Prognozowanie plonów z wykorzystaniem danych z teledetekcji w rolnictwie precyzyjnym

Aby prognozować plony, musimy zrozumieć, ile światła słonecznego otrzymują rośliny i ile wody potrzebują. Wzrost roślin zależy od tych dwóch czynników, ale na jego wzrost wpływa wiele innych czynników, takich jak temperatura, wilgotność i… rodzaj gleby.

Ilość i jakość upraw na świecie to główny czynnik wpływający na bezpieczeństwo żywnościowe. Jest to szczególnie istotne w krajach rozwijających się, gdzie rolnictwo nadal stanowi ważną część gospodarki.

Teledetekcja Dane mogą być wykorzystane do oszacowania ilości światła docierającego do roślin, a tym samym do prognozowania plonów. Dane teledetekcyjne to potężne narzędzie do szacowania plonów. Dostarczają informacji o rosnących roślinach i ich środowisku, umożliwiając szacowanie plonów.

Dane teledetekcyjne to forma analityki danych w rolnictwie, która może być wykorzystana do przewidywania plonów przed zbiorami. W tym artykule znajdziesz wszystko, co musisz wiedzieć o danych teledetekcyjnych.

Czym są dane dotyczące plonów w rolnictwie?

Dane dotyczące plonów to informacje o ilości plonów wyprodukowanych przez rolnika lub grupę rolników. Obejmują one ilość plonów zebranych z hektara ziemi. Można je mierzyć w tonach, buszlach lub dowolnej innej jednostce miary, w zależności od rodzaju plonu.

Dane dotyczące plonów są istotne w rolnictwie, ponieważ pomagają rolnikom określić, ile powinni zasiać w przyszłym sezonie. Ponadto dane dotyczące plonów pozwalają im określić, czy w ich uprawach występuje problem, który wymaga rozwiązania.

Dane dotyczące plonów można również wykorzystać do monitorowania postępów w realizacji globalnych celów wyznaczonych przez rządy, organizacje pozarządowe i inne zainteresowane strony.

Ponadto dane dotyczące plonów służą do identyfikacji mocnych i słabych stron praktyk rolniczych oraz formułowania rekomendacji na ich podstawie. Dane dotyczące plonów są przydatne w podejmowaniu świadomych decyzji dotyczących wielu aspektów rolnictwa, takich jak:

Wybór nasion: Dokonując wyboru odmian i mieszańców na podstawie danych dotyczących plonów, można mieć pewność, że pola zostaną obsiane najbardziej opłacalnymi dostępnymi nasionami.

Zwalczanie szkodników: Monitorując wzrost roślin i dane dotyczące plonów, rolnicy mogą pomóc w określeniu, kiedy wprowadzić zwalczanie szkodników środki. Może to ograniczyć stosowanie pestycydów i zwiększyć zyski.

Harmonogram nawadniania: Korzystając z informacji pochodzących z monitorów plonów, rolnicy mogą precyzyjnie zaplanować nawadnianie, co pozwala oszczędzać wodę i pieniądze, a jednocześnie utrzymać wysokie plony.

Czym są dane teledetekcyjne?

Teledetekcja to nauka pozyskiwania informacji o obiekcie lub zjawisku bez bezpośredniego kontaktu z nim, a zatem w sposób nieinwazyjny. Jest wykorzystywana w rolnictwie do monitorowania upraw, gleby i warunków wilgotności.

Teledetekcja polega na wykorzystaniu emisji promieniowania elektromagnetycznego (PEM), np. fal radiowych, mikrofal, podczerwieni, światła widzialnego i ultrafioletowego.

Teledetekcja upraw pozwala na pomiar warunków ich wzrostu w czasie. Dostarcza również informacji o stanie upraw w określonych punktach czasu i przestrzeni. Informacje te mogą być wykorzystane do oszacowania plonów i określenia terminu zbiorów.

Dane uzyskane zdalnie mogą być używane do pomiaru zmian w użytkowaniu gruntów, monitorowania wzrostu upraw i plonów rolnych, określania poziomu wilgotności i zasolenia gleby, określania stopnia występowania szkodników, monitorowania poziomu zanieczyszczenia środowiska itp.

Na przykład, jeśli spacerujesz po polu i patrzysz na rośliny, zbierasz o nich dane. Jeśli latasz helikopterem lub samolotem i patrzysz na rośliny z góry, zbierasz dane teledetekcyjne.

