Jordbæravlere har nu et gratis smartphone-applikationsværktøj til at forudsige sprøjtedækning for at bekæmpe skadedyr som toplettede spindemider, lygus bugs og bladrullere, takket være et treårigt samarbejdsprojekt, der involverer UC Davis landbrugsentomolog Christian Nansen og flere UC Davis datalogi hovedfag.
"Mange variabler er kendt for at påvirke den faktiske sprøjtedækning i afgrødemarker," sagde Nansen, en lektor ved UC Davis Department of Entomology and Nematology. "Disse inkluderer traktorhastighed, sprøjtedyser, sprøjtevolumen, bomhøjde, hjælpestoffer og vejrforhold. Men hvilke er de vigtigste? Og er der mulige interaktioner mellem nogle af disse variable?
Gennem Smart Spray, en app designet til både iOS- og Android-telefoner, kan avlere optimere og udføre kvalitetskontrol af sprøjtemidler med pesticider i deres jordbærmarker, sagde Nansen.
Stor i datalogi Krishna Chennapragada, nu en alumne, lancerede programmeringen og det indledende design, hvilket talte omkring 500 timer før hans eksamen. Dagens hold, udover Nansen, består af rekrutter Gabriel Del Villar, en 2019 datalogi kandidat, og Alexander Recalde, en senior hovedfag i datalogi. Tilsammen har de samlet næsten 400 timer på projektet.
"Projektet er virkelig tværfagligt," sagde Nansen og tilføjede "En af de store ting ved UC Davis er, at barriererne mellem colleges er meget, meget overfladiske."
Datalogerne "har ingen erfaring med landbrug, men de er virkelig interesserede i projektet, og hvordan de kan bidrage til bæredygtig fødevareproduktion," sagde Nansen og tilføjede: "De er virkelig, virkelig gode. Vi har brug for folk med deres færdigheder, og det arbejde, de udfører, beriger også deres karriere."
Smart Spray-appen, sagde de, giver en bruger mulighed for at forudsige sprøjtedækning under forskellige driftsscenarier, herunder type dyser, sprøjtevolumen og traktorhastighed, samt vejrdata, såsom temperatur, relativ fugtighed og vind. En vigtig del af processen: Brugeren placerer et vandfølsomt kort i marken før en spraypåføring, fotograferer det og uploader det til appen.
"Hvis du er en avler, kan du forvente, at når du går ud at sprøjte, at jo mere der kommer ud af dysen, jo bedre dækning får du," sagde Nansen. "Men for eksempel, hvis vinden er for stærk, den relative menneskelighed er for lav, trykket er for højt, eller du kører for hurtigt – selv når du sprøjter store mængder – kan du få meget dårlig dækning og det er dyrt. Overdreven sprøjtning kan også nå andre marker eller nærliggende byudviklinger på grund af såkaldt "sprøjtedrift".
"Typisk vil en avler sprøjte 100 til 150 gallons pr. hektar, når han eller hun sprøjter," forklarede Nansen. Det vandfølsomme kort er gult, men det koder blåt, når det interagerer med fugt. "Disse kort har eksisteret i lang tid," sagde han. "De koster omkring $ 1 et kort, ikke billige. Men det er billigt, når du bruger tusindvis af dollars på at bekæmpe skadedyrene. Og pesticidselskaberne kan betale for kortene.”
"Sig, at du vil forudsige din dækning, før du sprøjter i aften eller i morgen," forklarede Nansen. “Se på vejrforholdene; hvad er prognosen? Hvordan vil du så gøre dette? Hvad hvis du sprøjter 100 gallons og vil køre to miles i timen. Du indtaster dataene – og alle andre relevante data – på Smart Spray-appen. Det vil forudsige den dækning, du får med ni forskellige dyser. Det er de dyser, som den typiske jordbæravler bruger, et antal vi baserede på næsten 3000 eksperimentelle sprøjtemidler over tre år. Så vi lavede en masse hjemmearbejde om dette, for eksempel – forskellige sprøjterigge, forskellige størrelser af afgrøder, forskellige afstande mellem planter og under forskellige vejrforhold. Vi dækkede alle de områder, vi kunne komme i tanke om. Vi indsamlede vand- og driftsdata, og vi lavede progressionsanalysen (til modelleringen).
