İlkbaharda toprağı tekmeleyip yeterli toprak nemine sahip olduğunuzu tahmin ettiğiniz için, toprağı kazıp bakana (ki bu zaman alır) veya IoT teknolojisini kullanana (daha kolay bir yaklaşım) kadar gerçekte neler olup bittiğine dair hiçbir fikriniz yoktur. İşte Verim Tahmini geliyor.

Verim Tahmini - Anladınız mı?

İçinde Çiftlik Hava Durumu Konuşması'nın ikinci bölümü'nin faydalarını tartıştık. sahaya özel hava durumu tahminleri ve neden öyle olduklarını bir zorunluluk Çiftçilerin her gün karşı karşıya kaldıkları "Kontrol Edilemeyen Riskleri" azaltmaya yönelik çözümün bir parçası olduklarından, tüm çiftlik-tarla karar destek araçlarına entegre edilmeleri gerekmektedir. Bu bölümde, bir çiftçinin nasıl hava durumu istasyonu veya IoT cihazı ile tahmin mevcut tarihe ve aynı zamanda vadeye kadar getiri tahmini yapmak için kullanılabilir.

Verim Tahmini_FWT

İlkbaharda biraz toprak karıştırıp yeterli toprak nemine sahip olduğunuzu tahmin ettiğiniz için, kazıp bakana kadar (ki bu zaman alır) veya neye sahip olduğunuzu bilmek için IoT teknolojisini kullanana kadar (daha kolay bir yaklaşım) gerçekte neler olup bittiği hakkında hiçbir fikriniz yoktur. Toprak türüne özgü veriler toplanabilir ve su odaklı bir ürün veriminde toprak nemi açısından tam olarak nerede olduğunuza çevrilebilir ve beslenme gibi belirli bir soruna çok iyi bir yanıt sağlayabilir. Farklı bir toprak profilinde yalnızca beş inç depolanmış suya sahip olduğunuzu ve dokuz inç depolanmış suya sahip olmadığınızı biliyorsanız, besin maddelerini ve mahsulü farklı şekilde yöneteceksiniz.

Verim Tahmini Arka Planları

Herhangi bir ürünün verimi, tohumun genetik potansiyeline, ekim sırasındaki toprak nemi miktarına, büyüme mevsimi yağışına (ve sulamaya), uygun gübreleme oranlarına ve diğer zamanında yönetim kararlarına dayanır: yabani ot kontrolü, hastalık yönetimi, böcek kontrolü ve tabii ki hava faktörleri Bu da genellikle en önemli kontrol edilemeyen risktir.

Basit bir ifadeyle, bir bitki veya mahsul gelişimi, arz (yağış ve/veya sulama) ve talep (sıcaklık) taraflarının olduğu bir çek defterine (girdiler ve çıktılar) çok benzer. Bu nedenle, verim için en önemli iki faktör, diğer tüm tarla yönetimi kararlarının düzgün bir şekilde yerine getirilmesi koşuluyla, nem arzı ve sıcaklıktır.

Sıcaklık veya ısı, su kullanımını ve bir mahsulün olgunlaşıp olgunlaşmayacağını veya ısı stresine maruz kalıp kalmayacağını belirlediği için önemlidir, ancak nem kaynağı, fotosentez için bitkiye besin maddelerinin taşınmasından sorumlu olduğu için verim potansiyeli üzerinde en önemli etkiye sahiptir. Bu nedenle nem kaynağı genellikle şu şekilde adlandırılır BİTKİLER GAZ TANKI verim potansiyeli için.

Her mahsulün verimle ilgili su kullanım verimliliği eğrileri vardır. Yıllar boyunca yapılan araştırmalar ve tarla denemeleri, bir ürün tarafından kullanılan her bir inç veya 25 mm toprak suyundan üretilen kile sayısını belirlemiştir. Bazı yaygın ürünler için bu, eklenen her bir inç veya 25 mm toprak suyu için kanolada 5-6 bu, buğdayda 7-8 bu ve mısırda 10 ila 12 bu verim artışına eşittir. Bir inç veya 25 mm toprak suyu başına üretilen kile sayısı, daha iyi genetiğe sahip yeni çeşitler piyasaya sürüldükçe zaman içinde değişecektir.

