Predikcia úrody plodín pomocou údajov z diaľkového prieskumu v presnom poľnohospodárstve

Pre predpovedanie výnosov plodín musíme pochopiť, koľko slnečného svetla rastliny dostávajú a koľko vody potrebujú. Rast rastlín závisí od týchto dvoch faktorov, ale ovplyvňuje ho mnoho ďalších faktorov, ako je teplota, vlhkosť a typ pôdy.

Množstvo a kvalita plodín vypestovaných na svete je hlavným faktorom ovplyvňujúcim potravinovú bezpečnosť. Toto je obzvlášť dôležité v rozvojových krajinách, kde je poľnohospodárstvo stále dôležitou súčasťou hospodárstva.

Diaľkový prieskum Zeme Údaje sa dajú použiť na odhad množstva svetla prijímaného rastlinami, a tým na predpovedanie výnosu plodín. Dáta diaľkového prieskumu Zeme sú účinným nástrojom na odhad výnosu plodín. Poskytujú informácie o rastúcich plodinách a ich prostredí, čo vám umožňuje odhadnúť produkciu plodín.

Dáta diaľkového prieskumu Zeme sú formou analýzy údajov v poľnohospodárstve, ktorú možno použiť na predpovedanie výnosov pred zberom úrody. Tento článok skúma všetko, čo potrebujete vedieť o údajoch diaľkového prieskumu Zeme.

Čo sú údaje o výnosoch plodín v poľnohospodárstve?

Údaje o výnosoch plodín sú informácie o množstve plodín vyprodukovaných poľnohospodárom alebo skupinou poľnohospodárov. Zahŕňajú množstvo úrody zozbieranej na hektár pôdy. Toto množstvo sa môže merať v tonách, bušeloch alebo akejkoľvek inej mernej jednotke v závislosti od plodiny.

Údaje o výnosoch z poľnohospodárskych podnikov sú dôležité, pokiaľ ide o poľnohospodárstvo, pretože môžu pomôcť poľnohospodárom určiť, koľko by mali zasiať v ďalšej sezóne. Okrem toho im údaje o výnosoch umožňujú určiť, či existuje problém s ich plodinami, ktorý je potrebné riešiť.

Údaje o výnosoch možno použiť aj na monitorovanie pokroku smerom k globálnym cieľom stanoveným vládami, mimovládnymi organizáciami a inými zainteresovanými stranami.

Údaje o výnosoch sa okrem toho používajú na identifikáciu silných a slabých stránok poľnohospodárskych postupov a na vypracovanie odporúčaní na základe týchto informácií. Údaje o výnosoch sú užitočné pri prijímaní informovaných rozhodnutí o mnohých aspektoch poľnohospodárstva, ako napríklad:

Výber semien: Výber odrôd a hybridov na základe údajov o výnosoch môže pomôcť zabezpečiť, aby boli polia osiate najziskovejšími dostupnými semenami.

Ochrana proti škodcom: Monitorovaním rastu rastlín môžu údaje o výnosoch pomôcť poľnohospodárom určiť, kedy zaviesť kontrola škodcov opatrenia. To môže znížiť používanie pesticídov a zvýšiť zisky.

Plánovanie zavlažovania: Využívanie informácií z monitorov výnosov umožňuje poľnohospodárom doladiť plánovanie zavlažovania, čo pomáha šetriť vodu a peniaze a zároveň udržiavať vysoké výnosy.

Čo sú to dáta diaľkového prieskumu Zeme?

Diaľkový prieskum Zeme je veda o získavaní informácií o objekte alebo jave bez priameho kontaktu s objektom, a teda neinvazívnym spôsobom. Používa sa v poľnohospodárstve na monitorovanie plodín, pôdy a vlhkostných podmienok.

Diaľkový prieskum Zeme využíva elektromagnetické žiarenie (EMR), ako sú rádiové vlny, mikrovlny, infračervené žiarenie, viditeľné svetlo a ultrafialové svetlo.

Diaľkový prieskum plodín poskytuje spôsob merania podmienok rastu plodín v priebehu času. Poskytuje tiež informácie o stave plodín v konkrétnych časových a priestorových bodoch. Tieto informácie možno použiť na odhad výnosov plodín a odhady, kedy by mala nastať úroda.

Dáta diaľkového prieskumu sa dajú použiť na meranie zmien vo využívaní pôdy, monitorovanie rastu plodín a výnosov poľnohospodárskych podnikov, zisťovanie úrovne vlhkosti a slanosti pôdy, určovanie úrovne zamorenia škodcami, monitorovanie úrovne znečistenia životného prostredia atď.

