Những người trồng dâu hiện có một công cụ ứng dụng điện thoại thông minh miễn phí để dự đoán phạm vi phun thuốc nhằm chống lại các loài gây hại như nhện nhện hai đốm, bọ xít và sâu cuốn lá, nhờ vào dự án hợp tác kéo dài ba năm với sự tham gia của nhà côn trùng học nông nghiệp UC Davis Christian Nansen và một số chuyên ngành khoa học máy tính của UC Davis.
Nansen, phó giáo sư tại Khoa Côn trùng và Tuyến trùng học UC Davis cho biết: “Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến phạm vi phun thuốc thực tế trên các cánh đồng trồng trọt”. “Những yếu tố này bao gồm tốc độ máy kéo, vòi phun, lượng phun, chiều cao cần trục, chất phụ trợ và điều kiện thời tiết. Nhưng cái nào là quan trọng nhất? Và liệu có thể có sự tương tác giữa một số biến số này không?”
Thông qua Bình xịt thông minhNansen cho biết, một ứng dụng được thiết kế cho cả điện thoại iOS và Android, người trồng có thể tối ưu hóa và thực hiện kiểm soát chất lượng các ứng dụng phun thuốc trừ sâu trên cánh đồng dâu tây của họ.
Chuyên ngành khoa học máy tính Krishna Chennapragada, hiện là cựu sinh viên, đã đưa ra chương trình và thiết kế ban đầu, tính toán khoảng 500 giờ trước khi tốt nghiệp. Nhóm ngày nay, ngoài Nansen, còn có tân binh Gabriel Del Villar, sinh viên tốt nghiệp khoa học máy tính năm 2019 và Alexander Recalde, sinh viên năm cuối chuyên ngành khoa học máy tính. Họ đã cùng nhau tích lũy gần 400 giờ cho dự án này.
Nansen cho biết: “Dự án thực sự mang tính đa ngành”, đồng thời cho biết thêm “Một trong những điều tuyệt vời về UC Davis là rào cản giữa các trường đại học là rất, rất nông cạn”.
Nansen cho biết các nhà khoa học máy tính “không có kinh nghiệm về nông nghiệp nhưng họ thực sự quan tâm đến dự án và cách họ có thể đóng góp vào việc sản xuất lương thực bền vững,” Nansen nói và cho biết thêm “Họ thực sự rất giỏi. Chúng tôi cần những người có kỹ năng và công việc họ đang làm cũng làm phong phú thêm sự nghiệp của họ.”
Họ cho biết, ứng dụng Smart Spray cho phép người dùng dự đoán phạm vi phun trong các tình huống vận hành khác nhau, bao gồm loại vòi phun, lượng phun và tốc độ máy kéo, cũng như dữ liệu thời tiết, chẳng hạn như nhiệt độ, độ ẩm tương đối và gió. Một phần quan trọng của quy trình: người dùng đặt thẻ nhạy cảm với nước vào hiện trường trước khi phun, chụp ảnh và tải thẻ lên ứng dụng.
Nansen nói: “Nếu bạn là người trồng trọt, bạn có thể mong đợi rằng khi bạn đi ra ngoài phun thuốc, càng phun nhiều ra khỏi vòi thì bạn sẽ nhận được độ che phủ càng tốt hơn”. “Tuy nhiên, ví dụ: nếu gió quá mạnh, nhân loại tương đối quá thấp, áp suất quá cao hoặc bạn phun quá nhanh–ngay cả khi bạn phun khối lượng lớn–bạn có thể có phạm vi phủ sóng rất kém và nó rất tốn kém. Việc phun quá nhiều cũng có thể lan tới các cánh đồng khác hoặc các khu phát triển đô thị lân cận do cái gọi là “sự phun trôi dạt”.
Nansen giải thích: “Thông thường, người trồng sẽ phun 100 đến 150 gallon mỗi mẫu Anh khi phun. Thẻ nhạy cảm với nước có màu vàng nhưng lại có mã màu xanh lam khi tiếp xúc với độ ẩm. Ông nói: “Những tấm thẻ này đã có từ rất lâu rồi. “Chúng có giá khoảng 1 USD một thẻ, không hề rẻ. Nhưng nó không tốn kém khi bạn chi hàng ngàn đô la để kiểm soát sâu bệnh. Và các công ty thuốc trừ sâu có thể trả tiền cho thẻ.”
Nansen giải thích: “Giả sử bạn muốn dự đoán mức độ phù hợp của mình trước khi phun tối nay hoặc ngày mai. “Hãy nhìn vào điều kiện thời tiết; dự báo là gì? Vậy thì bạn sẽ làm điều này như thế nào? Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn phun 100 gallon và muốn đi hai dặm một giờ. Bạn nhập dữ liệu – và tất cả dữ liệu có thể áp dụng khác – vào ứng dụng Smart Spray. Nó sẽ dự đoán phạm vi phủ sóng mà bạn sẽ nhận được với chín đầu phun khác nhau. Đó là những vòi phun mà người trồng dâu tây điển hình sử dụng, con số chúng tôi dựa trên gần 3000 lần phun thử nghiệm trong vòng ba năm. Vì vậy, chúng tôi đã làm rất nhiều bài tập về vấn đề này, chẳng hạn như - các giàn phun khác nhau, kích cỡ cây trồng khác nhau, khoảng cách trồng cây khác nhau và trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Chúng tôi đã bao gồm tất cả các phạm vi mà chúng tôi có thể nghĩ ra. Chúng tôi đã thu thập dữ liệu về nước và hoạt động rồi tiến hành phân tích tiến trình (cho mô hình hóa).”
