Saagikuse ennustamine kaugseireandmete abil täppispõllumajanduses

Saagikuse ennustamiseks peame mõistma, kui palju päikesevalgust taimed saavad ja kui palju vett nad vajavad. Taimede kasv sõltub neist kahest tegurist, kuid taimede kasvu mõjutavad paljud teised tegurid, näiteks temperatuur, niiskus ja mullatüüp.

Maailmas toodetava põllukultuuri hulk ja kvaliteet on toiduga kindlustatust mõjutav peamine tegur. See on eriti oluline arengumaades, kus põllumajandus on endiselt majanduse oluline osa.

Kaugseire Andmeid saab kasutada taimede poolt vastuvõetava valguse hulga hindamiseks ja seega saagikuse ennustamiseks. Kaugseireandmed on võimas tööriist saagikuse hindamiseks. Need annavad teavet kasvavate põllukultuuride ja nende keskkonna kohta, võimaldades teil hinnata põllukultuuride tootmist.

Kaugseireandmed on põllumajanduses andmeanalüüsi vorm, mida saab kasutada saagikuse ennustamiseks enne saagikoristust. See artikkel uurib kõike, mida peate teadma kaugseireandmete kohta.

Mis on põllumajanduse saagikuse andmed?

Saagikuse andmed on teave põllumajandustootja või põllumajandustootjate rühma toodetud saagi hulga kohta. See hõlmab hektari kohta koristatud saagi hulka. Seda saab mõõta tonnides, bušellides või mis tahes muudes mõõtühikutes, olenevalt saagist.

Põllumajandussaagi andmed on põllumajanduses olulised, sest need aitavad põllumeestel kindlaks teha, kui palju nad peaksid järgmisel hooajal külvama. Lisaks võimaldavad saagiandmed neil kindlaks teha, kas nende põllukultuuridega on probleeme, millega tuleb tegeleda.

Saagikusandmeid saab kasutada ka valitsuste, valitsusväliste organisatsioonide ja teiste sidusrühmade seatud globaalsete eesmärkide saavutamise jälgimiseks.

Lisaks kasutatakse saagiandmeid põllumajandustavade tugevate ja nõrkade külgede kindlakstegemiseks ning selle teabe põhjal soovituste tegemiseks. Saagikusandmed on kasulikud teadlike otsuste tegemisel põllumajanduse paljude aspektide kohta, näiteks:

Seemnete valik: Saagikuse andmete põhjal sortide ja hübriidide valimine aitab tagada, et põldudele külvatakse kõige tulusamad saadaolevad seemned.

Kahjuritõrje: Taimekasvu jälgimise abil saavad saagikuse andmed aidata põllumeestel kindlaks teha, millal taimekaitsevahendeid kasutusele võtta. kahjuritõrje meetmed. See võib vähendada pestitsiidide kasutamist ja suurendada kasumit.

Kastmise ajakava koostamine: Saagikuse monitoride teabe kasutamine võimaldab põllumeestel niisutusgraafikut täpsustada, mis aitab säästa vett ja raha, säilitades samal ajal kõrge saagikuse.

Mis on kaugseireandmed?

Kaugseire on teadus, mis omandab teavet objekti või nähtuse kohta ilma objektiga otsese kontaktita ja seega mitte-pealetükkivalt. Seda kasutatakse põllumajanduses põllukultuuride, mulla ja niiskustingimuste jälgimiseks.

Kaugseire kasutab elektromagnetkiirgust (EMR), näiteks raadiolainete, mikrolainete, infrapuna, nähtava valguse ja ultraviolettvalguse tekitatavat kiirgust.

Põllukultuuride kaugseire annab võimaluse mõõta põllukultuuride kasvutingimusi ajas. See annab ka teavet põllukultuuride seisundi kohta kindlatel ajahetkedel ja ruumis. Seda teavet saab kasutada saagikuse hindamiseks ja saagikoristuse aja prognoosimiseks.

Kaugseireandmeid saab kasutada maakasutuse muutuste mõõtmiseks, põllukultuuride kasvu ja saagikuse jälgimiseks, mulla niiskuse ja soolsuse taseme tuvastamiseks, kahjurite nakatumise taseme kindlakstegemiseks, keskkonnareostuse taseme jälgimiseks jne.

Näiteks kui kõnnite põllul ja vaatate taimi, kogute nende kohta andmeid. Kui sõidate ringi helikopteri või lennukiga ja vaatate taimi ülalt, kogute kaugseireandmeid.

