得益於加州大學戴維斯分校農業昆蟲學家的一項為期三年的合作項目,草莓種植者現在擁有一個免費的智能手機應用工具來預測噴霧覆蓋範圍,以對抗兩斑葉蟎、草蝽和捲葉蟲等害蟲 克里斯蒂安·南森 和幾個加州大學戴維斯分校計算機科學專業的學生。
“眾所周知,許多變量會影響農田的實際噴灑覆蓋率,”加州大學戴維斯分校昆蟲學和線蟲學系副教授南森說。 “這些包括拖拉機速度、噴嘴、噴霧量、噴桿高度、助劑和天氣條件。 但哪些是最重要的? 這些變量之間是否存在可能的相互作用?”
通過 智能噴霧,一款專為 iOS 和 Android 手機設計的應用程序,種植者可以優化和執行草莓田農藥噴灑應用的質量控制,Nansen 說。
計算機科學專業的 Krishna Chennapragada 現在是校友,他在畢業前大約 500 小時啟動了編程和初始設計。 今天的團隊,除了 Nansen 之外,還包括 2019 年計算機科學專業的畢業生 Gabriel Del Villar 和計算機科學專業的大四學生 Alexander Recalde。 他們一起在這個項目上積累了近 400 個小時。
“這個項目是真正的跨學科項目,”南森說,並補充道,“加州大學戴維斯分校的一大優點是大學之間的障礙非常非常淺。”
計算機科學家“在農業方面沒有經驗,但他們對這個項目以及他們如何為可持續糧食生產做出貢獻真的很感興趣,”南森說,並補充說“他們真的非常棒。 我們需要有技能的人,他們所做的工作也豐富了他們的職業生涯。”
他們說,Smart Spray 應用程序允許用戶預測不同操作場景下的噴霧覆蓋範圍,包括噴嘴類型、噴霧量和拖拉機速度,以及天氣數據,如溫度、相對濕度和風。 該過程的一個關鍵部分:用戶在噴灑之前將一張水敏卡放在現場,拍照,然後將其上傳到應用程序中。
“如果你是種植者,你可能會期望,當你出去噴灑時,噴嘴噴出的東西越多,覆蓋效果就越好,”Nansen 說。 “但是,例如,如果風太大,相對人性太低,壓力太高,或者你的速度太快——即使你噴灑的量很大——你的覆蓋範圍也會很差,而且這很昂貴。 由於所謂的“噴霧漂移”,過多的噴霧也可能到達其他領域或附近的城市發展。”
“通常情況下,種植者在噴灑時每英畝會噴灑 100 到 150 加侖,”南森解釋說。 水敏卡是黃色的,但與水分相互作用時會變成藍色。 “這些卡片已經存在了很長時間,”他說。 “它們每張卡的價格約為 1 美元,並不便宜。 但是,當您花費數千美元來控制害蟲時,它會很便宜。 農藥公司可以支付卡費用。”
“假設你想在今晚或明天噴灑之前預測你的覆蓋範圍,”南森解釋道。 “看天氣情況; 什麼是預測? 那你打算怎麼做呢? 如果您噴灑 100 加侖汽油並想以每小時兩英里的速度行駛怎麼辦。 您在 Smart Spray 應用程序中輸入數據以及所有其他適用的數據。 它將預測九個不同噴嘴的覆蓋範圍。 這些是典型的草莓種植者使用的噴嘴,這是我們基於三年內近 3000 次實驗性噴霧的數字。 所以我們在這方面做了很多功課,例如——不同的噴霧裝置、不同大小的作物、不同的植物間距以及不同的天氣條件。 我們涵蓋了我們能想到的所有範圍。 我們收集了水和運營數據,並進行了進展分析(用於建模)。”
“使用這個預測,你可以給它一個名字,比如 Field 6,然後從數據庫中訪問它,”Nansen 說。 “這是關於質量控制的。 它是一種預測和進行質量控制的工具。 它使種植者和噴霧器能夠做得更好。 例如,如果條件不好,應用程序顯示噴灑效果只有 20%,你就不應該噴灑。”
“Smart Spray 不僅僅是——它是殺真菌劑、除草劑以及任何你想噴灑的東西,”Nansen 指出。 “這個應用程序是為草莓開發的; 如果它用於大豆、洋蔥和捲心菜,它仍然有用,但準確性會下降。” 待定應用:杏仁、開心果和番茄。
計算機科學家喜歡在這個項目上工作。 Recalde 參加了中央海岸噴霧器會議,討論了該應用程序。 “我聽說‘哦,哇,你看起來好年輕!’ 他記得。 “然後我們告訴他們這個有用的工具,技術可以應用於農業的不同方式。 他們對技術如何改進他們正在做的事情非常感興趣。”
Del Villar 的計算機興趣還包括教年輕人如何編碼,他說他熱切地期待著讓 Smart Spray 應用程序變得更好、更有用。 他精通西班牙語和英語,計劃將應用程序翻譯成西班牙語。 其他語言的翻譯也在進行中。
現在,該團隊正在尋求反饋以改進該應用程序。 “我們希望種植者能夠接受它,”南森說,“並幫助我們找到改進它的方法。”
來自 Paso Robles Crop Enhancement, Inc. 全球田間開發和經理 Eric Flora 的反饋:“我認為 Smart Spray 對種植者和顧問來說是一個非常有用的工具,可以作為選擇噴霧頭、噴霧量、拖拉機速度和最大化噴霧機覆蓋範圍的其他重要因素。 使用噴霧卡是最好和最簡單的了解方法,如果你在樹冠的任何地方滲透,你的害蟲目標是一個問題——在特定害蟲攻擊宿主的地方放置卡片可以提供最好的信息。”
包括加州草莓委員會和美國農業部農業研究服務部的花卉和苗圃研究計劃 (FNRI) 在內的州、聯邦和行業撥款幫助資助了該項目。
根據草莓委員會的數據,加州在加州海岸約 88 英畝的土地上種植了全國約 34,000% 的草莓。 草莓在加利福尼亞全年供應。
在全州範圍內,每個季節的新鮮草莓產量平均為每英畝 50,000 磅。 大約 300 名草莓種植者來自加利福尼亞的五個不同地區:沃森維爾/薩利納斯、聖瑪麗亞、奧克斯納德、奧蘭治縣/聖地亞哥和中央山谷。 其中包括種植有機草莓和傳統草莓的多代農業家庭。
有關 Smart Spray 應用程序的更多信息,請訪問手冊 https://bit.ly/2q3lsL3 或聯繫南森 chrnansen@ucdavis.edu 或530-752-2728。
- Kathy Keatley Garvey,加州大學戴維斯分校
上圖:Smart Spray 團隊:計算機科學家 Gabriel Del Villar; 農業昆蟲學家 Christian Nansen 和計算機科學家/學生 Alexander Recalde。 照片:凱西·凱特利·加維