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Agricoltura moderna
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Mentre gli agricoltori si preparano per la stagione della semina ogni anno, una certa domanda può attraversare loro la mente prima di mettere il seme nelle piantatrici:come saremo in grado di prevedere meglio i raccolti questo autunno?
I ricercatori della Iowa State University (ISU) stanno studiando proprio questo. Dall'analisi della genetica, sviluppo di nuovi ibridi, creazione di sensori indossabili per piante, e stabilire nuovi strumenti, questi professori sperano di fare progressi per tutti gli agricoltori per prevedere meglio i raccolti molto prima del raccolto.
Pat Schnable, un professore ISU di agronomia e direttore dell'Istituto di Scienze Vegetali, afferma che le tecnologie innovative sulla genetica vegetale e la gestione del campo stanno rendendo la biologia più predittiva.
"L'idea è che se siamo in grado di comprendere appieno i sistemi di coltivazione, saremo in grado di prevedere le prestazioni di una data varietà in un dato campo sotto una data pratica di gestione, "dice Schnable. “Se abbiamo successo, saremo in grado di aumentare il tasso di guadagno genetico, coltivare colture per resistere alle variabilità meteorologiche, e migliorare l'accesso agli agricoltori con raccomandazioni basate sull'evidenza”.
Globale, lui dice, questo dovrebbe portare a un aumento delle rese e ad aumentare la stabilità della resa da campo a campo e di anno in anno.
I dati raccolti dalla ricerca di Schnable andranno a beneficio sia dei piccoli che dei grandi agricoltori. Comprendendo la genetica, i ricercatori saranno in grado di incorporarli in ibridi commerciali, stabilendo una resa migliore per tutti.
Lo studio di migliori previsioni sulla resa delle colture include l'esame dell'ambiente e delle precipitazioni della coltura. “Se vogliamo davvero prevedere la perdita di rendimento o identificare pratiche di gestione per aumentare i rendimenti, dobbiamo iniziare con l'acqua, "dice Sotirios Archontoulis, Professore ISU di agronomia.
Archontoulis afferma che la scienza ha una buona conoscenza delle precipitazioni idriche, ma non comprende l'acqua al di sotto della superficie del suolo e sta lavorando per ridurre il divario tra i due.
Dispositivi tecnologici di recente sviluppo che misurano l'assunzione di azoto e umidità, stanno facendo passi da gigante per scienziati e biologi vegetali nella previsione dei raccolti.
Un sensore di nitrati impiantabile, sviluppato da Liang Dong, Professore associato SU di ingegneria elettrica e informatica, è specifico per i nitrati e può essere incorporato direttamente nello stelo di una coltura.
Dong afferma che l'obiettivo del sensore di nitrati è ottenere dati in tempo reale, consentendo ai ricercatori di fornire raccomandazioni agli agricoltori sulla quantità di azoto necessaria.
"Questo non è mai stato fatto prima, "dice Schnable. “Non solo il sensore può essere utilizzato sulle colture, ma può misurare i nitrati nell'acqua delle piastrelle, livelli di nitrati nel suolo, così come l'azoto nel letame, che può essere utile per conoscere le vere concentrazioni.”
Sta usando il dispositivo mentre cerca di sviluppare ibridi più efficienti nell'uso di fertilizzanti azotati.
Un secondo sensore sviluppato da Dong, conosciuto come il tatuaggio vegetale, è un sensore di grafene adesivo che misura il vapore acqueo di una pianta o quanta acqua lascia la pianta.
Schnable dice che possono misurare la velocità con cui l'acqua si sposta dalle radici alle foglie inferiori e dalle foglie inferiori alle foglie superiori di una pianta. Esistono differenze genetiche tra le varietà, fornendo la speranza che sarà possibile sviluppare varietà resistenti alla siccità.
Il sensore sarà importante per gli scienziati per misurare la tolleranza alla siccità in diverse varietà di colture e ibridi. Però, Schnable afferma che l'impatto maggiore sarà sui terreni agricoli.
“Gli agricoltori saranno in grado di usarli per prendere decisioni sulla gestione dell'acqua, " lui dice. “Saranno in grado di mettere sensori su un certo numero di piante in un cerchio di perno. I dati ricevuti dalle piante potranno comunicare al pivot e dirgli quanta acqua mettere in certe parti del campo”.
Queste scoperte guideranno i ricercatori a una migliore comprensione del controllo genetico delle caratteristiche vegetali e agronomiche, portando allo sviluppo di migliori ibridi per gli agricoltori in tutto il Midwest.
Sebbene i sensori delle piante non siano stati rilasciati per uso commerciale, ci sono prodotti sul mercato che gli agricoltori possono utilizzare per prevedere meglio i raccolti ed eliminare i fattori di stress dai loro raccolti.
Pixel Ag, situato a Johnston, Iowa, è una società che assiste gli agricoltori utilizzando veicoli aerei senza equipaggio come i droni. L'azienda può individuare potenziali colture e terreni agricoli che necessitano di attenzione con telecamere ad alte prestazioni in grado di rilevare l'acqua, nutriente, malattia, e attacchi di insetti davanti all'occhio umano.
"Una delle cose per cui ci sforziamo è fornire i dati agli agricoltori in un formato che possono utilizzare, "dice Kevin Price, vicepresidente esecutivo di Ag Pixel. "L'ultima cosa che vogliamo fare è consegnare loro le informazioni e dire buona fortuna, quindi convertiamo le informazioni in una mappa altamente dettagliata e fedele alla scala”.
Sviluppato da tre studenti della Iowa State University, Scout Pro è progettato per i rivenditori, agronomi indipendenti, organizzazioni di coltivatori, e aziende sementiere.
Questo programma di esplorazione fornisce immagini di alta qualità per identificare i parassiti, nonché il loro ciclo di vita e la soglia. Le foto possono quindi essere aggiunte al rapporto di esplorazione per diagnosticare problemi che influiscono sulla resa.
"Il nostro obiettivo con il nostro sistema è quello di essere un'estensione di ciò che le persone stanno già facendo sul campo, "dice Stuart McCulloh, direttore del successo dei clienti per Scout Pro. “Vogliamo fornire coerenza ed efficienza, e avere dati di buona qualità.”
I clienti Scout Pro possono accedere facilmente alle piattaforme di scouting e alle informazioni da Urbandale, Società con sede in Iowa scaricando l'app dall'AppStore di Apple.