Nende andmete kogumiseks kasutatakse palju erinevaid kaugseire tehnikaid ja seadmeid: satelliidipilte, aerofotosid, radarsüsteeme, lidar ja muud.

Mis on saagikuse ennustamine?

Saagikuse ennustamine on protsess, mille käigus hinnatakse konkreetse põllukultuuri potentsiaalset või eeldatavat saagikust antud piirkonnas ja kasvuperioodil.

See hõlmab mitmesuguste tegurite, näiteks ilmastikutingimuste, mullaomaduste, põllukultuuride geneetika ja majandamistavade analüüsimist, et teha teadlikke ennustusi tõenäolise saagi kohta.

Oluline on märkida, et saagikuse prognoosid on põllumajandussüsteemide keerukuse ja ettearvamatute tegurite, näiteks kahjurite, haiguste ja äärmuslike ilmastikunähtuste mõju tõttu ebakindlad.

Kuigi ennustusmudelid pakuvad väärtuslikku teavet, on need pigem otsuste tegemise abivahend kui absoluutse kindluse tagamine.

Kuidas see töötab?

Järgmised andmeallikad on kombineeritud, et luua saagiprognoosi numbritele mitmekesine kaal, mis põhineb praegustel kasvuperioodi oludel eri piirkondades.

Farmers Edge'i andmeteadlased ühendavad need andmeallikad masinõppe uusimate edusammudega, et ajakohastada saagikuse prognoosi hinnanguid alati, kui mõni oluline saagikuse komponent on häiritud.

1. Hooajaeelsed andmed

Saagikuse prognoosi aluse loomiseks peavad hooajaeelsed andmed olema täpsed. See teave on kättesaadav enne saagi istutamist ja loob aluse esimeste saagikuse prognooside näitude tegemiseks.

Sellised andmed nagu põllu asukoht, praegused ja eelmised põllukultuurid, põlluspetsiifilised ilmastikunähtused kuud enne istutamist või külvi, mullaanalüüside teave ja andmed ning viimase kümnendi piirkondlikud ilmastikutrendid kombineeritakse, et anda ülevaade hooaja alustamisest täpsete saagikuse näitajatega, mida oodata.

2. Hooajasisesed andmed

Hooajasisesed andmed annavad ülevaate muutujatest, mis mõjutavad põllumajandussaagikust kogu kasvuperioodi vältel pärast vundamendi rajamist.

Farmers Edge'i kohapealsed ilmajaamad pakuvad põllukeskseid andmeid, mis täiustavad neid andmekogumeid, edastades eeldatavaid ja ennustatud väärtusi, mis salvestatakse ja seejärel lähtestatakse iga päev andmete saabudes, täiustades mudeleid.

Põlludiagnostika parandamiseks ja saagikuse prognooside pakkumiseks võetakse hooaja jooksul arvesse ka muid hooajasiseseid andmeid, näiteks väetiste kasutamist, olenemata sellest, kas see on planeeritud või mitte.

3. Põllukultuuripõhised andmed

Farmers Edge'i lai kohalike agronoomide võrgustik võib kasvuperioodil pakkuda ka põllukultuuride spetsiifilisi andmeid.

Farmers Edge'i agronoomid on kindlaks teinud põllukultuuripõhised andmed, mis mõjutavad saagikust kasvuperioodil, sealhulgas veesisaldus peamistes kasvufaasides või tunnid üle kardinaalse temperatuuri põllukultuuride puhul saagikust määravatel perioodidel viie peamise saagiprognoosimisel kasutatava põllukultuuri (mais, raps, läätsed, sojaoad ja nisu) puhul.

4. Põllukultuuride ja põldude pildid

Kõrgresolutsiooniga satelliidipilte kasutatakse NDVI põllukultuuride tervise väärtuste kiireks ja täpseks määramiseks, mis võimaldab teadlastel otsida ekslikke tulemusi või piirkondlikke probleeme põllukultuuridega, mis võivad saagikust mõjutada.

Neid piirkondlikke suundumusi saab kasutada selleks, et teha kindlaks, kas piirkonnad on prognoosi kohaselt õigel teel või kas keskkonnategurid on saagikuse prognoosi väärtusi moonutanud.

