Завдяки трирічному спільному проекту за участю сільськогосподарського ентомолога Каліфорнійського університету в Девісі виробники полуниці тепер мають безкоштовний інструмент програми для смартфонів, щоб передбачити покриття обприскуванням для боротьби з такими шкідниками, як двокрапковий павутинний кліщ, щитівка та листокрутка. Крістіан Нансен і кілька спеціальностей з інформатики Каліфорнійського університету в Девісі.
«Відомо, що багато змінних впливають на фактичне покриття обприскуванням посівних полів», — сказав Нансен, доцент кафедри ентомології та нематології Каліфорнійського університету в Девісі. «Сюди входять швидкість трактора, форсунки, обсяг розпилення, висота штанги, допоміжні речовини та погодні умови. Але які з них є найважливішими? І чи можливі взаємодії між деякими з цих змінних?»
через Розумний спрей, додаток, розроблений як для телефонів iOS, так і для Android, виробники можуть оптимізувати та контролювати якість застосування пестицидів на своїх полуничних полях, сказав Нансен.
Спеціаліст з інформатики Крішна Ченнапрагада, тепер випускник, запустив програмування та початковий дизайн, підрахувавши близько 500 годин до свого випуску. Сьогоднішня команда, окрім Нансена, складається з новобранців Габріеля Дель Вільяра, який закінчив факультет інформатики 2019 року, та Олександра Рекальде, старшого спеціаліста з інформатики. Разом вони зібрали майже 400 годин на проекті.
«Проект справді багатодисциплінарний», — сказав Нансен, додавши: «Одна з чудових речей Каліфорнійського університету в Девісі полягає в тому, що бар’єри між коледжами дуже, дуже неглибокі».
Вчені-комп’ютерники «не мають досвіду роботи в сільському господарстві, але вони дійсно зацікавлені в проекті та в тому, як вони можуть зробити внесок у стале виробництво їжі», — сказав Нансен, додавши: «Вони справді, дуже хороші. Нам потрібні люди з їхніми навичками, і робота, яку вони виконують, також збагачує їхню кар’єру».
Додаток Smart Spray, за їх словами, дозволяє користувачеві передбачити покриття розпиленням за різних робочих сценаріїв, включаючи тип форсунок, обсяг розпилення та швидкість трактора, а також погодні дані, такі як температура, відносна вологість і вітер. Ключова частина процесу: користувач розміщує водочутливу картку в полі перед розпиленням, фотографує її та завантажує в додаток.
«Якщо ви виробник, ви можете очікувати, що коли ви йдете обприскувати, що чим більше вийде з сопла, тим краще покриття ви отримаєте», — сказав Нансен. «Але, наприклад, якщо вітер надто сильний, відносна людськість надто низька, тиск надто високий або ви рухаєтеся надто швидко — навіть коли ви розпилюєте великі обсяги — ви можете отримати дуже погане покриття та це дорого. Надмірне розбризкування також може потрапити на інші поля або сусідні міські забудови через так званий «розбризкувальний дрейф».»
«Зазвичай виробник розпилює від 100 до 150 галонів на акр під час обприскування», — пояснив Нансен. Водочутлива картка жовта, але під час взаємодії з вологою вона кодується синім. «Ці картки існують давно», — сказав він. «Вони коштують приблизно 1 долар за картку, недешево. Але це недорого, коли ви витрачаєте тисячі доларів на боротьбу зі шкідниками. І пестицидні компанії можуть платити за картки».
«Скажімо, ви хочете передбачити своє покриття перед тим, як обприскувати сьогодні ввечері або завтра», — пояснив Нансен. «Подивіться на погодні умови; який прогноз? Тоді як ти збираєшся це зробити? Що робити, якщо ви розпилюєте 100 галонів і хочете їхати дві милі на годину. Ви вводите дані та всі інші відповідні дані в програмі Smart Spray. Він передбачить покриття, яке ви отримаєте за допомогою дев’яти різних насадок. Це форсунки, якими користуються типові виробники полуниці, і їх число базується на майже 3000 експериментальних обприскуваннях протягом трьох років. Тож ми зробили багато домашнього завдання щодо цього, наприклад, – різні установки для обприскування, різні розміри культур, різні відстані між рослинами та за різних погодних умов. Ми охопили всі діапазони, які могли придумати. Ми зібрали дані про воду та експлуатацію, а також провели аналіз прогресу (для моделювання)».
