Το θέαμα των καταιωνιστήρων που τρέχουν μια βροχερή μέρα δεν είναι ασυνήθιστο στη Φλόριντα.
Το ίδιο ισχύει και για την θέαση τοπίων που καίγονται από τον ήλιο κατά τη διάρκεια μιας από τις βροχερές μέρες της Φλόριντα, όταν τα προγράμματα άρδευσης παρέμειναν αμετάβλητα λόγω της αναμενόμενης βροχής.
Για τη γεωργία, η κατάσταση είναι πιο περίπλοκη καθώς οι αγρότες εξαρτώνται από την επιστήμη της άρδευσης ακριβείας για τη διαχείριση των καλλιεργειών που έχουν ως αποτέλεσμα μια υγιή απόδοση των τροφίμων που τρώμε και των φυτών που αγοράζουμε.
Το Εθνικό Ινστιτούτο Τροφίμων και Γεωργίας (NIFA) του Υπουργείου Γεωργίας των ΗΠΑ (USDA) μόλις χορήγησε μια επιχορήγηση $374,999 στον Haimanote Bayabil του Πανεπιστημίου της Φλόριντα, επίκουρο καθηγητή γεωργικής και βιολογικής μηχανικής στο Ινστιτούτο Τροφίμων και Γεωργικών Επιστημών (UF/IFAS). ) Κέντρο Τροπικής Έρευνας και Εκπαίδευσης (TREC) στο Homestead. Με αυτήν την επιχορήγηση, θα ηγηθεί μιας ομάδας επιστημόνων στην ανάπτυξη της μεθοδολογίας για συστήματα άρδευσης τεχνητής νοημοσύνης (AI) που εκτιμούν την εξατμισοδιαπνοή, ένα κύριο συστατικό του κύκλου του νερού που είναι κρίσιμο για τη συντήρηση των καλλιεργειών από γεωργικά χωράφια.
«Η εξατμισοδιαπνοή είναι μια ενεργοβόρα διαδικασία και ωστόσο ένα κρίσιμο συστατικό του κύκλου του νερού, το οποίο μέχρι τώρα δεν έχει μετρηθεί», δήλωσε ο Bayabil. «Σκοπεύουμε να αναπτύξουμε μια μέθοδο για την εκτίμηση των πραγματικών ρυθμών εξατμισοδιαπνοής σε επίπεδο αγρού και των επιπέδων υδατικής πίεσης των καλλιεργειών, με βάση το πόσο διψούν τα φυτά, η οποία θα επιτρέψει την εφαρμογή πρακτικών διαχείρισης ακριβείας άρδευσης σε διαφορετικές κλίμακες».
Το έργο θα χρησιμοποιήσει πειράματα πεδίου, ανάλυση δεδομένων και ανάπτυξη τεχνητής νοημοσύνης για τη δημιουργία αλγορίθμων, καθώς και υδρολογικά μοντέλα και μοντελοποίηση καλλιεργειών, φέρνοντας την επιστήμη της γεωργίας στο επόμενο επίπεδο και στα χέρια εκείνων που τη χρειάζονται περισσότερο - καλλιεργητών και αγροτών.
Ο Bayabil, ο οποίος υπέβαλε την πρόταση, πιστεύει ότι η μεθοδολογία θα προωθήσει τις τρέχουσες τεχνολογίες προγραμματισμού άρδευσης - οι οποίες είναι εξοπλισμένες με αισθητήρες και τεχνητή νοημοσύνη, παρέχοντας στους αγρότες και τους καλλιεργητές την τεχνολογία που απαιτείται για να εξισορροπηθεί η αποτελεσματική άρδευση ακριβείας που αυξάνει την παραγωγικότητα των καλλιεργειών και εξοικονομεί νερό ενώ εξακολουθεί να επιτρέπει να χρησιμεύσουν ως βασικοί διαχειριστές βελτιωμένων υδάτων και περιβαλλοντικών ιδιοτήτων
Ο υπολογισμός της εξατμισοδιαπνοής σε κλίμακα πεδίου θα παρέχει κρίσιμες πληροφορίες που θα έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στον καιρό, το κλίμα και τα υδρολογικά μοντέλα και τη διαχείριση των υδάτινων πόρων, όχι μόνο στην αρδευόμενη γεωργία.
