Sadon ennustaminen kaukokartoitusdatan avulla täsmäviljelyssä

Sadon ennustamiseksi meidän on ymmärrettävä, kuinka paljon auringonvaloa kasvit saavat ja kuinka paljon vettä ne tarvitsevat. Kasvien kasvu riippuu näistä kahdesta tekijästä, mutta monet muut tekijät, kuten lämpötila, kosteus ja maaperän tyyppi.

Maailmassa tuotettujen viljelykasvien määrä ja laatu ovat merkittäviä ruokaturvaan vaikuttavia tekijöitä. Tämä on erityisen tärkeää kehitysmaissa, joissa maatalous on edelleen tärkeä osa taloutta.

Kaukokartoitus Dataa voidaan käyttää kasvien vastaanottaman valon määrän arvioimiseen ja siten sadon ennustamiseen. Kaukokartoitusdata on tehokas työkalu sadon arvioimiseen. Se tarjoaa tietoa kasvavista kasveista ja niiden ympäristöstä, jolloin voit arvioida sadon tuotantoa.

Kaukokartoitusdata on maataloudessa käytettävää data-analytiikan muotoa, jota voidaan käyttää sadon ennustamiseen ennen sadonkorjuuta. Tässä artikkelissa käsitellään kaikkea, mitä sinun tarvitsee tietää kaukokartoitusdatasta.

Mitä on satomäärä maataloudessa?

Satomäärätiedot kertovat viljelijän tai viljelijäryhmän tuottaman sadon määrästä. Ne sisältävät korjatun sadon määrän hehtaaria kohden. Tämä voidaan mitata tonneina, busheleina tai millä tahansa muulla mittayksiköllä sadosta riippuen.

Maatalouden satotiedot ovat tärkeitä maataloudessa, koska ne voivat auttaa viljelijöitä määrittämään, kuinka paljon heidän tulisi kylvää ensi kaudella. Lisäksi satotiedot auttavat heitä selvittämään, onko heidän sadoissaan ongelmia, joihin on puututtava.

Saantotietoja voidaan käyttää myös hallitusten, kansalaisjärjestöjen ja muiden sidosryhmien asettamien globaalien tavoitteiden edistymisen seuraamiseen.

Lisäksi satotietoja käytetään viljelykäytäntöjen vahvuuksien ja heikkouksien tunnistamiseen ja suositusten tekemiseen näiden tietojen perusteella. Satotiedot ovat hyödyllisiä tietoon perustuvien päätösten tekemisessä monista viljelyn osa-alueista, kuten:

Siementen valinta: Lajikkeiden ja hybridien valinta satotietojen perusteella voi auttaa varmistamaan, että pelloille kylvetään kannattavimmat saatavilla olevat siemenet.

Tuholaistorjunta: Kasvien kasvun seuraaminen satotiedoilla voi auttaa viljelijöitä määrittämään, milloin tuholaistorjunta toimenpiteitä. Tämä voi vähentää torjunta-aineiden käyttöä ja lisätä voittoja.

Kastelun aikataulutus: Satomittareiden tietojen avulla viljelijät voivat hienosäätää kastelun aikataulutusta, mikä auttaa säästämään vettä ja rahaa samalla, kun sadot pysyvät korkeina.

Mitä on kaukokartoitusdata?

Kaukokartoitus on tiedettä, jossa hankitaan tietoa kohteesta tai ilmiöstä olematta suorassa kosketuksessa kohteeseen ja siten ei-tunkeilevalla tavalla. Sitä käytetään maataloudessa viljelykasvien, maaperän ja kosteusolosuhteiden seurantaan.

Kaukokartoituksessa käytetään sähkömagneettista säteilyä (EMR), kuten radioaaltojen, mikroaaltojen, infrapunan, näkyvän valon ja ultraviolettivalon lähettämää säteilyä.

