Erdbeerzüchter haben jetzt ein kostenloses Smartphone-Anwendungstool, um die Sprühbedeckung vorherzusagen, um Schädlinge wie Spinnmilben mit zwei Flecken, Lygus-Käfer und Blattwickler zu bekämpfen, dank eines dreijährigen Gemeinschaftsprojekts, an dem landwirtschaftliche Entomologen von UC Davis beteiligt waren Christian Nansen und mehrere Informatik-Majors der UC Davis.
„Es ist bekannt, dass viele Variablen die tatsächliche Besprühung auf Getreidefeldern beeinflussen“, sagte Nansen, außerordentlicher Professor an der Abteilung für Entomologie und Nematologie der UC Davis. „Dazu gehören Traktorgeschwindigkeit, Spritzdüsen, Spritzvolumen, Gestängehöhe, Hilfsstoffe und Wetterbedingungen. Aber welche sind die wichtigsten? Und gibt es mögliche Wechselwirkungen zwischen einigen dieser Variablen?“
Durch Intelligentes Spray, einer App, die sowohl für iOS- als auch für Android-Telefone entwickelt wurde, können Erzeuger die Qualitätskontrolle von Pestizid-Sprühanwendungen auf ihren Erdbeerfeldern optimieren und durchführen, sagte Nansen.
Der Informatik-Major Krishna Chennapragada, jetzt ein Alumnus, startete die Programmierung und das anfängliche Design und zählte etwa 500 Stunden vor seinem Abschluss. Das heutige Team besteht neben Nansen aus den Rekruten Gabriel Del Villar, einem Informatik-Absolventen von 2019, und Alexander Recalde, einem Senior mit Schwerpunkt Informatik. Zusammen haben sie fast 400 Stunden für das Projekt angehäuft.
„Das Projekt ist wirklich multidisziplinär“, sagte Nansen und fügte hinzu: „Eines der großartigen Dinge an der UC Davis ist, dass die Barrieren zwischen den Hochschulen sehr, sehr gering sind.“
Die Informatiker „haben keine Erfahrung in der Landwirtschaft, aber sie interessieren sich sehr für das Projekt und dafür, wie sie zu einer nachhaltigen Lebensmittelproduktion beitragen können“, sagte Nansen und fügte hinzu: „Sie sind wirklich, wirklich gut. Wir brauchen Menschen mit ihren Fähigkeiten und ihre Arbeit bereichert auch ihre Karriere.“
Die Smart Spray-App, so sagten sie, ermöglicht es einem Benutzer, die Sprühabdeckung unter verschiedenen Betriebsszenarien vorherzusagen, einschließlich Düsentyp, Sprühvolumen und Traktorgeschwindigkeit sowie Wetterdaten wie Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Wind. Ein wichtiger Teil des Prozesses: Der Benutzer legt vor einer Sprühanwendung eine wasserempfindliche Karte auf das Feld, fotografiert sie und lädt sie in die App hoch.
„Wenn Sie ein Züchter sind, können Sie davon ausgehen, dass Sie beim Sprühen umso besser decken, je mehr aus der Düse kommt“, sagte Nansen. „Aber wenn zum Beispiel der Wind zu stark ist, die relative Menschlichkeit zu niedrig ist, der Druck zu hoch ist oder Sie zu schnell fahren – selbst wenn Sie große Mengen sprühen –, können Sie eine sehr schlechte Abdeckung erhalten und es ist teuer. Übermäßiges Spritzwasser kann durch sogenannte „Spritzverwehungen“ auch auf andere Felder oder nahegelegene Siedlungen gelangen.“
„Normalerweise sprüht ein Züchter 100 bis 150 Gallonen pro Morgen, wenn er oder sie sprüht“, erklärte Nansen. Die wasserempfindliche Karte ist gelb, aber sie kodiert blau, wenn sie mit Feuchtigkeit interagiert. „Diese Karten gibt es schon lange“, sagte er. „Sie kosten ungefähr 1 Dollar pro Karte, nicht billig. Aber es ist billig, wenn Sie Tausende von Dollar ausgeben, um die Schädlinge zu bekämpfen. Und die Pestizidfirmen können für die Karten bezahlen.“
„Angenommen, Sie möchten Ihre Abdeckung vorhersagen, bevor Sie heute Abend oder morgen sprühen“, erklärte Nansen. „Schauen Sie sich die Wetterbedingungen an; was ist die Prognose? Wie willst du das dann machen? Was ist, wenn Sie 100 Gallonen sprühen und zwei Meilen pro Stunde fahren möchten? Sie geben die Daten – und alle anderen zutreffenden Daten – in der Smart Spray App ein. Es wird die Abdeckung vorhersagen, die Sie mit neun verschiedenen Düsen erhalten. Das sind die Düsen, die der typische Erdbeerzüchter verwendet, eine Zahl, die wir auf fast 3000 experimentellen Sprühvorgängen über drei Jahre basieren. Also haben wir zum Beispiel viele Hausaufgaben gemacht – verschiedene Sprühgeräte, verschiedene Pflanzengrößen, verschiedene Pflanzenabstände und unter verschiedenen Wetterbedingungen. Wir haben alle Bereiche abgedeckt, die wir uns vorstellen konnten. Wir haben die Wasser- und Betriebsdaten gesammelt und die Verlaufsanalyse (für die Modellierung) durchgeführt.“