Bu nedenle, büyüme mevsimi boyunca bir ürün için mevcut olan toplam toprak suyu miktarı (arz), ekim zamanında mevcut olan toprak nemi miktarı (toprak türüne göre belirlenir) artı büyüme mevsimi boyunca alınan yağış ve/veya sulama (toprak nemi) miktarına eşittir. Toprak suyunun kullanımı veya talebi sıcaklık ve toprak tipi/dokusu tarafından belirlenir. Bu iki faktör (arz ve talep) verim potansiyelini tanımlar.

Daha önce de belirtildiği gibi, toprak tipi/dokusu bitkilerin gelişimi için ne kadar toprak suyuna sahip olduğunu belirlemede kritik bir faktördür. Aslında bitkiler toprakta tutulan suyun tamamını kullanamazlar. Üst sınır Tarla Kapasitesi, alt sınır ise Kalıcı Solma Noktasıdır.

Saha Kapasitesi doygunluk olayından (şiddetli yağış veya sulama olayı) birkaç gün sonra ölçülen, toprakta tutulan maksimum su miktarıdır.

Kalıcı Solma Noktası Bir bitki ihtiyaçlarını karşılamak için topraktan daha uzun süre su çekemezse, solmaya başlayacaktır, bu da suyun artık bitki için mevcut olmadığı noktadır.

Tesis Mevcut Su Tarla kapasitesi ile bitkinin artık topraktan su çekemediği solma noktası arasındaki farktır. Başka bir deyişle, toprakta tutulan suyun tamamı bitkiler için kullanılabilir değildir.

İşte bu yüzden bir İzin Verilen Tükenme Seviyesi toprak türüne ve ürüne bağlı olarak kullanılır. Çoğu tahıl ve yağlı tohum ürününde, izin verilen tükenme seviyeleri tarla kapasitesinin 50%'si iken, sebzeler ve kök bitkileri için bu seviye tarla kapasitesinin 65%'sidir.

Şekilde açıkça görüldüğü üzere, kumlu veya kumlu tınlı topraklar mahsul gelişimi için sınırlı toprak suyuna sahipken, siltli veya killi tınlı topraklar çok daha büyük bir toprak suyu deposuna ve dolayısıyla tipik olarak daha yüksek verim potansiyeline sahiptir. Başka bir deyişle, kumlu tınlı toprağın killi tınlı toprağa göre daha sık şarj edilmesi gerekir. Aşağıdaki tablo, kaba toprağın 4 feet veya 120 cm'ye kadar 5,7 inç (145 mm) su depolayabildiğini, ince toprağın ise aynı profil derinliğinde 10,4 inç (265 mm) su depolayabildiğini göstermektedir.

Tamam, bir mahsulde verimi etkileyen faktörlerden bahsettik, ancak bir tarla için mevcut tarihe ve ardından vadeye kadar verimi nasıl tahmin edebiliriz? İşte burada saha IoT cihazı ve tahmin İçeri gel. Bunun nasıl yapıldığını inceleyelim.

Verim Tahmini Kurulumu

Öncelikle, verim tahmini yapmak istediğiniz tarla konumunu veya Ürün Bölgesini (Bölgelerini) mekansal olarak tanımlamanız gerekir. Aşağıdaki resim, bir tarla içindeki ürün bölgesini tanımlayarak bunun nasıl yapıldığını göstermektedir. Ürün bölgeleri genellikle toprak tipi ve topografyaya göre tanımlanır.

Ürünün su kullanımını tahmin etmek için bir model kullandığımızdan, birkaç parametre ayarlamamız gerekir: ürün türü, ekim ve beklenen hasat tarihi, mümkün olan en iyi ortalama verim, başlangıç toprak nemi, toprak türü, tarla kapasitesi ve solma noktası, hava sıcaklığı istasyonu ve aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi yağmur kaynağı.

için IoT cihazlarının seçimiSıcaklık, mahsul gelişimini tahmin etmek için kullanılırken, yağış ölçer toprağa eklenen su miktarını yakalamak için kullanılır. Bu nedenle, değerlerin o tarlayı temsil ettiğinden emin olmak için yağış ölçerin bulunduğu istasyon tarlanın içinde veya kenarında olmalıdır.

