Synet af sprinklere, der kører på en regnvejrsdag, er ikke ualmindeligt i Florida.
Det samme gælder for at se landskaber brændt af solen under en af Floridas svulmende dage, hvor vandingsplanerne blev efterladt uændrede på grund af forventet regn.
For landbruget er situationen mere kompleks, idet landmændene er afhængige af videnskaben om præcisionsvanding for at styre de afgrøder, der resulterer i et sundt udbytte af den mad, vi spiser, og de planter, vi køber.
Det amerikanske landbrugsministeriums (USDA) National Institute of Food and Agriculture (NIFA) har netop tildelt en bevilling på $374,999 til University of Floridas Haimanote Bayabil, en assisterende professor i landbrugs- og biologisk ingeniørvidenskab ved Institut for Fødevare- og Landbrugsvidenskab (UF/IFAS) ) Tropical Research and Education Center (TREC) i Homestead. Med denne bevilling vil han lede et team af videnskabsmænd i udviklingen af metodologien til kunstig intelligens (AI) kunstvandingssystemer, der estimerer evapotranspiration, en hovedkomponent i vandkredsløbet, der er kritisk i afgrødevedligeholdelse fra landbrugsmarker.
"Evapotranspiration er en energikrævende proces og alligevel en kritisk komponent i vandkredsløbet, som indtil nu ikke er blevet målt," sagde Bayabil. "Vi har til hensigt at udvikle en metode til at estimere markniveauets faktiske evapotranspirationshastigheder og afgrødes vandstressniveauer, baseret på hvor tørstige planter er, hvilket ville tillade implementering af præcise kunstvandingshåndteringspraksis i forskellige skalaer."
Projektet vil bruge felteksperimenter, dataanalyse og udvikling af AI til generering af algoritmer samt hydrologisk og afgrødemodellering, hvilket bringer videnskaben om landbrug til næste niveau og i hænderne på dem, der har mest brug for det – avlere og landmænd.
Bayabil, som indsendte forslaget, mener, at metoden vil fremme de nuværende kunstvandingsplanlægningsteknologier - som er udstyret med sensorer og kunstig intelligens ved at give landmænd og avlere den nødvendige teknologi til at balancere effektiv præcisionsvanding, der øger afgrødens produktivitet og sparer vand, mens den stadig tillader dem til at fungere som nøgleforvaltere af forbedrede vand- og miljøkvaliteter
Beregning af evapotranspiration i feltskala vil give kritisk information, der ville have en bred vifte af anvendelser inden for vejr-, klima- og hydrologisk modellering og vandressourceforvaltning, ikke kun kunstvandet landbrug.
"Vi forventer at udvikle et webværktøj med kunstig intelligens, og med fremskridtene inden for infrarøde sensorteknologier forventer vi, at avlere vil være i stand til at indsamle og uploade deres egne billeder til hjemmesiden og få feedback," tilføjede han.
Derudover vil resultater også blive brugt til at finjustere afgrøde- og klimamodeller, der kan bruges til at vejlede landmænd og avlere med beslutninger om vandingshåndtering.
Feltforsøgene begynder umiddelbart ved TREC og består af 32 forsøgsparceller, hvor der vil blive dyrket grønne bønner og sukkermajs, to af Floridas mest producerede råvarer. Eksperimentet vil blive sat op til at give forskellige rækker af kunstvandingsbehandlinger med fejlfindingsmuligheder ved hjælp af fjernbetjening. En vejrstation vil også blive installeret på forsøgsstedet for at overvåge vejrforhold og interaktioner, der finder sted under hele oplevelsen.
"At studere forskellige kunstvandingsbehandlinger vil give os mulighed for at forstå afgrødernes reaktion og ændringer i evapotranspirationshastigheder som en funktion af vandingsniveauet," sagde Bayabil.
Kulminationen på projektet vil udvikle en hjemmeside med AI-værktøjer, der er tilgængelige for offentlig brug. Forskningsinfrastrukturen etableret under dette projekt vil blive brugt til nemt at implementere mere avancerede og komplekse eksperimenter til at udføre langsigtede forsknings- og udvidelsesaktiviteter inden for præcisionsvandhåndtering til grøntsagsproduktion.
"Jeg håber, at dette projekt vil have en betydelig og langvarig indvirkning på de større bestræbelser på at udvikle realistiske og bæredygtige land- og vandforvaltningsindsatser, der ikke kun sparer vand og øger afgrødernes produktivitet, men også forbedrer vandkvaliteten og økosystemtjenesterne," sagde Bayabil .
Bayabil får selskab af et højt specialiseret team af forskere, der er placeret over hele landet, herunder Bruce Schaffer, professor i økofysiologi af subtropiske og tropiske havebrugsafgrøder som co-principal investigator, og Young Gu Her, assisterende professor i hydrologi og landbrugsteknik fra TREC. Med på holdet fra henholdsvis Gainesville og Immokalee er Gerrit Hoogenboom, professor og UF Fremtrædende Scholar i afgrødemodellering, beslutningsstøttesystemer og fødevaresikkerhed, og Ioannis Ampatzidis, assisterende professor i præcisionslandbrugsteknik fra UF/IFAS Southwest Florida Research and Education Centrum. Yderligere samarbejde vil komme fra United States Geological Survey (USGS) Earth Resources Observation and Science Center.
- Lourdes Rodriguez, University of Florida