5. Histogrammi andmed

Põllumajandustootjate serva saagikuse ennustusmudelid kasutavad suuri statistilisi andmeid, et leida põllupiltidelt aja jooksul erinevaid jaotusi, mis seejärel pakub selgust konvolutsioonilisele närvivõrgule, mis saab neid modifikatsioone kasutada saagikuse prognoosimiseks suurtel aladel, näiteks Ameerika Ühendriikides või Kanadas, kuna pildid aja jooksul muutuvad.

Enne kombaini põllule jõudmist pole toodangut lihtne ennustada, kuid Farmers Edge'i meeskond on rõõmus, et saab pakkuda tootjatele täielikul ja täpsel statistikal põhinevaid saagikuse prognoose.

Igal andmeallikal on saagikuse prognoosimisel kaal, mida saab mudeli parameetrite põhjal muuta.

Kuidas suurendada põllumajandussaagikust täppistehnoloogiate abil?

Põllumajandustootjad on põlvkondade vältel põllumajandussaagikuse suurendamise üle vaielnud ja selle nimel töötanud. Mõned avastatud meetodid olid tõhusad, teised aga ebaefektiivsed.

Lisaks varasemate põlvkondade põllumajandustootjate hindamatule kogemusele võib põllumajandussektor nüüd kasu saada kaasaegsetest teaduslikest ja tehnoloogilistest edusammudest.

Vaatleme põllumeeste kõige levinumaid viise saagikuse suurendamiseks ning seda, kuidas varasemaid kogemusi ja uut tehnoloogiat saab põllumajandusliku tootlikkuse suurendamiseks kasutada.

1. Nõuetekohane niisutus

Põllumajandustootjad, kes soovivad oma talus aakri kohta keskmist saagikust suurendada, vajavad hästi läbimõeldud niisutussüsteemi. Taimedele õige veekoguse pakkumine mõjutab otseselt nende arengut ja sellest tulenevalt ka põllumajandussaagikust.

Ilmaennustused on põllumaade tõhusa niisutamise seisukohalt üliolulised. Hüperlokaalne ilmaennustus on nüüd võimalik tänu tänapäeva tehnoloogiatele, mis hõlmavad põllumajandustootjatele kohandatud programme ja tarkvara.

See teeb täppisniisutus võimaldades põllumeestel oma põllukultuuride niisutamist ette valmistada ja võimalikult täpselt ja tõhusalt planeerida.

2. Pinnase testimine ja selle kvaliteet

Üks olulisemaid saagikust mõjutavaid tegureid on mulla kvaliteet ehk viljakus. Lisaks põllumajanduslikule tootmisele mõjutab mulla kvaliteet ka seda, kui palju teatud taime kasvatamine põllumehele maksma läheb, kuna mõned neist vajavad mullas teatud elementide, näiteks mineraalosakeste, orgaanilise aine, vee ja õhu kindlaid suhteid.

Põllumajandustootjad peavad oma maatükkidel regulaarselt mulla seisundit jälgima, et saavutada suurem põllumajandussaagikus. Külvikord on üks tõhusamaid meetodeid mulla tervena hoidmiseks, muuhulgas.

Taimede vaheldumine konkreetsel põllulapil väldib mulla väsimust ja katkestab putukate tsüklit, mille tulemuseks on suurem põllumajandustoodang ja sellest tulenevalt kõrgem keskmine saagikus aakri kohta.

3. Seemnete kvaliteet

Põllumajandustootjate poolt külviks kasutatavate seemnete kvaliteet mõjutab põllumajanduslikku tootmist. Seetõttu soovitatakse põllumajandustootjatel külvata oma põllumaadele ainult sertifitseeritud seemneid, mis on läbinud kõik vajalikud kvaliteedikontrollid, et suurendada põllumajanduslikku saagikust.

Sertifitseeritud seemned võivad olla kallimad kui sertifitseerimata seemned, kuid tulemus on seda väärt, sest seemnete kvaliteet on üks olulisemaid tegureid, mis mõjutab saagi tootlikkust.

Lisaks sellele on ainult kvaliteetsete seemnete kasutamine üks keskkonnasõbralikumaid viise saagikuse suurendamiseks. Põllumajandustootja saab konkreetsete seemnete kvaliteeti kontrollida, võttes ühendust vastava seemneettevõttega ja korraldades vajadusel kohandatud katseid konkreetsel maatükil.

Lisaks on oluline mõista, et seemnete kvaliteet ei ole püsiv ega muutumatu. Alates külvist vajavad seemned kaitset. Üks selle saavutamiseks kasutatavatest seemnete töötlemise strateegiatest on seemnete katmine.