Sıcaklık cihazı aynı istasyonda veya yakındaki bir istasyonda olabilir, çünkü sıcaklık yağış gibi kısa bir mekansal mesafede çok fazla değişmez. Aşağıdaki resimlerde kullanılabilecek iki tür istasyon gösterilmektedir µMETOS veya nMETOS bu tür bir uygulama için.

Başlangıçtaki toprak nemi, toprak tipine bağlı olarak ekim sırasında ne kadar toprak suyunun mevcut olduğunu belirlediği için önemlidir (yılın başında benzin deposunda ne kadar su olduğu). Bu iki değerin değiştirilmesi mahsul bölgesi için farklı verim senaryoları (planlama araçları) oluşturacaktır.

Verim Tahmin Sonuçları

Tamam, çiftçilerin karşı karşıya olduğu kontrol edilemeyen riskleri azaltmaya yardımcı olmak için tahmini bir IoT cihazına sahip olmanın önemini tartıştık, ancak bu verim tahmini için nasıl çalışıyor?

Verim tahmini çözümü için şunları kullanırız Uzun Vadeli Normal tahmin (ortalama normal yağış) mevcut tarihe ve fizyolojik olgunluğa kadar. Ayrıca bir Mevsimsel Ayarlama tahmini Bugüne kadar gözlemlenen koşulları (yağış) ve mevsim türüne (yağışlı, normal veya kuru) göre mevsimsel olarak ayarlanmış bir tahmini kullanır. Bu terimler ve gösterimler aşağıda açıklanmaktadır.

Verim Tahmin Grafiğinde Kullanılan Terimler:

  • "Bugüne kadarki" verim (mevcut sezon): Bu tahmin, ekimden bu yana istasyonda ölçülen yağış miktarını ve başlangıç toprak nemi ayarınızı içerir. Sezonun geri kalanında bugünden sonra başka yağış olmayacağı varsayılır, yani en kötü durum senaryosu.
  • Tahmini ürün fizyolojik olgunluğu: Verim oluşumunun sonlanmasının tahmini (yani, bu tarihten sonra verimde daha fazla artış olmaması). Tahılların kuruması gerektiğinden, hasadın ürüne bağlı olarak genellikle birkaç hafta sonra yapıldığını unutmayın.
  • Hasatta öngörülen verim (uzun vadeli normal sezon): Bu, başlangıç toprak nemi ayarlarınızdan başlayarak tüm sezon için ortalama yağmur (normal sezon) varsayar.
  • Hasatta öngörülen verim (mevcut sezon + yağmur tahmini): Bu değer, yalnızca başlangıçtaki toprak nemi ayarınızı ve ekimden bu yana istasyonda ölçülen yağış miktarını değil, aynı zamanda mevsi̇msel tahmi̇nler öngörülen mahsul fizyolojik olgunluk tarihine kadar. Ancak mevsimsel yağmur tahminlerinin önemli ölçüde belirsizlik içerdiğini unutmayın. Bugün mahsulün fizyolojik olgunluk tarihini geçtiğinde, bu değerin "bugün" Verimi ile aynı olacağını unutmayın (yukarıya bakın), çünkü şu anda tahmin tamamen istasyon tarafından ölçülen verilere dayanmaktadır.

Lütfen unutmayın: Tahmin edilen verim değerleri, hasattaki potansiyel verimin bir tahminini temsil etmektedir. Bu tahmin büyük ölçüde yağış tahminlerine (ölçülen, tarihi ortalama ve tahmin) dayanmaktadır. Zararlılar, hastalıklar, toprak verimliliği ve diğerleri gibi verimi sınırlayan diğer faktörler (şu anda) dikkate alınmamaktadır. Hasattaki gerçek veriminizin sunulan aralıklar içinde olacağının garantisi yoktur. Bununla birlikte, tahmin edilen değerler, mahsulün verim performansının tarihsel ortalamanın altına düşme veya üstüne çıkma olasılığının olup olmadığına dair sezon içi bir gösterge olarak hizmet edebilir. Gübreleme veya sulama gibi yönetim kararları alırken bu ek bilgileri kullanın.