Viljelykasvien kaukokartoitus tarjoaa keinon mitata viljelykasvien kasvuolosuhteita ajan kuluessa. Se antaa myös tietoa viljelykasvien tilasta tiettyinä ajankohtina ja paikan suhteen. Näitä tietoja voidaan käyttää satojen arviointiin ja sadonkorjuun ajankohdan arvioimiseen.

Kaukokartoitusdataa voidaan käyttää maankäytön muutosten mittaamiseen, viljelykasvien kasvun ja maatilan sadon seurantaan, maaperän kosteuden ja suolapitoisuuden havaitsemiseen, tuholaistartuntojen määrittämiseen, ympäristön saastumistasojen seurantaan jne.

Jos esimerkiksi kävelet pellolla ja katselet kasveja, keräät niistä tietoa. Jos ajat helikopterilla tai lentokoneella ja katselet kasveja ylhäältä päin, keräät kaukokartoitusdataa.

Tämän tiedon keräämiseen käytetään monenlaisia kaukokartoitustekniikoita ja -laitteita: satelliittikuvia, ilmakuvia, tutkajärjestelmiä, lidar-laitteita ja muita.

Mikä on sadon ennustaminen?

Sadon ennustaminen on prosessi, jossa arvioidaan tietyn sadon potentiaalista tai odotettua satoa tietyllä alueella ja kasvukaudella.

Se sisältää useiden tekijöiden, kuten sääolosuhteiden, maaperän ominaisuuksien, viljelykasvien genetiikan ja hoitokäytäntöjen, analysoinnin, jotta voidaan tehdä tietoon perustuvia ennusteita todennäköisestä sadosta.

On tärkeää huomata, että satoennusteet ovat epävarmoja maatalousjärjestelmien monimutkaisuuden ja ennalta arvaamattomien tekijöiden, kuten tuholaisten, tautien ja äärimmäisten sääilmiöiden, vaikutuksen vuoksi.

Vaikka ennustusmallit tarjoavat arvokasta tietoa, ne toimivat pikemminkin päätöksentekoa tukevina työkaluina kuin ehdottoman varmuuden tarjoajina.

Miten se toimii?

Seuraavat tietolähteet on yhdistetty luomaan vaihteleva painotus satoennusteluvuille eri alueiden nykyisten satokauden olosuhteiden perusteella.

Farmers Edgen datatieteilijät yhdistävät näitä tietolähteitä koneoppimisen uusimpiin edistysaskeliin päivittääkseen satoennusteiden arvioita aina, kun merkittävä satokomponentti häiriintyy.

1. Harjoituskauden tiedot

Sadon ennustamisen pohjaksi on käytettävä tarkkoja tietoja ennen kylvöä. Nämä tiedot ovat saatavilla ennen kylvöä, ja ne luovat pohjan ensimmäisille satoennusteille.

Tiedot, kuten pellon sijainti, nykyiset ja aiemmat sadot, peltokohtaiset säätiedot kuukausia ennen istutusta tai kylvöä, maaperän testaustiedot ja -data sekä alueelliset säätrendit viimeisen vuosikymmenen ajalta, yhdistetään, jotta saadaan käsitys siitä, miten kausi voidaan aloittaa tarkkojen satolukujen avulla ennakoitavaksi.

2. Kauden aikaiset tiedot

Kasvukauden aikana kerätyt tiedot antavat käsityksen muuttujista, jotka vaikuttavat maatilan satoon koko kasvukauden ajan perustusten luomisen jälkeen.

Farmers Edgen maatilojen sääasemat tarjoavat kenttäkeskeistä dataa, joka parantaa näitä tietojoukkoja toimittamalla odotettuja ja ennustettuja arvoja, jotka tallennetaan ja nollataan sitten päivittäin, kun tietoja saapuu, mikä edistää malleja.

Myös muita kauden aikaisia tietoja, kuten lannoitteiden levitystä, otetaan huomioon kauden aikana, olipa se suunniteltu tai ei, peltodiagnostiikan parantamiseksi ja ennustettujen satoarvojen tarjoamiseksi.

