Οι καλλιεργητές φράουλας έχουν τώρα ένα δωρεάν εργαλείο εφαρμογής έξυπνου τηλεφώνου για την πρόβλεψη της κάλυψης με ψεκασμό για την καταπολέμηση παρασίτων όπως ακάρεα αράχνης με δύο κηλίδες, ζωύφια λύγκου και φυλλαράκια, χάρη σε ένα τριετές πρόγραμμα συνεργασίας που περιλαμβάνει γεωργικό εντομολόγο UC Davis Κρίστιαν Νάνσεν και αρκετές ειδικότητες επιστήμης υπολογιστών στο UC Davis.
«Πολλές μεταβλητές είναι γνωστό ότι επηρεάζουν την πραγματική κάλυψη με ψεκασμό στα χωράφια των καλλιεργειών», δήλωσε ο Nansen, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Εντομολογίας και Νηματολογίας του UC Davis. «Αυτά περιλαμβάνουν την ταχύτητα του τρακτέρ, τα ακροφύσια ψεκασμού, τον όγκο ψεκασμού, το ύψος της μπούμας, τα πρόσθετα και τις καιρικές συνθήκες. Ποια είναι όμως τα πιο σημαντικά; Και υπάρχουν πιθανές αλληλεπιδράσεις μεταξύ ορισμένων από αυτές τις μεταβλητές;»
Μέσω Έξυπνο Σπρέι, μια εφαρμογή σχεδιασμένη τόσο για τηλέφωνα iOS όσο και για Android, οι καλλιεργητές μπορούν να βελτιστοποιήσουν και να πραγματοποιήσουν ποιοτικό έλεγχο των εφαρμογών ψεκασμού φυτοφαρμάκων στα χωράφια φράουλας τους, είπε ο Nansen.
Ο επικεφαλής της επιστήμης των υπολογιστών Krishna Chennapragada, τώρα απόφοιτος, ξεκίνησε τον προγραμματισμό και τον αρχικό σχεδιασμό, περίπου 500 ώρες πριν την αποφοίτησή του. Η σημερινή ομάδα, εκτός από τον Nansen, αποτελείται από νεοσύλλεκτους Gabriel Del Villar, πτυχιούχο επιστήμης υπολογιστών το 2019, και Alexander Recalde, ανώτερο πτυχιούχο στην επιστήμη των υπολογιστών. Μαζί έχουν συγκεντρώσει σχεδόν 400 ώρες στο έργο.
«Το έργο είναι πραγματικά πολυεπιστημονικό», είπε ο Nansen, προσθέτοντας «Ένα από τα σπουδαία πράγματα για το UC Davis είναι ότι τα εμπόδια μεταξύ των κολεγίων είναι πολύ, πολύ ρηχά».
Οι επιστήμονες υπολογιστών «δεν έχουν εμπειρία στη γεωργία, αλλά ενδιαφέρονται πραγματικά για το έργο και πώς μπορούν να συμβάλουν στη βιώσιμη παραγωγή τροφίμων», είπε ο Νάνσεν, προσθέτοντας «Είναι πραγματικά, πολύ καλοί. Χρειαζόμαστε ανθρώπους με τις δεξιότητές τους και η δουλειά που κάνουν εμπλουτίζει επίσης την καριέρα τους».
Η εφαρμογή Smart Spray, είπαν, επιτρέπει στον χρήστη να προβλέψει την κάλυψη ψεκασμού κάτω από διαφορετικά λειτουργικά σενάρια, όπως τύπο ακροφυσίων, όγκο ψεκασμού και ταχύτητα τρακτέρ, καθώς και δεδομένα καιρού, όπως θερμοκρασία, σχετική υγρασία και άνεμος. Ένα βασικό μέρος της διαδικασίας: ο χρήστης τοποθετεί μια ευαίσθητη στο νερό κάρτα στο χωράφι πριν από μια εφαρμογή ψεκασμού, τη φωτογραφίζει και την ανεβάζει στην εφαρμογή.
