به لطف یک پروژه سه ساله مشترک شامل حشره شناس کشاورزی دانشگاه کالیفرنیا دیویس، تولیدکنندگان توت فرنگی اکنون یک ابزار کاربردی تلفن هوشمند رایگان برای پیش بینی پوشش اسپری برای مبارزه با آفاتی مانند کنه های عنکبوتی دو نقطه ای، حشرات لیگوس و برگ ریزان دارند. کریستین نانسن و چندین رشته علوم کامپیوتر UC Davis.
نانسن، دانشیار دپارتمان حشره شناسی و نماتولوژی دانشگاه کالیفرنیا دیویس گفت: «معمولاً بسیاری از متغیرها بر پوشش واقعی اسپری در مزارع زراعی تأثیر می گذارند. اینها عبارتند از سرعت تراکتور، نازل های اسپری، حجم اسپری، ارتفاع بوم، کمکی ها و شرایط آب و هوایی. اما کدام یک از مهمترین آنها هستند؟ و آیا تعاملات احتمالی بین برخی از این متغیرها وجود دارد؟
از طریق اسپری هوشمندنانسن گفت، برنامهای که هم برای تلفنهای iOS و هم اندروید طراحی شده است، تولیدکنندگان میتوانند برنامههای اسپری آفتکش را در مزارع توتفرنگی خود بهینهسازی و کنترل کنند.
کریشنا چناپراگادا، استاد ارشد علوم کامپیوتر، که اکنون فارغ التحصیل شده است، برنامه نویسی و طراحی اولیه را راه اندازی کرد و حدود 500 ساعت قبل از فارغ التحصیلی خود را نشان داد. تیم امروز، علاوه بر نانسن، متشکل از گابریل دل ویلار، فارغ التحصیل علوم کامپیوتر در سال 2019، و الکساندر رکالد، کارشناس ارشد علوم کامپیوتر است. آنها با هم نزدیک به 400 ساعت در این پروژه جمع آوری کرده اند.
نانسن گفت: «این پروژه واقعاً چند رشتهای است و یکی از چیزهای مهم در مورد دانشگاه کالج دیویس این است که موانع بین کالجها بسیار بسیار کم عمق است.»
نانسن گفت: دانشمندان کامپیوتر "هیچ تجربه ای در زمینه کشاورزی ندارند، اما آنها واقعا به این پروژه و اینکه چگونه می توانند به تولید مواد غذایی پایدار کمک کنند، علاقه مند هستند." ما به افرادی با مهارتهایشان نیاز داریم و کاری که انجام میدهند نیز باعث غنای حرفهشان میشود.»
به گفته آنها، اپلیکیشن Smart Spray به کاربر اجازه می دهد تا پوشش اسپری را تحت سناریوهای عملیاتی مختلف، از جمله نوع نازل، حجم اسپری، سرعت تراکتور، و همچنین داده های آب و هوا، مانند دما، رطوبت نسبی و باد، پیش بینی کند. بخش کلیدی فرآیند: کاربر یک کارت حساس به آب را قبل از برنامه اسپری در میدان قرار می دهد، از آن عکس می گیرد و آن را در برنامه آپلود می کند.
نانسن گفت: "اگر شما یک پرورش دهنده هستید، ممکن است انتظار داشته باشید که وقتی برای سمپاشی بیرون می روید، هرچه مقدار بیشتری از نازل خارج شود، پوشش بهتری خواهید داشت." اما، برای مثال، اگر باد خیلی قوی باشد، انسانیت نسبی خیلی کم باشد، فشار خیلی زیاد باشد، یا خیلی سریع پیش بروید – حتی زمانی که حجم زیادی سمپاشی می کنید – می توانید پوشش بسیار ضعیفی داشته باشید و پرهزینه است سمپاشی بیش از حد نیز می تواند به سایر مزارع یا توسعه های شهری مجاور به دلیل اصطلاحاً "راندگی اسپری" برسد.
نانسن توضیح داد: "معمولاً، یک پرورش دهنده در هنگام سمپاشی 100 تا 150 گالن در هکتار سمپاشی می کند." کارت حساس به آب زرد است، اما زمانی که با رطوبت تعامل داشته باشد، کد آبی را نشان می دهد. او گفت: «این کارتها برای مدت طولانی وجود داشتهاند. آنها حدود 1 دلار برای هر کارت هزینه دارند، نه ارزان. اما زمانی که هزاران دلار برای کنترل آفات خرج می کنید، ارزان است. و شرکت های آفت کش می توانند هزینه کارت ها را پرداخت کنند.»
نانسن توضیح داد: «بگویید میخواهید پوشش خود را قبل از سمپاشی امشب یا فردا پیشبینی کنید. «به شرایط آب و هوایی نگاه کنید. پیش بینی چیست پس چگونه می خواهید این کار را انجام دهید؟ اگر 100 گالن اسپری کنید و بخواهید دو مایل در ساعت راه بروید چه می شود. شما داده ها – و سایر داده های قابل اجرا – را در برنامه Smart Spray وارد می کنید. پوششی که با 3000 نازل مختلف دریافت خواهید کرد را پیش بینی می کند. اینها نازل هایی هستند که تولیدکنندگان توت فرنگی معمولی از آن استفاده می کنند، عددی که ما بر اساس تقریباً XNUMX اسپری آزمایشی در طول سه سال انجام می دهیم. بنابراین، ما تکالیف زیادی در این مورد انجام دادیم، به عنوان مثال - دستگاه های سمپاشی مختلف، اندازه های مختلف محصولات، فاصله گیاهان مختلف، و تحت شرایط آب و هوایی مختلف. ما تمام محدوده هایی را که فکرش را می کردیم پوشش دادیم. ما آب و داده های عملیاتی را جمع آوری کردیم و تجزیه و تحلیل پیشرفت (برای مدل سازی) را انجام دادیم.
