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Agricoltura moderna
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Le tecnologie site-specific e a tasso variabile sono ampiamente conosciute e applicate oggi nelle colture a file, in molti casi guidate e valutate da monitoraggi della resa. Queste tecnologie sono un sottoinsieme di un argomento più ampio noto come agricoltura di precisione, in cui le decisioni sulle colture sono basate sui dati. I monitor della resa sono stati introdotti per la prima volta nella produzione di mais e cereali piccoli almeno due decenni fa e da allora sono diventati apparecchiature standard in molte aziende agricole.
Il monitoraggio della resa funziona misurando la portata massica di un raccolto mentre viene raccolto (ad esempio, libbre all'ora) e dividendo questa portata massica per la capacità del campo della mietitrice (ad esempio, acri all'ora) per calcolare una resa del raccolto in termini come libbre per acro. Se abbinati a un sistema di posizionamento globale, questi dati sulla resa delle colture possono essere presentati sotto forma di mappa, che mostra le relazioni spaziali delle aree a bassa e alta resa in un campo.
Di per sé, un monitoraggio della resa delle colture non genera alcuna riduzione dei costi di produzione, resa aggiuntiva o maggiori profitti, quindi la determinazione di un ritorno sull'investimento generico è difficile. Tuttavia, i dati raccolti dal monitor della resa possono guidare le decisioni di gestione che spesso si traducono in una maggiore redditività con periodi di guadagno da uno a due anni.
Monitoraggio della resa del foraggio
Sebbene sia stato svolto un po' di lavoro nella valutazione e nello sviluppo di sistemi di rilevamento del flusso di massa per la produzione di fieno, è disponibile in commercio un solo sistema per il monitoraggio della resa del fieno e i sistemi di monitoraggio della resa non sono ampiamente applicati al fieno. Per mettere questo in prospettiva, tra le prime 10 colture statunitensi per superficie e le prime sei colture statunitensi per valore, il fieno è il terzo in classifica e l'unica di queste colture in cui un monitoraggio della resa non è ampiamente implementato.
Il lavoro in corso presso la Clemson University prevede lo sviluppo di due tecnologie indipendenti per il monitoraggio della resa del fieno:un sensore di flusso di massa e un sistema di pesatura di balle rotonde. Il sensore di flusso di massa del fieno di Clemson (vedi foto sopra) funziona utilizzando sensori a ultrasuoni per misurare l'altezza dell'andana dopo che è stata rastrellata e mettendo in relazione questa altezza con una massa di fieno per unità di lunghezza dell'andana (ad esempio libbre per piede), che può essere accoppiato con la velocità al suolo della pressa per balle e la larghezza del rastrello per determinare la resa di fieno in libbre per acro.
Poiché questo sistema si concentra sulla misurazione dell'andana e non su alcune operazioni fisiche o meccaniche della pressa, è adattabile a qualsiasi mietitrice da fieno:rotopresse, piccole presse per balle quadre e grandi presse per balle quadre. Tre anni di ricerca su questo sistema hanno generalmente dimostrato errori di previsione della resa dell'ordine del 10 percento o meno.
Per dimostrare un'applicazione dell'agricoltura di precisione per la produzione di fieno, i ricercatori Clemson hanno accoppiato il loro monitor della resa del fieno con il loro sistema di "prescrizioni dirette".
Messa in funzione dei dati sulla resa
Il sistema Clemson Directed Prescriptions è un sistema che integra i dati sulla resa delle prove su striscia con i dati sulla variabilità del suolo per generare una prescrizione a tasso variabile per un campo. La particolarità di questo sistema di sviluppo di mappe di prescrizione è che è specifico del campo; la prescrizione è “diretta” dai dati di resa del campo. Il sistema mette in funzione i dati sulla resa del coltivatore e mostra una delle tante applicazioni dei dati sulla resa per la produzione di fieno.
Il test è stato avviato durante l'estate del 2016 in un campo di bermudagrass Tifton 85 irrigato di 25 acri ed è stato progettato per sviluppare una prescrizione di azoto a tasso variabile o una mappa di un campo con tassi di azoto diversi assegnati a diverse regioni del campo. Il sistema di prescrizione diretta richiede l'applicazione di un test su striscia, in cui vengono applicati diversi tassi di azoto in strisce a tasso fisso su tutta la lunghezza del campo.
