Penulis adalah insinyur pertanian presisi dan asisten profesor di Clemson University di Clemson, S.C. Sensor ultrasonik yang dipasang di lidah yang digunakan untuk mengukur ketinggian angin pada prototipe monitor hasil jerami Clemson.
Teknologi spesifik lokasi dan laju variabel dikenal luas dan diterapkan saat ini pada tanaman baris, dalam banyak kasus didorong oleh dan dievaluasi oleh pemantau hasil. Teknologi ini adalah bagian dari subjek yang lebih luas yang dikenal sebagai pertanian presisi, di mana keputusan tanaman didorong oleh data. Monitor hasil pertama kali diperkenalkan dalam produksi jagung dan biji-bijian kecil setidaknya dua dekade lalu dan sejak itu menjadi peralatan standar di banyak pertanian.
Monitor hasil bekerja dengan mengukur laju aliran massa tanaman saat dipanen (misalnya, pon per jam) dan membagi laju aliran massa ini dengan kapasitas lapangan pemanen (misalnya, hektar per jam) untuk menghitung hasil panen dalam istilah seperti pound per acre. Jika digabungkan dengan sistem penentuan posisi global, data hasil panen ini dapat disajikan dalam bentuk peta, yang menunjukkan hubungan spasial daerah berproduksi rendah dan tinggi di suatu lahan.
Dengan sendirinya, pemantau hasil panen tidak menghasilkan pengurangan biaya produksi, hasil tambahan, atau peningkatan keuntungan, sehingga penentuan laba atas investasi umum menjadi tantangan. Namun, data yang dikumpulkan dari monitor hasil dapat mendorong keputusan manajemen yang seringkali menghasilkan profitabilitas yang lebih tinggi dengan periode pembayaran satu hingga dua tahun.
Pemantau hasil pakan ternak
Meskipun beberapa pekerjaan telah dilakukan dalam evaluasi dan pengembangan sistem penginderaan aliran massa untuk produksi jerami, hanya satu sistem untuk jerami pemantauan hasil yang tersedia secara komersial, dan sistem pemantauan hasil tidak diterapkan secara luas pada jerami. Untuk menempatkan ini dalam perspektif, di antara 10 tanaman AS teratas berdasarkan luas areal dan enam tanaman AS teratas berdasarkan nilai, jerami berada di peringkat ketiga dan satu-satunya tanaman ini di mana pemantauan hasil tidak diterapkan secara luas.
Pekerjaan yang sedang berlangsung di Clemson University melibatkan pengembangan dua teknologi independen untuk pemantauan hasil jerami:sensor aliran massa dan sistem penimbangan bale bundar. Sensor aliran massa jerami Clemson (lihat foto di atas) bekerja dengan menggunakan sensor ultrasonik untuk mengukur ketinggian windrow setelah disapu dan menghubungkan ketinggian ini dengan massa jerami per unit panjang windrow (misalnya, pound per kaki), yang dapat digabungkan dengan kecepatan gerak baler dan lebar penggaruk untuk menentukan hasil jerami dalam pound per acre.
Karena sistem ini berfokus pada pengukuran windrow dan bukan operasi fisik atau mekanis baler, sistem ini dapat disesuaikan dengan pemanen jerami mana pun:baler bulat, baler persegi kecil, dan baler persegi besar. Tiga tahun penelitian pada sistem ini umumnya menunjukkan kesalahan prediksi hasil di sekitar 10 persen atau kurang.
Untuk mendemonstrasikan aplikasi pertanian presisi untuk produksi jerami, peneliti Clemson menggabungkan monitor hasil jerami mereka dengan sistem “Resep Terarah” mereka.
Mengaktifkan data hasil
Sistem Clemson Directed Prescriptions adalah sistem yang mengintegrasikan data hasil dari percobaan strip dengan data variabilitas tanah untuk menghasilkan resep tingkat variabel untuk lapangan. Yang unik dari sistem pengembangan peta resep ini adalah bahwa sistem ini bersifat spesifik lapangan; resepnya “diarahkan” oleh data hasil dari lapangan. Sistem ini menempatkan data hasil petani untuk bekerja dan menunjukkan salah satu dari banyak aplikasi data hasil untuk produksi jerami.
Tes dimulai selama musim panas 2016 di ladang bermudagrass Tifton 85 beririgasi seluas 25 hektar dan dirancang untuk mengembangkan resep nitrogen tingkat variabel, atau peta lapangan dengan tingkat nitrogen berbeda yang ditugaskan ke berbagai wilayah lapangan. Sistem Directed Prescriptions memerlukan penerapan uji strip, di mana tingkat nitrogen yang berbeda diterapkan dalam strip tingkat tetap di sepanjang lapangan.
Tarif dalam penelitian ini bervariasi dari 40 hingga 120 pon nitrogen (N) per acre dengan penambahan 20 pon. Data hasil yang diukur dari strip ini menunjukkan bahwa hasil meningkat dengan tingkat nitrogen yang lebih tinggi, stabil pada 100 pon N per acre, tetapi keuntungan itu menurun dengan tingkat nitrogen yang lebih tinggi, dengan keuntungan maksimum terjadi pada 60 pon N per acre.