Takže napríklad, ak sa prechádzate po poli a pozeráte sa na rastliny, zbierate o nich údaje. Ak sa prechádzate vrtuľníkom alebo lietadlom a pozeráte sa na rastliny zhora, zbierate údaje diaľkového prieskumu Zeme.

Na zhromažďovanie týchto údajov sa používa mnoho rôznych typov techník a zariadení diaľkového prieskumu Zeme: satelitné snímky, letecké fotografie, radarové systémy, lidar a ďalšie.

Čo je predikcia výnosov plodín?

Predikcia výnosu plodín je proces odhadovania potenciálneho alebo očakávaného výnosu konkrétnej plodiny pre danú oblasť a vegetačné obdobie.

Zahŕňa analýzu rôznych faktorov, ako sú poveternostné podmienky, vlastnosti pôdy, genetika plodín a postupy hospodárenia, s cieľom urobiť informované predpovede o pravdepodobnej úrode.

Je dôležité poznamenať, že predpovede výnosov plodín sú neisté kvôli zložitosti poľnohospodárskych systémov a vplyvu nepredvídateľných faktorov, ako sú škodcovia, choroby a extrémne poveternostné udalosti.

Hoci predikčné modely poskytujú cenné poznatky, slúžia skôr ako nástroj na pomoc pri rozhodovaní, než aby poskytovali absolútnu istotu.

Ako to funguje?

Nasledujúce zdroje údajov sú kombinované s cieľom vytvoriť rôzne váhy pre prognózy výnosov na základe aktuálnych okolností vegetačného obdobia v rôznych regiónoch.

Vedci zaoberajúci sa údajmi z Farmers Edge kombinujú tieto zdroje údajov s najnovšími pokrokmi v strojovom učení, aby aktualizovali odhady prognóz výnosov vždy, keď dôjde k narušeniu hlavnej zložky výnosov.

1. Predsezónne údaje

Predsezónne údaje musia byť presné, aby sa vytvoril základ pre predpoveď výnosov plodín. Tieto informácie sú k dispozícii pred výsadbou plodiny a vytvárajú základ pre prvé údaje o predpovedi výnosov.

Údaje ako poloha poľa, súčasné a predchádzajúce plodiny, poveternostné podmienky špecifické pre dané pole v mesiacoch pred výsadbou alebo siatím, informácie a údaje z testov pôdy a regionálne poveternostné trendy za posledné desaťročie sa kombinujú, aby poskytli prehľad o tom, ako začať sezónu s presnými údajmi o výnosoch, ktoré možno očakávať.

2. Údaje počas sezóny

Údaje počas sezóny poskytujú prehľad o premenných, ktoré ovplyvňujú výnosy poľnohospodárskych podnikov počas vegetačného obdobia po položení základov.

Meteorologické stanice Farmers Edge na farmách poskytujú údaje zamerané na terén, ktoré vylepšujú tieto súbory údajov poskytovaním očakávaných a predpovedaných hodnôt, ktoré sa ukladajú a potom sa resetujú, keď každý deň prichádzajú údaje, čím sa modely vylepšujú.

Počas sezóny sa zohľadňujú aj ďalšie údaje počas sezóny, ako napríklad aplikácia hnojív, či už plánovaná alebo nie, s cieľom zlepšiť diagnostiku v teréne a ponúknuť prognózované hodnoty výnosov.

3. Údaje špecifické pre danú plodinu

Široká sieť miestnych agronómov spoločnosti Farmers Edge môže počas vegetačného obdobia poskytnúť aj údaje o špecifických plodinách.

Agronómovia z Farmers Edge identifikovali údaje špecifické pre jednotlivé plodiny, ktoré ovplyvňujú výnos počas vegetačného obdobia, vrátane obsahu vody počas hlavných rastových fáz alebo hodín nad kardinálnymi teplotami pre plodiny počas kľúčových období určujúcich výnos, a to pre päť hlavných plodín v predikcii výnosov (kukurica, repka olejná, šošovica, sója a pšenica).

4. Snímky plodín a polí

Satelitné snímky s vysokým rozlíšením sa používajú na rýchle a presné stanovenie hodnôt NDVI pre zdravie plodín na poliach, čo umožňuje výskumníkom hľadať chybné výsledky alebo regionálne problémy s plodinami, ktoré by mohli ovplyvniť výnos.