See on tehnika, mille käigus seemned kaetakse välismaterjalidega, et parandada nende omadusi (kaal, suurus) ja/või varustada neid aktiivsete kemikaalidega (mikrotoitained, mikroobsed inokulandid, kasvuregulaatorid jne), et kaitsta neid taimehaiguste eest ja soodustada nende kasvu.

4. Väetiste nutikas kasutamine

Väetised on loodud erinevat tüüpi muldade toitmiseks, taimede kasvu soodustamiseks ja saagikuse suurendamiseks, kuid nende kasutamine peaks olema tasakaalustatud ja mõistlik. Väetiste liigne kasutamine võib avaldada tõsist mõju mulla kvaliteedile ja sellest tulenevalt ka põllumajanduslikule tootlikkusele.

Põllu erinevad piirkonnad võivad vajada erinevat mulla väetamise taset, seega on parim lähenemisviis väetiste valikuline kasutamine vastavalt erinevate põlluvööndite vajadustele. See täpne põllu väetamise lähenemisviis hoiab mulla tervena, mille tulemuseks on kõrgem keskmine saagikus aakri kohta.

A Saagi jälgimise tarkvara on selles kontekstis üks tehnoloogilistest valikutest. See sisaldab põllu tsoneerimise tööriista, mis jagab satelliidipiltide põhjal põllumaa 2–7 tsooniks, tuvastades kohad, mis vajavad rohkem tähelepanu kui teised.

Kasvatajad kasutavad sageli täppistehnoloogiat kui üht keskkonnasõbralikumat viisi selle edendamiseks.

5. Taimekaitsemeetodid

Saagikust suurendada soovivad põllumehed peavad oma taimede eest hoolitsema kogu kasvuperioodi vältel ja kuni kasvuperioodi lõpuni. Põllumehed kasutavad umbrohtude, kahjurite ja haiguste mõju vähendamiseks saagi tootlikkusele mitmesuguseid ühendeid, olenevalt olukorrast.

Levinud näited on herbitsiidid, insektitsiidid, kuivatusained, taimekasvuregulaatorid, fungitsiidid, abiained ja muud kemikaalid. Taimekaitset saab teha mitmel viisil. Kaks kõige olulisemat on umbrohu-/kahjuritõrje ja taimehaiguste tõrje.

6. Taimehaiguste ennetamine ja tõrje

Taimeinfektsioonid on veel üks märkimisväärne oht kasvataja põllumajanduslikule tulemuslikkusele. Põllumajandustootjad saavad kasutada mitmesuguseid taimehaiguste ennetamise ja tõrje meetodeid, näiteks valida haiguskindlaid või haiguskindlaid sorte, töödelda seemneid fungitsiididega ning kasutada arenevatel taimedel pestitsiide ja muid sarnaseid aineid, olenevalt põllul kasvatatavate taimede tüübist.

Põllumajandustootjad peaksid pöörama erilist tähelepanu sellele, millal nad neid või muid taktikaid kasutavad, et neil oleks maksimaalne mõju. Oluline on meeles pidada, et õigeaegne taimekaitse on põllumajandussaagikuse näitajana aakri kohta kriitilise tähtsusega – mida varem probleem tuvastatakse, seda kiiremini ja lihtsamalt see lahendatakse ning seda väiksemat pindala mõjutab see.

7. Umbrohu- ja kahjuritõrje

Kasvuperioodil on põllumeeste peamisteks väljakutseteks umbrohutõrje ja kahjuritõrje. Näiteks üks umbrohi võib toota üle 10 miljoni umbrohuseemne, mis õigeaegse tõrjumise korral võivad antud põllul saagikust oluliselt vähendada ja põhjustada aastaid raskusi. Põllumajandustootjad peavad kahjurite nakatumisele terviklikult reageerima.

Põllumajandustootjad peavad pidevalt olema valmis kahjurite nakatumise probleemidele viivitamatult reageerima, sest kahjurid on väga kohanemisvõimelised ja kiiresti paljunevad organismid, mis võivad konkreetsel põllumaal saaki ohustada.

Saagikuse prognoosimine on põllumeeste jaoks oluline mure, kuna see mõjutab otseselt nende kasumimarginaali. Kui põllumees teab, kui suurt saaki ta oma maalt oodata võib, saab ta oma põllukultuure vastavalt planeerida ja oma kasumimarginaali suurendada. Seetõttu on oluline enne mis tahes põllukultuuri istutamist konkreetsele maale saagikust täpselt ennustada.

