Panhandle学习型农业网络(PLAN)旨在增加农民对田间传感器的采用

研究领域的地图
左边是2020年(a)和2021年(b)参与油田的对比。右边是2020年参与油田的总面积(c)和2021年单个油田规模的分布(d)。

Panhandle学习型农业网络(PLAN)旨在增加农民对田间传感器的采用

如今,由于传感器和遥测技术在过去几十年的快速发展,农民比以往任何时候都有更多的机会获得关于他们的作物的各种数据。然而,传感器在农业操作中的采用率仍然很低,可能是由于成本、适应基于传感器的管理的舒适度、对投资回报的担忧和其他原因。

农业机械通常配有传感器,用于监测种植、收获和其他田间作业。对于监测田间植物,最常用的传感器可能是土壤-水传感器、温度和相对湿度(RH)传感器和气象站。许多商业公司提供可视化平台,允许用户看到来自传感器的实时数据。用户(种植者或作物顾问)必须判断和解释来自一个或多个传感器的读数,以及该领域的特征,以做出日常决策。

商业平台通常是通用的——设计用于跨越不同气候区域的许多领域。但传感器的读数及其含义可能因种植的作物、不同的土壤类型、气候、耕作、灌溉设备等而不同。为了从基于传感器的作物管理中获得最大收益,必须了解和识别这些差异,以确保传感器读数的质量。

从2019年底开始,内布拉斯加州大学狭长地带研究和推广中心的灌溉和数字农业实验室开始建设一个名为狭长地带学习农业网络(PLAN)的研究和推广平台。PLAN计划使用传感器、物联网(IoT)等低成本遥测技术、本地化算法以及交互式数据显示和处理接口,更好地为内布拉斯加州狭长地带的农业社区服务。

计划的目标是:1)提高基于传感器的作物管理的采用率;2)创建一个学习网络,包括不同领域的不同作物、文化实践和自然条件,以培养一个对等的学习环境,并鼓励采用更好的做法;3)开发先进的,但用户友好的算法或软件,可以监测作物的发展,并提供当季和季后分析,以帮助决策。

与许多其他项目一样,PLAN的早期开发并不容易。2020年3月,就在新冠肺炎大流行之前,我们与利益攸关方举行了一次圆桌会议,讨论网络应该是什么样子和需要考虑的要点。会议结束后不久,正当我们做好准备,准备在种植者的田地里安装传感器时,大流行来了,我们艰难地在六个生产田地里安装了土壤水分传感器(见图表)。

第一年的经历并不顺利,但我们能够收集关键信息,如遥测性能、网站和处理服务器的问题,以供以后的调整和改进。

2021年,该计划已发展到23块大小不一的田地(位置和大小分布见图),包括3块甜菜田、8块玉米田、10块干食用豆田和2块苜蓿田。在这些田地安装了土壤水分传感器。记录了每个农田的土壤类型、质地、作物品种、种植/收获日期、灌溉类型、氮施用量和耕作操作。

传感器读数报告在一个完全自主开发的网站上,phrec-irrigation.com.我们添加的一个独特功能是“评论”功能。当种植者对某一特定读数有疑问时,他们可以点击读数并写下他们的问题。内布拉斯加州推广人员会收到通知,可以直接检查阅读并立即回复评论。我们希望这种新的交互方式可以增强用户体验,并增加传统的沟通方式(电话和网站访问)。

除了土壤水分传感器,到2022年,PLAN还将为每个领域引入其他传感器:温度和相对湿度(RH)传感器、GPS传感器和冠层图像传感器,以实现更全面的基于传感器的监测和管理。

由于今年秋天正在进行收获,我们正在收集2021年参与油田的产量信息。将对产量进行分析,以评估哪些管理措施有利于作物生产,哪些不利于作物生产。请继续关注未来的更新。

任何对国际计划感兴趣或有建议或问题的人可以联系我们鑫博士乔在308-632-1240或加里·斯通在308-632-1230。

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一片玉米田。