Gambar 1. Data hasil dari uji strip nitrogen dilapiskan ke peta kandungan pasir (a) dan keuntungan yang dihasilkan sebagai fungsi kandungan pasir pada setiap tingkat nitrogen (b).
Sistem Directed Prescriptions dalam hal ini menggunakan kandungan pasir sebagai dasar untuk variabilitas spasial tanah, meskipun konduktivitas listrik tanah (EC), elevasi, dan karakteristik lainnya juga dapat digunakan atau bergantian. Kandungan pasir dikontur untuk membagi lapangan menjadi tujuh zona kandungan pasir, mulai dari rata-rata 85 persen hingga 97 persen kandungan pasir di setiap zona. Sistem Directed Prescription selanjutnya melibatkan overlay data hasil dari uji strip di atas zona kandungan pasir (Gambar 1a) untuk menentukan keuntungan sebagai fungsi kandungan pasir, secara independen untuk setiap tingkat nitrogen (Gambar 1b).
Gambar 2. Resep nitrogen tingkat variabel ditentukan oleh
Sistem Resep Langsung Hasil analisis ini menunjukkan kadar nitrogen mana yang paling menguntungkan atau hasil tertinggi (tergantung pada tujuan) dalam setiap zona kandungan pasir. Pengujian ini menunjukkan bahwa kadar nitrogen yang lebih tinggi paling menguntungkan pada kadar pasir terendah, dan kadar nitrogen yang lebih rendah paling menguntungkan pada kadar pasir tertinggi. Resep nitrogen tingkat variabel yang diarahkan oleh tes ini ditunjukkan pada Gambar 2.
Selain pengembangan Resep Langsung untuk nitrogen, hasil tes ini juga memungkinkan evaluasi praktik pengelolaan zona yang diterapkan secara lebih luas untuk produksi jerami. Dalam pengelolaan zona, lapangan dibagi menjadi dua atau lebih zona pengelolaan hasil, dengan tujuan untuk menentukan zona untuk memaksimalkan perbedaan hasil antara zona dan meminimalkan perbedaan hasil dalam zona. Jika zona-zona ini ditentukan dengan benar, maka input tanaman dan keputusan lainnya dapat disesuaikan agar paling sesuai dengan hasil yang diantisipasi.
Menemukan pendekatan terbaik
Untuk lahan seluas 25 hektar dalam pengujian ini, lahan tersebut dibagi menjadi tiga zona pengelolaan berdasarkan kandungan pasir. Hasil dari uji strip nitrogen digunakan untuk membuat skenario "bagaimana jika" di mana tingkat nitrogen ditetapkan di dalam masing-masing zona ini tetapi bervariasi di seluruh zona, khususnya dengan tingkat nitrogen yang lebih tinggi diterapkan di tanah yang lebih berat dan tingkat nitrogen yang lebih rendah diterapkan di tanah yang lebih ringan. tanah.
Studi ini, yang merupakan awal dari studi jangka panjang yang melibatkan banyak input tanaman, menggunakan monitor hasil jerami untuk mengungkapkan bagaimana keuntungan dapat ditingkatkan dalam produksi jerami. Sebelum dimulainya penelitian ini, ini adalah ladang Tifton-85 yang diairi secara intensif dengan penerapan laju tetap 100 pon N per acre di antara stek. Hasil hasil dari tes ini menyarankan bahwa jika tingkat nitrogen tetap diterapkan di seluruh lapangan, penerapan 60 pon N per acre akan menghasilkan keuntungan $ 12 per acre lebih banyak per pemotongan bila dibandingkan dengan tingkat 100 pon N.
Jika zona pengelolaan hasil digunakan untuk penetapan kadar nitrogen berdasarkan zona, data menunjukkan bahwa keuntungan akan menjadi $4,50 per acre lebih besar per pemotongan daripada pada tarif tetap 60 pon N. Akhirnya, sistem Resep Langsung menyarankan bahwa keuntungan akan menjadi $ 14,50 per acre lebih besar per pemotongan daripada pada tingkat tetap 60 pon N per acre. Penatagunaan lingkungan juga ditingkatkan; bila dipraktekkan dengan benar, manajemen zona dan resep terarah mengoptimalkan penggunaan nutrisi di lapangan, mengurangi aplikasi yang berlebihan.
Nilai sistem pemantauan hasil tergantung pada bagaimana informasinya digunakan untuk meningkatkan pengelolaan. Pengembalian investasi harus dievaluasi berdasarkan kasus per kasus dan pertanian demi pertanian. Dengan empat stek per tahun, studi yang dibahas di sini menunjukkan potensi manfaat lebih dari $50 per acre per tahun dari penerapan data hasil dalam menentukan tingkat nitrogen. Jika sistem pemantauan hasil jerami dijual seharga $7.500, data yang dikumpulkan di sini menunjukkan bahwa sistem tersebut dapat dibayar hanya dengan 150 hektar produksi jerami tahunan dengan penghematan pupuk nitrogen saja.
Artikel ini muncul di Hay &Forage Grower edisi April/Mei 2017 di halaman 14.
Bukan pelanggan? Klik untuk mendapatkan majalah cetak.