See on olnud agronoomias oluline teema juba iidsetest aegadest. See on toiduga kindlustatuse seisukohalt kriitilise tähtsusega, eriti põua, üleujutuste või muude loodusõnnetuste ajal.

Põllumajanduse saagikuse ennustamist kasutavad põllumehed ka otsuste langetamiseks põllukultuuride istutamise ja koristamise aja kohta, lähtudes mulla niiskusesisaldusest, kahjurite nakatumisest ja muudest teguritest, näiteks ilmastikutingimustest ja väetisevajadusest.

Põllumajandussaagikuse andmete abil teadlikumate otsuste langetamiseks ja kasvu efektiivsuse parandamiseks, klõpsa siia demo taotlemiseks kohe.

Korduma kippuvad küsimused

1. Kuidas saavad põllumehed oma saagikust suurendada?

Põllumajandustootjad suurendavad saagikust mullaharimise, tõhusa niisutuse, külvikorra ning kahjuri- ja umbrohutõrje abil. Need tavad optimeerivad mullaviljakust ja vee kättesaadavust ning minimeerivad kahjureid ja haigusi, mille tulemuseks on suurem saagikus.

2. Kuidas arvutada saagikust hektari/maatüki kohta?

Seda saab mõõta mitmesuguste meetodite ja tegurite abil. Üks levinud lähenemisviis on füüsiliselt koristada antud alalt representatiivne proov saagist ja see kaaluda. Seejärel ekstrapoleeritakse see kaal, et hinnata kogu põllu või talu kogusaaki.

Näiteks kui proov kaalub 100 kilogrammi ja põllu pindala on 2 hektarit, oleks saagikus hektari kohta 50 kilogrammi.

Lisaks saab väärtuslikku teavet anda selliste täiustatud tehnoloogiate abil nagu kaugseire ja satelliidipildid, et hinnata põllukultuuride tervist, taimestiku indekseid ja biomassi.

Mõõtmisel võetakse arvesse ka teisi tegureid, nagu tera kvaliteet, suurus ja turuväärtus. Näiteks kui proov kaalub 100 kilogrammi ja põllu pindala on 2 hektarit, oleks saagikus hektari kohta 50 kilogrammi.

3. Kuidas te hindate saagikust enne koristamist?

Saagikuse hindamine enne koristamist saab teha mitme meetodi kombinatsiooni abil.

Üks lähenemisviis on kasutada põllukultuurispetsiifilisi kasvumudeleid, mis võtavad potentsiaalse saagikuse ennustamiseks arvesse selliseid tegureid nagu istutuskuupäev, ilmastikutingimused ja põllukultuuri tervis.

Teine meetod on kaugseire tehnikate, näiteks satelliidipiltide või droonide kasutamine saagi elujõu ja biomassi hindamiseks.

4. Milline põllumajandussüsteem annab tervislikumaid teravilju?

Mahepõllumajandussüsteeme seostatakse sageli tervislikuma teraviljaga. Mahepõllumajandus väldib sünteetiliste pestitsiidide, herbitsiidide ja geneetiliselt muundatud organismide (GMOde) kasutamist. Selle asemel toetuvad mahepõllumehed looduslikele väetistele, külvikorrale ja bioloogilistele kahjuritõrjemeetoditele.

Need tavad aitavad kaasa teravilja tootmisele, mis on vaba keemilistest jääkidest, potentsiaalselt kõrgema oluliste toitainete sisaldusega ja millel on madalam pestitsiididega saastumise tase.

Siiski on oluline märkida, et teraviljade konkreetne kasu tervisele võib varieeruda sõltuvalt sellistest teguritest nagu mulla kvaliteet, põllukultuuride sort ja koristusjärgsed käitlemistavad.

5. Kuidas pestitsiidid suurendavad saagikust?

Pestitsiidid võivad seda suurendada, kaitstes taimi erinevate kahjurite, haiguste ja umbrohtude eest. Need aitavad tõrjuda või hävitada kahjulikke putukaid, seeni, baktereid ja muid organisme, mis võivad saaki kahjustada või hävitada.

Kahjurite mõju vähendamise abil võimaldavad pestitsiidid taimedel jõulisemalt kasvada, toitaineid tõhusalt kasutada ja suunata rohkem ressursse produktiivseks kasvuks.