Augau Urugvajuje – šalyje, kurioje kiekvienam žmogui tenka keturios karvės – Virginija Pravija vaikystėje buvo pasinėręs į žemės ūkio pramonę. Vasaromis ir atostogomis Pravia stebėjo, kaip jos šeima augina galvijus ir avis bei augina tokias kultūras kaip sorgas, kukurūzai, kviečiai, miežiai ir sojos pupelės.
Neilgai trukus Pravia užsidegė panašia aistra gyventi žemėje ir daryti tai tvariai. Dabar, būdama Žemės ūkio mokslų koledžo doktorantė, Pravia naudoja Penn State sukurtą programinę įrangą, kad padėtų apsaugoti Urugvajaus gamtos išteklius ir užtikrinti, kad šalies ilgalaikis pragyvenimas galėtų tęstis daugelį metų.
Darbas su Nacionalinis žemės ūkio tyrimų institutas Treinta y Tres mieste, Urugvajuje, naudojasi Pravia Ciklai – skaičiavimo modeliavimo modelis sukūrė mokslininkai m Penn State agroekosistemų modeliavimo laboratorija — ištirti dirvožemio maistines medžiagas pasėlių ir ganyklų sistemose.
Pagal Armenas Kemanianas, gamybos sistemų ir modeliavimo docentas ir pagrindinis programinės įrangos kūrėjas, ciklai leidžia ūkininkams ir tyrėjams numatyti ir tirti pokyčius, turinčius įtakos pasėliams laikui bėgant.
„Mes kuriame kompiuterinius modelius, kurie naudojami įvairiuose lygiuose – ūkio lygiu, tyrimų lygiu ir baseino lygiu“, – sakė Kemanianas. "Šie modeliai gali imituoti, kas vyksta ūkyje, kalbant apie gamybą, naudojamas maistines medžiagas, kiek nuimama derliaus, kiek prarandama aplinka ir klimato poveikis."
Naudodami programinę įrangą Cycles, ūkininkai gali įvesti dabartinius duomenis (pavyzdžiui, dirvožemio maistinių medžiagų kiekį) ir pamatyti galimus ateities rezultatus vos spustelėję mygtuką – programinės įrangos algoritmas atlieka visus skaičiavimus.
Kadangi net ir mažiausi pasėlių valdymo sprendimai ateityje gali turėti niokojančių pasekmių, šios modeliavimo priemonės gali reikšti skirtumą tarp klestinčio derliaus ir nederlingo ar eroduoto lauko.
Būdama viena iš projekto lyderių, „Pravia“ suprato, kad šie programinės įrangos įrankiai yra neįkainojami dirbant Urugvajaus srityse. Naudodama ciklus anglies ir azoto lygiui imituoti, „Pravia“ gali dirbti su vietos ūkininkais, kad sukurtų valdymo planus ir užtikrintų sėkmingą derlių ateityje.
„Agronomijoje turime integruoti daug dalykų, kurie vienu metu vyksta aplinkoje; pavyzdžiui, kas vyksta su augalais, dirvožemiu ir klimatu“, – sakė Pravia. „Modeliavimo įrankiai labai gerai padeda vizualizuoti visus procesus kartu.
Paleidusi skaičiavimo modelius lauke, Pravia saugiai įkelia savo duomenis į Dėžė Penn State ir Lion-X sistema, kurią priglobė Kibernetinių mokslų pažangios kibernetinės infrastruktūros institutas. Naudojant šiuos debesų kompiuterijos įrankius, Pravia gali bendradarbiauti su Kemanianu ir jo komanda, nepaisant to, kad juos skiria daugiau nei 5,000 mylių.
Šis dėmesys tarpdalykiniam ir tarptautiniam bendradarbiavimui yra labai svarbus laboratorijos misijai, nes įvairioms pramonės šakoms gali būti naudinga Cycles programinė įranga.
Pavyzdžiui, John Wallace, podoktorantas, studijuojantis augalų mokslą, sako, kad viena Cycles taikymo sritis yra ekologinio ūkininkavimo pramonė. Kadangi ekologiniai ūkininkai dirba nenaudodami sintetinių pesticidų ir trąšų, norint, kad derlius būtų sėkmingas, būtina priimti protingus ir kūrybiškus pasėlių valdymo sprendimus.
„Mes galime imituoti daugybę skirtingų strategijų, pritaikydami ciklų modelį ekologinei praktikai“, - sakė Wallace'as. „Tai gali tapti ne tik nuspėjimo, bet ir puikia mokymosi priemone. Taigi, kol ūkininkas planuoja savo sėjomainą, jis gali naudoti šias priemones, kad galvotų, kaip galėtų pakoreguoti savo pasėlių valdymo planus.
Ir nors „Cycles“ dar nepateko į Pensilvanijos ūkininkų rankas, Wallace'as sako, kad bendra reakcija į idėją buvo palanki.
„Turime patariamąją tarybą, į kurią įeina kai kurie ūkininkai iš ekologinės bendruomenės Pensilvanijoje, o praėjusią žiemą pristatėme jiems idėją atviroje diskusijoje apie galimą vertę ir apie tai, kaip jie galėtų pamatyti save naudojant įrankį“, – sakė Wallace'as. . „Mes atsižvelgėme į jų indėlį ir dabar žengiame į priekį kurdami beta versijos įrankį, skirtą patogesniam vartotojui.
Cycles programinė įranga ne tik padeda ūkininkams priimti pasėlių valdymo sprendimus, bet ir gali būti naudojama tiriant ir prognozuojant žemės ūkio pokyčius dėl klimato kaitos.
„Anksčiau galėjai spėlioti ir pasakyti: „Temperatūra tikriausiai pakils ir bus sausesnė, todėl pasėlių produktyvumas gali būti mažesnis“, – sakė Ekosistemų mokslo ir valdymo katedros mokslinis bendradarbis Yuning Shi. „Tačiau naudodami modelius galime ne tik kiekybiškai įvertinti tuos klimato pokyčius, bet ir išsiaiškinti, kaip su jais elgtis.
Kaip vienas iš Cycles programinės įrangos kūrėjų, Shi bendradarbiauja su Felipe Montes – apkarpymo sistemų modeliavimo moksliniu bendradarbiu – siekdamas sujungti Cycles su Penn State integruota hidrologinio modeliavimo sistema (PIHM), programinė įranga, imituojanti hidrologiją ir maistinių medžiagų transportavimą žemės ūkio baseinuose. Derindami šias priemones, mokslininkai turi išsamesnį supratimą apie iššūkius, su kuriais ateinančiais metais gali susidurti gamtos ištekliai.
Pasak Kemaniano, šios įvairios „Cycles“ programinės įrangos programos yra augančios žemės ūkio ir informacinių technologijų (IT) išteklių integravimo tendencijos dalis.
„Studentai ir jaunieji mokslininkai vadovaus šių įrankių judėjimui į priekį“, - sakė Kemanianas. „Kadangi jie supranta, kad per IT reikia sklandžiai sujungti mokslą ir praktines programas.
O kalbant apie Praviją, nors ji neaugina galvijų ir nedirba žemės kaip jos šeima, ji tikrai tęs šimtametę žemės ūkio pažangos tradiciją su šiek tiek technologijų pagalba.
Norėdami gauti daugiau istorijų apie IT Penn State, apsilankykite news.it.psu.edu.
– Rachel Garman, Penn State
Šaltinis: Penn State News
