การพบเห็นสปริงเกอร์ทำงานในวันที่ฝนตกไม่ใช่เรื่องแปลกในฟลอริดา
เช่นเดียวกับการชมทิวทัศน์ที่แผดเผาด้วยแสงแดดในช่วงวันที่ร้อนอบอ้าววันหนึ่งของฟลอริดา เมื่อตารางการชลประทานไม่ได้รับการแก้ไขเนื่องจากฝนที่ตก
สำหรับการเกษตร สถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากเกษตรกรต้องพึ่งพาวิทยาศาสตร์ของการชลประทานที่แม่นยำเพื่อจัดการพืชผลซึ่งส่งผลให้อาหารที่เรากินและพืชที่เราซื้อได้ผลผลิตที่ดี
สถาบันอาหารและการเกษตรแห่งชาติ (NIFA) ของกระทรวงเกษตรแห่งสหรัฐอเมริกา (USDA) เพิ่งมอบทุนสนับสนุนมูลค่า 374,999 ดอลลาร์แก่ Haimanote Bayabil จาก University of Florida ซึ่งเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเกษตรและชีวภาพที่ Institute of Food and Agricultural Sciences (UF/IFAS) ) ศูนย์วิจัยและการศึกษาเขตร้อน (TREC) ในโฮมสเตด ด้วยทุนดังกล่าว เขาจะนำทีมนักวิทยาศาสตร์ในการพัฒนาวิธีการสำหรับระบบชลประทานปัญญาประดิษฐ์ (AI) ที่ประเมินการคายระเหย ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของวัฏจักรน้ำที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบำรุงรักษาพืชผลจากแปลงเกษตร
“การคายระเหยเป็นกระบวนการที่ต้องใช้พลังงานสูงและยังเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของวัฏจักรของน้ำ ซึ่งจนถึงขณะนี้ยังไม่มีการวัด” นายบายาบิลกล่าว “เราตั้งใจที่จะพัฒนาวิธีการประมาณค่าอัตราการคายไอระเหยที่เกิดขึ้นจริงในระดับภาคสนามและระดับความเครียดของน้ำในพืช โดยพิจารณาจากความกระหายน้ำของพืช ซึ่งจะช่วยให้สามารถนำแนวทางการจัดการชลประทานที่มีความแม่นยำไปใช้ในระดับต่างๆ ได้”
โครงการนี้จะใช้การทดลองภาคสนาม การวิเคราะห์ข้อมูล และการพัฒนา AI สำหรับการสร้างอัลกอริทึม ตลอดจนอุทกวิทยาและการสร้างแบบจำลองพืชผล ซึ่งจะนำวิทยาศาสตร์ด้านการเกษตรไปสู่อีกระดับและอยู่ในมือของผู้ที่ต้องการมากที่สุด ซึ่งก็คือเกษตรกรผู้ปลูกและเกษตรกร
บายาบิล ผู้ยื่นข้อเสนอเชื่อว่าวิธีการนี้จะช่วยพัฒนาเทคโนโลยีการจัดตารางการชลประทานในปัจจุบัน ซึ่งติดตั้งเซ็นเซอร์และปัญญาประดิษฐ์ โดยมอบเทคโนโลยีที่จำเป็นแก่เกษตรกรและผู้ปลูกเพื่อสร้างความสมดุลให้กับการชลประทานที่แม่นยำอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลผลิตพืชผลและประหยัดน้ำในขณะที่ยังช่วยให้ เพื่อทำหน้าที่เป็นผู้ดูแลหลักในการปรับปรุงคุณภาพน้ำและสิ่งแวดล้อม
การคำนวณการคายระเหยในระดับภาคสนามจะให้ข้อมูลที่สำคัญซึ่งสามารถนำไปใช้ได้หลากหลายในสภาพอากาศ ภูมิอากาศ และการสร้างแบบจำลองอุทกวิทยา และการจัดการทรัพยากรน้ำ ไม่ใช่แค่การเกษตรในเขตชลประทาน
