המראה של ספרינקלרים פועלים ביום גשום אינו נדיר בפלורידה.
כך גם לראות נופים חרוכים על ידי השמש במהלך אחד הימים הלוהטים של פלורידה כאשר לוחות הזמנים של ההשקיה נותרו ללא שינוי עקב גשם צפוי.
עבור החקלאות, המצב מורכב יותר בכך שהחקלאים תלויים במדע ההשקיה המדויקת כדי לנהל את היבולים שמביאים ליבול בריא של המזון שאנו אוכלים והצמחים שאנו קונים.
המכון הלאומי למזון וחקלאות (NIFA) של משרד החקלאות האמריקאי (USDA) העניק זה עתה מענק של 374,999 דולר ל- Haimanote Bayabil באוניברסיטת פלורידה, עוזר פרופסור להנדסה חקלאית וביולוגית במכון למדעי המזון והחקלאות שלו (UF/IFAS ) מרכז מחקר וחינוך טרופי (TREC) בהומסטד. עם המענק הזה, הוא יוביל צוות של מדענים בפיתוח המתודולוגיה למערכות השקיה בינה מלאכותית (AI) המאומדת את evapotranspiration, מרכיב עיקרי במחזור המים שהוא קריטי בתחזוקת גידולים משדות חקלאיים.
"איידוי הוא תהליך עתיר אנרגיה ועם זאת מרכיב קריטי במחזור המים, שעד כה לא נמדד", אמר בייביל. "אנחנו מתכוונים לפתח שיטה להערכת שיעורי האידוי בפועל ברמת השדה ורמות הלחץ של מי היבול, בהתבסס על מידת הצמא של צמחים, שתאפשר יישום של שיטות ניהול השקיה מדויקות בהיקפים שונים".
הפרויקט ישתמש בניסויי שטח, ניתוח נתונים ופיתוח של AI לייצור אלגוריתמים, כמו גם מודלים הידרולוגיים ויבולים, שיביאו את מדע החקלאות לשלב הבא ובידיהם של אלה שהכי זקוקים לו - מגדלים וחקלאים.
בייביל, שהגיש את ההצעה, מאמין שהמתודולוגיה תקדם את טכנולוגיות תזמון ההשקיה הנוכחיות - המצוידות בחיישנים ובבינה מלאכותית על ידי מתן לחקלאים ולמגדלים את הטכנולוגיה הדרושה לאיזון השקיה מדויקת יעילה המגדילה את תפוקת היבול וחוסכת במים ועדיין מאפשרת. אותם ישמשו כמנהלי מפתח של שיפור איכות המים והסביבה
חישוב evapotranspiration בקנה מידה שדה יספק מידע קריטי שיהיו לו מגוון רחב של יישומים במזג אוויר, אקלים ומודלים הידרולוגיים וניהול משאבי מים, לא רק בחקלאות שלחין.
"אנו צופים לפתח כלי אינטרנט עם בינה מלאכותית, ועם ההתקדמות בטכנולוגיות חישת אינפרא אדום, אנו מצפים שמגדלים יוכלו לאסוף ולהעלות תמונות משלהם לאתר ולקבל משוב", הוסיף.
בנוסף, התוצאות ישמשו גם כדי לכוונן מודלים של יבול ואקלים שיוכלו לשמש כדי להנחות חקלאים ומגדלים עם החלטות ניהול השקיה.
ניסויי השדה יתחילו מיד ב-TREC ויורכבו מ-32 חלקות ניסוי בהן יגדלו שעועית ירוקה ותירס מתוק, שניים מהמוצרים המיוצרים ביותר בפלורידה. הניסוי יוקם כדי לספק טווחים שונים של טיפולי השקיה עם יכולות איתור תקלות באמצעות שלט רחוק. כמו כן תותקן תחנת מזג אוויר באתר הניסוי למעקב אחר תנאי מזג האוויר ואינטראקציות המתרחשות לאורך החוויה.
"לימוד טיפולי השקיה שונים יאפשר לנו להבין את תגובת הגידולים ואת השינויים בשיעורי האידוי כפונקציה של רמת ההשקיה", אמר בייביל.
שיאו של הפרויקט יפתח אתר אינטרנט עם כלי בינה מלאכותית שזמינים לשימוש הציבור. תשתית המחקר שהוקמה במסגרת פרויקט זה תשמש ליישום בקלות ניסויים מתקדמים ומורכבים יותר לביצוע פעילויות מחקר והרחבה ארוכות טווח בניהול מים מדויק לייצור ירקות.
"אני מקווה שלפרויקט הזה תהיה השפעה משמעותית וארוכת טווח על המאמצים הגדולים יותר לפתח מאמצי ניהול קרקע ומים מציאותיים וברי קיימא, שלא רק חוסכים במים ומגדילים את פריון היבול, אלא גם משפרים את איכות המים ושירותי המערכת האקולוגית", אמר בייביל. .
ל-Bayabil מצטרף צוות חוקרים מיוחד מאוד הממוקם ברחבי המדינה כולל ברוס שפר, פרופסור לאקו-פיזיולוגיה של גידולי גננות סובטרופיים וטרופיים כחוקר ראשי, ו-Young Gu Her, עוזר פרופסור להידרולוגיה והנדסה חקלאית מ-TREC. מצטרפים לצוות מגיינסוויל ו-Imokalee, בהתאמה, חריט הוגנבום, פרופסור ומלומד בולט של מודלים של יבולים, מערכות תומכות החלטות ואבטחת מזון, ויאניס אמפאצידיס, עוזר פרופסור להנדסת חקלאות מדויקת מ-UF/IFAS למחקר וחינוך בדרום מערב פלורידה מֶרְכָּז. שיתוף פעולה נוסף יגיע ממרכז התצפית והמדע של משאבי כדור הארץ של המכון הגיאולוגי של ארצות הברית (USGS).
- לורד רודריגז, אוניברסיטת פלורידה