Tieto regionálne trendy možno použiť na určenie, či sú oblasti na ceste k prognóze, alebo či environmentálne faktory skreslili predpovedané hodnoty výnosov plodín.

5. Histogramové údaje

Modely predikcie výnosov Farmers Edge využívajú rozsiahle štatistické údaje na nájdenie rôznych rozložení v snímkach polí v priebehu času, čo potom poskytuje prehľadnosť konvolučnej neurónovej sieti, ktorá môže tieto úpravy použiť na predpovedanie výnosov vo veľkých oblastiach, ako sú Spojené štáty alebo Kanada, keďže snímky sa v priebehu času menia.

Nie je jednoduché predvídať produkciu skôr, ako kombajn prejde cez pole, ale tím Farmers Edge s nadšením poskytuje pestovateľom predpovede výnosov na základe úplných a presných štatistík.

Každý zdroj údajov má v predikcii výnosu plodín váhu, ktorú je možné zmeniť na základe parametrov modelu.

Ako zvýšiť výnosy poľnohospodárskych podnikov pomocou presných technológií?

Majitelia fariem už celé generácie diskutujú a pracujú na zvyšovaní poľnohospodárskych výnosov. Niektoré z objavených metód boli účinné, zatiaľ čo iné neúčinné.

Okrem neoceniteľných skúseností predchádzajúcich generácií poľnohospodárov môže poľnohospodársky priemysel teraz profitovať z moderného vedeckého a technologického pokroku.

Pozrime sa na najbežnejšie spôsoby, akými môžu poľnohospodári zvýšiť výnosy a ako možno využiť predchádzajúce skúsenosti a nové technológie na zvýšenie poľnohospodárskej produktivity.

1. Správne zavlažovanie

Farmári, ktorí chcú zvýšiť priemernú produkciu plodín na aker na svojich farmách, potrebujú dobre navrhnutý zavlažovací systém. Poskytovanie správneho množstva vody rastlinám má priamy vplyv na ich vývoj a v dôsledku toho aj na poľnohospodárske výnosy.

Predpovede počasia sú kľúčové pre efektívne zavlažovanie poľnohospodárskej pôdy. Hyperlokálne predpovede počasia sú teraz možné vďaka dnešným technológiám, ktoré zahŕňajú programy a softvér na mieru pre poľnohospodárov.

To robí presné zavlažovanie je to možné tým, že poľnohospodárom umožní pripraviť sa vopred a naplánovať zavlažovanie svojich plodín čo najpresnejšie a najefektívnejšie.

2. Testovanie pôdy a jej kvalita

Jedným z najdôležitejších faktorov ovplyvňujúcich výnosy plodín je kvalita pôdy alebo úrodnosť. Okrem poľnohospodárskej produkcie má kvalita pôdy vplyv na to, koľko stojí poľnohospodára pestovanie určitej rastliny, pretože niektoré z nich vyžadujú špecifické pomery špecifických prvkov v pôde, ako sú minerálne častice, organická hmota, voda a vzduch.

Poľnohospodári musia pravidelne monitorovať stav pôdy na svojich pozemkoch, aby dosiahli vyššie poľnohospodárske výnosy. Striedanie plodín je okrem iného jednou z najúčinnejších techník na udržanie zdravej pôdy.

Striedanie rastlín na konkrétnom pozemku zabraňuje únave pôdy a prerušuje cykly hmyzu, čo vedie k vyššej poľnohospodárskej produkcii a v dôsledku toho k vyššiemu priemernému výnosu poľnohospodárskej pôdy na aker.

3. Kvalita semien

Kvalita semien, ktoré poľnohospodári používajú na osev svojich polí, má vplyv na poľnohospodársku produkciu. Preto sa poľnohospodárom odporúča, aby na svojich poľnohospodárskych pozemkoch siali iba certifikované semená, ktoré prešli všetkými potrebnými kontrolami kvality, aby sa zvýšila poľnohospodárska úroda.

Certifikované semená môžu byť drahšie ako necertifikované semená, ale výsledok bude stáť za to, pretože kvalita semien je jedným z najdôležitejších prvkov ovplyvňujúcich produktivitu plodín.

Okrem toho je používanie iba vysokokvalitných semien jedným z najenvironmentálne najzodpovednejších spôsobov, ako zvýšiť produktivitu plodín. Poľnohospodár môže overiť kvalitu konkrétnych semien kontaktovaním príslušnej spoločnosti zaoberajúcej sa semenami a v prípade potreby dohodnutím prispôsobených pokusov na konkrétnom pozemku.

