Pwodiksyon pòmdetè: lè l sèvi avèk pratik agrikilti presizyon

Pratik agrikilti presizyon enplike simen pi presi, irigasyon, fètilizasyon, ak itilizasyon pestisid yo nan lòd yo optimize pwodiksyon rekòt nan bi pou ogmante revni kiltivatè yo ak diminye enpak agrikilti a sou anviwònman an ansanm. Nan atik sa a, nou pral diskite sou itilizasyon pratik PA, tankou irigasyon pousantaj varyab ak teledeteksyon, nan pwodiksyon pòmdetè.

Dapre Sosyete Entènasyonal Agrikilti Precision, "agrikilti presizyon (PA) se yon estrateji jesyon ki rasanble, trete ak analize done tanporèl, espasyal ak endividyèl epi konbine li ak lòt enfòmasyon pou sipòte desizyon jesyon yo dapre estimasyon varyab pou amelyore efikasite itilizasyon resous yo. , pwodiktivite, bon jan kalite, rentabilité ak dirabilite nan pwodiksyon agrikòl."

Nan lòt mo, PA bay posibilite pou fè sa ki dwat, nan bon kote, nan bon moman ak nan bon fason. Rekòt ki gen anpil valè tankou pòmdetè yo rekonèt kòm bon kandida pou adopsyon PA akòz pri a wo nan entrain. Anplis de sa, sansiblite nan sede tubèrkul pòmdetè ak bon jan kalite nan pratik pwodiksyon ak kondisyon anviwònman an fè jesyon presizyon ekonomikman kritik. 

Irigasyon to varyab

Teknoloji irigasyon pousantaj varyab (VRI) aplike dlo nan pousantaj varyab olye ke yon pousantaj inifòm sou longè pivot santral la. Gen de etap pou aplike VRI a: premyèman, ki baze sou konduktiviti elektrik tè (EC) oswa kat elevasyon, jaden an divize an diferan zòn jesyon; Dezyèmman, sistèm nan aplike kantite espesifik dlo sou zòn jesyon diferan pa vire sou ak koupe bouch endividyèl (vri kontwòl bouch) oswa kontwole vitès la k ap deplase nan pivot la (kontwòl vitès VRI).

VRI ka aplike dlo nan diferan pousantaj nan diferan rekòt oswa cultivar, diferan kalite tè, zòn gwo koule oswa zòn ki ba ki gen tandans mouye ak satire, ak zòn ki sansib pou anviwònman an nan jaden an. Objektif jeneral VRI a se pou evite twòp ak irigasyon ki pa twò wo pou pa gaspiye dlo epi pa gen estrès dlo, pandan y ap kenbe oswa ogmante pwodiksyon ak bon jan kalite rekòt yo. 

In the summer of 2018, we conducted a study to quantify the benefits of using VRI on commercial potato (Russet Burbank) production in Wisconsin. We picked two fields irrigated with nozzle control VRI and speed control VRI respectively.

Nan chak jaden, te gen anviwon 15 pye diferans elevasyon ant zòn ki pi wo ak zòn ki pi ba yo. Nan sezon rekòt, nou evalye pwodiksyon tubèrkul ak kalite zòn ki pi sèk la, zòn ki pi reprezantan/mwayèn, ak zòn ki pi mouye nan chak jaden. Anba kontwòl bouch VRI (Figi 1a), te gen yon rediksyon sede enpòtan (apeprè 140 cwt / a, p <0.05) nan zòn ki pi mouye konpare ak zòn an mwayèn. Sede nan zòn ki pi sèk la te yon ti kras pi wo (apeprè 20 cwt / a, p>0.05) pase sa ki soti nan zòn an mwayèn. Anba vitès kontwòl VRI (Figi 1b), pa te gen okenn diferans siyifikatif sede ant twa kote yo, byenke nimewo a nan zòn ki pi sèk la te pi wo pase sa yo ki nan zòn an mwayèn ak pi mouye.

Done nou yo sijere ke: 

• Yon gwo avantaj lè w sèvi ak VRI se amelyore rannman ak bon jan kalite, kidonk potansyèlman amelyore rantabilite nan zòn ki pi gwo (oswa gwo koule a) nan yon jaden ki pi vilnerab a anba irigasyon. VRI kapab kenbe imidite tè nan zòn rasin plant yo;
• VRI ka sove dlo irigasyon ak amelyore efikasite irigasyon nan zòn ki ba nan yon jaden ki gen tandans mouye oswa satire. Sepandan, menm anba VRI, jere pwodiksyon pòmdetè ak bon jan kalite nan zòn ki ba a toujou difisil, paske plant yo gen tandans gen plis pwoblèm pouri ak domaj;
• VRI se yon sistèm pwomèt pou ekonomize dlo pandan y ap amelyore rentabilité pòmdetè, men yo bezwen plis ajisteman pou pi byen jere li sou jaden ki gen varyasyon. 

Teledeteksyon ak aprantisaj machin

Pou kenbe rannman ak rentabilité, kiltivatè pòmdetè yo dwe satisfè bezwen rekòt yo pou nitwojèn. Pou minimize degradasyon anviwònman an ak diminye risk finansye ki asosye ak ensètitid regilasyon ak legal ki antoure nitrat nan dlo anba tè, kiltivatè pòmdetè yo bezwen nouvo zouti jesyon pou ede yo aplike bon kantite nitwojèn nan bon moman pandan tout sezon kwasans lan. 

