Eine neue von der Universität von Illinois durchgeführte Studie identifiziert Hindernisse und Lösungen zur Verbesserung der Leistung und Einführung von Instrumenten zur Unterstützung der Bewässerungsentscheidung auf der Feldskala.
Angesichts der drohenden Wasserknappheit, die die Notwendigkeit einer wachsenden Weltbevölkerung erschwert, ist es wichtiger denn je, die Bewässerung der Pflanzen richtig zu machen. Dennoch verwenden nur wenige Landwirte wissenschaftlich fundierte Instrumente, um zu entscheiden, wann und wie viel sie ihre Ernte gießen sollen Von der University of Illinois geleitete Studie.
Bodenfeuchtesensoren und Kameras
Wenn einige Felder mit Bodensensoren oder Kameras ausgestattet sind, reichen diese nicht aus, um genaue Informationen über Felder hinweg zu liefern. Außerdem ist die räumliche und zeitliche Auflösung von Satellitenbildern oft zu groß, um Entscheidungen auf der Feldskala treffen zu können, sagen die Forscher. Die Forscher waren daher Vorreiter bei der Zusammenführung hochauflösender und hochfrequenter Satellitendaten zu einem integrierten Produkt mit hoher räumlich-zeitlicher Auflösung, um die Boden- und Pflanzenbedingungen zu verfolgen.
Holen Sie sich eine vollständig skalierbare Lösung aus der Ferne
Basierend auf Fernerkundungs-Fusionstechnologie und fortschrittlicher Modellierung können die Wissenschaftler Landwirten helfen, eine vollständig skalierbare Lösung aus der Ferne zu erhalten, was für Landwirte eine revolutionäre Technologie sein könnte. "Nicht nur in den USA, sondern auch in Kleinbauern in Entwicklungsländern", sagte Kaiyu Guan, Assistenzprofessor in NRES, Blue Waters-Professor am Nationalen Zentrum für Supercomputing-Anwendungen und Projektleiter der Studie.
Dürre neu definieren
Mit der modernen Satellitentechnologie und dem Guan-Fusionsmodell wäre die Datenerfassung kein einschränkender Faktor für zukünftige Präzisionsbewässerungsprodukte. Die Wissenschaftler betonen jedoch, dass es immer noch wichtig ist, den Pflanzenwasserstress angemessen zu definieren. Guans Gruppe forderte kürzlich die Agrarindustrie auf, die Dürre nicht nur aufgrund der Bodenfeuchtigkeit, sondern auch aufgrund ihrer Wechselwirkung mit der atmosphärischen Trockenheit neu zu definieren.
Jingwen Zhang, Postdoktorand am Department of Natural Resources and Environmental Sciences (NRES) in Illinois und Hauptautor des Artikel in Environmental Research Letters, sagte: "Wenn wir das Boden-Pflanzen-Atmosphäre-Kontinuum als ein System betrachten, das sowohl die Bodenwasserversorgung als auch den atmosphärischen Wasserbedarf widerspiegelt, können wir diese pflanzenzentrierten Metriken verwenden, um Pflanzenwasserstress zu definieren, um die Bewässerung auszulösen."
„Wenn wir unsere Datenfusionsmethoden und prozessbasierten Modelle verwenden, können wir eine präzise Bewässerung mit sehr hoher Genauigkeit und hoher Auflösung erzielen.“
Prototyp für Landwirte
Die Forscher untersuchten auch die Herausforderungen bei der Übernahme bestehender Entscheidungshilfen durch die Landwirte. Laut der Studie werden Landwirte mit größerer Wahrscheinlichkeit präzise Bewässerungsentscheidungsinstrumente einsetzen, wenn sie bis auf die Feldskala genau, flexibel und einfach zu verwenden sind. Technologien zur Deckung dieses Bedarfs werden in bewässerten Feldern in Nebraska entwickelt und getestet.
Forscher sagen, dass sie Evapotranspirationsdaten in Echtzeit haben und die Bodenfeuchtigkeitskomponente und die Bewässerungskomponente hinzufügen. Es wird erwartet, dass in weniger als einem Jahr ein Prototyp auf den Markt kommt, der dann in der Bauerngemeinschaft getestet werden kann.
Bodenfeuchtesensoren
Im vergangenen Jahr hat Swinkels außerdem damit begonnen, vier Bodenfeuchtesensoren zu verwenden, um die Menge der Bodenfeuchtigkeit und die Fähigkeit des Bodens, Wasser aufzunehmen, abzubilden. Die Absicht war, dass diese ihm helfen würden, seine Bewässerungsstrategie weiter zu verfeinern. „Während die Sensoren mir in der letzten Saison viele zusätzliche Informationen gaben, war die korrekte Interpretation der Daten eine ziemliche Aufgabe. Sie berechnen mit Feuchtigkeitsanteilen, während ich es gewohnt bin, mit Millimetern zu arbeiten. Infolgedessen sind der traditionelle Regenmesser und unsere eigenen visuellen Beobachtungen bis jetzt die wichtigsten Indikatoren für unsere Bewässerungsstrategie geblieben."