3. Kasvikohtaiset tiedot

Farmers Edgen laaja paikallisten agronomien verkosto voi myös tarjota viljelykasvikohtaista tietoa kasvukauden aikana.

Farmers Edgen agronomit ovat tunnistaneet viljelykasvikohtaisia tietoja, jotka vaikuttavat satoon kasvukauden aikana, mukaan lukien vesipitoisuus tärkeimmissä kasvuvaiheissa tai tunnit päälämpötilan yläpuolella viljelykasveilla keskeisten sadonmääritysjaksojen aikana, viiden tärkeimmän satoennusteessa käytettävän viljelykasvin (maissi, rapsi, linssit, soijapavut ja vehnä) osalta.

4. Viljelykasvien ja peltojen kuvat

Korkean resoluution satelliittikuvia käytetään NDVI-satojen terveysarvojen nopeaan ja tarkkaan asettamiseen pelloille, minkä ansiosta tutkijat voivat etsiä virheellisiä tuloksia tai alueellisia ongelmia, jotka voivat vaikuttaa satoon.

Näitä alueellisia trendejä voidaan käyttää sen määrittämiseen, ovatko alueet ennusteen mukaisia vai ovatko ympäristötekijät vääristäneet satoennusteiden arvoja.

5. Histogrammitiedot

Viljelijöiden reunan sadon ennustusmallit käyttävät suuria tilastoja löytääkseen erilaisia jakaumia peltokuvista ajan kuluessa, mikä tarjoaa selkeyttä konvoluutiohermoverkolle, joka voi käyttää näitä muutoksia ennustaakseen satoa laajoilla alueilla, kuten Yhdysvalloissa tai Kanadassa, kuvien muuttuessa ajan myötä.

Tuotannon ennakoiminen ennen kuin puimuri on ajanut pellolla, ei ole yksinkertaista, mutta Farmers Edgen tiimi on innoissaan voidessaan tarjota tuottajille maatilojen satoennusteita, jotka perustuvat kattaviin ja tarkkoihin tilastoihin.

Jokaisella tietolähteellä on painoarvo satoennusteessa, jota voidaan muuttaa malliparametrien perusteella.

Kuinka lisätä maatilan satoa tarkkuustekniikoilla?

Maanomistajat ovat keskustelleet ja työskennelleet maatalouden satojen parantamiseksi sukupolvien ajan. Jotkut löydetyistä menetelmistä olivat tehokkaita, kun taas toiset olivat tehottomia.

Aiempien maanviljelijöiden sukupolvien arvokkaan kokemuksen lisäksi maatalousala voi nyt hyötyä nykyaikaisista tieteellisistä ja teknologisista edistysaskeleista.

Tarkastellaanpa yleisimpiä tapoja, joilla viljelijät voivat parantaa satojaan, ja miten aiempaa kokemusta ja uutta teknologiaa voidaan hyödyntää maatalouden tuottavuuden parantamiseksi.

1. Oikea kastelu

Viljelijät, jotka haluavat parantaa keskimääräistä satoaan eekkeriä kohden tiloillaan, tarvitsevat hyvin suunnitellun kastelujärjestelmän. Oikean vesimäärän tarjoaminen kasveille vaikuttaa suoraan niiden kehitykseen ja sitä kautta maatalouden satoihin.

Sääennusteet ovat ratkaisevan tärkeitä viljelysmaiden tehokkaalle kastelulle. Hyperpaikallinen sääennuste on nyt mahdollista nykypäivän teknologioiden ansiosta, joihin kuuluvat räätälöidyt ohjelmat ja ohjelmistot maanviljelijöille.

Se tekee täsmäkastelu mahdollista antamalla viljelijöille mahdollisuuden valmistautua etukäteen ja ajoittaa satojensa kastelu mahdollisimman tarkasti ja tehokkaasti.

