Een nieuwe studie onder leiding van de University of Illinois identificeert obstakels en oplossingen om de prestaties en acceptatie van hulpmiddelen voor irrigatiebeslissingen op veldschaal te verbeteren.
Omdat de dreiging van waterschaarste de noodzaak om een groeiende wereldbevolking te voeden, bemoeilijkt, is het belangrijker dan ooit om de juiste irrigatie van gewassen te krijgen. Toch gebruiken maar weinig boeren op wetenschap gebaseerde hulpmiddelen om hen te helpen beslissen wanneer en hoeveel ze hun gewas water willen geven, aldus een nieuwtje Onderzoek onder leiding van de Universiteit van Illinois.
Bodemvochtsensoren en camera's
Waar sommige velden zijn uitgerust met sensoren of camera's voor bodembeweging, zijn er niet genoeg om nauwkeurige informatie over velden te geven. Ook is de ruimtelijke en temporele resolutie van satellietbeelden vaak te groot om beslissingen op veldschaal te helpen nemen, aldus de onderzoekers. De onderzoekers waren daarom een pionier op het gebied van een manier om satellietgegevens met hoge resolutie en hoge frequentie samen te voegen tot één geïntegreerd product met hoge ruimtelijke-temporele resolutie om de bodem- en plantomstandigheden te helpen volgen.
Krijg op afstand een volledig schaalbare oplossing
Gebaseerd op teledetectie-fusietechnologie en geavanceerde modellen, zeggen de wetenschappers dat ze boeren kunnen helpen om op afstand een volledig schaalbare oplossing te krijgen, wat een revolutionaire technologie voor boeren zou kunnen zijn. "Niet alleen in de VS, maar ook kleine boeren in ontwikkelingslanden", zegt Kaiyu Guan, assistent-professor in NRES, Blue Waters-professor bij het National Center for Supercomputing Applications en projectleider van het onderzoek.
Herdefinieer droogte
Met moderne satelliettechnologie en het fusiemodel van Guan zou data-acquisitie geen beperkende factor zijn in toekomstige precisie-irrigatieproducten. De wetenschappers benadrukken echter dat het nog steeds belangrijk is om waterstress bij planten op de juiste manier te definiëren. De groep van Guan riep onlangs de landbouwsector op om droogte opnieuw te definiëren, niet alleen op basis van bodemvocht, maar op basis van de interactie met atmosferische droogte.
Jingwen Zhang, postdoctoraal onderzoeker bij het Department of Natural Resources and Environmental Sciences (NRES) in Illinois en hoofdauteur van de artikel in Environmental Research Letters, zei: "Als we het bodem-plant-atmosfeer-continuüm beschouwen als een systeem dat zowel de watervoorziening van de bodem als de vraag naar water in de atmosfeer weerspiegelt, kunnen we die plantgerichte meetwaarden gebruiken om waterstress bij planten te definiëren om irrigatie op gang te brengen."
"Als we onze datafusiemethoden en procesgebaseerde modellering gebruiken, kunnen we precisie-irrigatie bereiken met een zeer hoge nauwkeurigheid en ook een hoge resolutie."
Prototype voor boeren
De onderzoekers keken ook naar uitdagingen met betrekking tot de acceptatie door boeren van bestaande besluitondersteunende instrumenten. Volgens de studie zullen boeren eerder geneigd zijn om precisiebeslissingsinstrumenten voor irrigatie te gebruiken als ze tot op de veldschaal nauwkeurig, flexibel en gebruiksvriendelijk zijn. Technologieën om in deze behoefte te voorzien, worden ontwikkeld en getest in geïrrigeerde velden in Nebraska.
Onderzoekers zeggen dat ze beschikken over realtime evapotranspiratiegegevens en dat ze de bodemvochtcomponent en de irrigatiecomponent toevoegen. Naar verwachting zal over minder dan een jaar een prototype worden gelanceerd, dat vervolgens kan worden getest onder de boerengemeenschap.
Bodemvochtsensoren
Vorig jaar is Swinkels ook gestart met het gebruik van vier bodemvochtsensoren om de hoeveelheid bodemvocht en het vermogen van de bodem om water op te nemen in kaart te brengen. Het was de bedoeling dat deze hem zouden helpen zijn irrigatiestrategie verder te verfijnen. “Waar de sensoren me vorig seizoen veel extra informatie gaven, was het juist interpreteren van de data een hele klus. Ze rekenen met vochtpercentages, terwijl ik gewend ben met millimeters te werken. Hierdoor zijn de traditionele regenmeter en onze eigen visuele waarnemingen tot nu toe de belangrijkste indicatoren voor onze irrigatiestrategie gebleven."