Die Forscher, die es entwickelt haben, nennen ihren innovativen Durchbruch Scheduling Supervisory Control and Data Acquisition. oder ISSCADA. Es könnte gut als automatische Bewässerung bezeichnet werden, da das System es ermöglicht, „die richtige Wassermenge zur richtigen Zeit und an der richtigen Stelle auf einem Feld auszubringen, “ erklärt Susan O’Shaughnessy, Agraringenieur an der ARS Soil and Water Management Research Unit in Bushland, Texas.

O'Shaughnessy war Teil eines Teams von Ingenieuren, die das drahtlose sensorbasierte Entscheidungsunterstützungssystem entwickelt haben, das dabei helfen kann, die Ausbringungsraten in bestimmten Bereichen eines Feldes im laufenden Betrieb zu automatisieren, indem Echtzeitdaten an Drehpunkten verwendet werden, die mit variablen Rate Irrigation (VRI)-Technologie.

Stellen Sie die Bewässerungsraten auf den Pflanzenbedarf ein

Nicht nur die Gelände- und Bodenzusammensetzung des Feldes, sondern auch der Wasserbedarf der einzelnen Pflanzen können erhebliche Schwankungen aufweisen. weist darauf hin, dass Paul Colaizzi der auch Teil des ARS-Entwicklungsteams war. Die Anwendung von zu viel Wasser kann das Auswaschen von Nährstoffen unterhalb der Wurzelzone fördern. außerhalb der Reichweite der Pflanzen und näher an unterirdischen Wasserspeichern. Überirdisch, Überschüssiges Wasser schafft Bedingungen für das Gedeihen von Unkräutern und Schädlingen. Überwässerte Pflanzen sind anfällig für Ablagerungen (Umfallen) und sind anfälliger für Fäulnis und andere Krankheiten.

„Eine Bewässerung mit variabler Rate kann die Verteilung von Wasser erleichtern, ohne übermäßige Gefahr des Untertauchens, oder um Wasser mit weniger Überwässerungsrisiko zu konzentrieren, “, sagt O’Shaughnessy.

Obwohl die VRI-Technologie im Handel erhältlich ist, es fallen noch Kosten an, Lernkurven, und andere Probleme im Zusammenhang mit der Annahme, stellen die Forscher fest.

„Zu diesen Hindernissen gehören der Bedarf an Hochgeschwindigkeits-Internet und Mobilfunkdiensten auf dem Land, fortgeschrittene Boden-Pflanzen-Atmosphäre-Modelle, geeignete Entscheidungsunterstützungssysteme, ausreichend leistungsfähige Handheld-Computer, und drahtlose Sensoren, die rauen Feldbedingungen standhalten, “, sagt O’Shaughnessy. "Dies waren bisher vielleicht die hartnäckigsten technischen Hindernisse."

Wie sie automatisches Wasser zum Laufen gebracht haben

Das automatisierte System des ARS-Teams ist das Ergebnis vielfältiger Bemühungen, diese Hürden zu überwinden. Die Bemühungen des Teams umfassen nicht nur die Entwicklung neuer, drahtlose Boden-Wasser-Sensoren und Pflanzen-Baldachin-Thermometer, aber auch mathematische Algorithmen. Mit den von den Sensoren erfassten Daten, die Algorithmen erstellen tägliche Ernte-Stress-Indizes und Schwellenwerte, die mit farbcodierten, Karten des geografischen Informationssystems (GIS). Die GIS-Karten zeigen, wo, Wenn, und wie viel Sie bewässern sollten oder ob Sie die Bewässerung unterbrechen sollten.

In Feldversuchen mit Mais, Baumwolle, Hirse, und Sojabohnen, ISSCADA-gesteuerte Pivots funktionierten ebenso wie Pivots, die vom Team manuell programmiert wurden. Tests von ISSCADA unter anderen Bedingungen laufen auch an anderen ARS-Forschungsstandorten in Missouri, Mississippi, und South Carolina.

Die Forscher kooperieren mit drei Unternehmen (Valmont, Dynamax, und Acclima), um das von ihnen entwickelte Bewässerungsplanungssystem zu verfeinern und in bestehende VRI-Systeme zu integrieren. Im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung für Forschung und Entwicklung „Wir entwickeln ein Softwarepaket, das die Sensornetzwerksysteme mit VRI-Hardware integriert, damit Landwirte das System einfach für die Präzisionsbewässerung verwenden können. “ erklärt O’Shaughnessy. Ein Stipendium des USDA National Institute of Food and Agriculture finanziert diese Arbeit ebenfalls.

Colaizzi erwartet, dass diese Fähigkeit wichtig wird, angesichts der zunehmenden außerlandwirtschaftlichen Konkurrenz um Wasser für Wohnzwecke, Erholung, kommunale, und andere Verwendungen.

Mit den richtigen Werkzeugen zur Hand, Sie können die bestmöglichen Entscheidungen treffen.

„Solange du Getreide anbaust und essen musst, Wasser wird eine der Hauptvariablen sein, die verwaltet werden müssen – egal ob mehr Ernte pro Tropfen oder weniger Tropfen pro Ernte, “, sagt Colaizzi.

Von Jan Suszkiw und Dave Mowitz, Chefredakteur