"Εάν είστε καλλιεργητής, μπορείτε να περιμένετε ότι όταν βγείτε για ψεκασμό, όσο περισσότερο βγαίνει από το ακροφύσιο, τόσο καλύτερη κάλυψη θα έχετε", είπε ο Nansen. «Αλλά, για παράδειγμα, εάν ο άνεμος είναι πολύ δυνατός, η σχετική ανθρωπότητα είναι πολύ χαμηλή, η πίεση είναι πολύ υψηλή ή πηγαίνετε πολύ γρήγορα –ακόμα και όταν ψεκάζετε μεγάλους όγκους– μπορεί να έχετε πολύ κακή κάλυψη και είναι δαπανηρό. Ο υπερβολικός ψεκασμός μπορεί επίσης να φτάσει σε άλλα χωράφια ή σε κοντινές αστικές εγκαταστάσεις λόγω της λεγόμενης «μετακίνησης ψεκασμού».
«Συνήθως, ένας καλλιεργητής ψεκάζει 100 έως 150 γαλόνια ανά στρέμμα όταν ψεκάζει», εξήγησε ο Νάνσεν. Η ευαίσθητη στο νερό κάρτα είναι κίτρινη, αλλά κωδικοποιεί μπλε όταν αλληλεπιδρά με την υγρασία. «Αυτές οι κάρτες υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό», είπε. «Κοστίζουν περίπου 1 $ η κάρτα, όχι φθηνά. Αλλά είναι φθηνό όταν ξοδεύετε χιλιάδες δολάρια για να ελέγξετε τα παράσιτα. Και οι εταιρείες φυτοφαρμάκων μπορούν να πληρώσουν για τις κάρτες».
"Ας πούμε ότι θέλετε να προβλέψετε την κάλυψή σας πριν ψεκάσετε απόψε ή αύριο", εξήγησε ο Nansen. «Κοιτάξτε τις καιρικές συνθήκες. ποια είναι η πρόβλεψη; Τότε πώς θα το κάνετε αυτό; Τι γίνεται αν ψεκάζετε 100 γαλόνια και θέλετε να κάνετε δύο μίλια την ώρα. Εισαγάγετε τα δεδομένα –και όλα τα άλλα ισχύοντα δεδομένα– στην εφαρμογή Smart Spray. Θα προβλέψει την κάλυψη που θα έχετε με εννέα διαφορετικά ακροφύσια. Αυτά είναι τα ακροφύσια που χρησιμοποιεί ο τυπικός καλλιεργητής φράουλας, αριθμός που βασίσαμε σε σχεδόν 3000 πειραματικούς ψεκασμούς για τρία χρόνια. Κάναμε λοιπόν πολλές εργασίες για το σπίτι, για παράδειγμα – διαφορετικές εγκαταστάσεις ψεκασμού, διαφορετικά μεγέθη καλλιεργειών, διαφορετική απόσταση μεταξύ των φυτών και υπό διαφορετικές καιρικές συνθήκες. Καλύψαμε όλα τα εύρη που μπορούσαμε να σκεφτούμε. Συλλέξαμε τα δεδομένα νερού και λειτουργίας και κάναμε την ανάλυση προόδου (για τη μοντελοποίηση).»
«Χρησιμοποιώντας αυτήν την πρόβλεψη, μπορείτε να της δώσετε ένα όνομα, ας πούμε Πεδίο 6, και να αποκτήσετε πρόσβαση από τη βάση δεδομένων», είπε ο Νάνσεν. «Πρόκειται για τον ποιοτικό έλεγχο. Είναι ένα εργαλείο για την πρόβλεψη και τον ποιοτικό έλεγχο. Δίνει τη δυνατότητα στον καλλιεργητή και επίσης στον ψεκαστή να κάνει καλύτερη δουλειά. Για παράδειγμα, εάν οι συνθήκες είναι κακές και η εφαρμογή δείχνει ότι ο ψεκασμός θα είναι μόνο 20 τοις εκατό αποτελεσματικός, δεν πρέπει να ψεκάζετε."
«Το Smart Spray δεν είναι μόνο – είναι μυκητοκτόνα, ζιζανιοκτόνα και ό,τι θέλετε να ψεκάσετε», σημείωσε ο Nansen. «Αυτή η εφαρμογή αναπτύχθηκε για φράουλες. αν χρησιμοποιούταν για σόγια, κρεμμύδια και λάχανο, θα ήταν ακόμα χρήσιμο, αλλά η ακρίβεια θα ήταν μειωμένη.» Εκκρεμείς εφαρμογές: αμύγδαλο, φιστίκι και ντομάτα.
