Previsioni di oggi, prescrizioni domani:la ricerca punta a convertire i dati in soluzioni ottimali

Le recenti tendenze in agricoltura hanno posto l'accento su alcuni argomenti specifici del settore. Tra l'altro, il tempo, dati, e la ricerca sono state importanti e oggetto di accesi dibattiti in tutto il paesaggio agricolo.

La Iowa State University mantiene una forte presenza tra i college per l'agricoltura e le major e la ricerca legate all'agricoltura.

Uno dei ricercatori che contribuiscono agli studi dell'università è Sotirios Archontoulis, un professore associato di sistemi colturali integrati per il programma di agronomia.

"Fondamentalmente, la mia ricerca è capire la complessa interazione tra le colture, suoli, e ambiente, ” dice Archontoulis. “[Il mio] interesse è [nel] rendimento, ed ovviamente, la sostenibilità. Facciamo ricerche in questo settore per capire quali pratiche aumentano la resa e riducono al minimo la lisciviazione di azoto e le emissioni di N2O nell'atmosfera. Ci occupiamo sia di ricerca sul campo che di modelli di simulazione.

“Utilizziamo la modellazione perché è impossibile misurare tutto sul campo, quindi misuriamo alcune cose, e poi usiamo il modello per ottenere il quadro generale. Un altro motivo è che con la modellazione possiamo andare avanti e indietro nel tempo, comprendere le tendenze storiche, e prevedere traiettorie future”.

Archontoulis e gli agricoltori del Midwest hanno osservato e sentito gli effetti di un 2019 prevalentemente umido attraverso il Corn Belt.

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Meteo e rendimenti 2019

L'anno scorso ha segnato l'anno più piovoso mai registrato per gli Stati Uniti dal 1973, secondo la National Oceanic and Atmospheric Administration.

Quell'umidità è iniziata presto e spesso nel Midwest, creare problemi con la semina per gli agricoltori, ma molti agricoltori sono riusciti a salvare la stagione 2019.

“2019, è stato un anno meteorologico molto impegnativo, ma sono molto contento che l'Iowa sia stato in grado di tamponare tutto questo clima estremo, ” dice Archontoulis. “Abbiamo avuto raccolti di mais migliori rispetto al 2018; 1% in più di resa e 3% in più di produzione di mais".

Mentre l'Iowa ha gestito un anno produttivo, Archontoulis sottolinea che l'Illinois e l'Indiana non sono andati altrettanto bene, perdendo dal 10% al 15% della loro produzione, principalmente a causa del tempo e del ritardo nella semina.

Nonostante la semina ritardata e i periodi di maltempo, Illinois e Indiana hanno comunque superato le aspettative di alcune persone anche dopo l'inizio in ritardo.

"In qualche modo, il Corn Belt è stato in grado di tamponare tutta questa variabilità, ” dice Archontoulis. “Sono un po' scettico sul futuro perché quello che è successo nel 2019 a maggio, probabilmente lo vedremo più spesso nei prossimi anni.

“Dobbiamo davvero fare qualcosa per questo periodo [primaverile]. Sì, un anno, forse eravamo un po' leggeri, ma se questo continua anno dopo anno, dobbiamo fare dei cambiamenti, e dobbiamo trovare modi per proteggere la produzione".

Archontoulis osserva che in passato gli agricoltori hanno avuto circa 64 giorni adatti al lavoro sul campo, e ora è sceso a circa 45. Archontoulis dice con le tendenze attuali, i giorni continueranno a cadere.

Con giorni limitati sul campo e nessuna possibilità di garantire eventi meteorologici futuri, Archontoulis propone attività a breve termine per ridurre al minimo i danni causati da eventi piovosi caotici.

Archontoulis afferma che un'opzione è investire in tecnologia per accelerare la stagione della semina e uscire più rapidamente dal campo. Archontoulis dice anche che si potrebbe dare maggiore enfasi al drenaggio.

“Ci sono campi senza drenaggio di piastrelle, e poi dopo una grande pioggia, potrebbe volerci una settimana prima che i terreni si asciughino, ” dice Archontoulis. “I campi con drenaggio delle piastrelle possono richiedere due giorni, e poi l'agricoltore può andare a fare le operazioni”.

Insieme a quelle idee, Archontoulis e altri ricercatori dello stato dell'Iowa tentano di combinare gli sforzi sul campo con le conoscenze applicabili per il massimo beneficio delle fattorie del Midwest. Con i dati raccolti dall'anno meteorologico insolito, Archontoulis e Iowa State aggiungono un altro anno di informazioni disponibili.

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Ricerca

Entrando nella stagione 2020, Archontoulis attende la primavera quando valuterà diversi fattori del sistema agricolo.

Con quelle variabili, Archontoulis cercherà le tendenze storiche per migliorare la precisione.