«Використовуючи цей прогноз, ви можете дати йому назву, скажімо, поле 6, і отримати доступ до нього з бази даних», — сказав Нансен. «Йдеться про контроль якості. Це інструмент для прогнозування та контролю якості. Це дає змогу виробнику, а також обприскувачу виконувати роботу краще. Наприклад, якщо умови погані, а програма показує, що обприскування буде ефективним лише на 20 відсотків, вам не слід обприскувати».
«Розумний спрей – це не просто – це фунгіциди, гербіциди та все, що ви хочете обприскувати», – зазначив Нансен. «Цей додаток було розроблено для полуниці; якби його використовували для сої, цибулі та капусти, він все одно був би корисним, але точність була б зниженою». Програми, що очікують на розгляд: мигдаль, фісташки та помідори.
Комп’ютерники із задоволенням працюють над проектом. Рекальде відвідав зустріч обприскувачів Центрального узбережжя, щоб поговорити про додаток. «Я почув: «О, вау, ти виглядаєш так молодо!» він згадав. «Потім ми розповіли їм про цей корисний інструмент, про різні способи застосування технологій у сільському господарстві. Їх справді цікавило, як технології можуть покращити те, що вони роблять».
Дель Вільяр, чиї комп’ютерні інтереси також включають навчання молоді програмуванню, сказав, що він з нетерпінням чекає, щоб зробити додаток Smart Spray ще кращим і кориснішим. Вільно володіючи іспанською та англійською, він планує перекласти додаток іспанською. Також готуються переклади іншими мовами.
Тепер команда шукає відгуків, щоб покращити додаток. «Ми сподіваємося, що виробники приймуть це, — сказав Нансен, — і допоможуть нам знайти способи його вдосконалення».
Один відгук від Еріка Флори, глобального розвитку полів і менеджера Crop Enhancement, Inc., Пасо Роблес: «Я вважаю, що Smart Spray є дуже корисним інструментом для виробників і консультантів, як посібник для вибору наконечників для обприскування, обсягів обприскування, швидкості трактора та інші важливі фактори для максимального покриття розпилювачем. Використання карт розпилювачів є найкращим і найпростішим способом дізнатися, якщо ви проникаєте скрізь у навісі, ваша мета шкідників є проблемою – розміщення карток там, де конкретні шкідники атакують господаря, дає найкращу інформацію».
Державні, федеральні та галузеві гранти, включаючи Каліфорнійську полуничну комісію та Ініціативу досліджень квітникарства та розсадництва (FNRI) Служби сільськогосподарських досліджень Міністерства сільського господарства США, допомагають фінансувати проект.
За даними Strawberry Commission, Каліфорнія вирощує близько 88 відсотків полуниці в країні на площі приблизно 34,000 XNUMX акрів уздовж узбережжя Каліфорнії. Полуниця доступна в Каліфорнії цілий рік.
У середньому по штату виробництво свіжої полуниці становить 50,000 300 фунтів з гектара щосезону. Приблизно XNUMX виробників полуниці родом із п’яти різних районів Каліфорнії: Ватсонвілл/Салінас, Санта-Марія, Окснард, округ Орандж/Сан-Дієго та Центральна долина. До них належать фермерські сім’ї, які складаються з кількох поколінь, вирощуючи як органічну, так і звичайну полуницю.
Для отримання додаткової інформації про додаток Smart Spray перейдіть до посібника за адресою https://bit.ly/2q3lsL3 або зв'яжіться з Нансеном за адресою chrnansen@ucdavis.edu або 530-752-2728.
- Кеті Кітлі Гарві, UC Davis
Фото вгорі: команда Smart Spray: комп’ютерний науковець Габріель Дель Вільяр; сільськогосподарський ентомолог Крістіан Нансен і комп'ютерний вчений/студент Олександр Рекальде. Фото: Кеті Кітлі Гарві