Οι επιστήμονες υπολογιστών απολαμβάνουν να εργάζονται πάνω στο έργο. Ο Recalde παρακολούθησε μια συνάντηση ψεκαστών στην Κεντρική Ακτή για να μιλήσει για την εφαρμογή. «Άκουσα "Ω, ουάου, φαίνεσαι τόσο νέος!" θυμήθηκε. «Στη συνέχεια τους είπαμε για αυτό το χρήσιμο εργαλείο, για διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους μπορεί να εφαρμοστεί η τεχνολογία στη γεωργία. Ενδιαφέρονταν πραγματικά για το πώς η τεχνολογία μπορεί να βελτιώσει αυτό που κάνουν».
Ο Del Villar, του οποίου τα ενδιαφέροντα στον υπολογιστή περιλαμβάνουν επίσης τη διδασκαλία των νέων πώς να κωδικοποιούν, είπε ότι ανυπομονεί να κάνει την εφαρμογή Smart Spray ακόμα καλύτερη και πιο χρήσιμη. Μιλώντας άπταιστα ισπανικά, καθώς και αγγλικά, σχεδιάζει να μεταφράσει την εφαρμογή στα ισπανικά. Γίνονται επίσης μεταφράσεις σε άλλες γλώσσες.
Τώρα η ομάδα αναζητά σχόλια για τη βελτίωση της εφαρμογής. «Ελπίζουμε ότι οι καλλιεργητές θα το αγκαλιάσουν», είπε ο Νάνσεν, «και θα μας βοηθήσουν να βρούμε τρόπους να το βελτιώσουμε».
Μια ανατροφοδότηση από τον Eric Flora, παγκόσμια ανάπτυξη πεδίου και διευθυντή της Crop Enhancement, Inc., Paso Robles: «Πιστεύω ότι το Smart Spray είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για καλλιεργητές και συμβούλους ως οδηγός για την επιλογή άκρων ψεκασμού, όγκους ψεκασμού, ταχύτητα τρακτέρ και άλλοι σημαντικοί παράγοντες για τη μεγιστοποίηση της κάλυψης του ψεκαστήρα. Η χρήση καρτών ψεκασμού είναι ο καλύτερος και απλούστερος τρόπος για να μάθετε, εάν διεισδύετε παντού στον θόλο, ο στόχος σας για τα παράσιτα είναι ένα πρόβλημα – η τοποθέτηση καρτών όπου τα συγκεκριμένα παράσιτα επιτίθενται στον οικοδεσπότη δίνει τις καλύτερες πληροφορίες."
Οι κρατικές, ομοσπονδιακές και βιομηχανικές επιχορηγήσεις, συμπεριλαμβανομένης της Επιτροπής Φράουλων της Καλιφόρνια και της Πρωτοβουλίας Έρευνας Ανθοκομίας και Φυτώριας (FNRI) της Υπηρεσίας Γεωργικής Έρευνας του Υπουργείου Γεωργίας των ΗΠΑ, βοηθούν στη χρηματοδότηση του έργου.
Η Καλιφόρνια καλλιεργεί περίπου το 88 τοις εκατό των φραουλών της χώρας σε περίπου 34,000 στρέμματα κατά μήκος της ακτής της Καλιφόρνια, σύμφωνα με την Επιτροπή Φράουλας. Οι φράουλες είναι διαθέσιμες όλο το χρόνο στην Καλιφόρνια.
Σε όλη την επικράτεια, η παραγωγή φρέσκιας φράουλας είναι κατά μέσο όρο 50,000 λίβρες ανά στρέμμα κάθε σεζόν. Οι περίπου 300 καλλιεργητές φράουλας προέρχονται από πέντε διαφορετικές περιοχές της Καλιφόρνια: Watsonville/Salinas, Santa Maria, Oxnard, Orange County/San Diego και την Central Valley. Περιλαμβάνουν οικογένειες αγροτών πολλών γενεών που καλλιεργούν τόσο βιολογικές όσο και συμβατικές φράουλες.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την εφαρμογή Smart Spray, μεταβείτε στο εγχειρίδιο στη διεύθυνση https://bit.ly/2q3lsL3 ή επικοινωνήστε με τον Nansen στο chrnansen@ucdavis.edu ή 530-752-2728.
- Kathy Keatley Garvey, UC Davis
Φωτογραφία στην κορυφή: Η ομάδα Smart Spray: επιστήμονας υπολογιστών Gabriel Del Villar. ο γεωργικός εντομολόγος Christian Nansen και ο επιστήμονας υπολογιστών/φοιτητής Alexander Recalde. Φωτογραφία: Kathy Keatley Garvey