„Mit dieser Vorhersage können Sie ihm einen Namen geben, z. B. Feld 6, und von der Datenbank aus darauf zugreifen“, sagte Nansen. „Es geht um Qualitätskontrolle. Es ist ein Werkzeug zur Vorhersage und Durchführung von Qualitätskontrollen. Es befähigt den Züchter und auch den Sprüher, eine bessere Arbeit zu leisten. Wenn zum Beispiel die Bedingungen schlecht sind und die App anzeigt, dass das Sprühen nur zu 20 Prozent wirksam ist, sollten Sie nicht sprühen.“
„Das Smart Spray ist nicht nur – es sind Fungizide, Herbizide und alles, was Sie sprühen möchten“, bemerkte Nansen. „Diese App wurde für Erdbeeren entwickelt; Wenn es für Sojabohnen, Zwiebeln und Kohl verwendet würde, wäre es immer noch nützlich, aber die Genauigkeit wäre daneben.“ Ausstehende Apps: Mandel, Pistazie und Tomate.
Die Informatiker arbeiten gerne an dem Projekt. Recalde nahm an einem Treffen der Sprayer an der Central Coast teil, um über die App zu sprechen. „Ich hörte ‚Oh, wow, du siehst so jung aus!' er erinnerte sich. „Dann erzählten wir ihnen von diesem nützlichen Werkzeug, verschiedenen Möglichkeiten, wie Technologie in der Landwirtschaft angewendet werden kann. Sie waren wirklich daran interessiert, wie Technologie ihre Arbeit verbessern kann.“
Del Villar, zu dessen Computerinteressen es auch gehört, Jugendlichen das Programmieren beizubringen, sagte, er freue sich darauf, die Smart Spray-App noch besser und nützlicher zu machen. Er spricht fließend Spanisch und Englisch und plant, die App ins Spanische zu übersetzen. Andere Sprachübersetzungen sind ebenfalls in Arbeit.
Jetzt sucht das Team nach Feedback, um die App zu verbessern. „Wir hoffen, dass die Erzeuger es annehmen werden“, sagte Nansen, „und uns dabei helfen, Wege zu finden, es zu verbessern.“
Ein Feedback von Eric Flora, Global Field Development und Manager von Crop Enhancement, Inc., Paso Robles: „Ich denke, Smart Spray ist ein sehr hilfreiches Tool für Landwirte und Berater als Leitfaden zur Auswahl von Sprühdüsen, Sprühvolumen, Traktorgeschwindigkeit und andere wichtige Faktoren zur Maximierung der Spritzabdeckung. Die Verwendung von Sprühkarten ist der beste und einfachste Weg, um festzustellen, ob Ihr Schädlingsziel ein Problem darstellt, wenn Sie überall in der Baumkrone eindringen. Karten dort zu platzieren, wo die spezifischen Schädlinge den Wirt angreifen, gibt die besten Informationen.“
Staatliche, bundesstaatliche und industrielle Zuschüsse, einschließlich der California Strawberry Commission und der Floriculture and Nursery Research Initiative (FNRI) des Agricultural Research Service des US-Landwirtschaftsministeriums, helfen bei der Finanzierung des Projekts.
Laut Strawberry Commission baut Kalifornien etwa 88 Prozent der landesweiten Erdbeeren auf etwa 34,000 Morgen entlang der kalifornischen Küste an. Erdbeeren sind in Kalifornien das ganze Jahr über erhältlich.
Bundesweit beträgt die Produktion frischer Erdbeeren jede Saison durchschnittlich 50,000 Pfund pro Acre. Die etwa 300 Erdbeerbauern stammen aus fünf verschiedenen Gebieten Kaliforniens: Watsonville/Salinas, Santa Maria, Oxnard, Orange County/San Diego und dem Central Valley. Dazu gehören Bauernfamilien mit mehreren Generationen, die sowohl biologische als auch konventionelle Erdbeeren anbauen.
Weitere Informationen zur Smart Spray App finden Sie im Handbuch unter https://bit.ly/2q3lsL3 oder kontaktieren Sie Nansen unter chrnansen@ucdavis.edu oder 530-752-2728.
- Kathy Keatley Garvey, UC Davis
Foto oben: Das Smart-Spray-Team: Informatiker Gabriel Del Villar; Agrarentomologe Christian Nansen und Informatiker/Student Alexander Recalde. Foto: Kathy Keatley Garvey