نانسن گفت: «با استفاده از این پیشبینی، میتوانید به آن یک نام بدهید، مثلاً فیلد 6، و از پایگاه داده به آن دسترسی داشته باشید. "این در مورد کنترل کیفیت است. این ابزاری برای پیش بینی و انجام کنترل کیفیت است. این به پرورش دهنده و همچنین سمپاش قدرت می دهد تا کار بهتری انجام دهد. برای مثال، اگر شرایط بد است و برنامه نشان میدهد که سمپاشی تنها 20 درصد مؤثر است، نباید سمپاشی کنید.»
نانسن خاطرنشان کرد: «اسپری هوشمند فقط قارچ کش، علف کش و هر چیزی که می خواهید اسپری کنید، نیست. "این برنامه برای توت فرنگی توسعه یافته است. اگر برای دانه های سویا، پیاز و کلم استفاده می شد، باز هم مفید بود، اما دقت آن کم بود.» برنامه های معلق: بادام، پسته و گوجه فرنگی.
دانشمندان کامپیوتر از کار روی این پروژه لذت می برند. Recalde در جلسه سمپاشهای ساحل مرکزی شرکت کرد تا در مورد این برنامه صحبت کند. شنیدم "اوه، وای، تو خیلی جوان به نظر میرسی!" او به خاطر آورد. سپس درباره این ابزار مفید به آنها گفتیم، روشهای مختلفی که فناوری میتواند در کشاورزی اعمال شود. آنها واقعاً علاقه مند بودند که چگونه فناوری می تواند کاری را که انجام می دهند بهبود بخشد."
دل ویلار، که علاقه مندی هایش به رایانه شامل آموزش به جوانان چگونه کدنویسی است، گفت که مشتاقانه منتظر است تا برنامه Smart Spray را حتی بهتر و مفیدتر کند. او به زبان اسپانیایی و همچنین انگلیسی مسلط است و قصد دارد این اپلیکیشن را به اسپانیایی ترجمه کند. ترجمه به زبان های دیگر نیز در دست ساخت است.
اکنون تیم به دنبال بازخورد برای بهبود برنامه است. نانسن گفت: "ما امیدواریم که پرورش دهندگان آن را بپذیرند و به ما کمک کنند تا راه هایی برای بهبود آن پیدا کنیم."
یک بازخورد از اریک فلور، توسعه میدان جهانی و مدیر Crop Enhancement, Inc., Paso Robles: "من فکر می کنم Smart Spray ابزار بسیار مفیدی برای پرورش دهندگان و مشاوران به عنوان راهنمای انتخاب نکات اسپری، حجم اسپری، سرعت تراکتور و سایر عوامل مهم برای به حداکثر رساندن پوشش سمپاش. استفاده از کارتهای اسپری بهترین و سادهترین راه برای دانستن این موضوع است، اگر به همهجای سایبان نفوذ میکنید، هدف آفت شما مشکلساز است، قرار دادن کارتهایی که آفات خاص به میزبان حمله میکنند، بهترین اطلاعات را میدهد.
کمک های مالی ایالتی، فدرال و صنعت، از جمله کمیسیون توت فرنگی کالیفرنیا و ابتکار تحقیقات گل و گیاه و نهالستان (FNRI) از خدمات تحقیقات کشاورزی وزارت کشاورزی ایالات متحده، به تأمین مالی این پروژه کمک می کند.
طبق گزارش کمیسیون توت فرنگی، کالیفرنیا حدود 88 درصد از توت فرنگی های کشور را در حدود 34,000 هکتار در امتداد سواحل کالیفرنیا پرورش می دهد. توت فرنگی در سراسر سال در کالیفرنیا موجود است.
در سراسر ایالت، تولید توت فرنگی تازه به طور متوسط 50,000 پوند در هر هکتار در هر فصل است. حدود 300 تولید کننده توت فرنگی از پنج منطقه مجزای کالیفرنیا می آیند: واتسونویل/سالیناس، سانتا ماریا، آکسنارد، اورنج کانتی/سن دیگو، و دره مرکزی. آنها شامل خانواده های کشاورز چند نسلی هستند که هم توت فرنگی های ارگانیک و هم معمولی را پرورش می دهند.
برای اطلاعات بیشتر در مورد برنامه Smart Spray، به دفترچه راهنما در آدرس مراجعه کنید https://bit.ly/2q3lsL3 یا با نانسن تماس بگیرید chrnansen@ucdavis.edu یا 530-752-2728.
- کتی کیتلی گاروی، UC دیویس
عکس در بالا: تیم اسپری هوشمند: دانشمند کامپیوتر گابریل دل ویلار. کریستین نانسن حشره شناس کشاورزی و الکساندر رکالد دانشمند/دانشجوی کامپیوتر. عکس: کتی کیتلی گاروی