Do zbierania tych danych stosuje się wiele różnych technik i urządzeń teledetekcyjnych: obrazy satelitarne, zdjęcia lotnicze, systemy radarowe, lidar i inne.

Czym jest prognozowanie plonów?

Prognozowanie plonów to proces szacowania potencjalnych lub oczekiwanych plonów konkretnej uprawy na danym obszarze i w danym sezonie wegetacyjnym.

Polega ona na analizowaniu różnych czynników, takich jak warunki pogodowe, charakterystyka gleby, genetyka upraw i metody zarządzania, co pozwala na formułowanie świadomych prognoz dotyczących prawdopodobnych zbiorów.

Należy pamiętać, że prognozy dotyczące plonów są obarczone niepewnością ze względu na złożoność systemów rolniczych i wpływ nieprzewidywalnych czynników, takich jak szkodniki, choroby i ekstremalne zjawiska pogodowe.

Chociaż modele predykcyjne dostarczają cennych informacji, stanowią raczej narzędzie wspomagające podejmowanie decyzji niż zapewniające absolutną pewność.

Jak to działa?

Poniższe źródła danych połączono w celu stworzenia zróżnicowanej wagi prognozowanych plonów na podstawie bieżących warunków sezonu zbiorów w różnych regionach.

Naukowcy zajmujący się danymi w Farmers Edge łączą te źródła danych z najnowszymi osiągnięciami w dziedzinie uczenia maszynowego, aby aktualizować szacunki prognoz plonów za każdym razem, gdy zakłócony zostanie główny składnik plonu.

1. Dane przedsezonowe

Dane przedsezonowe muszą być dokładne, aby stworzyć podstawę do prognozowania plonów. Informacje te są dostępne przed zasianiem roślin i stanowią podstawę do pierwszych odczytów prognoz plonów.

Dane takie jak położenie pola, obecne i poprzednie uprawy, warunki pogodowe na danym polu na kilka miesięcy przed sadzeniem lub siewem, informacje i dane dotyczące badań gleby oraz regionalne trendy pogodowe z ostatniej dekady są łączone, aby dostarczyć informacji na temat tego, jak rozpocząć sezon, dysponując dokładnymi danymi dotyczącymi plonów.

2. Dane w trakcie sezonu

Dane sezonowe pozwalają poznać zmienne, które wpływają na plony gospodarstwa przez cały sezon wegetacyjny, po położeniu fundamentów.

Stacje meteorologiczne Farmers Edge instalowane w gospodarstwach rolnych dostarczają dane dotyczące terenu, które wzbogacają te zbiory danych poprzez dostarczanie oczekiwanych i przewidywanych wartości. Są one zapisywane, a następnie resetowane w miarę napływania danych każdego dnia, co pozwala na udoskonalenie modeli.

Inne dane sezonowe, takie jak zastosowanie nawozów, są również brane pod uwagę w trakcie sezonu, niezależnie od tego, czy było to planowane, czy nie, w celu ulepszenia diagnostyki pól i przedstawienia prognozowanych wartości plonów.

3. Dane dotyczące konkretnych upraw

Szeroka sieć lokalnych agronomów Farmers Edge może również dostarczać dane dotyczące poszczególnych upraw w trakcie sezonu wegetacyjnego.

Agronomowie z Farmers Edge zidentyfikowali dane dotyczące poszczególnych upraw, które mają wpływ na plony w sezonie wegetacyjnym, w tym zawartość wody w głównych fazach wzrostu lub liczbę godzin powyżej temperatury kardynalnej dla upraw w kluczowych okresach decydujących o plonach, dla pięciu głównych upraw wykorzystywanych w prognozowaniu plonów (kukurydza, rzepak, soczewica, soja i pszenica).

4. Zdjęcia kadrowane i terenowe

Wysokiej rozdzielczości zdjęcia satelitarne służą do szybkiego i precyzyjnego ustalania wartości wskaźnika NDVI dla kondycji upraw na polach, co pozwala badaczom wykrywać błędne wyniki lub regionalne problemy związane z uprawami, które mogłyby mieć wpływ na plony.

Trendy regionalne można wykorzystać do określenia, czy dane obszary odpowiadają prognozie, czy też czynniki środowiskowe zaburzyły wartości prognozowanych plonów.

