الري الدقيق للمحاصيل - يقترح العلماء تحسينات

تحدد دراسة جديدة بقيادة جامعة إلينوي العقبات والحلول لتحسين الأداء واعتماد أدوات دعم قرارات الري على النطاق الميداني.

مع تهديدات ندرة المياه التي تعقد الحاجة إلى إطعام عدد متزايد من سكان العالم ، أصبح من المهم أكثر من أي وقت مضى الحصول على الري الصحيح للمحاصيل. ومع ذلك ، فإن قلة من المزارعين يستخدمون الأدوات القائمة على العلم لمساعدتهم على تحديد وقت وكمية ري محاصيلهم ، وفقًا لمجلة جديدة دراسة بقيادة جامعة إلينوي.

أجهزة استشعار وكاميرات رطوبة التربة

حيث تم تجهيز بعض الحقول بأجهزة استشعار أو كاميرات للتربة ، فلا يوجد ما يكفي منها لتوفير معلومات دقيقة عبر الحقول. أيضًا ، غالبًا ما تكون الدقة المكانية والزمانية لصور الأقمار الصناعية كبيرة جدًا للمساعدة في اتخاذ القرارات على المستوى الميداني ، كما يقول الباحثون. لذلك ابتكر الباحثون طريقة لدمج بيانات الأقمار الصناعية عالية الدقة وعالية التردد في منتج واحد عالي الدقة مكاني وزماني للمساعدة في تتبع ظروف التربة والنبات.

احصل على حل قابل للتطوير بالكامل عن بُعد

استنادًا إلى تقنية الاندماج بالاستشعار عن بُعد والنمذجة المتقدمة ، يقول العلماء إنهم يستطيعون مساعدة المزارعين في الحصول على حل قابل للتطوير بالكامل عن بُعد ، والذي يمكن أن يكون تقنية ثورية للمزارعين. قال Kaiyu Guan ، الأستاذ المساعد في NRES ، وأستاذ Blue Waters في المركز الوطني لتطبيقات الحوسبة الفائقة ، ورئيس المشروع في الدراسة: "ليس فقط في الولايات المتحدة ، ولكن أيضًا المزارعين أصحاب الحيازات الصغيرة في البلدان النامية".

أعد تعريف الجفاف

مع تقنية الأقمار الصناعية الحديثة ونموذج الاندماج Guan ، لن يكون الحصول على البيانات عاملاً مقيدًا في منتجات الري الدقيقة في المستقبل. ومع ذلك ، يؤكد العلماء أنه لا يزال من المهم تحديد الإجهاد المائي للنبات بشكل مناسب. دعت مجموعة Guan مؤخرًا الصناعة الزراعية إلى إعادة تعريف الجفاف ، ليس بناءً على رطوبة التربة وحدها ، ولكن على تفاعله مع جفاف الغلاف الجوي.

Jingwen Zhang ، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم الموارد الطبيعية والعلوم البيئية (NRES) في إلينوي والمؤلف الرئيسي في مقالة في رسائل البحوث البيئية، قال: "إذا أخذنا في الاعتبار استمرار التربة والنبات والغلاف الجوي كنظام يعكس كلاً من إمدادات مياه التربة والطلب الجوي على المياه ، فيمكننا استخدام تلك المقاييس التي تتمحور حول النبات لتحديد الإجهاد المائي للنبات لتحفيز الري".

"إذا استخدمنا طرق دمج البيانات والنمذجة القائمة على العمليات ، فيمكننا تحقيق الري الدقيق بدقة عالية جدًا ودقة عالية أيضًا."

نموذج أولي للمزارعين

نظر الباحثون أيضًا في التحديات المتعلقة بتبني المزارعين لأدوات دعم القرار الحالية. وفقًا للدراسة ، سيكون من المرجح أن يتبنى المزارعون أدوات اتخاذ قرارات الري الدقيقة إذا كانت دقيقة حتى النطاق الميداني ومرنة وسهلة الاستخدام. يتم تطوير واختبار تقنيات لتلبية هذه الحاجة في الحقول المروية في ولاية نبراسكا.

يقول الباحثون أن لديهم بيانات التبخر في الوقت الحقيقي ، ويضيفون مكون رطوبة التربة ومكون الري. من المتوقع إطلاق نموذج أولي في أقل من عام ، والذي يمكن بعد ذلك اختباره بين مجتمع المزارعين.

أجهزة استشعار رطوبة التربة

في العام الماضي ، بدأ Swinkels أيضًا في استخدام أربعة أجهزة استشعار لرطوبة التربة لرسم خريطة لكمية رطوبة التربة وقدرة التربة على امتصاص الماء. كان القصد من ذلك أن تساعده هذه على تحسين إستراتيجية الري الخاصة به. "بينما أعطتني المستشعرات الكثير من المعلومات الإضافية الموسم الماضي ، كان تفسير البيانات بشكل صحيح أمرًا روتينيًا. إنهم يحسبون بنسب الرطوبة ، بينما أنا معتاد على العمل بالمليمترات. نتيجة لذلك ، ظل مقياس المطر التقليدي وملاحظاتنا المرئية من أهم المؤشرات لاستراتيجية الري لدينا حتى الآن."

/ تقنية الري /