Il robusto e affidabile METOS^® Le stazioni meteorologiche sono utilizzate da decenni da molti produttori di vino, mele e ortaggi in tutto il mondo.

Dove è necessaria l'irrigazione, l'Pessl Instruments raccomanda anche l'installazione di sensori di umidità del terreno, venduti con il codice METOS.^® per risparmiare acqua e costi. METOS^® L'hardware viene fornito con una soluzione software per il monitoraggio dei dati e i processi decisionali. Clima di campo.

In questo articolo vogliamo presentarvi un nuovo componente aggiuntivo di Fieldclimate chiamato Farmview. Con Farmview offriamo ai nostri utenti la possibilità di amministrare campi e zone di coltivazione, calcolare modelli di evapotraspirazione, vedere i prossimi stress idrici e gestire le irrigazioni per una determinata coltura in determinati confini. Inoltre, lo strumento FarmView consente di vedere l'effetto dell'irrigazione, delle condizioni meteorologiche e dell'umidità del suolo con l'aiuto di stazioni fisse e virtuali e con i dati satellitari.

Focus su widget e mappatura

In FarmView abbiamo puntato su widget di panoramica e di mappatura che consentono di visualizzare, filtrare e ordinare i campi. Siamo convinti che questi strumenti rendano il supporto decisionale più facile da usare. Dopo aver definito l'azienda agricola, il campo, la zona di coltivazione e i suoi confini, viene visualizzata una pagina di riepilogo di tutte le zone/campi di coltivazione e delle loro caratteristiche di base. Da qui è possibile aggiornare o eliminare facilmente le zone colturali, filtrarle e vedere quali sono attive e quali no.

Figura 1. Esempio di pagina di gestione di FarmView.

Il widget sull'uso dell'acqua vi offre lo stato idrico aggiornato dei vostri campi. Questo può essere modellato o misurato a seconda dei sensori installati nel campo o delle stazioni virtuali acquistate. Il widget offre anche la possibilità di dare priorità ai campi che richiedono la vostra attenzione. La mappa allegata mostra i valori nello spazio.

Figura 2. Esempio del widget di FarmView che visualizza la somma dell'umidità del suolo in mm e del widget di mappatura che visualizza la PAW relativa.

Monitorare l'uso dell'acqua nelle colture e prendere decisioni dettagliate sull'irrigazione.

Indipendentemente dai sensori installati o dalle stazioni virtuali acquistate, FarmView è in grado di rispondere alle domande sull'uso dell'acqua nelle colture. Utilizzando il modulo FarmView Irrimet è possibile modellare l'umidità con l'uso dei sensori di pioggia ed evapotraspirazione METOS o dei sensori virtuali, utilizzando un semplice modello di bilancio idrico. Utilizzando gli strumenti per l'umidità del suolo in FarmView, è possibile misurare l'acqua effettiva con l'aiuto del sensore di umidità del suolo. Tutti i risultati possono essere visualizzati in mm di acqua o in % di acqua disponibile per le piante (PAW). Utilizzando i mm, è possibile vedere il deficit idrico effettivo e quindi decidere facilmente l'acqua necessaria per l'irrigazione.

Se si decide di acquistare sensori di umidità del suolo a profondità multiple, FarmView offrirà un'ulteriore opzione per analizzare ogni profondità separatamente, sempre in % o mm. Un altro vantaggio dei sensori di umidità del suolo è la possibilità di sommare le profondità rilevanti per la coltura in una determinata fase di crescita (Figura 3).

L'algoritmo di bilanciamento idrico utilizza l'evapotraspirazione basata su Penman-Montheith. Gli algoritmi sono trasparenti e ben descritti nella guida del software e nella sezione "Gestione delle risorse idriche". tutorial video.

Figura 3. L'umidità del suolo proveniente da sensori a profondità multipla (sotto) e la somma dell'umidità del suolo (sopra) sono mostrate per diversi stadi di profondità delle radici.

Combinando gli strumenti di cui sopra con la vostra esperienza, deciderete il momento e la quantità di irrigazione in base a una determinata fase della coltura. FarmView vi accompagna anche durante l'immissione e la memorizzazione delle quantità di irrigazione. Un calendario simile a quello di Google offre funzionalità di immissione per le tecnologie di irrigazione a pioggia, a pioggia, a pioggia e a goccia. I calcoli per l'utilizzo dell'acqua da parte delle colture ne tengono immediatamente conto.