“เราคาดหวังที่จะพัฒนาเครื่องมือบนเว็บด้วยปัญญาประดิษฐ์ และด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีตรวจจับอินฟราเรด เราคาดหวังว่าผู้ปลูกจะสามารถรวบรวมและอัปโหลดภาพของตนเองไปยังเว็บไซต์และรับข้อเสนอแนะ” เขากล่าวเสริม
นอกจากนี้ ผลลัพธ์ที่ได้จะถูกนำไปใช้ในการปรับแต่งแบบจำลองพืชผลและภูมิอากาศอย่างละเอียด ซึ่งสามารถใช้เป็นแนวทางในการตัดสินใจในการจัดการชลประทานแก่เกษตรกรและผู้ปลูก
การทดลองภาคสนามจะเริ่มต้นทันทีที่ TREC และประกอบด้วยแปลงทดลอง 32 แปลง ซึ่งจะปลูกถั่วเขียวและข้าวโพดหวาน ซึ่งเป็นสินค้าที่มีการผลิตมากที่สุด XNUMX รายการในฟลอริดา การทดลองนี้จะถูกจัดตั้งขึ้นเพื่อให้การบำบัดน้ำที่หลากหลายพร้อมความสามารถในการแก้ไขปัญหาด้วยการควบคุมระยะไกล สถานีตรวจอากาศจะถูกติดตั้งที่ไซต์ทดลองเพื่อติดตามสภาพอากาศและปฏิสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นตลอดประสบการณ์
“การศึกษาวิธีการให้น้ำแบบต่างๆ จะช่วยให้เข้าใจการตอบสนองของพืชผลและการเปลี่ยนแปลงของอัตราการคายระเหยซึ่งเป็นหน้าที่ของระดับการชลประทาน” บายาบิลกล่าว
จุดสุดยอดของโครงการจะพัฒนาเว็บไซต์ด้วยเครื่องมือ AI ที่เปิดให้ใช้งานแบบสาธารณะ โครงสร้างพื้นฐานการวิจัยที่จัดตั้งขึ้นภายใต้โครงการนี้จะถูกใช้เพื่อดำเนินการทดลองขั้นสูงและซับซ้อนได้ง่ายขึ้นสำหรับการดำเนินการวิจัยระยะยาวและกิจกรรมขยายด้านการจัดการน้ำที่แม่นยำสำหรับการผลิตผัก
“ฉันหวังว่าโครงการนี้จะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญและยาวนานต่อความพยายามที่มากขึ้นในการพัฒนาความพยายามในการจัดการที่ดินและน้ำที่เป็นจริงและยั่งยืน ซึ่งไม่เพียงแต่อนุรักษ์น้ำและเพิ่มผลผลิตของพืชเท่านั้น แต่ยังปรับปรุงคุณภาพน้ำและบริการระบบนิเวศด้วย” นายบายาบิลกล่าว .
Bayabil เข้าร่วมโดยทีมนักวิจัยที่มีความเชี่ยวชาญสูงที่กระจายอยู่ทั่วรัฐ ได้แก่ Bruce Schaffer ศาสตราจารย์ด้านสรีรวิทยานิเวศวิทยาของพืชสวนกึ่งเขตร้อนและพืชสวนเขตร้อนในฐานะผู้ร่วมวิจัยหลัก และ Young Gu Her ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านอุทกวิทยาและวิศวกรรมเกษตรจาก TREC การเข้าร่วมทีมจาก Gainesville และ Immokalee ตามลำดับ ได้แก่ Gerrit Hoogenboom ศาสตราจารย์และ UF Preeminent Scholar ด้านการสร้างแบบจำลองพืช ระบบสนับสนุนการตัดสินใจ และความมั่นคงด้านอาหาร และ Ioannis Ampatzidis ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเกษตรแม่นยำจาก UF/IFAS Southwest Florida Research and Education ศูนย์กลาง. ความร่วมมือเพิ่มเติมจะมาจาก United States Geological Survey (USGS) Earth Resources Observation and Science Center
- Lourdes Rodriguez มหาวิทยาลัยฟลอริดา