Aşağıdaki resim mevsimsel olarak düzeltilmiş tahmini ve uzun vadeli normal tahmini göstermektedir. Açıkça görüldüğü üzere, sezon normalden çok daha kurak geçecek ve bu da düşük verimle sonuçlanacaktır. Yönetim kararı, verim için toprak suyu eksikliği nedeniyle diğer besin maddelerini bekletmek olabilir. Bu karara bağlı olarak, diğer yönetim uygulamaları da muhtemelen ayarlanacaktır.

ile birlikte verim tahminibelirli bir tarla veya ürün bölgesi için uydu görüntüleri sunulmaktadır. Sentinel 2 uydusundan (10 metre çözünürlük) iki uydu endeksi sunuyoruz: LAI (yaprak alanı indeksi) ve NDVI (normalleştirilmiş fark bitki örtüsü indeksi). Her biri ya toprak örtüsü miktarına ya da toprak örtüsü ve bitki örtüsü canlılığına bakmak için kullanılabilir. Göstergedeki sayı ne kadar yüksekse ya da yeşil ne kadar parlaksa ürün o kadar canlı demektir.

Aşağıdaki resim, büyüme mevsimi boyunca mahsulün yeşillenmesini ve tarla genelinde bitki sağlığındaki farklılıkları göstermektedir. Daha yüksek yeşil alanlar daha sağlıklı mahsulleri temsil ederken, bej değerler daha az bitki canlılığını temsil etmektedir. Görüntüler, su, verimlilik, hastalık veya böcek sorunları gibi diğer yönetim endişeleri için daha fazla araştırılabilecek tarla içi değişkenliği veya anormal gelişimi daha net gösterir. En yüksek NDVI değeri veya eğrinin tepe noktası, aşırı verim potansiyeli ve en yüksek biyokütle gelişimi ile ilişkilendirilmiştir. Bu durum aşağıdaki resimde de açıkça görülmektedir.

Biçerdöver verilerini birleştirdiyseniz, sonuçları aşağıdaki resimde gösterildiği gibi uydu görüntüleriyle de karşılaştırabilirsiniz. Daha yüksek NDVI alanları daha yüksek kombine verim ile ilişkilidir.

Ne öğrendik ve sonuçları ne oldu?

Tahmini mahsul bölgesi verimi ve uydu bilgilerine dayanarak, bir çiftçi büyüme mevsimi boyunca su, hastalık, böcek yönetimi ve ek gübre uygulaması ile ilgili önemli yönetim kararlarını ayarlayabilir. Besin maddesi yönetimini iyileştirin: daha yüksek verim ve mahsul kalitesi için doğru oran ve zaman. Bu konuşmada kullanılan demonstrasyon tarlası için, Verim Tahmini Çözümü ortalama 22 bu/acre verim tahmin etmiştir, ki bu kurak bir yıl olması nedeniyle çok düşüktür, ortalama kombine verim ise 20 bu/acre'dir. Dolayısıyla, daha önce de tartışıldığı gibi, bir IoT tarla cihazı, bir çiftçinin günlük operasyonlarda karşılaştığı kontrol edilemeyen riski azaltmaya yardımcı olacak gelişmiş yönetim kararları için tarla düzeyinde bir tahminle el ele gitmelidir.

Yazar Hakkında:
Guy Ash, son 30 yıldır tarımsal meteorolog ve yer gözlem bilimi uzmanı olarak çalışmaktadır. Şu anda Pessl Instruments, Avusturya'nın Kanada'daki Küresel Eğitim ve Kilit Hesaplar Müdürüdür. Pessl Instrument, tarım sektörüne odaklanan donanım (kaydediciler ve sensörler) ve yazılım çözümleri üreten bir IoT şirketidir. 85'ten fazla ülkede çalışıyoruz ve çok çeşitli tarım uygulamaları için konuşlandırılmış 70.000'den fazla cihaz ve 700.000 sensörümüz var: hastalık yönetimi, sulama, toprak nemi, böcek tuzakları, mahsul kameraları, meteoroloji istasyonları, toprak verimliliği vb. Görevlerinden biri de pirinç, buğday, soya fasulyesi, portakal, mısır, kanola, yem, üzüm, meyve ve sebze gibi çok çeşitli ürünlere yönelik kapsamlı bir IoT çözümleri listesi için küresel eğitim sağlamaktır.

Avatar-Adam

Guy Ash,
METOS® Küresel Eğitim Müdürü