5. Dane histogramu

Modele prognozowania plonów Farmers Edge wykorzystują duże statystyki do znajdowania różnych rozkładów na obrazach terenowych w czasie, co następnie zapewnia przejrzyste wyniki sieci neuronowej, która może użyć tych modyfikacji do prognozowania plonów na dużych obszarach, takich jak Stany Zjednoczone lub Kanada, w miarę jak obrazy zmieniają się w czasie.

Nie jest łatwo przewidzieć wielkość produkcji przed wjazdem kombajnu na pole, ale zespół Farmers Edge z przyjemnością udostępnia producentom prognozy dotyczące plonów rolnych w oparciu o kompletne i dokładne statystyki.

Każde źródło danych ma określoną wagę w prognozowaniu plonów, którą można zmienić na podstawie parametrów modelu.

Jak zwiększyć wydajność gospodarstwa rolnego dzięki technologiom precyzyjnym?

Właściciele gospodarstw rolnych od pokoleń debatowali i pracowali nad zwiększeniem plonów. Niektóre z odkrytych metod były skuteczne, inne zaś nieskuteczne.

Oprócz bezcennego doświadczenia poprzednich pokoleń rolników, przemysł rolny może obecnie korzystać z nowoczesnych osiągnięć naukowych i technologicznych.

Przyjrzyjmy się najpopularniejszym sposobom zwiększania plonów stosowanym przez rolników oraz temu, jak można wykorzystać dotychczasowe doświadczenia i nowe technologie do podniesienia wydajności rolnictwa.

1. Prawidłowe nawadnianie

Rolnicy, którzy chcą zwiększyć średnią wydajność plonów z akra w swoich gospodarstwach, potrzebują dobrze zaprojektowanego systemu nawadniania. Zapewnienie roślinom odpowiedniej ilości wody ma bezpośredni wpływ na ich rozwój, a tym samym na plony rolne.

Prognozy pogody są kluczowe dla efektywnego nawadniania pól uprawnych. Hiperlokalne prognozowanie pogody jest teraz możliwe dzięki dzisiejszym technologiom, w tym programom i oprogramowaniu dostosowanym do potrzeb rolników.

To sprawia precyzyjne nawadnianie możliwe jest to dzięki umożliwieniu rolnikom wcześniejszego przygotowania i zaplanowania nawadniania swoich upraw w sposób możliwie najbardziej dokładny i efektywny.

2. Badanie gleby i jej jakość

Jednym z najważniejszych czynników wpływających na plony jest jakość gleby, czyli jej żyzność. Poza produkcją rolną, jakość gleby wpływa na koszty uprawy danej rośliny, ponieważ niektóre z nich wymagają określonych proporcji określonych pierwiastków w glebie, takich jak cząsteczki mineralne, materia organiczna, woda i powietrze.

Rolnicy muszą regularnie monitorować stan gleby na swoich działkach, aby uzyskać wyższe plony rolne. Płodozmian jest jedną z najskuteczniejszych technik utrzymania gleby w zdrowiu, między innymi.

Płodozmian na konkretnej działce rolnej zapobiega zmęczeniu gleby i przerywa cykle owadów, co przekłada się na większą wydajność rolną, a w rezultacie wyższy średni plon gospodarstwa z akra.

3. Jakość nasion

Jakość nasion używanych przez rolników do obsiewania pól ma wpływ na produkcję rolną. Dlatego rolnikom zaleca się wysiewanie wyłącznie certyfikowanych nasion, które przeszły wszystkie niezbędne kontrole jakości na ich polach uprawnych, aby zwiększyć plony rolne.

Certyfikowane nasiona mogą być droższe od niecertyfikowanych, ale efekt końcowy będzie wart swojej ceny, ponieważ jakość nasion jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na wydajność upraw.

Poza tym, stosowanie wyłącznie wysokiej jakości nasion to jeden z najbardziej przyjaznych dla środowiska sposobów zwiększenia produktywności upraw. Rolnik może sprawdzić jakość konkretnych nasion, kontaktując się z odpowiednią firmą nasienną i w razie potrzeby organizując indywidualne testy na konkretnej działce.

Poza tym, kluczowe jest zrozumienie, że jakość nasion nie jest stała ani niezmienna. Od momentu zasiania w glebie, ziarna wymagają ochrony. Jedną ze strategii zaprawiania nasion stosowanych w tym celu jest otoczkowanie nasion.

