Vorhersagen heute, Rezepte morgen:Forschung will Daten in optimale Lösungen umwandeln

Die jüngsten Trends in der Landwirtschaft haben den Fokus auf einige spezifische Themen der Branche gelegt. Unter anderem, das Wetter, Daten, und Forschung wurden in der Agrarlandschaft prominent und heiß diskutiert.

Die Iowa State University unterhält eine starke Präsenz unter Hochschulen für Landwirtschaft und landwirtschaftsbezogene Studiengänge und Forschung.

Einer der Forscher, die an den Studien der Universität beteiligt sind, ist Sotirios Archontoulis, ein außerordentlicher Professor für integrierte Anbausysteme für das Programm Agronomie.

"Grundsätzlich, Meine Forschung ist es, die komplexen Interaktionen zwischen Nutzpflanzen, Böden, und Umwelt, “, sagt Archontoulis. „[Mein] Interesse ist [in] der Rendite, und natürlich, die Nachhaltigkeit. Wir forschen in diesem Bereich, um herauszufinden, welche Praktiken den Ertrag steigern und die Stickstoffauswaschung und N2O-Emissionen in die Atmosphäre minimieren. Wir führen sowohl Feld-zu-Forschung als auch Simulationsmodellierung durch.

„Wir verwenden die Modellierung, weil es unmöglich ist, alles im Feld zu messen, Also messen wir ein paar Dinge, und dann verwenden wir das Modell, um das Gesamtbild zu erhalten. Ein weiterer Grund ist, dass wir mit der Modellierung zeitlich rückwärts und vorwärts gehen können, historische Trends verstehen, und zukünftige Flugbahnen vorhersagen.“

Archontoulis und Bauern im Mittleren Westen beobachteten und spürten die Auswirkungen eines überwiegend feuchten Jahres 2019 im Maisgürtel.

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Wetter und Erträge 2019

Das letzte Jahr war das feuchteste Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen für die USA seit 1973. nach der National Oceanic and Atmospheric Administration.

Diese Nässe begann früh und oft im Mittleren Westen, Schaffung von Problemen mit dem Pflanzen für Landwirte, aber viele Landwirte konnten die Saison 2019 retten.

„2019, es war ein sehr herausforderndes  Wetterjahr, aber ich bin sehr froh, dass Iowa all dieses extreme Wetter abpuffern konnte, “, sagt Archontoulis. „Wir hatten bessere Maiserträge als 2018; 1 % höherer Ertrag und 3 % mehr Maisproduktion."

Während Iowa ein produktives Jahr bewältigte, Archontoulis weist darauf hin, dass Illinois und Indiana nicht so gut abgeschnitten haben. Sie verlieren 10 bis 15 % ihrer Produktion – hauptsächlich aufgrund des Wetters und der verzögerten Aussaat.

Trotz der verspäteten Pflanzung und der schlechten Wetterabschnitte, Illinois und Indiana übertrafen auch nach dem späten Start die Erwartungen einiger Leute.

"Irgendwie, der Corn Belt konnte all diese Variabilität puffern, “, sagt Archontoulis. „Ich bin ein bisschen skeptisch, was die Zukunft angeht, denn was 2019 im Mai passiert ist, das werden wir in den nächsten jahren wahrscheinlich noch öfter sehen.

„Wir müssen wirklich etwas gegen diese [Frühlings-] Periode tun. Ja, ein Jahr, vielleicht waren wir ein bisschen leicht, aber wenn das Jahr für Jahr so ​​weitergeht, Wir müssen Änderungen vornehmen, und wir müssen Wege finden, die Produktion zu schützen.“

Archontoulis stellt fest, dass die Landwirte in der Vergangenheit etwa 64 Tage hatten, die für die Feldarbeit geeignet waren, und jetzt ist das auf etwa 45 geschrumpft. Archontoulis sagt mit den aktuellen Trends, die Tage werden weiter fallen.

Mit begrenzten Tagen im Feld und keiner Möglichkeit, zukünftige Wetterereignisse zu garantieren, Archontoulis legt kurzfristige Aktivitäten fest, um die Schäden durch chaotische Regenereignisse zu minimieren.

Archontoulis sagt, dass Investitionen in Technologie eine Option sind, um die Pflanzsaison zu beschleunigen und das Feld schneller zu verlassen. Archontoulis sagt auch, dass man mehr Wert auf die Entwässerung legen könnte.

„Es gibt Felder ohne Fliesendränage, und dann nach einem großen Regen, Es kann eine Woche dauern, bis die Böden ausgetrocknet sind, “, sagt Archontoulis. „Felder mit Fliesendrainage können zwei Tage dauern, und dann kann der Bauer gehen und Operationen durchführen.“

Zusammen mit diesen Ideen Archontoulis und andere Forscher des Bundesstaates Iowa versuchen, die Bemühungen vor Ort mit anwendbarem Wissen zu kombinieren, um den Farmen im Mittleren Westen den größtmöglichen Nutzen zu bringen. Mit Daten aus dem ungewöhnlichen Wetterjahr, Archontoulis und Iowa State fügen ein weiteres Jahr verfügbarer Informationen hinzu.

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Forschung

Start in die Saison 2020, Archontoulis erwartet den Frühling, wenn er verschiedene Faktoren im landwirtschaftlichen System bewertet.

Mit diesen Variablen Archontoulis sucht nach historischen Trends, um die Genauigkeit zu verbessern.

