Alors que les agriculteurs se préparent chaque année pour la saison des semis, une certaine question peut leur venir à l'esprit avant de mettre les graines dans les semoirs :comment pourrons-nous mieux prévoir les rendements cet automne ?
Des chercheurs de l'Iowa State University (ISU) étudient justement cela. De l'analyse génétique, développer de nouveaux hybrides, créer des capteurs portables pour les plantes, et la mise en place de nouveaux outils, ces professeurs espèrent faire des percées pour tous les agriculteurs afin de mieux prévoir les rendements bien avant la récolte.
La grande image
Pat Schnable, professeur ISU en agronomie et directeur de l'Institut des sciences végétales, affirme que les technologies innovantes sur la génétique des plantes et la gestion des champs rendent la biologie plus prédictive.
« L'idée est que si nous pouvons bien comprendre les systèmes de culture, nous pourrons prédire les performances d'une variété donnée dans un domaine donné sous une pratique de gestion donnée, ", dit Schnable. « Si nous réussissons, nous pourrons augmenter le taux de gain génétique, cultiver des cultures pour résister aux aléas climatiques, et améliorer l'accès aux agriculteurs avec des recommandations fondées sur des preuves.
Globalement, il dit, cela devrait conduire à une augmentation des rendements et à une stabilité accrue des rendements d'un champ à l'autre et d'une année à l'autre.
Les données recueillies grâce à la recherche de Schnable profiteront à la fois aux petits et aux grands agriculteurs. En comprenant la génétique, les chercheurs pourront les incorporer dans des hybrides commerciaux, l'établissement d'un meilleur rendement pour tout le monde.
L'étude de l'amélioration des prévisions de rendement des cultures comprend l'examen de l'environnement et des précipitations de la culture. « Si nous voulons vraiment prédire la perte de rendement ou identifier des pratiques de gestion pour augmenter les rendements, il faut commencer par l'eau, " dit Sotirios Archontoulis, Professeur ISU en agronomie.
Archontoulis dit que la science a une bonne compréhension des précipitations de l'eau, mais manque de compréhension de l'eau sous la surface du sol et s'efforce de réduire l'écart entre les deux.
Capteurs de plantes et « tatouages » de plantes
Dispositifs technologiques récemment développés mesurant l'apport d'azote et d'humidité, font des progrès remarquables pour les scientifiques et les biologistes des plantes dans la prévision des rendements.
Un capteur de nitrate implantable, développé par Liang Dong, Professeur agrégé SU de génie électrique et informatique, est spécifique au nitrate et peut être intégré directement dans la tige d'une culture.
Dong dit que l'objectif du capteur de nitrate est d'obtenir des données en temps réel, permettant aux chercheurs de donner des recommandations aux agriculteurs concernant la quantité d'azote nécessaire.
"Cela n'a jamais été fait auparavant, ", dit Schnable. « Non seulement le capteur peut être utilisé sur les cultures, mais il peut mesurer les nitrates dans l'eau des tuiles, taux de nitrates dans le sol, ainsi que l'azote dans le fumier, ce qui peut être bénéfique pour connaître les vraies concentrations.
Il utilise l'appareil car il cherche à développer des hybrides plus efficaces dans l'utilisation d'engrais azotés.
Un deuxième capteur développé par Dong, connu sous le nom de tatouage végétal, est un capteur de graphène adhésif mesurant la vapeur d'eau d'une plante ou la quantité d'eau qui quitte la plante.
Schnable dit qu'ils peuvent mesurer la vitesse à laquelle l'eau se déplace des racines aux feuilles inférieures et des feuilles inférieures aux feuilles supérieures d'une plante. Il existe des différences génétiques entre les variétés, laissant espérer qu'il sera possible de développer des variétés résistantes à la sécheresse.
Le capteur sera important pour les scientifiques pour mesurer la tolérance à la sécheresse dans différentes variétés de cultures et hybrides. Cependant, Schnable dit que le plus grand impact sera sur les terres agricoles.
« Les agriculteurs vont pouvoir les utiliser pour prendre des décisions en matière de gestion de l'eau, " il dit. « Ils pourront placer des capteurs sur un certain nombre de plantes dans un cercle de pivot. Les données reçues des plantes pourront communiquer au pivot et lui indiquer la quantité d'eau à mettre dans certaines parties du champ.
Ces découvertes guideront les chercheurs vers une meilleure compréhension du contrôle génétique des caractéristiques végétales et agronomiques, menant au développement de meilleurs hybrides pour les agriculteurs du Midwest.
Outils de prédiction de rendement
Bien que les capteurs de l'usine n'aient pas été commercialisés, il existe des produits sur le marché que les agriculteurs peuvent utiliser pour mieux prévoir les rendements et éliminer les facteurs de stress de leurs cultures.
Pixel agricole
Pixel agricole, situé à Johnston, Iowa, est une entreprise qui assiste les agriculteurs en utilisant des véhicules aériens sans pilote tels que des drones. L'entreprise peut localiser les cultures potentielles et les terres agricoles nécessitant une attention particulière grâce à des caméras hautes performances capables de détecter l'eau, nutritif, maladie, et les attaques d'insectes devant l'œil humain.
"L'une des choses pour lesquelles nous nous efforçons de transmettre les données aux agriculteurs dans un format qu'ils peuvent utiliser, ", dit Kevin Price, vice-président exécutif d'Ag Pixel. « La dernière chose que nous voulons faire est de leur transmettre l'information et de leur dire bonne chance, Nous convertissons donc les informations en une carte très détaillée et fidèle à l'échelle. »
Scout Pro
Développé par trois étudiants de l'Iowa State University, Scout Pro est conçu pour les détaillants, agronomes indépendants, organisations de producteurs, et les entreprises semencières.
Ce programme de dépistage fournit des images de haute qualité pour identifier les parasites ainsi que leur cycle de vie et leur seuil. Des photos peuvent ensuite être ajoutées au rapport de dépistage pour diagnostiquer les problèmes affectant le rendement.
« Notre objectif avec notre système est d'être une extension de ce que les gens font déjà sur le terrain, " dit Stuart McCulloh, directeur du succès client pour Scout Pro. « Nous voulons apporter cohérence et efficacité, et avoir des données de bonne qualité.
Les clients Scout Pro peuvent facilement accéder aux plateformes de dépistage et aux informations de l'Urbandale, société basée dans l'Iowa en téléchargeant l'application depuis l'AppStore d'Apple.