2. Maaperän testaus ja sen laatu

Yksi tärkeimmistä satoihin vaikuttavista tekijöistä on maaperän laatu eli hedelmällisyys. Maataloustuotannon lisäksi maaperän laadulla on vaikutusta siihen, kuinka paljon tietyn kasvin viljely maksaa viljelijälle, koska jotkut niistä vaativat tiettyjä alkuaineita maaperässä tietyissä suhteissa, kuten mineraalihiukkasia, orgaanista ainesta, vettä ja ilmaa.

Viljelijöiden on seurattava säännöllisesti maaperän kuntoa palstoillaan saavuttaakseen korkeammat maataloussadot. Viljelykierto on yksi tehokkaimmista tekniikoista maaperän terveenä pitämiseksi muun muassa.

Kasvien kierto tietyllä peltolohkolla estää maaperän väsymistä ja keskeyttää hyönteisten syklit, mikä johtaa suurempaan maataloustuotantoon ja sitä kautta korkeampaan keskimääräiseen eekkerikohtaiseen satoon.

3. Siementen laatu

Viljelijöiden käyttämien siementen laatu vaikuttaa maataloustuotantoon. Siksi maatalousyrittäjiä kehotetaan kylvämään vain sertifioituja siemeniä, jotka ovat läpäisseet kaikki tarvittavat laatutarkastukset viljelymaillaan maatalouden sadon lisäämiseksi.

Sertifioidut siemenet voivat olla kalliimpia kuin sertifioimattomat siemenet, mutta tulos on sen arvoinen, koska siementen laatu on yksi tärkeimmistä sadon tuottavuuteen vaikuttavista tekijöistä.

Tämän lisäksi korkealaatuisten siementen käyttö on yksi ympäristöystävällisimmistä tavoista parantaa sadon tuottavuutta. Viljelijä voi tutkia tiettyjen siementen laatua ottamalla yhteyttä asianomaiseen siemenyritykseen ja järjestämällä tarvittaessa räätälöityjä kokeita tietyllä maa-alueella.

Tämän lisäksi on tärkeää ymmärtää, että siementen laatu ei ole pysyvä tai muuttumaton. Siemenjyvät tarvitsevat suojaa heti kylvöstä lähtien. Yksi tämän saavuttamiseksi käytetyistä siementen käsittelystrategioista on peittaus.

Se on tekniikka, jossa siemenjyvät kapseloidaan ulkomateriaaleihin niiden ominaisuuksien (paino, koko) parantamiseksi ja/tai niiden varustamiseksi aktiivisilla kemikaaleilla (mikroravinteet, mikrobien inokulantit, kasvunsäätelyaineet jne.) niiden suojaamiseksi kasvitaudeilta ja niiden kasvun tehostamiseksi.

4. Lannoitteiden älykäs levitys

Lannoitteet on suunniteltu ravitsemaan erilaisia maaperiä, edistämään kasvien kasvua ja lisäämään satoja, mutta niiden käytön tulisi olla tasapainoista ja harkittua. Lannoitteiden liikakäyttö voi vaikuttaa vakavasti maaperän laatuun ja sitä kautta maatalouden tuottavuuteen.

Pellon eri alueet saattavat vaatia eriasteista lannoitusta, joten paras lähestymistapa on käyttää lannoitteita valikoivasti eri peltoalueiden tarpeiden mukaan. Tämä tarkka lannoitustapa pitää maaperän terveenä, mikä johtaa korkeampiin keskisatoihin eekkeriä kohden.

A Sadonseurantaohjelmisto on yksi tässä yhteydessä käytettävissä olevista teknologiavaihtoehdoista. Se sisältää peltovyöhyketyökalun, joka jakaa viljelysmaan 2–7 vyöhykkeeseen satelliittikuvien perusteella ja tunnistaa paikat, jotka vaativat enemmän huomiota kuin toiset.

Viljelijät käyttävät usein täsmäteknologiaa yhtenä ympäristöystävällisimmistä tavoista tehostaa tuotantoa.

