Apps voor het voorspellen van plantenziekten

Bekend om zijn gevarieerde landbouwproductie, het gebied van de Grote Meren biedt ideale omstandigheden voor de productie van maïs en sojabonen. Nog, deze gewassen zijn niet immuun voor de witte schimmel, noordelijke maïsbladziekte, en teervlekkenziektes die de opbrengst bedreigen.

Damon Smit, Extensiespecialist aan de Universiteit van Wisconsin-Madison, is een getrainde epidemioloog met een passie voor het leveren van modellen voor het voorspellen van plantenziekten aan boeren via smartphone-apps.

“Ik wil ervoor zorgen dat we op onderzoek gebaseerde informatie kunnen leveren op een platform dat gemakkelijk toegankelijk is voor zoveel mogelijk mensen, ', zegt Smit. "Het lijkt natuurlijk om de route van mobiele apps te volgen, omdat iedereen nu een smartphone bij zich heeft."

Hij en zijn team hebben drie gratis apps ontwikkeld op basis van ziektevoorspellingsmodellen. Twee zijn voor witte schimmel (Sporecaster en Sporebuster) en één is voor teervlekken (Tarspotter). Er zijn meer in de maak voor noordelijke maïsbladziekte en grijze bladvlek.

Tijdens de ontwikkeling van Sporecaster, Smith en zijn team moesten de ziektecyclus heroverwegen en zich concentreren op weersparameters. “Deze specifieke ziekte is vooral afgestemd op het weer. Tijdens het jaar, niet alleen de incidentie maar ook de ernst van de ziekte wordt bijna uitsluitend bepaald door het weer, ', legt Smit uit.

Met deze alternatieve benadering ze konden de waarschijnlijkheid voorspellen dat paddenstoelen, die sporen afgeven die de sojabonen infecteren met witte schimmel, in een veld aanwezig zijn.

Er bestaan ​​andere voorspellingssystemen voor witte schimmel, maar ze zijn gebaseerd op de aanwezigheid van de ziekte, wat betekent dat sojabonen al ziek zijn. Fungiciden zijn niet genezend, Smit zegt, dus als velden pas worden besproeid nadat de ziekte aanwezig is, je hebt je kans gemist om de ziekte te bestrijden en de reis en de dollars van een aanvraag verspild.

Sporecaster op de boerderij

Mike Cerny geeft snel toe dat, terwijl hij het grootste deel van zijn leven aan het boeren was, hij is meer dan eens verrast door witte schimmel. “Als je een app als deze hebt, u kunt geld besparen en een betere boer worden door te weten welke omstandigheden witte schimmel kunnen veroorzaken en welke niet, ", zegt de Walworth County, Wisconsin, teler.

Sinds het gebruik van de app, waarmee hij Smith hielp de waarheid te gronden, Cerny is twee keer gered van het onnodig aanbrengen van fungiciden op zijn boerderij.

"Sporecaster heeft het potentieel om $ 20 tot $ 40 per acre te besparen, " hij zegt. “Ik heb al mijn velden aan het begin van het jaar in de app ingevoerd, en ik controleer ze minstens wekelijks en zelfs twee keer per week, afhankelijk van het weer.”

Sinds de release in 2018, Sporecaster is gedownload 3, 500 keer. Tijdens het hoogseizoen in juli 2019, de app voerde ongeveer 600 tot 800 voorspellingen per dag uit.

De bijbehorende app voor Sporecaster is Sporebuster, dat is een return-on-investment (ROI)-calculator geprogrammeerd met economische modellen.

Boeren die Sporebuster-prijsscenario's gebruiken op basis van hun activiteiten, en de app voorspelt de ROI of break-evenkansen om de meest winstgevende fungicidebehandeling te helpen selecteren.

Sporebuster is ontwikkeld in samenwerking met landbouweconomen en is gebaseerd op datasets van 10 verschillende fungicideprogramma's die veel voorkomen in het gebied van de Grote Meren.

Wat staat er aan de horizon?

Smith en zijn team van afgestudeerde studenten blijven verbeteringen aanbrengen in de nauwkeurigheid van de voorspellingen van Sporecaster, die momenteel rond de 80% ligt. Vanwege het wijdverbreide gebruik van de app in 2019 en de bereidheid van gebruikers om feedback en gegevens te delen, ze hebben de locaties geïdentificeerd waar de app niet succesvol was, en ze evalueren waarom.

“We zijn bezig met het maken van aanpassingen om de prestaties te verbeteren, ', zegt Smit.

In aanvulling, de afgestudeerde studenten in het laboratorium proberen te begrijpen hoe rassenresistentie in het model kan worden opgenomen. Gastheergevoeligheid kan van invloed zijn op hoeveel witte schimmel in de velden zal zijn, die volgens Smith ook van invloed kan zijn op de nauwkeurigheid van het risico.

“Als we weten dat een bepaald ras vatbaar of resistent is tegen schimmel, we zouden daar rekening mee kunnen houden in de voorspellingen en op die manier de nauwkeurigheid kunnen verbeteren, ook, ', legt Smit uit.

Het framework van Sporecaster wordt al gebruikt om andere apps met vergelijkbare functionaliteit te ontwikkelen.

Tarspotter is er zo een. Deze nieuwe app heeft een seizoen van testen ondergaan en zal in 2020 een nieuwe ondergaan.

Cerny is betrokken geweest bij de ontwikkeling van Tarspotter, te. “Teervlek maakte ons bang toen het voor het eerst uitkwam, omdat er zoveel onbekenden waren voor mij als boer. Ik had één veld in 2019 dat binnen ongeveer 10 dagen van bijna vrij van teervlekken naar bedekt ging, ’ herinnert hij zich. "Destijds, teerplek was zo nieuw dat we nergens terecht konden voor informatie.”

Smith legt uit dat veel ziekten, zoals teervlekken en witte schimmel, zijn vergelijkbaar in termen van hun behoefte om te worden gecontroleerd. Fungiciden zijn het meest effectief als ze preventief worden gebruikt.

“Teervlek op maïs past heel goed in ons kader, omdat we weten dat het een van deze ziekten is die door het weer wordt aangedreven. Met deze preventieve app je hebt echt een glazen bol om te zien of je later in het seizoen klaar bent voor die ziekte, ', zegt Smit.

Boeren zoals Cerny kunnen niet alleen financiële waarde vinden van apps voor het voorspellen van plantenziekten, maar ook van educatie en bewustwording.

“Ik zie een app net zo goed als een educatief hulpmiddel als een voorspellend hulpmiddel, ' zegt Cerny. “Als je eenmaal vertrouwd bent met een app, je komt er heel vaak op terug. Tarspotter en Sporecaster doen dat allebei voor mij.”