Metòd yo souvan itilize pou kontwole estati nitwojèn plant pòmdetè nan sezon an se travay entansif, pran tan, pafwa twonpe, epi yo se sèlman sit-espesifik nan jaden an. Anplis de sa, pa gen okenn zouti ki disponib piblikman ki jenere kat jeyografik antye pou predi estati nitwojèn plant nan sezon an ak pwodiksyon tubèrkul nan fen sezon lè l sèvi avèk imaj teledeteksyon.

Teledeteksyon se yon apwòch inovatè, alè, ki pa destriktif ak espasyal konplè pou amelyore pratik jesyon pwodiksyon rekòt ki deja egziste nan sezon an. Remote deteksyon tipikman bay plizyè bann etwat espèk (~ 3-10 nm), ki ka pran karakteristik absòpsyon amann nan eleman nitritif rekòt. Jiskaprezan anpil etid yo te endike ke deteksyon aleka ka efektivman aplike nan predi paramèt rekòt / varyab, tankou endèks zòn fèy, byomass, konsantrasyon N foliaire, elatriye. 

Metòd yo itilize pou predi/modele karakteristik rekòt sitou konsantre sou bati algoritm prediksyon ant siyal espèk ak mezi jaden. Yon prediktè modèl tipik se endis vejetasyon (VI), ki se konbinezon matematik refleksyon nan de oswa plis gwoup espèk. Pou egzanp, endèks vejetasyon diferans nòmalize (NDVI) te lajman itilize nan etid anvan yo akòz aplikasyon senp li nan siveyans dinamik vejetasyon nan echèl rejyonal ak mondyal. 

Nou te etidye sou twa modèl aprantisaj machin (pyebwa desizyon (DT), sipò vector machin (SVM) ak forè o aza (RF)) ki te itilize NDVI pou predi estati N ak rannman final kat cultivar pòmdetè (de russet ki gen ladan Silverton ak Lakeview Russet, de chipper ki gen ladan Snowden ak Hodag) sou de sezon kwasans nan 2018 ak 2019. .

Rezilta preliminè nou yo te endike ke NDVI gen gwo potansyèl pou predi estati N pòmdetè ki endike pa pesyol NO3-N, N total fèy antye oswa N total pye rezen an ansanm ak pwodiksyon total nan fen sezon an (Tablo 4). Nou te itilize R2 ki varye ant 0 a 1 pou mezire bonte-of-fit pou modèl yo. Plis R2 la pi wo, se pi bon prediksyon an. Li konsidere kòm yon trè bon prediksyon si R2 pi wo pase 0.75. 

Anba tou de sistèm VRI, tubèrkul ki soti nan zòn ki pi mouye a te gen pi ba gravite espesifik konpare ak sa yo ki soti nan zòn ki pi sèk ak mwayèn, ak diferans ki genyen anba sistèm kontwòl bouch la te enpòtan (Tablo 1).

Figi 2 te montre ke tubèrkul ki soti nan zòn ki pi mouye nan chak jaden te gen rapò longè ak lajè siyifikativman pi wo. Korespondan, te gen pi wo ensidans nan

Kè kre nan tubèrkul ki soti nan zòn ki pi mouye nan tou de jaden, ak diferans lan te enpòtan anba sistèm nan kontwòl vitès (Tablo 2).

Pandan depo anba 48 ° F, nou obsève pi wo ensidans nan pouri nan tubèrkul ki soti nan zòn ki pi mouye nan tou de jaden (Figi 3). Yo panse ke tubèrkul yo grandi nan tè satire te gen lentisèl elaji sou sifas la, ki te kreye pwen antre pafè pou patojèn nan jaden ak pandan depo.

Anplis de sa, nou kalkile efikasite irigasyon (IE) nan sistèm VRI kontwòl vitès (nimewo VRI kontwòl bouch la pa t disponib), epi li te montre ke te gen yon amelyorasyon siyifikatif nan IE nan zòn ki pi mouye konpare ak zòn mwayèn nan. jaden. IE nan zòn ki pi sèk la te yon ti kras pi wo pase mwayèn (Tablo 3).

Pou estati nitwojèn, lè l sèvi avèk NDVI pou predi pesyol nitrat-N te pwodwi pi bon rezilta R2 pou tou de kalite pòmdetè yo, konpare ak N total fèy antye ak N total pye rezen antye. Pou prediksyon pwodiksyon total, DT ak RF te pi bon pase SVM, ak rezilta yo. pou 2019 yo te pi bon pase 2018 (Tablo 4, pi wo a).

Jiskaprezan nou jwenn sa: 

• 1) pye bwa desizyon ak forè o aza pi bon pase sipò vector machin pou predi tou de estati N nan sezon an ak pwodiksyon nan fen sezon pou pòmdetè;
• 2) pesyol nitrat-N ka prevwa pi byen lè l sèvi avèk NDVI ak modèl aprantisaj machin konpare ak total N nan fèy oswa pye rezen. Nou pral valide modèl yo epi elaji travay sa a lè l sèvi avèk plis ane done sou plis varyete pòmdetè.

Otè a ta renmen remèsye Asosyasyon Kiltivatè pòmdetè ak Legim Wisconsin, Depatman Agrikilti, Komès ak Pwoteksyon Konsomatè Wisconsin, Konsèy Rechèch Angrè Wisconsin, ak Kolèj Syans Agrikòl ak Syans Lavi University of Wisconsin-Madison pou finansman rechèch nou an.

— Yi Wang se yon pwofesè asistan nan Depatman Òtikilti University of Wisconsin-Madison. Li se yon ansyen gayan Spudman's Emerging Leader Award.

/irigasyon-teknoloji