5. Kasvinsuojelumenetelmät

Satojaan haluavien maanviljelijöiden on huolehdittava kasveistaan koko kasvun ajan ja kasvukauden loppuun asti. Viljelijät käyttävät erilaisia yhdisteitä vähentääkseen rikkaruohojen, tuholaisten ja tautien vaikutusta sadon tuottavuuteen tilanteesta riippuen.

Rikkakasvien torjunta-aineet, hyönteismyrkyt, kuivausaineet, kasvien kasvunsäätelyaineet, sienitautien torjunta-aineet, apuaineet ja muut kemikaalit ovat yleisiä esimerkkejä. Kasvinsuojelua voidaan tehdä monella eri tavalla. Rikkakasvien/tuholaistorjunta ja kasvitautien torjunta ovat kaksi tärkeintä.

6. Kasvitautien ehkäisy ja hallinta

Kasviinfektiot ovat toinen merkittävä uhka viljelijän maatalouden suorituskyvylle. Viljelijät voivat käyttää erilaisia kasvitautien ehkäisy- ja hallintamenetelmiä, kuten valita taudeille vastustuskykyisiä tai tauteja sietäviä lajikkeita, käsitellä siemeniä sienitautien torjunta-aineilla ja levittää torjunta-aineita ja muita vastaavia aineita kehittyville kasveille riippuen pellolla kasvatettavien kasvien tyypistä.

Maatalousyrittäjien tulisi kiinnittää erityistä huomiota siihen, milloin he käyttävät näitä tai muita taktiikoita, jotta niillä olisi paras mahdollinen vaikutus. On tärkeää pitää mielessä, että oikea-aikainen kasvinsuojelu on ratkaisevan tärkeää tilan eekkerikohtaisen sadon kannalta – mitä aikaisemmin ongelma tunnistetaan, sitä nopeammin ja helpommin se ratkaistaan, ja sitä pienempään peltopinta-alaan se vaikuttaa.

7. Rikkakasvien ja tuholaisten torjunta

Kasvukauden aikana viljelijöiden suurimmat haasteet ovat rikkakasvien ja tuholaisten torjunta. Esimerkiksi yksi rikkaruoho voi tuottaa yli 10 miljoonaa rikkakasvien siementä, jotka, jos niitä ei torjuta nopeasti, voivat vähentää merkittävästi satoa tietyllä pellolla ja aiheuttaa vaikeuksia vuosiksi. Maatalousyrittäjien on myös reagoitava kokonaisvaltaisesti tuholaisongelmiin.

Viljelijöiden on jatkuvasti oltava valmiita reagoimaan tuholaisongelmiin nopeasti, koska tuholaiset ovat erittäin sopeutumiskykyisiä ja nopeasti lisääntyviä organismeja, jotka voivat vaarantaa tiettyjen viljelysmaiden sadon.

Sadon ennustaminen on maanviljelijöille tärkeä huolenaihe, koska se vaikuttaa suoraan heidän voittomarginaaliinsa. Jos maanviljelijä tietää, kuinka paljon satoa hän voi odottaa maaltaan, hän voi suunnitella satonsa sen mukaisesti ja lisätä voittomarginaaliaan. Siksi on tärkeää ennustaa tilan sato tarkasti ennen minkään sadon istuttamista tietylle maalle.

Se on ollut tärkeä kysymys agronomiassa antiikin ajoista lähtien. Se on ratkaisevan tärkeää ruokaturvan kannalta, erityisesti kuivuuden, tulvien tai muiden luonnonkatastrofien aikana.

Viljelijät käyttävät satoennusteita myös tehdäkseen päätöksiä kylvö- ja sadonkorjuuajankohdista maaperän kosteuspitoisuuden, tuholaistartuntojen ja muiden tekijöiden, kuten sääolosuhteiden ja lannoitevaatimusten, perusteella.

Jotta voisimme tehdä tietoisempia päätöksiä ja parantaa kasvutehokkuutta maatilan satotietojen avulla, klikkaa tästä pyytää demoa nyt.

