得益于加州大学戴维斯分校农业昆虫学家参与的一项为期三年的合作项目,草莓种植者现在可以使用免费的智能手机应用工具来预测喷雾覆盖范围,以防治二斑叶螨、盲蝽和卷叶蛾等害虫 克里斯蒂安·南森 以及加州大学戴维斯分校的几个计算机科学专业。
加州大学戴维斯分校昆虫学和线虫学系副教授南森说:“已知许多变量会影响农田的实际喷雾覆盖范围。” “这些包括拖拉机速度、喷嘴、喷雾量、喷杆高度、助剂和天气条件。但哪些是最重要的呢?其中一些变量之间是否可能存在相互作用?”
通过 智能喷雾Nansen 说,这是一款专为 iOS 和 Android 手机设计的应用程序,种植者可以优化草莓田中农药喷洒应用并进行质量控制。
计算机科学专业的 Krishna Chennapragada 现在是一名校友,他启动了编程和初步设计,在毕业前计算了大约 500 个小时。除了 Nansen 之外,今天的团队还包括 2019 年计算机科学毕业生 Gabriel Del Villar 和计算机科学专业大四学生 Alexander Recalde。他们总共在这个项目上花费了近 400 个小时。
“这个项目是真正的多学科项目,”南森说,并补充道,“加州大学戴维斯分校的一大优点是,学院之间的障碍非常非常浅。”
南森说,计算机科学家“没有农业经验,但他们对这个项目以及如何为可持续粮食生产做出贡献非常感兴趣”,并补充道,“他们真的非常非常优秀。我们需要拥有技能的人才,他们所做的工作也丰富了他们的职业生涯。”
他们说,智能喷雾应用程序允许用户预测不同操作场景下的喷雾覆盖范围,包括喷嘴类型、喷雾量和拖拉机速度,以及天气数据,例如温度、相对湿度和风力。该过程的关键部分:用户在喷涂前将水敏卡放置在田间,拍摄照片并将其上传到应用程序中。
“如果您是种植者,您可能会期望当您出去喷洒时,喷嘴喷出的液体越多,覆盖范围就越大,”南森说。 “但是,例如,如果风太强,相对人性太低,气压太高,或者你的速度太快——即使你喷洒了大量的水——你的覆盖范围也会很差,这很昂贵。由于所谓的“喷雾漂移”,过量的喷雾还会到达其他田地或附近的城市开发区。
“通常,种植者在喷洒农药时每英亩会喷洒 100 至 150 加仑,”Nansen 解释道。水敏卡是黄色的,但当它与湿气相互作用时,它会编码为蓝色。 “这些卡片已经存在很长时间了,”他说。 “每张卡的价格约为 1 美元,并不便宜。但当你花费数千美元来控制害虫时,它就很便宜了。农药公司可以支付这些卡的费用。”
“假设您想在今晚或明天喷洒之前预测覆盖范围,”南森解释道。 “看看天气状况;预测是什么?那么你打算怎么做呢?如果您喷洒 100 加仑并想每小时行驶两英里怎么办?您可以在 Smart Spray 应用程序上输入数据以及所有其他适用的数据。它将预测您使用九个不同喷嘴获得的覆盖范围。这些是典型的草莓种植者使用的喷嘴,这是我们根据三年来近 3000 次喷雾实验得出的数字。因此,我们为此做了很多功课,例如不同的喷雾装置、不同大小的作物、不同的植物间距以及不同的天气条件。我们涵盖了所有我们能想到的范围。我们收集了水和运营数据,并进行了进展分析(用于建模)。”
“使用这个预测,你可以给它命名,比如 Field 6,然后从数据库中访问它,”Nansen 说。 “这与质量控制有关。它是预测和进行质量控制的工具。它使种植者和喷雾器能够做得更好。例如,如果条件很差并且应用程序显示喷洒效果只有 20%,那么你就不应该喷洒。”
“智能喷雾不仅仅是——它还可以喷洒杀菌剂、除草剂以及任何你想喷洒的东西,”南森指出。 “这个应用程序是为草莓开发的;如果它用于大豆、洋葱和卷心菜,它仍然有用,但准确性会降低。”待处理的应用程序:杏仁、开心果和番茄。
计算机科学家们很享受这个项目的工作。 Recalde 参加了中央海岸喷雾者会议,讨论该应用程序。 “我听到‘哦,哇,你看起来好年轻!’”他记得。 “然后我们告诉他们这个有用的工具,以及技术应用于农业的不同方式。他们对技术如何改善他们正在做的事情非常感兴趣。”
德尔维拉的计算机兴趣还包括教年轻人如何编码,他表示他热切地期待着让智能喷雾应用程序变得更好、更有用。他精通西班牙语和英语,计划将该应用程序翻译成西班牙语。其他语言的翻译也在进行中。
现在该团队正在寻求反馈以改进该应用程序。 “我们希望种植者能够接受它,”南森说,“并帮助我们找到改进的方法。”
帕索罗布尔斯 Crop Improvement, Inc. 全球田间开发兼经理 Eric Flora 的反馈:“我认为智能喷雾对于种植者和顾问来说是一个非常有用的工具,可以作为选择喷雾头、喷雾量、拖拉机速度和最大化喷雾机覆盖范围的其他重要因素。使用喷雾卡是最好、最简单的了解方法,如果你要渗透到树冠的任何地方,你的害虫目标就会成为一个问题——将卡片放置在特定害虫攻击宿主的地方可以提供最好的信息。”
州、联邦和行业拨款,包括加州草莓委员会和美国农业部农业研究服务处的花卉栽培和苗圃研究计划 (FNRI),为该项目提供了资助。
根据草莓委员会的数据,加州种植了全国约 88% 的草莓,占地约 34,000 英亩,位于加州海岸。加利福尼亚州全年都有草莓供应。
全州范围内,每个季节的新鲜草莓平均产量为每英亩 50,000 磅。大约 300 名草莓种植者来自加利福尼亚州的五个不同地区:沃森维尔/萨利纳斯、圣玛丽亚、奥克斯纳德、奥兰治县/圣地亚哥和中央谷。他们包括多代种植有机草莓和传统草莓的农业家庭。
有关 Smart Spray 应用程序的更多信息,请访问手册: https://bit.ly/2q3lsL3 或联系南森 chrnansen@ucdavis.edu 或530-752-2728。
– 凯西·基特利·加维,加州大学戴维斯分校
顶部照片:智能喷雾团队:计算机科学家 Gabriel Del Villar;农业昆虫学家克里斯蒂安·南森和计算机科学家/学生亚历山大·雷卡尔德。照片:凯西·基特利·加维