„Während die Monate voranschreiten und wir beginnen, Vorhersagen zu treffen, Ich werde verschiedene Aspekte betrachten, “, sagt Archontoulis. "Ich werde mir die Wetterprognosen ansehen und wie sich diese Prognosen auf die Dynamik des Bodenstickstoffs auswirken werden. Bodenwasser, und Bodentemperatur. Mit anderen Worten, wie die Stickstoffversorgung des Bodens im Jahr 2020 [Januar bis April] im Vergleich zum Vorjahr ist. Dies kann einen Einblick in die Entscheidungsfindung liefern.

„Der Nitratgehalt im Boden ist sehr kritisch, denn in den nächsten drei Monaten – April Kann, und Juni – Landwirte wenden Düngemittel an. Daher ist es hilfreich, ein Gefühl dafür zu haben, wie viel sich im Boden befindet oder wie der Trend zwischen dem Frühjahr im Vergleich zu den letzten fünf Jahren – 20 Jahren – verläuft.“

Mit dieser Analyse, Landwirte können die Düngermengen, die sie ausbringen, optimieren.

Diese Informationen werden dem verfügbaren Datenpool hinzugefügt. Die Daten werden verwendet, um Modelle zu verbessern und verschiedene Alternativen, die für landwirtschaftliche Betriebe verwendet werden können, genauer zu machen.

Während die Analyse und die Rolle der Forscher wichtig sind, es muss noch mit den Erfahrungen und dem Wissen der Landwirte versorgt werden.

„Jeder Bauer kennt sein Fachgebiet besser als jeder andere, “, sagt Archontoulis. „Es ist schwer, jemanden zu beraten, der bereits ein Experte in einer Disziplin ist. Wir sind gut darin, allgemeine Empfehlungen zu geben, aber zu gehen und Ratschläge für ein bestimmtes Gebiet zu geben, Wir brauchen mehr Daten vom Landwirt, um eine standortspezifische Modellanalyse durchzuführen und Managementoptionen zu entwickeln.“

Abgesehen von diesem Hintergrund auf dem Land, Archontoulis sagt auch, dass es wichtig ist, die Landwirte einzubeziehen, um Fragen zu den Forschungsprozessen und -ergebnissen zu stellen.

Zusammen arbeiten, Landwirte und Forscher fügen mehrere Perspektiven und Ideen hinzu, während Sie Feedback von der Gruppe erhalten, die die Tools am häufigsten verwendet.

„Wir versuchen, dem Landwirt etwas zu geben, und der Landwirt ist die Person, die einschätzen kann, wie gut oder schlecht unser Vorhersagetool ist. “, sagt Archontoulis. „Die Art, wie ich die Dinge sehe, um schneller voranzukommen, Wir müssen mehr Zeit investieren, und wir müssen Wege finden, um immer enger mit den Landwirten zusammenzuarbeiten. Das ist der einzige Weg.

"Landwirte, durch meine Erfahrung, brillante Ideen haben. Sie bringen valide Fragen in die Forschung, und verfügen über langjährige Erfahrung, was manchmal mehr wert ist, als 20 Jahre Daten zu haben.“

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Nach Archontoulis, Der Wert der Datenanalyse für Landwirte kann auf der Forschungsseite des Betriebs in drei Stufen gemessen werden.

Die erste Ebene sind nur Daten und die Schaffung empirischer Beziehungen. In der zweiten Phase werden diese Daten verwendet, um Vorhersagen zu generieren. Dies ist die aktuelle Phase, in der sie sich laut eigenen Angaben befinden. Die dritte Phase besteht darin, diese Vorhersagen zu verbessern, um optimale Lösungen oder verschreibungsbasierte Prognosen zu erstellen.

Die letzte Phase wird einige Zeit in Anspruch nehmen, sagt Archontoulis. Während Vorhersagen nicht genau genug sind, um das Verschreibungsniveau mit hoher Sicherheit zu erreichen, Archontoulis erwartet, dass wir die dritte Stufe schneller erreichen, als die Leute denken.

Um zu dieser dritten Ebene zu gelangen, Archontoulis und andere Forscher im Bundesstaat Iowa haben Forecast and Assessment of Cropping sysTemS (FACTS) entwickelt. Seit dem Start von FACTS, Archontoulis hat geholfen, das System anzupassen, um seine Qualität und Genauigkeit zu verbessern.

FACTS soll Landwirten Informationen über das Wetter, Boden, und Pflanzen, die bei der Entscheidungsfindung während der Vegetationsperiode helfen. Außerhalb der Saison, Das System misst unterschiedliche Leistungen vergangener Jahre, um Zukunftsszenarien und verschiedene Alternativen bereitzustellen, die als Entscheidungshilfe für die kommenden Saisons dienen.

"Grundsätzlich, Wir haben die Vorhersagen von einigen Feldern in Iowa auf den gesamten Maisgürtel ausgeweitet. Das war ein großer Durchbruch für uns, “, sagt Archontoulis. „Wir konnten Simulationen durchführen und Echtzeitergebnisse für 30 bis 40 Felder innerhalb eines Landkreises veröffentlichen – und dann hatten wir Iowa, Illinois, und Indiana – das sind also ungefähr 280 Grafschaften. Wir sprechen von Tausenden von Feldern.“

Neben der laufenden Saison 2019 das System lief auch historische Jahreszeiten für die Landkreise, auch, einen Benchmark für jeden Bereich zu erstellen. Durch die Generierung eines Benchmarks, das System kann 2020 im Verlauf des Jahres 2020 mit den Vorjahren vergleichen. Archontoulis geht davon aus, dass das System in Zukunft auf weitere Bundesstaaten des Mittleren Westens ausgeweitet wird.

Um das FACTS-System anzuzeigen, Klicke hier.