Forskere kombinerer data og teknologi for at gøre landbruget mere bæredygtigt

På grund af den store brug af vand i landbruget, mange samfund i Californien har ikke længere rindende vand, og kollapsende vandførere har fået veje og bygninger til at synke flere fod. Purdue University elektriske og computertekniske professor David Ebert bruger data indsamlet fra landbrugssteder til at reagere på disse problemer.

Med disse data, forskere arbejder på at skabe en software, der ville forenkle de komplekse forhold mellem landbrug og ressourcemangel. Denne software vil være på en stationær eller mobil enhed til brug i marken og ville gøre det lettere for landmændene at træffe beslutninger, der fremmer langsigtede løsninger på problemer med vandmangel i landbruget; det kaldes et menneskeligt-computer-samarbejdende beslutningssystem.

"Vi forsøger at hjælpe avlere med at få brugbar information til at forbedre deres praksis for både økonomisk og økologisk bæredygtighed, "Ebert siger." Vi forsøger at tage et hav af data og gøre det til beslutninger, som folk skal træffe, så de kan gøre det bedre, mere effektive beslutninger. "

Teamet håber at nå deres mål ved at samarbejde med dyrkere af afgrøder, der lever året rundt, kendt som flerårige afgrøder. Almindelige flerårige afgrøder omfatter druer, æbler, bananer, asparges og mandler. Forskerne vil diskutere med avlere, hvilke problemer de har med vandmangel og derefter løse problemerne med forskellige forretningspraksis og kommercialiseringsmodeller. Endelig, teamet vil tage nuværende og afventende data fra disse avlere og andre partnere og omdanne det til brugbar information til landbrugsproducenter og andre beslutningstagere.

Discovery Park, en forskningspark i Purdue, der har specialiseret sig i tværfaglig forskning, finansierer projektet gennem Big Idea Challenge, et program, der giver ressourcer til tværfaglige teams med innovativ forskning.

Når det kommer til optimering af ressourcer i landbruget, mangel på vand var et naturligt sted at starte for Ebert og hans team. Ifølge Ebert, 80 procent af Californiens vandforbrug går til landbrug, og blot en 0,6 procent reduktion af dette landbrugsforbrug ville levere Los Angeles vandbehov i et år.

"Det er virkelig en konkurrence af ressourcer, "siger Jao Surakitbanharn, en Purdue -forskningsanalytiker, der arbejder på projektet. "Selv den mindste mængde vandbesparelser har enorme virkninger."

Forskningen fokuserer på flerårige afgrøder som druer og nødder, fordi disse afgrøder "er endnu mere komplicerede beslutningsmiljøer. Du starter ikke med en tom skifer hvert år, «siger Ebert

Derudover Ebert bemærker, at møtrik, vin og vindrueafgrøder bidrager med mere end 250 milliarder dollars endelige markedsværdi til USA's økonomi. Derfor, en reduktion af tilgængeligt vand kan have negative økonomiske konsekvenser for produktionen af ​​disse produkter, herunder tab af job og ødelæggelse af samfundet.

"Ved at gå efter nødder, druer og vindruer, det er afgrøder, hvor afgrødens værdi er meget høj, så den indflydelse, vi kan have, let kan omdannes til en stigning i profit, "Siger Ebert.

Eberts tilgang stammer fra at forstå, hvordan data og teknologi kan omdannes til information, der hjælper folk med at træffe bedre beslutninger. At gøre dette, hans team skal kombinere plantevidenskab, jord, hydrologi samt markedsdriverne for afgrøderne. De vil derefter kombinere data, modeller og forretningspraksis for at få en løsning til at løse det hele. Ebert planlægger derefter at anvende resultaterne fra en lille skala til en stor skala. Teamet vil forklare deres resultater og tilgang til lokale avlere, gør dem i stand til at ændre deres praksis og komme med politikker til støtte for denne praksis.

Teamet fokuserer det meste af sin forskning på det vestlige USA, fordi det område har de fleste problemer med tørke. En af teamets partnere er Robert Biale Vineyards i Napa, Californien. Bob Biale, en af ​​grundlæggerne af vingården, siger, at teamets arbejde har taget vingårdsledelsen til et andet niveau.

"På grund af David og hans teams kendskab til en fungerende vingård, dette system har gjort forskellen for os og er et godt værktøj, da det giver os den ekstra tillid, vi har brug for for at nå vores produktionsmål, " han siger.

Forskerne samarbejder også med Huber's Orchard, Vingård og vingårde i Borden, Indiana. Vingårde og frugtplantager i områder som Indiana har ofte problemet med for meget vand, men den beslutningstagende teknologi kan stadig være anvendelig.

Samarbejde med avlere er afgørende for dette projekt; at kunne indsamle data fra kilden og forstå problemer på det operationelle niveau er meget nyttigt for forskere. Derfor, holdets partnere omfatter druebønder, Almond Board of California og vingårdsejere.

"Vi er der for at lytte til dem om deres problem og hjælpe dem med at løse det, "siger Surakitbanharn.

Ebert og hans team har også været i stand til at mødes med forskellige californiske statsuniversiteter, der har forbindelser eller erfaring med kunstvanding, afgrødedyrkning og ledelse af vinforretninger.

Tværfaglig forskning er en nøglekomponent i forskningen, så teamet består af eksperter i politik, jordvidenskab, plantevidenskab, madvidenskab, sensorteknologi, miljøteknik, dataanalyse og landbrugsvirksomhed.

Teamets overordnede mål er at optimere ressourcer. De ønsker langsigtede løsninger på de problemer, der skyldes mangel, understreger vigtigheden af ​​ikke at spilde ressourcer.

"Jo mindre du spilder ting, fordi du ved, hvad virkningen kommer til at være, jo bedre det er både økologisk og økonomisk, «siger Ebert.

Gennem Big Idea Challenge's finansiering, teamet har allerede været i stand til at besøge Californien for at tale med avlere om problemer i landbrugsproduktionen samt se på eksisterende sensordata.

"Uden Big Ideas finansiering, vi ville ikke have været i stand til at lave disse forbindelser for at udvide vores forskning, siger Surakitbanharn.

Slutmålet for forskerne er at udvikle et menneskeligt computersamarbejdsbeslutningssystem, hvor avlere kan hjælpe dem med at træffe bedre beslutninger vedrørende deres landbrugspraksis. Beslutningssystemet vil være en grafisk grænseflade, der gør det muligt for brugerne let at se og analysere information. Systemet vil være en flydende og naturlig måde at give avlere den information, de har brug for, og også sætte deres feedback ind i systemet, som vil forfine analysen til yderligere brug.