Usein kysytyt kysymykset

1. Kuinka maanviljelijät lisäävät satoaan?

Viljelijät lisäävät satoa maaperän hoidon, tehokkaan kastelun, viljelykierron sekä tuholais- ja rikkakasvien torjunnan avulla. Nämä käytännöt optimoivat maaperän hedelmällisyyden ja veden saatavuuden sekä minimoivat tuholaiset ja taudit, mikä johtaa korkeampaan sadon tuottavuuteen.

2. Miten lasketaan sato hehtaaria/palstaa kohden?

Sitä voidaan mitata useilla eri menetelmillä ja tekijöillä. Yksi yleinen lähestymistapa on korjata fyysisesti edustava näyte sadosta tietyltä alueelta ja punnita se. Tämä paino ekstrapoloidaan sitten koko pellon tai tilan kokonaissadon arvioimiseksi.

Jos esimerkiksi näyte painaa 100 kilogrammaa ja peltoala on 2 hehtaaria, hehtaarikohtainen sato olisi 50 kilogrammaa.

Lisäksi edistyneitä teknologioita, kuten kaukokartoitusta ja satelliittikuvia, voidaan käyttää sadon terveyden, kasvillisuusindeksien ja biomassan arviointiin, mikä tarjoaa arvokasta tietoa.

Mitattaessa otetaan huomioon myös muita tekijöitä, kuten jyvän laatu, koko ja markkina-arvo. Esimerkiksi jos näyte painaa 100 kilogrammaa ja peltoala on 2 hehtaaria, hehtaarikohtainen sato olisi 50 kilogrammaa.

3. Miten arvioit sadonkorjuuta ennen sadonkorjuuta?

Sadonkorjuuta edeltävä sadon arviointi voidaan tehdä useiden menetelmien yhdistelmällä.

Yksi lähestymistapa on käyttää satokohtaisia kasvumalleja, jotka ottavat huomioon esimerkiksi istutuspäivämäärän, sääolosuhteet ja sadon terveyden potentiaalisen sadon ennustamiseksi.

Toinen menetelmä on kaukokartoitustekniikoiden, kuten satelliittikuvien tai dronejen, käyttö sadon elinvoiman ja biomassan arvioimiseksi.

4. Minkä tyyppinen viljelyjärjestelmä tuottaa terveellisempiä jyviä?

Luomuviljelyjärjestelmät yhdistetään usein terveellisempään viljaan. Luomuviljelyssä vältetään synteettisten torjunta-aineiden, rikkakasvien torjunta-aineiden ja geneettisesti muunneltujen organismien (GMO) käyttöä. Sen sijaan luomuviljelijät käyttävät luonnonmukaisia lannoitteita, viljelykiertoa ja biologisia tuholaistorjuntamenetelmiä.

Nämä käytännöt edistävät sellaisten jyvien tuotantoa, jotka ovat vapaita kemikaalijäämistä, mahdollisesti sisältävät enemmän välttämättömiä ravintoaineita ja joilla on alhaisempi torjunta-ainesaastuminen.

On kuitenkin tärkeää huomata, että viljojen erityiset terveyshyödyt voivat vaihdella riippuen tekijöistä, kuten maaperän laadusta, satolajikkeesta ja sadonkorjuun jälkeisistä käsittelykäytännöistä.

5. Miten torjunta-aineet lisäävät satoa?

Torjunta-aineet voivat lisätä sitä suojaamalla kasveja erilaisilta tuholaisilta, taudeilta ja rikkaruohojen aiheuttamilta vaurioilta. Ne auttavat torjumaan tai poistamaan haitallisia hyönteisiä, sieniä, bakteereja ja muita eliöitä, jotka voivat vahingoittaa tai tuhota satoja.

Vähentämällä tuholaisten vaikutusta torjunta-aineet mahdollistavat kasvien voimakkaamman kasvun, ravinteiden tehokkaan hyödyntämisen ja resurssien kohdentamisen tuottavaan kasvuun.