Okrem toho je dôležité pochopiť, že kvalita semien nie je trvalá ani nezmenená. Od okamihu zasiatia do zeme potrebujú semená ochranu. Jednou zo stratégií ošetrenia semien, ktoré sa na dosiahnutie tohto cieľa používajú, je ich obaľovanie.

Ide o techniku zapuzdrenia semenných zŕn do vonkajších materiálov s cieľom zlepšiť ich vlastnosti (hmotnosť, veľkosť) a/alebo im dodať aktívne chemikálie (mikroživiny, mikrobiálne inokulanty, regulátory rastu atď.) na ochranu pred chorobami rastlín a podporu ich rastu.

4. Inteligentné používanie hnojív

Hnojivá sú určené na výživu rôznych typov pôdy, podporu rastu rastlín a zvyšovanie úrody, ale ich používanie by malo byť vyvážené a rozumné. Nadmerné používanie hnojív môže mať vážny vplyv na kvalitu pôdy a v dôsledku toho aj na poľnohospodársku produktivitu.

Rôzne oblasti poľa môžu vyžadovať rôzne úrovne hnojenia pôdy, takže najlepším prístupom je používať hnojivá selektívne podľa potrieb rôznych zón poľa. Tento precízny prístup k hnojeniu poľa udržiava pôdu zdravú, čo vedie k vyšším priemerným výnosom na aker.

A Softvér na monitorovanie plodín je v tejto súvislosti jednou z technologických možností. Obsahuje nástroj na zónovanie polí, ktorý na základe satelitných snímok rozdeľuje poľnohospodársku pôdu do 2 až 7 zón a identifikuje miesta, ktoré si vyžadujú väčšiu pozornosť ako iné.

Pestovatelia často využívajú presné technológie ako jeden z najekologickejších spôsobov, ako ho zlepšiť.

5. Metódy ochrany plodín

Poľnohospodári, ktorí chcú zvýšiť výnosy, sa musia starať o svoje rastliny počas celého ich rastu a až do konca vegetačného obdobia. Poľnohospodári používajú rôzne zlúčeniny na zníženie vplyvu burín, škodcov a chorôb na produktivitu plodín v závislosti od situácie.

Medzi bežné príklady patria herbicídy, insekticídy, desikanty, regulátory rastu rastlín, fungicídy, adjuvanty a iné chemikálie. Ochrana plodín sa môže vykonávať rôznymi spôsobmi. Dva najdôležitejšie sú kontrola buriny/škodcov a kontrola chorôb rastlín.

6. Prevencia a manažment chorôb rastlín

Rastlinné infekcie predstavujú ďalší významný rizikový faktor pre poľnohospodársku výkonnosť pestovateľov. Poľnohospodári môžu používať rôzne metódy prevencie a regulácie chorôb rastlín, ako je výber odrôd odolných alebo tolerantných voči chorobám, ošetrenie semien fungicídmi a aplikácia pesticídov a iných podobných látok na vyvíjajúce sa rastliny v závislosti od typu rastlín, ktoré sa majú na poli pestovať.

Poľnohospodári by mali venovať zvýšenú pozornosť tomu, kedy používajú tieto alebo iné taktiky, aby mali čo najväčší účinok. Je potrebné mať na pamäti, že včasná ochrana rastlín je rozhodujúca pre ukazovateľ výnosu na aker – čím skôr sa problém rozpozná, tým rýchlejšie a ľahšie sa vyrieši a ovplyvnené budú menšie polia.

7. Ochrana proti burine a škodcom

Počas vegetačného obdobia sú hlavnými výzvami poľnohospodárov kontrola buriny a ochrana proti škodcom. Napríklad jediná burina môže vyprodukovať viac ako 10 miliónov semien buriny, ktoré, ak sa nekontrolujú včas, môžu výrazne znížiť výnosy na danom poli a spôsobiť problémy na celé roky. Poľnohospodári musia tiež prijať holistickú reakciu na zamorenie škodcami.

Poľnohospodári musia byť neustále pripravení promptne reagovať na problémy so zamorením škodcami, pretože škodcovia sú vysoko adaptívne a rýchlo sa množiace organizmy, ktoré môžu ohroziť produkciu na konkrétnej poľnohospodárskej pôde.