I tassi in questo studio variavano da 40 a 120 libbre di azoto (N) per acro con incrementi di 20 libbre. I dati sulla resa misurati da queste strisce indicavano che la resa migliorava con tassi di azoto più elevati, stabilizzandosi a 100 libbre di N per acro, ma che il profitto diminuiva con tassi di azoto più elevati, con un profitto massimo che si verificava a 60 libbre di N per acro.
Figura 1. Dati sulla resa dei test su striscia di azoto sovrapposti alla mappa del contenuto di sabbia (a) e profitto risultante in funzione del contenuto di sabbia a ciascun tasso di azoto (b).
Il sistema delle prescrizioni dirette in questo caso utilizzava il contenuto di sabbia come base per la variabilità spaziale del suolo, sebbene si potessero utilizzare anche o alternativamente la conduttività elettrica del suolo (EC), l'elevazione e altre caratteristiche. Il contenuto di sabbia è stato sagomato per dividere il campo in sette zone di contenuto di sabbia, che vanno da una media dell'85% al 97% di contenuto di sabbia in ciascuna zona. Il sistema delle prescrizioni dirette prevedeva quindi la sovrapposizione dei dati sulla resa del test di striscia sopra le zone di contenuto di sabbia (Figura 1a) per determinare il profitto in funzione del contenuto di sabbia, indipendentemente per ciascun tasso di azoto (Figura 1b).
Figura 2. Prescrizione di azoto a tasso variabile dettata dal
Oltre allo sviluppo di una prescrizione diretta per l'azoto, i risultati di questo test hanno consentito anche la valutazione della pratica di gestione delle zone più ampiamente applicata per la produzione di fieno. Nella gestione delle zone, il campo è diviso in due o più zone di gestione della resa, con l'obiettivo nella definizione delle zone di massimizzare le differenze di resa tra le zone e ridurre al minimo le differenze di resa all'interno delle zone. Se queste zone sono adeguatamente definite, gli input di raccolto e altre decisioni possono essere adattati per essere più appropriati ai raccolti previsti.
Trovare l'approccio migliore
Per il campo di 25 acri in questo test, il campo è stato diviso in tre zone di gestione sulla base del contenuto di sabbia. I risultati del test della striscia di azoto sono stati utilizzati per creare uno scenario "what if" in cui i tassi di azoto sono stati fissati all'interno di ciascuna di queste zone ma variavano tra le zone, in particolare con tassi di azoto più elevati applicati nei terreni più pesanti e tassi di azoto più bassi applicati in quelli più leggeri suoli.
Questo studio, che è l'inizio di uno studio a lungo termine che coinvolge più fattori produttivi, ha utilizzato il monitoraggio della resa del fieno per rivelare come aumentare il profitto nella produzione di fieno. Prima dell'inizio di questo studio, si trattava di un campo Tifton-85 irrigato intensamente gestito con l'applicazione di un tasso fisso di 100 libbre di N per acro tra le talee. I risultati della resa di questo test hanno suggerito che se un tasso di azoto fisso fosse applicato sul campo, l'applicazione di 60 libbre di N per acro comporterebbe un profitto di $ 12 per acro in più per taglio rispetto al tasso di 100 libbre di N.
Se le zone di gestione della resa fossero state utilizzate per l'assegnazione del tasso di azoto per zona, i dati suggeriscono che il profitto sarebbe stato di $ 4,50 per acro maggiore per taglio rispetto al tasso fisso di 60 libbre di N. Infine, il sistema delle prescrizioni dirette suggeriva che il profitto sarebbe stato di $ 14,50 per acro maggiore per taglio rispetto al tasso fisso di 60 libbre di N per acro. Anche la gestione ambientale è migliorata; se praticati correttamente, la gestione delle zone e le prescrizioni dirette ottimizzano l'uso dei nutrienti sul campo, riducendo l'applicazione eccessiva.
Il valore di un sistema di monitoraggio della resa dipende da come le sue informazioni vengono utilizzate per migliorare la gestione. Il ritorno sull'investimento deve essere valutato caso per caso e azienda per azienda. Con quattro talee all'anno, lo studio discusso qui ha dimostrato un potenziale beneficio superiore a $ 50 per acro all'anno dall'implementazione dei dati sulla resa nella prescrizione dei tassi di azoto. Se un sistema di monitoraggio della resa del fieno fosse venduto al dettaglio per $ 7.500, i dati qui raccolti suggeriscono che il sistema potrebbe essere pagato con soli 150 acri di produzione annuale di fieno con il solo risparmio di fertilizzanti azotati.
Questo articolo è apparso nel numero di aprile/maggio 2017 di Hay &Forage Grower a pagina 14.
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