Dane z czujnika wilgotności liści poprawiają produkcję wiśni

Leaf wetness sensor data improve cherry production

W lipcu 2013 roku Lav Khot, profesor inżynierii systemów biologicznych na Washington State University, i jego zespół przyglądali się sposobom zbierania, ważenia i transportu wiśni, gdy nagle nad pobliskim sadem zaczął krążyć helikopter.

Kiedy dr Khot zapytał o to plantatora, ten odpowiedział: "Ostatniej nocy padał deszcz i staramy się osuszyć korony drzew". Hodowca powiedział Khotowi, że wiśnie są podatne na pękanie, jeśli wilgoć utrzymuje się na owocach zbyt długo, więc wynajmują helikoptery, które latają nad ich sadami, aby usunąć wodę z owoców i liści, mając nadzieję, że zapobiegnie to utracie owoców.

Decyzje oparte na danych

Świeże wiśnie na rynku to lukratywny biznes. W ten sposób plantatorzy mogą sobie pozwolić na około 25 tys. dolarów, które kosztuje wynajęcie helikopterów w każdym sezonie. Starają się zrobić wszystko, co w ich mocy, aby powstrzymać wszelkie pęknięcia lub rozłupania, ale co ciekawe, dr Khot mówi, że na decyzje plantatorów wpływają całkowicie emocje. "Jeśli wystąpi deszcz, rolnik stanie się niespokojny i zatrudni pilotów do latania helikopterem".

Dr Khot zastanawiał się, czy mógłby pomóc plantatorom wiśni w podejmowaniu decyzji w oparciu o rzeczywiste dane. On i jego postdoc, dr Jianfeng Zhou, używają czujników wilgotności liściPHYTOS 31, aby określić, czy i jak długo woda jest obecna na koronach drzew po deszczu. Dr Khot ma nadzieję, że dane z tych czujników pomogą hodowcom zdecydować, czy latanie helikopterem ma sens.

Dlaczego wiśnie pękają?

Nie wszystkie odmiany wiśni pękają, ale odmiany o wysokiej zawartości cukru tak, ponieważ skórka jest cienka podczas dojrzewania. Istnieją dwie hipotezy związane z rozłupywaniem lub pękaniem owoców:

Nawadnianie: Wysoka dostępność wody w glebie podczas dojrzewania owoców (kilka tygodni przed zbiorem) zachęca drzewa do pobierania większej ilości wody, powodując pękanie owoców.
Woda deszczowa: Deszcz zbiera się w miseczce z szypułką wiśni lub zwisa z dna i jest powoli wchłaniany do owocu wzdłuż gradientu potencjału osmotycznego. Owoce zaczną pękać z powodu zwiększonego ciśnienia wewnątrz skórki.
https://metergroup

Badanie skuteczności suszenia helikopterem

Istnieją dwa podejścia do suszenia daszków. Jedno z nich wykorzystuje opryskiwacz, który wytwarza boczny wiatr, który porusza się na boki przez zadaszenia, podczas gdy drugie wykorzystuje podmuch z łopat helikoptera. Dr Khot i jego asystent badawczy eksperymentowali z prędkościami wiatru bocznego, aby sprawdzić, ile wiatru jest generowane i ile wody jest naprawdę rozpraszane. Dr Khot skomentował: "Udaliśmy się do sadu WSU i uruchomiliśmy opryskiwacz przy dwóch ustawieniach, aby zobaczyć, jak usuwana jest woda i ile wiatru przedostaje się przez zadaszenia przez określony czas". Udało im się zarówno usunąć wodę z drzew, jak i zmierzyć ją za pomocą czujników wilgotności liści. Pomiary rozpoczęto jednak po dojrzeniu wiśni, więc nie można było powiązać ich z pękaniem.

Jednym z problemów związanych z korzystaniem z helikopterów jest to, że są one niezwykle niebezpieczne. Wypadki nie należą do rzadkości, a piloci niestety ginęli. Zespół oceni również skuteczność średniej wielkości bezzałogowego helikoptera, aby sprawdzić, czy jest on w stanie wytworzyć wystarczającą ilość podmuchu, aby wysuszyć wiśnie i porównać go z helikopterami załogowymi. Dr Khot mówi: "Helikoptery są duże i trudne do latania blisko baldachimów, ale możemy zaprogramować bezzałogowego drona, aby latał blisko baldachimu i bezpiecznie pozbywał się wody". Digital Harvest i Yamaha, które wspierają ten aspekt badań, otrzymały zwolnienie od FAA, dzięki czemu mogą testować swój bezzałogowy helikopter.

Plantation of cherry trees in springtime.

Rows of cherry trees in an orchard on a cloudy day

Różne architektury drzew

Zespół dr Khota przeprowadził swoje pierwsze eksperymenty na tradycyjnej architekturze wiśni (wyobraź sobie typowe drzewo), ale w tym roku przeprowadzi eksperymenty na drzewach, które są trenowane w kształcie litery "Y" lub całkowicie pionowo. Naukowcy opracowali te nowe architektury w celu ułatwienia zbiorów i zarządzania, ale dr Zhou twierdzi, że będzie mniejsza zmienność korony, a tym samym bardziej interpretowalne wyniki w porównaniu z tradycyjną architekturą drzew, w której prędkość wiatru jest bardziej niejednorodna w całej koronie.

Wpływ gospodarczy

Dr Khot twierdzi, że ekonomiczny wpływ rozwiązania problemu pękania wiśni może być ogromny, ponieważ plantatorzy co roku ponoszą duże straty. Jeden z byłych plantatorów podkreślił to, zauważając, że tracili jeden plon na cztery. Ale mogą być też inne korzyści. Implikacje tych badań mogą prowadzić do rozwiązania innych problemów hodowców, takich jak choroby i zwalczanie szkodników. "WSU ma już dobry program AgWeatherNet, w którym monitorujemy pogodę na zewnątrz drzew w różnych lokalizacjach, ale nie wewnątrz baldachimów. Gdybyśmy mieli inteligentny sprzęt pomiarowy, taki jak czujnik wilgotności liści umieszczony w baldachimie, monitorujący poziom wilgotności w cyklu 24-godzinnym, moglibyśmy opracować modele oparte na wilgotności i powiązać je z liczbą szkodników w różnych miejscach sadu. To coś, z czego może skorzystać każdy sadownik".

Odkryj czujnik wilgotności liściPHYTOS 31

Studia przypadków, webinaria i artykuły, które pokochasz

Regularne otrzymywanie najnowszych treści.

icon-angle paski ikon ikona-czasu