當你收獲玉米的時候,可能會生出這樣的念頭:有沒有更好的方法在生產季節就可以預測出玉米的產量?
楊海順(音譯)認為有。楊是內布拉斯加大學的農學教授,同時也是計算機建模專家。他正在嘗試使用程序來處理數字,使之轉化為對農民有用的數據。
他開發的程序叫做“混合玉米”(Hybrid-Maize),你可以上傳所有農場相關的天氣和農學狀況。在生長季節的任何時間,“混合玉米”都可以綜合降雨、土壤水分、每日溫度、種植日期和種植數量,提供一個估算的玉米產量。楊說“混合玉米”的圖形界面非常友好,易于使用。
所有數值輸入都可以在首頁完成
據楊介紹,該模型主要綜合分析實時氣象資料、歷史天氣數據和玉米產量的最大單一影響因素,從而得出結果。在生產季節的任何時間點估計產量,它首先調取這個生產季最新的天氣數據,然后利用往年的歷史數據代替本生產季余下時間的數據。
舉例來說,如果你在6月15日運行程序,它會調取從本季開始直到6月15日的天氣數據,并且假定6月15日之后的天氣情況與以往每年的歷史天氣情況相似。
隨著生長季的進行,不斷更新當前天氣數據,使產量預測的精度越來越高。
“如果你有20年的歷史數據,該程序會計算出20種可能的結果,從最好的到最糟糕的,然后給你一個平均值。”楊說。“隨著生長季的進行,預測值會越來越接近實際最終產量,因為使結果偏離平均值的數據越來越少”。
在2014年,楊的團隊與來自全國玉米帶(從堪薩斯州到俄亥俄州)的25個地區的推廣合作者一同測試了“混合玉米”模型。他們從各種官方報告中找到當地的數據,輸入到程序中估算當地產量。
“混合玉米”使用區域
如果有足夠多的當地合作者(包括農民)集合在一起,楊說,這些數據可以用來估算整個生長季節地區、州及國家的玉米產量。參與者和歷史數據越多,最終產量預測就變得越準確。
“當‘混合玉米’模擬某一片農田的玉米產量時,它假定這一片農田的作物管理水平和土壤性質是相同。”楊說。“這樣的農田可以代表一個天氣、作物管理及土壤性質條件相似的地區。”
好消息是,大部分需要的數據在公共記錄中都可以找到,如美國國家氣象局數據或美國農業部數字土壤地圖。其他相關數據,包括種植日期、種植數量以及雜交品種的成熟期,也可以輸入到模型中。“所有數據都可以找到。”楊說。
出人意料的是,國家氣象局的數據沒有想象的那么容易獲取。部分觀測站沒有納入全國聯網,所以不能自動獲取數據并上傳到“混合玉米”。
當然,預測產量有一定的局限性。“混合玉米”不能理解養分嚴重不足、冰雹災害、雜草侵襲及作物病害等情況,它假定這些情況都符合歷史平均水平。
“當農作物病害異常嚴重時,程序不能理解這種情況,因為這與以前收集到的數據不符。”楊說。
他以2012年為例來說明這一點。這一年,隨著夏季的進行變得越來越干旱。每兩周一次的產量預測是以平均或正常的天氣來預測的,但實際的天氣卻越來越干旱,直到收獲才能得知產量受損的具體情況。
在2014年,由于當年的天氣狀況與歷史記錄相似,“混合玉米”在早期就預測出了準確的產量。
“值得注意的是,在2014年7月20日進行當年第一次產量預測時,我們預測有14塊旱地玉米田的產量會超過平均水平,最后證明其中11塊都與預測相符。”楊指出。
在2014年,由于過多的降雨,一些玉米田在生長季后期遇到了氮短缺的問題,他繼續說道。“混合玉米”模型并沒有考慮到這一點,在少數情況下,預計產量比實際產量高。
利用“混合玉米”分析生長動態
楊說,許多人都對他的計算機模型表現出興趣。首先是農民,此外還有保險公司、種業公司、食品公司,以及生物燃料行業都對作物產量的早期預測產生了極大的興趣。
“你掌握的數據越多,效果越好。”楊說。針對的大豆類似模型正處在研發的初始階段。
在未來,他希望增加可輸入的數據類型,例如免耕面積和節水技術,讓“混合玉米”變得更準確。
“我們希望知道更多關于水分脅迫在不同生長階段對作物的影響。”他補充道。
美國農業部已經連續多年提供生長季中作物產量預測報告。與“混合玉米”相比,美國農業部的預測報告包含更多當地作物狀況的樣本數據。
楊認為這兩種系統都有效,但組合使用可能效果更好。“混合玉米”在收集各方面數據上更有效率,他說,因為它不需要人們真正下田監測作物。