Jest to technika polegająca na otaczaniu ziaren nasion materiałami zewnętrznymi w celu poprawy ich właściwości (wagi, wielkości) i/lub dostarczenia im aktywnych substancji chemicznych (mikroelementów, szczepionek mikrobiologicznych, regulatorów wzrostu itp.), aby chronić je przed chorobami roślin i wspomagać ich wzrost.

4. Inteligentne stosowanie nawozów

Nawozy Mają one na celu odżywianie różnych rodzajów gleby, wspomaganie wzrostu roślin i zwiększanie plonów, ale ich stosowanie powinno być zrównoważone i rozsądne. Nadmierne stosowanie nawozów może mieć poważny wpływ na jakość gleby, a w konsekwencji na wydajność rolnictwa.

Różne obszary pola mogą wymagać różnych poziomów nawożenia gleby, dlatego najlepszym rozwiązaniem jest selektywne stosowanie nawozów, dostosowane do potrzeb poszczególnych stref pola. Takie precyzyjne podejście do nawożenia pól utrzymuje glebę w dobrej kondycji, co przekłada się na wyższe średnie plony z akra.

A Oprogramowanie do monitorowania upraw to jedna z opcji technologicznych w tym kontekście. Zawiera narzędzie do podziału gruntów na strefy, które dzieli grunty rolne na 2-7 stref na podstawie zdjęć satelitarnych, identyfikując miejsca wymagające większej uwagi niż inne.

Plantatorzy często stosują technologię precyzyjną jako jeden z najbardziej przyjaznych środowisku sposobów na jego zwiększenie.

5. Metody ochrony upraw

Rolnicy, którzy chcą zwiększyć plony, muszą dbać o swoje rośliny przez cały okres wzrostu, aż do końca sezonu wegetacyjnego. Rolnicy stosują różnorodne środki, aby ograniczyć wpływ chwastów, szkodników i chorób na plony, w zależności od sytuacji.

Herbicydy, insektycydy, osuszacze, regulatory wzrostu roślin, fungicydy, adiuwanty i inne środki chemiczne to typowe przykłady. Ochronę upraw można prowadzić na wiele sposobów. Zwalczanie chwastów/szkodników i zwalczanie chorób roślin to dwa najważniejsze.

6. Zapobieganie chorobom roślin i ich zwalczanie

Infekcje roślin stanowią kolejne poważne zagrożenie dla wydajności produkcji rolnej. Rolnicy mogą stosować różnorodne metody zapobiegania chorobom roślin i ich zwalczania, takie jak wybór odmian odpornych lub tolerancyjnych na choroby, zaprawianie nasion fungicydami oraz stosowanie pestycydów i innych podobnych środków w rozwijających się roślinach, w zależności od rodzaju roślin uprawianych na polu.

Rolnicy powinni zwracać szczególną uwagę na to, kiedy stosują te lub inne taktyki, aby miały one jak największy wpływ. Należy pamiętać, że terminowa ochrona roślin ma kluczowe znaczenie dla wskaźnika plonów z akra – im wcześniej problem zostanie rozpoznany, tym szybciej i łatwiej będzie go rozwiązać, a mniejsze pola będą miały negatywny wpływ na plony.

7. Zwalczanie chwastów i szkodników

W sezonie wegetacyjnym głównym wyzwaniem dla rolników jest zwalczanie chwastów i szkodników. Pojedynczy chwast może na przykład wytworzyć ponad 10 milionów nasion, które, jeśli nie zostaną szybko zwalczone, mogą znacząco obniżyć plony na danym polu i powodować problemy przez lata. Rolnicy muszą również kompleksowo reagować na inwazje szkodników.

Rolnicy muszą być stale gotowi na szybką reakcję na problemy związane ze szkodnikami, ponieważ szkodniki są organizmami bardzo szybko adaptującymi się i rozmnażającymi się, które mogą zagrozić produktom rolnym na określonych gruntach rolnych.

Prognozowanie plonów jest dla rolników kwestią priorytetową, ponieważ bezpośrednio wpływa na ich marżę zysku. Jeśli rolnik wie, jakich plonów może oczekiwać ze swojej ziemi, może odpowiednio zaplanować uprawy i zwiększyć marżę zysku. Dlatego tak ważne jest dokładne prognozowanie plonów przed zasianiem jakiejkolwiek rośliny na danym obszarze.

