Les données des capteurs d'humidité des feuilles améliorent la production de cerises

Leaf wetness sensor data improve cherry production

En juillet 2013, Lav Khot, professeur d'ingénierie des systèmes biologiques à l'université de l'État de Washington, et son équipe étaient sur le terrain pour étudier comment les cerises étaient cueillies, pesées et transportées, et son équipe étaient sur le terrain en train d'étudier comment les cerises étaient cueillies, pesées et transportées, quand soudain un hélicoptère s'est mis à tourner autour d'un verger voisin.

Lorsque le Dr Khot a interrogé le producteur à ce sujet, il a répondu : "Il a plu la nuit dernière et nous essayons d'assécher la canopée des arbres". Le producteur a expliqué à M. Khot que les cerises sont susceptibles de se fissurer si l'humidité reste trop longtemps sur le fruit, et qu'il loue donc des hélicoptères pour survoler ses vergers afin d'éliminer l'eau des fruits et des feuilles, dans l'espoir d'éviter la perte de fruits.

Décisions fondées sur des données

Les cerises fraîches sont une activité lucrative. C'est ainsi que les producteurs peuvent se permettre de payer les quelque 25 000 dollars que coûte la location des hélicoptères chaque saison. Ils essaient de faire tout ce qu'ils peuvent pour éviter les fissures et les éclatements, mais il est intéressant de noter que, selon le Dr Khot, les décisions des producteurs sont totalement influencées par l'émotion. "S'il pleut, l'agriculteur s'inquiète et engage des pilotes pour faire voler l'hélicoptère.

Le Dr Khot s'est demandé s'il pouvait aider les producteurs de cerises à prendre leurs décisions sur la base de données réelles. Avec son post-doctorant, le Dr Jianfeng Zhou, il utilise des capteurs d'humidité foliaire (PHYTOS 31) pour déterminer si et pendant combien de temps l'eau est présente sur la canopée des arbres après une pluie. M. Khot espère que les données fournies par ces capteurs aideront les agriculteurs à décider s'il est judicieux ou non de faire voler l'hélicoptère.

Pourquoi les cerises se fendent-elles ?

Toutes les variétés de cerises ne se fendent pas, mais les variétés à forte teneur en sucre le font car la peau est mince pendant la maturation. Deux hypothèses sont associées à l'éclatement ou à la fissuration des fruits :

Irrigation: Une forte disponibilité d'eau dans le sol au moment de la maturation des fruits (quelques semaines avant la récolte) encourage les arbres à absorber plus d'eau, ce qui provoque l'éclatement des fruits.
L'eau de pluie: La pluie s'accumule dans la cuvette de la queue de cerise ou pend au fond et est lentement absorbée par le fruit le long du gradient de potentiel osmotique. Le fruit commence à se fendre en raison de l'augmentation de la pression à l'intérieur de la peau.
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Recherche de l'efficacité du séchage par hélicoptère

Il existe deux approches pour le séchage des voiles. L'une utilise un pulvérisateur qui produit un vent latéral se déplaçant latéralement à travers les canopées, tandis que l'autre utilise le souffle des pales d'hélicoptère. Le Dr Khot et son assistant de recherche ont expérimenté des vitesses de vent latéral pour voir quelle quantité de vent était générée et quelle quantité d'eau était réellement dispersée. Le Dr Khot a déclaré : "Nous sommes allés dans le verger de la WSU et avons fait fonctionner le pulvérisateur à deux réglages afin de voir comment l'eau était enlevée et quelle quantité de vent traversait les canopées pendant un temps donné". Ils ont bien réussi à enlever l'eau des arbres et à la mesurer à l'aide des capteurs d'humidité des feuilles. Mais ils ont commencé les mesures après la maturation des cerises, et n'ont donc pas pu établir de lien avec la fissuration.

L'un des problèmes liés à l'utilisation des hélicoptères est qu'ils sont extrêmement dangereux. Les accidents ne sont pas rares et, malheureusement, des pilotes sont morts. L'équipe évaluera également l'efficacité d'un hélicoptère sans pilote de taille moyenne afin de vérifier s'il peut produire suffisamment de souffle pour sécher les cerises et de le comparer aux hélicoptères pilotés. Le Dr Khot explique : "Les hélicoptères sont grands et difficiles à piloter près des canopées, mais nous pouvons programmer le drone pour qu'il vole près de la canopée et se débarrasse de l'eau en toute sécurité." Digital Harvest et Yamaha, qui soutiennent cet aspect de la recherche, ont obtenu une dérogation de la FAA pour pouvoir tester leur hélicoptère sans pilote.

Plantation of cherry trees in springtime.

Rows of cherry trees in an orchard on a cloudy day

Différentes architectures d'arbres

L'équipe du Dr Khot a réalisé ses premières expériences sur des cerisiers traditionnels (imaginez un arbre typique), mais cette année, elle effectuera ses expériences sur des arbres formés en forme de "Y" ou complètement verticaux. Les chercheurs ont développé ces nouvelles architectures pour faciliter la récolte et la gestion, mais le Dr Zhou estime que la variabilité de la canopée sera moindre et que les résultats seront donc plus faciles à interpréter par rapport à l'architecture traditionnelle des arbres, où la vitesse du vent est plus hétérogène dans la canopée.

Impact économique

Selon le Dr Khot, l'impact économique de la résolution du problème de la fissuration des cerises pourrait être énorme, car les producteurs subissent actuellement de lourdes pertes chaque année. Un ancien producteur l'a souligné en indiquant qu'il perdait une récolte sur quatre. Mais il pourrait y avoir d'autres avantages. Les implications de cette recherche pourraient permettre de résoudre d'autres problèmes des producteurs, tels que la gestion des maladies et des ravageurs. "La WSU dispose déjà d'un bon programme AgWeatherNet dans le cadre duquel nous surveillons les conditions météorologiques à l'extérieur des arbres à différents endroits, mais pas à l'intérieur des canopées. Si nous disposions d'un équipement de détection intelligent, comme le capteur d'humidité des feuilles installé dans la canopée et surveillant le niveau d'humidité sur un cycle de 24 heures, nous pourrions alors développer des modèles basés sur l'humidité et les relier au nombre de ravageurs à différents endroits du verger. C'est quelque chose dont tous les producteurs peuvent bénéficier".

Découvrez le capteur d'humidité des feuillesPHYTOS 31

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