Cảnh tượng vòi phun nước chạy vào ngày mưa không phải là hiếm ở Florida.
Điều tương tự cũng xảy ra khi nhìn thấy cảnh quan bị nắng thiêu đốt trong một trong những ngày oi bức ở Florida khi lịch trình tưới tiêu không được thay đổi do dự kiến sẽ có mưa.
Đối với nông nghiệp, tình hình phức tạp hơn ở chỗ nông dân phụ thuộc vào khoa học tưới tiêu chính xác để quản lý cây trồng mang lại năng suất tốt cho thực phẩm chúng ta ăn và cây trồng chúng ta mua.
Viện Thực phẩm và Nông nghiệp Quốc gia (NIFA) của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) vừa trao khoản tài trợ trị giá 374,999 USD cho Haimanote Bayabil của Đại học Florida, trợ lý giáo sư về kỹ thuật nông nghiệp và sinh học tại Viện Khoa học Nông nghiệp và Thực phẩm (UF/IFAS). ) Trung tâm Giáo dục và Nghiên cứu Nhiệt đới (TREC) tại Homestead. Với khoản tài trợ đó, anh sẽ lãnh đạo một nhóm các nhà khoa học phát triển phương pháp cho hệ thống tưới tiêu trí tuệ nhân tạo (AI) ước tính lượng thoát hơi nước, một thành phần chính của chu trình nước rất quan trọng trong việc duy trì cây trồng trên các cánh đồng nông nghiệp.
Bayabil cho biết: “Sự thoát hơi nước là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng nhưng lại là một thành phần quan trọng của chu trình nước mà cho đến nay vẫn chưa được đo lường”. “Chúng tôi dự định phát triển một phương pháp ước tính tốc độ thoát hơi nước thực tế ở cấp độ đồng ruộng và mức độ căng thẳng về nước của cây trồng, dựa trên mức độ khát của cây, điều này sẽ cho phép thực hiện các biện pháp quản lý tưới tiêu chính xác ở các quy mô khác nhau”.
Dự án sẽ sử dụng các thí nghiệm thực địa, phân tích dữ liệu và phát triển AI để tạo ra thuật toán, cũng như mô hình thủy văn và cây trồng, đưa khoa học nông nghiệp lên một tầm cao mới và đến tay những người cần nó nhất – người trồng trọt và nông dân.
Bayabil, người đã đưa ra đề xuất, tin rằng phương pháp này sẽ cải tiến các công nghệ lập lịch tưới hiện tại – được trang bị cảm biến và trí tuệ nhân tạo bằng cách cung cấp cho nông dân và người trồng trọt công nghệ cần thiết để cân bằng việc tưới tiêu chính xác hiệu quả giúp tăng năng suất cây trồng và tiết kiệm nước trong khi vẫn cho phép họ đóng vai trò là người quản lý chính trong việc cải thiện chất lượng nước và môi trường
Tính toán lượng bốc thoát hơi nước ở quy mô hiện trường sẽ cung cấp thông tin quan trọng có nhiều ứng dụng trong mô hình thời tiết, khí hậu, thủy văn và quản lý tài nguyên nước, không chỉ trong nông nghiệp được tưới tiêu.
Ông nói thêm: “Chúng tôi dự đoán sẽ phát triển một công cụ web có trí tuệ nhân tạo và với những tiến bộ trong công nghệ cảm biến hồng ngoại, chúng tôi hy vọng rằng người trồng trọt sẽ có thể thu thập và tải hình ảnh của riêng họ lên trang web và nhận phản hồi”.
Ngoài ra, kết quả cũng sẽ được sử dụng để tinh chỉnh các mô hình cây trồng và khí hậu có thể được sử dụng để hướng dẫn nông dân và người trồng trọt đưa ra các quyết định quản lý tưới tiêu.
Các thí nghiệm thực địa sẽ bắt đầu ngay tại TREC và bao gồm 32 lô thí nghiệm sẽ trồng đậu xanh và ngô ngọt, hai trong số những mặt hàng được sản xuất nhiều nhất ở Florida. Thí nghiệm sẽ được thiết lập để cung cấp các phạm vi xử lý tưới khác nhau với khả năng khắc phục sự cố bằng điều khiển từ xa. Một trạm thời tiết cũng sẽ được lắp đặt tại địa điểm thử nghiệm để theo dõi điều kiện thời tiết và các tương tác diễn ra trong suốt trải nghiệm.
Bayabil cho biết: “Nghiên cứu các phương pháp tưới khác nhau sẽ cho phép chúng tôi hiểu được phản ứng của cây trồng và những thay đổi về tốc độ thoát hơi nước như một hàm số của mức tưới”.
Đỉnh cao của dự án sẽ phát triển một trang web với các công cụ AI được cung cấp cho công chúng sử dụng. Cơ sở hạ tầng nghiên cứu được thiết lập trong dự án này sẽ được sử dụng để dễ dàng thực hiện các thí nghiệm tiên tiến và phức tạp hơn nhằm tiến hành các hoạt động nghiên cứu và khuyến nông dài hạn về quản lý nước chính xác cho sản xuất rau.
Bayabil cho biết: “Tôi hy vọng rằng dự án này sẽ có tác động đáng kể và lâu dài đến những nỗ lực lớn hơn nhằm phát triển các nỗ lực quản lý nước và đất thực tế và bền vững, không chỉ tiết kiệm nước và tăng năng suất cây trồng mà còn cải thiện chất lượng nước và các dịch vụ hệ sinh thái”. .
Bayabil có sự tham gia của một nhóm các nhà nghiên cứu có chuyên môn cao trên toàn tiểu bang bao gồm Bruce Schaffer, giáo sư sinh lý học về cây trồng nhiệt đới và cận nhiệt đới với tư cách là đồng điều tra viên chính, và Young Gu Her, trợ lý giáo sư thủy văn và kỹ thuật nông nghiệp từ TREC. Tham gia cùng nhóm từ Gainesville và Immokalee lần lượt là Gerrit Hoogenboom, giáo sư và Học giả ưu tú của UF về mô hình cây trồng, hệ thống hỗ trợ quyết định và an ninh lương thực, và Ioannis Ampatzidis, trợ lý giáo sư về kỹ thuật nông nghiệp chính xác từ Nghiên cứu và Giáo dục UF/IFAS Tây Nam Florida Trung tâm. Sự hợp tác bổ sung sẽ đến từ Trung tâm Khoa học và Quan sát Tài nguyên Trái đất của Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS).
– Lourdes Rodríguez, Đại học Florida