Stanowiło to ważną kwestię w agronomii od czasów starożytnych. Ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa żywnościowego, zwłaszcza w czasie suszy, powodzi i innych klęsk żywiołowych.

Rolnicy wykorzystują również prognozowanie plonów, aby podejmować decyzje dotyczące terminu sadzenia i zbioru roślin na podstawie zawartości wilgoci w glebie, obecności szkodników i innych czynników, takich jak warunki pogodowe i zapotrzebowanie na nawozy.

Aby podejmować bardziej świadome decyzje i zwiększać efektywność uprawy dzięki danym o plonach w gospodarstwie, Kliknij tutaj aby zamówić wersję demo.

Często zadawane pytania

1. W jaki sposób rolnicy zwiększają plony?

Rolnicy zwiększają plony poprzez odpowiednie zarządzanie glebą, efektywne nawadnianie, płodozmian oraz zwalczanie szkodników i chwastów. Praktyki te optymalizują żyzność gleby, dostępność wody oraz minimalizują występowanie szkodników i chorób, co przekłada się na wyższą wydajność upraw.

2. Jak obliczyć plon z hektara/działki?

Można go zmierzyć różnymi metodami i czynnikami. Jednym z powszechnych podejść jest fizyczne zebranie reprezentatywnej próbki plonu z danego obszaru i jej zważenie. Następnie wagę tę ekstrapoluje się w celu oszacowania całkowitego plonu z całego pola lub gospodarstwa.

Na przykład, jeśli próbka waży 100 kilogramów, a powierzchnia pola wynosi 2 hektary, plon z hektara wyniesie 50 kilogramów.

Ponadto zaawansowane technologie, takie jak teledetekcja i obrazowanie satelitarne, można stosować do oceny stanu zdrowia upraw, wskaźników roślinności i biomasy, dostarczając cennych informacji.

Przy pomiarze brane są pod uwagę również inne czynniki, takie jak jakość, wielkość i wartość rynkowa ziarna. Na przykład, jeśli próbka waży 100 kilogramów, a powierzchnia pola wynosi 2 hektary, plon z hektara wyniesie 50 kilogramów.

3. Jak szacujesz plon przed zbiorami?

Oszacowanie plonu przed zbiorami można wykonać stosując kombinację metod.

Jednym ze sposobów jest wykorzystanie modeli wzrostu specyficznych dla danej uprawy, które uwzględniają takie czynniki, jak data sadzenia, warunki pogodowe i stan upraw, aby przewidzieć potencjalne plony.

Inną metodą jest wykorzystanie technik teledetekcyjnych, takich jak zdjęcia satelitarne lub drony, w celu oceny wigoru i biomasy upraw.

4. Który system rolniczy zapewnia zdrowsze ziarno?

Systemy rolnictwa ekologicznego często kojarzone są ze zdrowszymi ziarnami. Rolnictwo ekologiczne unika stosowania syntetycznych pestycydów, herbicydów i organizmów modyfikowanych genetycznie (GMO). Zamiast tego rolnicy ekologiczni stosują naturalne nawozy, płodozmian i biologiczne metody zwalczania szkodników.

Praktyki te przyczyniają się do produkcji ziaren wolnych od pozostałości chemicznych, potencjalnie bogatszych w niezbędne składniki odżywcze i charakteryzujących się niższym poziomem skażenia pestycydami.

Należy jednak pamiętać, że konkretne korzyści zdrowotne wynikające ze spożywania zbóż mogą się różnić w zależności od takich czynników, jak jakość gleby, odmiana upraw i metody postępowania z zbiorami po zbiorach.

5. W jaki sposób pestycydy zwiększają plony?

Pestycydy mogą zwiększyć jego ilość, chroniąc rośliny przed różnymi szkodnikami, chorobami i chwastami. Pomagają kontrolować lub eliminować szkodliwe owady, grzyby, bakterie i inne organizmy, które mogą uszkodzić lub zniszczyć uprawy.

Pestycydy redukują wpływ szkodników, dzięki czemu rośliny rosną bujniej, efektywniej wykorzystują składniki odżywcze i przeznaczają więcej zasobów na produktywny wzrost. \