“Con il passare dei mesi e iniziando a fare previsioni, esaminerò diversi aspetti, ” dice Archontoulis. "Vedrò le proiezioni per il tempo e come queste proiezioni influenzeranno la dinamica dell'azoto del suolo, acqua sporca, e temperatura del suolo. In altre parole, come l'offerta di azoto del suolo nel 2020 [da gennaio ad aprile] si confronta con l'anno precedente. Ciò può fornire alcune informazioni per informare il processo decisionale.

"I livelli di nitrati nel suolo sono molto critici perché nei prossimi tre mesi - aprile, Maggio, e giugno – gli agricoltori applicano fertilizzanti. Quindi sarà utile avere un'idea di quanto c'è nel terreno o come la tendenza tra la primavera si confronta con gli ultimi cinque anni - 20 anni".

Con tale analisi, gli agricoltori possono modificare le quantità di fertilizzante che mettono.

Tali informazioni vengono aggiunte al pool di dati disponibili. I dati vengono utilizzati per migliorare i modelli e aggiungere accuratezza alle diverse alternative che possono essere utilizzate per le aziende agricole.

Mentre l'analisi e i ruoli dei ricercatori sono importanti, deve ancora essere fornito con le esperienze e le conoscenze degli agricoltori.

“Ogni agricoltore conosce il proprio campo particolare meglio di chiunque altro, ” dice Archontoulis. “Difficile consigliare chi è già esperto in una disciplina. Siamo bravi a dare consigli generali, ma andare a dare consigli per un campo particolare, abbiamo bisogno di avere più dati dall'agricoltore per fare un'analisi del modello specifico del sito e trovare opzioni di gestione".

Oltre ad avere quello sfondo sulla terra, Archontoulis afferma anche che è importante coinvolgere gli agricoltori nel porre domande sui processi e sui risultati della ricerca.

Lavorare insieme, agricoltori e ricercatori aggiungono molteplici prospettive e idee, ricevendo feedback dal gruppo che utilizza maggiormente gli strumenti.

“Cerchiamo di dare qualcosa che avvantaggia l'agricoltore, e l'agricoltore è la persona che può valutare quanto sia buono o cattivo il nostro strumento di previsione, ” dice Archontoulis. “Il modo in cui vedo le cose, per fare progressi più rapidi, dobbiamo investire più tempo, e dobbiamo trovare modi per lavorare sempre più a stretto contatto con gli agricoltori. Questo è l'unico modo.

"Agricoltori, nella mia esperienza, avere idee brillanti. Portano domande valide alla ricerca, e hanno molti anni di esperienza, che a volte vale più di 20 anni di dati”.

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Secondo Archontoulis, il valore dell'analisi dei dati per gli agricoltori può essere misurato in tre fasi dal lato della ricerca dell'operazione.

Il primo livello è solo dati e creazione di relazioni empiriche. La seconda fase consiste nell'utilizzare tali dati per generare previsioni, che è la fase attuale in cui afferma di trovarsi. La terza fase consiste nel migliorare tali previsioni per creare soluzioni ottimali o previsioni basate su prescrizioni.

La fase finale richiederà un bel po' di tempo, dice Archontoulis. Sebbene le previsioni non siano sufficientemente accurate per raggiungere il livello di prescrizione con elevata sicurezza, Archontoulis si aspetta che raggiungiamo il terzo stadio prima di quanto la gente possa pensare.

Per aiutare a muoversi verso quel terzo livello, Archontoulis e altri ricercatori dell'Iowa State hanno sviluppato la previsione e la valutazione dei sistemi di coltivazione (FATTI). Da quando FACTS è stato lanciato, Archontoulis ha contribuito a regolare il sistema per migliorarne la qualità e la precisione.

FACTS mira a fornire agli agricoltori informazioni sul tempo, suolo, e colture per assistere con il processo decisionale durante la stagione di crescita. Fuori stagione, il sistema misura le diverse performance degli anni precedenti per fornire scenari futuri e diverse alternative che aiutano a guidare le decisioni per le prossime stagioni.

"Fondamentalmente, quello che abbiamo fatto è stato espandere le previsioni da un paio di campi in Iowa all'intero Corn Belt, quindi è stata una svolta importante per noi, ” dice Archontoulis. "Siamo stati in grado di eseguire simulazioni e rilasciare risultati in tempo reale per 30-40 campi all'interno di una contea - e poi abbiamo avuto Iowa, Illinois, e Indiana – quindi questo fa circa 280 contee. Parliamo di migliaia di campi».

Oltre a gestire la stagione 2019, il sistema gestiva anche stagioni storiche per le contee, pure, creando un punto di riferimento per ogni area. Generando un benchmark, il sistema può confrontare il 2020 rispetto agli anni precedenti man mano che il 2020. Archontoulis prevede che in futuro il sistema si estenda a più stati del Midwest.

Per visualizzare il sistema FACTS, clicca qui.