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最近，密歇根州的种植者经历了两个极端。有记录以来最干燥和最潮湿的一些月份都发生在过去几年。对于植物病害，如玉米中的焦油斑和大豆中的白霉病，高湿度时期尤其成问题。

焦油斑病和白霉菌都可以在短时间内从少数受感染的植物传播到整片田地。一旦它们出现，种植者大多被降级为缓解而不是根除。

在干旱时期，疾病可能不那么普遍，农民经常寻求灌溉来补充滞后的降雨。但是微调这些系统可能很棘手，并且添加过多的水会导致意外的疾病后果。

为了解决这个问题，MSU 研究人员已经开发并正在测试一种名为 LOCOMOS 的低成本灌溉监测系统。这项工作由生物系统和农业工程系的助理教授兼灌溉专家 Younsuk Dong 领导。

借助 LOCOMOS，现场传感器可以测量土壤湿度、叶片湿度和其他环境条件。然后，通过软件对数据进行分析，该软件生成精确的灌溉建议，并通过易于使用的智能手机应用程序将其提供给种植者。通过与 MSU 创新中心的合作，该系统和应用程序的开发得到了促进。

“商业级监测系统价格昂贵，因此大多数农民无法使用，”Dong 说。“他们生成的数据也可能难以解释。需要一种使用低成本传感器的更简单的系统，而 LOCOMOS 可以与智能手机一起使用，如今几乎所有农民都可以轻松访问智能手机。

2021 年，Dong 和他的团队（包括植物、土壤和微生物科学系教授兼大田作物病理学家 Martin Chilvers）获得了美国农业部自然资源保护局 （NRCS） 为期三年的 426,000 美元赠款。

其他项目也使用了 LOCOMOS，包括一些由 Project GREEEN、密歇根大豆委员会、密歇根州玉米营销计划、密歇根州大豆委员会和密歇根州马铃薯行业委员会资助的项目。

“如果人们过度灌溉，尤其是频繁灌溉，他们可能会推动疾病的发展，这是我作为病理学家最感兴趣的这项工作的一部分，”Chilvers 说，他的工作得到了 MSU AgBioResearch 的部分支持。“此外，在用水、劳动力和设备方面，使用过多的水会带来高昂的成本。灌溉需要考虑很多因素，因此我们看到的是这些传感器如何帮助简化这一过程。

LOCOMOS 已经在各种种植系统中进行了测试，包括多种大田作物、蓝莓和马铃薯，而其他系统即将推出。

对于 NRCS 项目，研究人员正在与密歇根州的五个农场合作，以评估玉米、大豆和番茄田中的 LOCOMOS。这项研究正在进行中，但根据前三年的农场示范数据，基于传感器的灌溉调度提高了五个农场的用水效率。

Dong 说，在玉米和大豆田，LOCOMOS 提高了灌溉用水效率，同时没有增加疾病发病率。与种植者的典型灌溉计划相比，LOCOMOS 每年将 100 英亩田地的玉米利润提高 7,700 美元，大豆利润提高 1,300 美元。利润包括提高产量和降低与抽水相关的能源成本。

在番茄田中，与种植者的典型灌溉方法相比，基于传感器的调度节省了 30% 的用水量。

“在商业领域使用这些工具的初步结果看起来很有希望，”密歇根州大豆委员会研究主任马克·西蒙 （Mark Seamon） 说。“负责任地使用水和灌溉成本对于灌溉任何作物都至关重要。大豆对灌溉的反应可能比其他一些作物更复杂，因此资源和财务的管理尤为重要。

除了节水之外，该团队还发现 LOCOMOS 在其他领域具有潜力，例如通知杀菌剂或其他喷雾的时间。

该项目的成果已在多次会议和会议上分享，参与者包括农民和 NRCS 工作人员、作物顾问和水土保持专业人士。

Dong 说，研发过程的下一个重要步骤是自动化，尤其是灌溉。收集到数据后，算法将创建最佳灌溉策略并触发系统实施该策略。

“LOCOMOS 数据的性质使其能够成为帮助农民处理整个植物健康的整体工具，”Dong 说。“如果我们能够将系统从简单地提供数据转变为自动为农民进行调整，同时保持系统的成本效益，那将是一件很棒的事情。”

Seamon 相信最近的发现和未来的研究肯定会改变种植者应对灌溉和疾病挑战的方式。

“MSU 和 MSU Extension 通过研究人员、现场工作人员以及与密歇根州大豆种植者的联系提供的专业知识使这些努力的成功几乎是板上钉钉的，”他说。“应用研究使用实用方法来解决现实世界的问题和具有成本效益的管理调整，因此采用这种管理方法可能是因为对问题的实用方法。”