Figura 4. Calendario Irrimet che consente di inserire eventi di irrigazione regolari o singoli.

Scouting con il satellite

Per potenziare ulteriormente le funzionalità di FarmView abbiamo deciso di ingerire dati satellitari utilizzando Sinergse Servizi Sentinel-Hub. Abbiamo iniziato con i dati ottici Sentinel-2 disponibili in tutto il mondo e, in base alle richieste future, siamo in grado di aggiungere anche dati ad alta risoluzione (ad esempio Planet Lab) o dati a microonde per monitorare l'umidità del suolo.

Il grande vantaggio dei dati satellitari Sentinel-2 non è solo, come spesso pubblicizzato, l'alta risoluzione spaziale, ma anche l'alta rivisitazione. Alcune aree del mondo ricevono immagini ogni tre giorni. Utilizzando queste informazioni insieme ai dati attuali e storici delle stazioni METOS (utilizzando, ad esempio, i gradi giorno di crescita accumulati (AcGDD) o le precipitazioni), possiamo fornire stime basate sull'intelligenza artificiale delle fasi colturali necessarie per il monitoraggio dell'uso dell'acqua nelle colture (come descritto nel capitolo precedente). Viceversa, possiamo valutare il tipo di condizioni meteorologiche durante le diverse fasi della coltura, se sono stati raggiunti sufficienti GDD o come le condizioni meteorologiche potrebbero aver influito sulla biomassa in anni diversi.

Figura 5. Esempio di serie temporali di biomassa su un campo di mais nel 2020 (grafico superiore) insieme all'output di bilanciamento idrico (centrale) e ai gradi giorno di crescita accumulati e alle precipitazioni sovraimpresse con le diverse fasi della coltura (sotto). Si prevede che il mais di buona qualità raggiunga valori di LAI fino a 6.

Successivamente, i dati ottici e dell'infrarosso medio di Sentinel-2 dell'inizio della stagione vengono utilizzati durante il campionamento per i nostri sensori di nutrizione - Mobilab e per il sensore di vegetazione - Dualex.

Un altro grande vantaggio dei dati Sentinel-2 è l'elevata risoluzione spaziale di 10 m, che consente di visualizzare mappe della biomassa, di generare mappe di gestione o di applicazione e, non da ultimo, di rilevare gli effetti di eventi meteorologici estremi (ad esempio, gelate, grandinate, tempeste) o della topografia (Figura 6). È consigliabile controllare lo stato della biomassa prima di ogni operazione, se si tratta di irrorazione, irrigazione o raccolta, e di nuovo qualche giorno dopo. Le dense serie temporali in vaste regioni del mondo consentono di studiare gli effetti in meno di una settimana e permettono di agire tempestivamente. Ad esempio, il rilevamento di un'ampia porzione di campo in cui la semina è fallita a causa della temperatura o dello stress da umidità, può motivare a riseminare di nuovo. Un altro
Un esempio può essere il fallimento della tecnica di irrigazione su un campo di difficile accesso, che può essere rilevato in pochi giorni come un'anomalia nella crescita della vegetazione monitorata dal satellite.

Figura 6. Un campo di mais nel Brasile centrale durante la fine di marzo e l'inizio di aprile 2020. La diminuzione della biomassa nella porzione nord-occidentale del campo è dovuta a una collina erosa. Le strisce riflettono le terrazze create per ostacolare la perdita d'acqua.

CONCLUSIONE e sguardo al futuro

Il servizio FarmView di Fieldclimate combina l'hardware e il software METOS® esistenti con i dati satellitari per fornire un complesso sistema di monitoraggio dei campi nello spazio e nel tempo. FarmView offre una serie di strumenti e widget intelligenti che consentono di classificare i campi in base alle azioni necessarie per la semina, l'irrorazione, l'applicazione di fertilizzanti, il raccolto o altre strategie di gestione.

In questo articolo abbiamo presentato i moduli di FarmView per il monitoraggio dell'uso dell'acqua nelle colture - Irrimet e Soil moisture - e i prodotti basati sui dati satellitari Sentinel-2. I nostri prossimi obiettivi sono quelli di fornire output sotto forma di widget cartografici con schemi colorati e di fornire mappe di campionamento del suolo e della vegetazione Sentinel-2. I prossimi moduli di FarmView saranno introdotti nel 2021 e includeranno il monitoraggio delle malattie, la mappatura della nutrizione e prodotti basati su tracker.