ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Amy Spillman, (301) 504-1624, aspillman@ars.usda.gov
August 26, 2002

In the not-too-distant future, tractors already decked out with air conditioning units, CD players and global positioning systems may be equipped with another handy gadget, according to Agricultural Research Service scientists and university cooperators.

The gadget in question? An optical sensor that detects weeds and prompts a herbicide sprayer to target them as the tractor drives up and down crop rows. The technology means less herbicide in the environment and lower costs for farmers.

Most farmers now apply herbicides uniformly over a field, but weed distribution is often patchy-particularly grass weeds in cereal crops. Kansas State University graduate student Ning Wang and KSU professor Naiqian Zhang, in collaboration with agricultural engineer Floyd Dowell of ARS' Grain Marketing and Production Research Center in Manhattan, Kansas, and others have developed an optical weed sensor and spray control system that takes the guesswork out of herbicide application.

Using a near infrared spectrometer, the researchers studied the light absorption characteristics of weed stems and leaves. They identified five wavelengths that can be used to discriminate weeds from crops and soil and, with them, developed the optical sensor.

The current model requires the tractor operator to spend about 5 to 10 minutes "training" the sensor to spot different weeds. The operator does this by placing the sensor above a weed and typing in a "weed code" on a simple keypad. Once the weed sensor has enough statistical data, it prompts the operator to begin driving up and down the rows. If the sensor detects weeds, the herbicide applicator will spray them.

During laboratory tests, the sensor identified wheat, bare soil, and weeds with accuracies approaching 100 percent. Although these results are promising, the researchers believe it will be several more years before the system is ready to be commercialized.

ARS, the U.S. Department of Agriculture's chief scientific research agency, provided funding for this research, as did KSU, the National Science Foundation and the Advanced Manufacturing Institute.

El aparato ‘inteligente' elimina la conjetura de rociar herbicidas contra las malas hierbas

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Amy Spillman, (301) 504-1624, aspillman@ars.usda.gov
26 de agosto 2002

En el futuro muy cerca, los tractores que ya tienen unidades de acondicionamiento del aire, tocadores de discos compactos, y los sistemas de posición global (GPS) podrían ser equipado con otro aparato útil, según los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y sus colaboradores.

¿Y qué aparato? Un sensor óptico que detecta las malas hierbas y estimula un rociador de herbicidas a regarlas cuando el tractor se mueve a través de las filas de la cosecha. La tecnología puede resultar en menos herbicidas en el medio ambiente, y menos costos para los granjeros.

La mayoría de los granjeros ahora aplican herbicidas uniformemente encima del campo. Pero la distribución de las malas hierbas frecuentemente es desigual, particularmente con las malas hierbas herbáceas en las cosechas de granos. El estudiante Ning Wang de la Universidad Estatal de Kansas
(KSU) y el profesor de KSU Naiqian Zhang, en colaboración con el ingeniero agrícola Floyd Dowell del Centro deMercadeo y la Producción de Grano del ARS en Manhattan, Kansas, y otras han desarrollado un sensor óptico para detectar malas hierbas y un sistema de rociar que eliminan la conjetura de la aplicación de herbicidas.

Con el uso de un espectrómetro de casi-infrarrojo, los investigadores estudiaron las características de absorción de luz por los tallos y hojas de las malas hierbas. Ellos identificaron cinco longitudes de onda que se pueden usar para diferenciar entre las malas hierbas, las cosechas y el suelo, y con estas longitudes de onda, desarrollaron el sensor óptico.

El modelo actual requiere que el operador del tractor tome cinco a diez minutos para "entrenar" el sensor para detectar las diferentes malas hierbas. El operador lo hace al poner el sensor encima de una mala hierba y escribir por máquina un "código de mala hierba" en un teclado numérico simple. Cuándo el sensor tiene suficiente datos estadísticos, el hace una señal para que el operador del tractor comience a moverse de arriba hacia abajo de las filas de cosecha. Si el sensor detecta las malas hierbas, el aplicador de herbicidas las rocían.

Durante ensayos del laboratorio, el sensor identificó el trigo, el suelo descubierto, y las malas hierbas con exactitud de casi 100 por ciento. Aunque estos resultados son prometedores, los investigadores creen que serán algunos años más antes de que el sistema está listo para comercialización.

ARS, la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de Estados Unidos, proveyó financiamiento para esta investigación, conjuntamente con la Universidad Estatal de Kansas, la Fundación Nacional de Ciencia, y el Instituto de Manufactura Avanzada.