Predpovedanie výnosov plodín je pre poľnohospodárov hlavným problémom, pretože priamo ovplyvňuje ich ziskovú maržu. Ak poľnohospodár vie, aký výnos môže zo svojej pôdy očakávať, môže podľa toho naplánovať svoje plodiny a zvýšiť svoju ziskovú maržu. Preto je dôležité presne predpovedať výnosy poľnohospodárskej výroby pred výsadbou akejkoľvek plodiny na konkrétnom pozemku.

V agronómii je to dôležitá téma už od staroveku. Je kľúčová pre potravinovú bezpečnosť, najmä v časoch sucha, povodní alebo iných prírodných katastrof.

Predikciu výnosov plodín používajú aj poľnohospodári na rozhodovanie o tom, kedy sadiť a zberať plodiny na základe obsahu vlhkosti pôdy, zamorenia škodcami a ďalších faktorov, ako sú poveternostné podmienky a požiadavky na hnojivá.

Aby ste mohli robiť informovanejšie rozhodnutia a zlepšovať efektivitu pestovania pomocou údajov o výnosoch z fariem, kliknite sem a požiadajte o ukážku teraz.

Často kladené otázky

1. Ako môžu poľnohospodári zvýšiť výnosy svojich plodín?

Poľnohospodári zvyšujú výnosy plodín prostredníctvom hospodárenia s pôdou, efektívneho zavlažovania, striedania plodín a kontroly škodcov a buriny. Tieto postupy optimalizujú úrodnosť pôdy, dostupnosť vody a minimalizujú škodcov a choroby, čo vedie k vyššej produktivite plodín.

2. Ako vypočítať výnos plodiny na hektár/parcelu?

Dá sa merať rôznymi metódami a faktormi. Jedným bežným prístupom je fyzicky zozbierať reprezentatívnu vzorku plodiny z danej oblasti a odvážiť ju. Táto hmotnosť sa potom extrapoluje na odhad celkového výnosu celého poľa alebo farmy.

Napríklad, ak vzorka váži 100 kilogramov a plocha poľa je 2 hektáre, výnos plodiny na hektár by bol 50 kilogramov.

Okrem toho sa na posúdenie zdravia plodín, vegetačných indexov a biomasy môžu použiť pokročilé technológie, ako je diaľkový prieskum Zeme a satelitné snímky, čo poskytuje cenné poznatky.

Pri meraní sa zohľadňujú aj ďalšie faktory, ako je kvalita zrna, veľkosť a trhová hodnota. Napríklad, ak vzorka váži 100 kilogramov a plocha poľa je 2 hektáre, výnos plodiny na hektár by bol 50 kilogramov.

3. Ako odhadujete výnos plodiny pred zberom úrody?

Odhad výnosu plodín pred zberom úrody je možné vykonať kombináciou viacerých metód.

Jeden prístup spočíva v použití modelov rastu špecifických pre danú plodinu, ktoré zohľadňujú faktory ako dátum výsadby, poveternostné podmienky a zdravotný stav plodiny na predpovedanie potenciálneho výnosu.

Ďalšou metódou je použitie techník diaľkového prieskumu Zeme, ako sú satelitné snímky alebo drony, na posúdenie vitality a biomasy plodín.

4. Ktorý typ poľnohospodárskeho systému prináša zdravšie obilniny?

Systémy ekologického poľnohospodárstva sa často spájajú so zdravšími obilninami. Ekologické poľnohospodárstvo sa vyhýba používaniu syntetických pesticídov, herbicídov a geneticky modifikovaných organizmov (GMO). Namiesto toho sa ekologickí poľnohospodári spoliehajú na prírodné hnojivá, striedanie plodín a biologické metódy kontroly škodcov.

Tieto postupy prispievajú k produkcii obilia, ktoré neobsahuje chemické zvyšky, má potenciálne vyšší obsah esenciálnych živín a nižšiu úroveň kontaminácie pesticídmi.

Je však dôležité poznamenať, že špecifické zdravotné prínosy obilnín sa môžu líšiť v závislosti od faktorov, ako je kvalita pôdy, odroda plodiny a postupy manipulácie po zbere.

5. Ako pesticídy zvyšujú výnosy plodín?

Pesticídy ho môžu zvýšiť tým, že chránia rastliny pred rôznymi škodcami, chorobami a burinami. Pomáhajú kontrolovať alebo eliminovať škodlivý hmyz, huby, baktérie a iné organizmy, ktoré môžu poškodiť alebo zničiť plodiny.

Znížením vplyvu škodcov umožňujú pesticídy rastlinám intenzívnejší rast, efektívnejšie využívanie živín a vyčlenenie viac zdrojov na produktívny rast.