Nansen cho biết: “Sử dụng dự đoán này, bạn có thể đặt tên cho nó, chẳng hạn như Trường 6 và truy cập nó từ cơ sở dữ liệu”. “Đó là về kiểm soát chất lượng. Đó là một công cụ để dự đoán và kiểm soát chất lượng. Nó trao quyền cho người trồng và người phun thuốc thực hiện công việc tốt hơn. Ví dụ: nếu điều kiện không tốt và ứng dụng hiển thị việc phun thuốc sẽ chỉ hiệu quả 20% thì bạn không nên phun thuốc.”
Nansen lưu ý: “Bình xịt thông minh không chỉ có thuốc diệt nấm, thuốc diệt cỏ và bất cứ thứ gì bạn muốn phun. “Ứng dụng này được phát triển cho dâu tây; nếu nó được sử dụng cho đậu nành, hành tây và bắp cải thì nó vẫn hữu ích nhưng độ chính xác sẽ không cao.” Ứng dụng đang chờ xử lý: hạnh nhân, quả hồ trăn và cà chua.
Các nhà khoa học máy tính thích làm việc trong dự án. Recalde đã tham dự cuộc họp của những người phun thuốc ở Central Coast để nói về ứng dụng này. “Tôi nghe thấy 'Ồ, ồ, bạn trông trẻ quá!' anh nhớ lại. “Sau đó, chúng tôi nói với họ về công cụ hữu ích này, những cách khác nhau mà công nghệ có thể áp dụng vào nông nghiệp. Họ thực sự quan tâm đến việc công nghệ có thể cải thiện những gì họ đang làm như thế nào.”
Del Villar, người có sở thích về máy tính cũng bao gồm việc dạy giới trẻ cách viết mã, cho biết anh rất mong muốn làm cho ứng dụng Smart Spray trở nên tốt hơn và hữu ích hơn nữa. Thông thạo tiếng Tây Ban Nha cũng như tiếng Anh, anh dự định dịch ứng dụng này sang tiếng Tây Ban Nha. Các bản dịch ngôn ngữ khác cũng đang được thực hiện.
Hiện nhóm đang tìm kiếm phản hồi để cải thiện ứng dụng. Nansen nói: “Chúng tôi hy vọng những người trồng trọt sẽ đón nhận nó và giúp chúng tôi tìm cách cải thiện nó”.
Một phản hồi từ Eric Flora, giám đốc và phát triển lĩnh vực toàn cầu của Crop Enhancement, Inc., Paso Robles: “Tôi nghĩ Smart Spray là một công cụ rất hữu ích cho người trồng và cố vấn như một hướng dẫn để chọn mẹo phun, lượng phun, tốc độ máy kéo và các yếu tố quan trọng khác để tối đa hóa phạm vi phủ sóng của máy phun. Sử dụng thẻ phun là cách tốt nhất và đơn giản nhất để biết, nếu bạn xâm nhập khắp nơi trong tán cây thì mục tiêu gây hại của bạn đang gặp vấn đề – việc đặt thẻ ở nơi các loài gây hại cụ thể tấn công vật chủ sẽ cung cấp thông tin tốt nhất.”
Các khoản tài trợ của tiểu bang, liên bang và ngành, bao gồm Ủy ban Dâu tây California và Sáng kiến Nghiên cứu Vườn ươm và Trồng hoa (FNRI) của Dịch vụ Nghiên cứu Nông nghiệp của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, giúp tài trợ cho dự án.
Theo Ủy ban Dâu tây, California trồng khoảng 88% diện tích dâu tây trên toàn quốc trên khoảng 34,000 mẫu dọc theo bờ biển California. Dâu tây có sẵn quanh năm ở California.
Trên toàn tiểu bang, sản lượng dâu tây tươi trung bình đạt 50,000 pound/mẫu Anh mỗi mùa. Khoảng 300 người trồng dâu tây đến từ năm khu vực riêng biệt của California: Watsonville/Salinas, Santa Maria, Oxnard, Quận Cam/San Diego và Thung lũng Trung tâm. Họ bao gồm các gia đình nông dân nhiều thế hệ trồng cả dâu tây hữu cơ và dâu tây thông thường.
Để biết thêm thông tin về ứng dụng Smart Spray, hãy truy cập hướng dẫn tại https://bit.ly/2q3lsL3 hoặc liên hệ với Nansen tại chrnansen@ucdavis.edu hoặc 530-752-2728.
– Kathy Keatley Garvey, UC Davis
Ảnh trên cùng: Nhóm Smart Spray: nhà khoa học máy tính Gabriel Del Villar; nhà côn trùng học nông nghiệp Christian Nansen và nhà khoa học máy tính/sinh viên Alexander Recalde. Ảnh: Kathy Keatley Garvey