzigd bleven vanwege de verwachte regen.
Voor de landbouw is de situatie complexer omdat boeren afhankelijk zijn van de wetenschap van precisie-irrigatie om de gewassen te beheren die resulteren in een gezonde opbrengst van het voedsel dat we eten en de planten die we kopen.
Het National Institute of Food and Agriculture (NIFA) van het Amerikaanse ministerie van Landbouw (USDA) heeft zojuist een subsidie van $ 374,999 toegekend aan Haimanote Bayabil van de Universiteit van Florida, een assistent-professor in landbouw- en biologische technologie aan het Institute of Food and Agricultural Sciences (UF/IFAS). ) Tropisch Onderzoeks- en Onderwijscentrum (TREC) in Homestead. Met die subsidie zal hij leiding geven aan een team van wetenschappers bij het ontwikkelen van de methodologie voor kunstmatige intelligentie (AI) irrigatiesystemen die de verdamping schatten, een hoofdcomponent van de watercyclus die van cruciaal belang is voor het onderhoud van gewassen op landbouwvelden.
“Evapotranspiratie is een energie-intensief proces en toch een cruciaal onderdeel van de watercyclus, dat tot nu toe niet is gemeten”, zegt Bayabil. "We zijn van plan een methode te ontwikkelen voor het schatten van de werkelijke verdampingssnelheden en waterstressniveaus op veldniveau, gebaseerd op hoe dorstig planten zijn, wat de implementatie van precisie-irrigatiebeheerpraktijken op verschillende schaalniveaus mogelijk zou maken."
Het project zal veldexperimenten, data-analyse en de ontwikkeling van AI gebruiken voor het genereren van algoritmen, evenals hydrologische en gewasmodellering, waardoor de wetenschap van de landbouw naar een hoger niveau wordt gebracht en in handen komt van degenen die dit het meest nodig hebben: telers en boeren.
Bayabil, die het voorstel heeft ingediend, is van mening dat de methodologie de huidige technologieën voor irrigatieplanning – die zijn uitgerust met sensoren en kunstmatige intelligentie – vooruit zal helpen door boeren en telers de technologie te geven die nodig is om effectieve precisie-irrigatie in evenwicht te brengen die de gewasproductiviteit verhoogt en water bespaart, terwijl er nog steeds Ze moeten dienen als belangrijke beheerders van verbeterde water- en milieukwaliteiten
Het berekenen van de verdamping op veldschaal zal cruciale informatie opleveren die een breed scala aan toepassingen zou hebben in weer-, klimaat- en hydrologische modellering en waterbeheer, en niet alleen in de geïrrigeerde landbouw.
"We verwachten een webtool met kunstmatige intelligentie te ontwikkelen, en met de vooruitgang op het gebied van infrarooddetectietechnologieën verwachten we dat telers hun eigen afbeeldingen kunnen verzamelen en naar de website kunnen uploaden en feedback kunnen krijgen", voegde hij eraan toe.
Daarnaast zullen de resultaten ook worden gebruikt om gewas- en klimaatmodellen te verfijnen die kunnen worden gebruikt om boeren en telers te begeleiden bij beslissingen over irrigatiebeheer.
De veldexperimenten beginnen onmiddellijk bij TREC en bestaan uit 32 experimentele percelen waar sperziebonen en suikermaïs zullen worden verbouwd, twee van de meest geproduceerde grondstoffen in Florida. Het experiment zal worden opgezet om verschillende soorten irrigatiebehandelingen te bieden met mogelijkheden voor probleemoplossing via afstandsbediening. Er zal ook een weerstation op de experimentele locatie worden geïnstalleerd om de weersomstandigheden en interacties die tijdens de ervaring plaatsvinden te monitoren.
“Het bestuderen van verschillende irrigatiebehandelingen zal ons in staat stellen de reactie van gewassen en veranderingen in de verdampingssnelheid als functie van het irrigatieniveau te begrijpen”, zegt Bayabil.
Het hoogtepunt van het project zal een website ontwikkelen met AI-tools die beschikbaar worden gesteld voor openbaar gebruik. De onderzoeksinfrastructuur die in het kader van dit project is opgezet, zal worden gebruikt om op eenvoudige wijze geavanceerdere en complexere experimenten uit te voeren voor het uitvoeren van langetermijnonderzoek en uitbreidingsactiviteiten op het gebied van nauwkeurig waterbeheer voor de groenteproductie.
“Ik hoop dat dit project een significante en langdurige impact zal hebben op de grotere inspanningen om realistische en duurzame inspanningen op het gebied van land- en waterbeheer te ontwikkelen die niet alleen water besparen en de gewasproductiviteit verhogen, maar ook de waterkwaliteit en ecosysteemdiensten verbeteren”, aldus Bayabil. .
Bayabil wordt vergezeld door een zeer gespecialiseerd team van onderzoekers verspreid over de hele staat, waaronder Bruce Schaffer, hoogleraar ecofysiologie van subtropische en tropische tuinbouwgewassen als co-hoofdonderzoeker, en Young Gu Her, assistent-professor hydrologie en landbouwtechniek van TREC. Het team uit Gainesville en Immokalee wordt vergezeld door respectievelijk Gerrit Hoogenboom, professor en UF Preeminent Scholar van gewasmodellering, beslissingsondersteunende systemen en voedselveiligheid, en Ioannis Ampatzidis, assistent-professor precisielandbouwtechniek van UF/IFAS Southwest Florida Research and Education Centrum. Aanvullende samenwerking zal komen van het Earth Resources Observation and Science Center van de United States Geological Survey (USGS).
- Lourdes Rodriguez, Universiteit van Florida