La vista degli irrigatori in funzione in una giornata piovosa non è rara in Florida.
Lo stesso vale per i paesaggi bruciati dal sole durante una delle giornate afose della Florida, quando i programmi di irrigazione non sono stati modificati a causa della pioggia prevista.
Per l’agricoltura, la situazione è più complessa in quanto gli agricoltori dipendono dalla scienza dell’irrigazione di precisione per gestire i raccolti che si traducono in una resa sana del cibo che mangiamo e delle piante che acquistiamo.
L'Istituto nazionale per l'alimentazione e l'agricoltura (NIFA) del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (USDA) ha appena assegnato una sovvenzione di 374,999 dollari a Haimanote Bayabil dell'Università della Florida, assistente professore di ingegneria agraria e biologica presso l'Istituto di scienze alimentari e agricole (UF/IFAS) ) Centro di ricerca ed educazione tropicale (TREC) a Homestead. Con tale sovvenzione, guiderà un team di scienziati nello sviluppo della metodologia per i sistemi di irrigazione con intelligenza artificiale (AI) che stimano l’evapotraspirazione, una componente principale del ciclo dell’acqua che è fondamentale per il mantenimento delle colture nei campi agricoli.
“L’evapotraspirazione è un processo ad alta intensità energetica e tuttavia una componente critica del ciclo dell’acqua, che finora non è stata misurata”, ha affermato Bayabil. “Intendiamo sviluppare un metodo per stimare i tassi di evapotraspirazione effettivi a livello di campo e i livelli di stress idrico delle colture, in base al livello di sete delle piante, che consentirebbe l’implementazione di pratiche di gestione dell’irrigazione di precisione su diverse scale”.
Il progetto utilizzerà esperimenti sul campo, analisi dei dati e sviluppo dell’intelligenza artificiale per la generazione di algoritmi, nonché la modellazione idrologica e delle colture, portando la scienza dell’agricoltura al livello successivo e nelle mani di coloro che ne hanno più bisogno: coltivatori e agricoltori.
Bayabil, che ha presentato la proposta, ritiene che la metodologia farà avanzare le attuali tecnologie di pianificazione dell’irrigazione, dotate di sensori e intelligenza artificiale, fornendo agli agricoltori e ai coltivatori la tecnologia necessaria per bilanciare un’irrigazione di precisione efficace che aumenti la produttività delle colture e risparmi acqua pur consentendo affinché servano come amministratori chiave del miglioramento della qualità dell’acqua e dell’ambiente
Il calcolo dell’evapotraspirazione su scala di campo fornirà informazioni critiche che potrebbero avere un’ampia gamma di applicazioni nella modellazione meteorologica, climatica, idrologica e nella gestione delle risorse idriche, non solo nell’agricoltura irrigua.
"Prevediamo di sviluppare uno strumento web con intelligenza artificiale e, con i progressi nelle tecnologie di rilevamento a infrarossi, ci aspettiamo che i coltivatori saranno in grado di raccogliere e caricare le proprie immagini sul sito web e ottenere feedback", ha aggiunto.
Inoltre, i risultati verranno utilizzati anche per mettere a punto modelli colturali e climatici che possano essere utilizzati per guidare agricoltori e coltivatori nelle decisioni sulla gestione dell’irrigazione.
Gli esperimenti sul campo inizieranno immediatamente al TREC e consisteranno in 32 appezzamenti sperimentali dove verranno coltivati fagiolini e mais dolce, due dei prodotti più prodotti della Florida. L'esperimento sarà impostato per fornire diverse gamme di trattamenti di irrigazione con funzionalità di risoluzione dei problemi tramite controllo remoto. Nel sito sperimentale verrà inoltre installata una stazione meteorologica per monitorare le condizioni meteorologiche e le interazioni che si verificano durante l'esperienza.
“Lo studio di diversi trattamenti di irrigazione ci consentirà di comprendere la risposta delle colture e i cambiamenti nei tassi di evapotraspirazione in funzione del livello di irrigazione”, ha affermato Bayabil.
Il culmine del progetto svilupperà un sito web con strumenti di intelligenza artificiale resi disponibili per uso pubblico. L’infrastruttura di ricerca creata nell’ambito di questo progetto verrà utilizzata per implementare facilmente esperimenti più avanzati e complessi per condurre attività di ricerca e estensione a lungo termine nella gestione di precisione dell’acqua per la produzione vegetale.
"Spero che questo progetto abbia un impatto significativo e duraturo sugli sforzi più ampi volti a sviluppare iniziative realistiche e sostenibili di gestione del territorio e dell'acqua che non solo conservino l'acqua e aumentino la produttività delle colture, ma migliorino anche la qualità dell'acqua e i servizi ecosistemici", ha affermato Bayabil. .
Bayabil è affiancato da un team altamente specializzato di ricercatori dislocati in tutto lo stato, tra cui Bruce Schaffer, professore di ecofisiologia delle colture orticole subtropicali e tropicali come co-investigatore principale, e Young Gu Her, assistente professore di idrologia e ingegneria agricola presso il TREC. Si uniscono al team di Gainesville e Immokalee, rispettivamente, Gerrit Hoogenboom, professore e studioso preminente dell'UF di modellazione delle colture, sistemi di supporto alle decisioni e sicurezza alimentare, e Ioannis Ampatzidis, assistente professore di ingegneria dell'agricoltura di precisione presso l'UF/IFAS Southwest Florida Research and Education Centro. Ulteriore collaborazione arriverà dal Centro scientifico e di osservazione delle risorse terrestri dello United States Geological Survey (USGS).
- Lourdes Rodriguez, Università della Florida