"Ved at bruge denne forudsigelse kan du give den et navn, sige felt 6, og få adgang til den fra databasen," sagde Nansen. ”Det handler om kvalitetskontrol. Det er et værktøj til at forudsige og udføre kvalitetskontrol. Det giver både avleren og sprøjten mulighed for at gøre et bedre stykke arbejde. For eksempel, hvis forholdene er dårlige, og appen viser, at sprøjtning kun vil være 20 procent effektiv, bør du ikke sprøjte."
"Smart Spray er ikke bare - det er fungicider, herbicider og hvad du nu vil sprøjte," bemærkede Nansen. “Denne app er udviklet til jordbær; hvis det blev brugt til sojabønner, løg og kål, ville det stadig være nyttigt, men nøjagtigheden ville være slået ned." Afventende apps: mandel, pistacie og tomat.
Datalogerne nyder at arbejde med projektet. Recalde deltog i et sprøjtemøde i Central Coast for at fortælle om appen. "Jeg hørte 'Åh, wow, du ser så ung ud!' huskede han. "Så fortalte vi dem om dette nyttige værktøj, forskellige måder, som teknologi kan anvendes på i landbruget. De var virkelig interesserede i, hvordan teknologi kan forbedre det, de laver."
Del Villar, hvis computerinteresser også inkluderer at lære unge at kode, sagde, at han ser frem til at gøre Smart Spray-appen endnu bedre og mere nyttig. Han er flydende i spansk såvel som engelsk, og planlægger at oversætte appen til spansk. Andre sprogoversættelser er også under arbejde.
Nu søger teamet feedback for at forbedre appen. "Vi håber, at avlerne vil omfavne det," sagde Nansen, "og hjælpe os med at finde måder at forbedre det på."
Én feedback fra Eric Flora, global markudvikling og leder af Crop Enhancement, Inc., Paso Robles: "Jeg tror, Smart Spray er et meget nyttigt værktøj for avlere og rådgivere som en guide til at vælge sprøjtespidser, sprøjtemængder, traktorhastighed og andre vigtige faktorer for at maksimere sprøjtens dækning. Brug af spraykort er den bedste og enkleste måde at vide, hvis du trænger ind overalt i baldakinen, er dit skadedyrsmål et problem - at placere kort, hvor de specifikke skadedyr angriber værten, giver den bedste information."
Statslige, føderale og industritilskud, herunder California Strawberry Commission og Floriculture and Nursery Research Initiative (FNRI) fra US Department of Agriculture's Agricultural Research Service, hjælper med at finansiere projektet.
Californien dyrker omkring 88 procent af landets jordbær på cirka 34,000 acres langs Californiens kyst, ifølge Strawberry Commission. Jordbær er tilgængelige året rundt i Californien.
I hele landet er produktionen af friske jordbær i gennemsnit 50,000 pund per hektar hver sæson. De cirka 300 jordbæravlere kommer fra fem forskellige områder i Californien: Watsonville/Salinas, Santa Maria, Oxnard, Orange County/San Diego og Central Valley. De omfatter multi-generations landbrugsfamilier, der dyrker både økologiske og konventionelle jordbær.
For mere information om Smart Spray-appen, se manualen på https://bit.ly/2q3lsL3 eller kontakt Nansen på chrnansen@ucdavis.edu eller 530-752-2728.
- Kathy Keatley Garvey, UC Davis
Foto øverst: Smart Spray-teamet: datalog Gabriel Del Villar; landbrugsentomolog Christian Nansen og datamatiker/studerende Alexander Recalde. Foto: Kathy Keatley Garvey