«Προβλέπουμε την ανάπτυξη ενός διαδικτυακού εργαλείου με τεχνητή νοημοσύνη και με τις προόδους στις τεχνολογίες ανίχνευσης υπέρυθρων, αναμένουμε ότι οι καλλιεργητές θα μπορούν να συλλέγουν και να ανεβάζουν τις δικές τους εικόνες στον ιστότοπο και να λαμβάνουν σχόλια», πρόσθεσε.
Επιπλέον, τα αποτελέσματα θα χρησιμοποιηθούν επίσης για τη βελτίωση των μοντέλων καλλιέργειας και κλίματος που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καθοδηγήσουν τους αγρότες και τους καλλιεργητές στις αποφάσεις διαχείρισης της άρδευσης.
Τα πειράματα αγρού θα ξεκινήσουν αμέσως στο TREC και αποτελούνται από 32 πειραματικά οικόπεδα όπου θα καλλιεργηθούν πράσινα φασόλια και γλυκό καλαμπόκι, δύο από τα πιο παραγωγικά προϊόντα της Φλόριντα. Το πείραμα θα δημιουργηθεί για να παρέχει ποικίλες σειρές θεραπειών άρδευσης με δυνατότητες αντιμετώπισης προβλημάτων με τηλεχειριστήριο. Ένας μετεωρολογικός σταθμός θα εγκατασταθεί επίσης στον πειραματικό χώρο για την παρακολούθηση των καιρικών συνθηκών και των αλληλεπιδράσεων που λαμβάνουν χώρα καθ' όλη τη διάρκεια της εμπειρίας.
«Η μελέτη των διαφορετικών θεραπειών άρδευσης θα μας επιτρέψει να κατανοήσουμε την απόκριση των καλλιεργειών και τις αλλαγές στους ρυθμούς εξατμισοδιαπνοής ως συνάρτηση του επιπέδου άρδευσης», δήλωσε ο Bayabil.
Το αποκορύφωμα του έργου θα αναπτύξει έναν ιστότοπο με εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης που θα διατίθενται για δημόσια χρήση. Η ερευνητική υποδομή που δημιουργήθηκε στο πλαίσιο αυτού του έργου θα χρησιμοποιηθεί για την εύκολη εφαρμογή πιο προηγμένων και πολύπλοκων πειραμάτων για τη διεξαγωγή μακροπρόθεσμων ερευνητικών και επεκτατικών δραστηριοτήτων στη διαχείριση ακριβείας του νερού για την παραγωγή λαχανικών.
«Ελπίζω ότι αυτό το έργο θα έχει σημαντικό και μακροχρόνιο αντίκτυπο στις μεγαλύτερες προσπάθειες για την ανάπτυξη ρεαλιστικών και βιώσιμων προσπαθειών διαχείρισης της γης και των υδάτων που όχι μόνο εξοικονομούν νερό και αυξάνουν την παραγωγικότητα των καλλιεργειών, αλλά βελτιώνουν επίσης την ποιότητα του νερού και τις υπηρεσίες οικοσυστήματος», δήλωσε ο Bayabil. .
Το Bayabil συνοδεύεται από μια εξαιρετικά εξειδικευμένη ομάδα ερευνητών που βρίσκεται σε όλη την πολιτεία, συμπεριλαμβανομένου του Bruce Schaffer, καθηγητή οικοφυσιολογίας υποτροπικών και τροπικών κηπευτικών καλλιεργειών ως συν-κύριος ερευνητής, και ο Young Gu Her, επίκουρος καθηγητής υδρολογίας και γεωργικής μηχανικής από το TREC. Στην ομάδα από το Gainesville και το Immokalee, αντίστοιχα, είναι ο Gerrit Hoogenboom, καθηγητής και UF Preeminent Scholar μοντελοποίησης καλλιεργειών, συστημάτων υποστήριξης αποφάσεων και ασφάλειας τροφίμων και ο Ιωάννης Αμπατζίδης, επίκουρος καθηγητής μηχανικής γεωργίας ακριβείας από το UF/IFAS Southwest Florida Research and Education Κέντρο. Πρόσθετη συνεργασία θα προέλθει από το Κέντρο Παρατήρησης και Επιστημών των Πόρων της Γης των Ηνωμένων Πολιτειών Γεωλογικής Έρευνας (USGS).
- Lourdes Rodriguez, Πανεπιστήμιο της Φλόριντα